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ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERÍA
299009 – TELEFONIA
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA
CURSO DE TELEFONÍA
299009 - TELEFONIA
Eleonora Palta Velasco
(Director Nacional)
Revisor: Fernando Cañón
Evaluador: Rememberto Carlos Moreno Herazo
POPAYÁN
Julio de 2013
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INTRODUCCIÓN
El curso Telefonía correspondiente al componente profesional del Programa de
Ingeniería electrónica tiene como objetivo inducir al estudiante en el campo de las
telecomunicaciones partiendo de sus bases conceptúales, su evolución y
adaptación a través de la historia.
El curso tiene 3 créditos académicos los cuales comprenden el estudio
independiente y el acompañamiento tutorial, con el propósito de:
1. Fundamentar los principios teóricos sobre la telefonía, y la estructura y
conceptualización de la conmutación en general.
2. Inducirlo en el reconocimiento de los planes técnicos fundamentales,
alcances de la telefonía IP y sistemas comerciales de conmutación.
3. Ubicar al estudiante en la operatividad, mantenimiento de centrales y
evolución de los servicios telecomunicativos.
Este curso esta compuesto por tres unidades didácticas a saber:
Unidad 1. Introducción a la conmutación: Aquí se parte del concepto de telefonía,
las soluciones que en cuanto a comunicaciones se vinieron a experimentar,
llegando a la identificación de los componentes básicos de una central integrando
sus sistemas de conmutación
Unidad 2. Planes técnicos fundamentales y sistemas comerciales: se profundiza
en los términos de señalización, sincronización, numeración, tasación, entre otros;
para desembocar en lo que representa la telefonía IP, y los parámetros
electromecánicos y digitales que caracterizan una central.
Unidad 3. Operación, mantenimiento y evolución tecnológica: Esta unidad
concluye describiendo conceptos avanzados de telefonía y la incursión en los
servicios avanzados como MPLS/GMPLS. Se profundiza en el manejo de las
centrales digitales.
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INDICE DE CONTENIDO
UNIDAD No. 2: PLANES TECNICOS FUNDAMENTALES Y SISTEMAS
COMERCIALES
Capítulo No. 1 Planes Técnicos Fundamentales
Introducción
Lección No. 1 Principios de Señalización
Introducción a la Señalización en Redes Digitales
Lección No. 2 Tipos de señalización
Señalización por canal asociado
Señalización por canal común. Generalidades
Lección No. 3 Señalización Canal Común SS7
SS7. Parte de Transferencia de Mensajes
SS7. Parte de Usuario RDSI
Lección No. 4 Sincronización
Sincronización de redes digitales
Lección No. 5 Otros planes técnicos
Numeración
Tasación
Emulación
Transmisión
Calidad
Capítulo No. 2 TELEFONÍA IP
Introducción
Lección No. 6 Principios generales
Principios generales
Lección No. 7 Componentes y funcionamiento de una red de VoIP
Componentes principales
Encapsulamiento de una trama de VoIP
Funcionamiento de una red VoIP
Lección No. 8 Estándares actuales
Tipos de protocolos de VoIP
Tipos de Arquitectura
Lección No. 9 Factores de Calidad
Factores que afectan la calidad de VoIP
CODEC
Pérdida de trama
Lección No. 10 Retardo en redes VoIP
Fuentes de retardos
Cancelación de ECO
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Talker Overlap
Variación del retardo –Jitter
Retardo Total
Lección No. 11 PROTOCOLO H.323
Lección No. 12 PROTOCOLO SIP
Capítulo No. 3. SISTEMAS COMERCIALES DE CONMUTACIÓN
Introducción
Lección No. 13 Parámetros que describen el funcionamiento de una central
Lección No. 14 Centrales electromecánicas
Siemens F1; EMD F6m
Lección No. 15 Centrales digitales
Central digital Ericsson – AXE
Central digital Alcatel Sistema 12
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LISTADO DE TABLAS
Tabla 4.1. Arquitectura de RDSI, respecto a los niveles OSI
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LISTADO DE GRÁFICOS Y FIGURAS
Figura 4.1 proceso de establecimiento de una llamada
Figura 4.2 Recepción de una señal digital
Figura 4.3 Métodos de sincronización de las redes digitales
Figura 5.1 Componentes VoIP
Figura 5.2 Trama VoIP sobre una red LAN y WAN
Figura 5.3 Flujo de circuito de voz comprimido
Figura 5.4 Funciones del router
Figura 5.5 Funciones del PBX
Figura 5.6 Arquitectura centralizada VoIP con protocolo MEGACO
Figura 5.7 Arquitecturas de control VoIP distribuida y centralizada con protocolo
SIP
Figura 5.8 Estándares comunes
Figura 5.9. Derivado de la G.113
Figura 5.10 Retardos algorítmicos
Figura 5.11 Figura de comprensión g.729
Figura 5.12 Retardos de paquetización mas comunes
Figura 5.13 Efectos superpuestos
Figura 5.14 Retardos de serialización
Figura 5.15 Posibles retardos fijos y variables en una red
Figura 5.16 líneas con relación al limite de retardo
Figura 5.17 Resultados funcionales del gateway
Figura 5.18 Red VoIP con fuentes de retardo
Figura 5.19 Retardo total
Figura 5.20 gateways conectados vía VPN ofrecido por un ISP
Figura 5.21 tabla para determinar retardo limite
Figura 5.22 Protocolo H.323
Figura 5.23 Componentes de una red VoIP
Figura 5.24. IP Phone
Figura 5.25 Arquitectura de protocolos
Figura 5.26 Canales lógicos establecidos durante una llamada
Figura 5.27 Red SIP
Figura 5.28 Red SIP con servidor de registro
Figura 5.29 Llamada de PC a PC
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UNIDAD 2
Nombre de la Unidad
PLANES TÉCNICOS FUNDAMENTALES Y SISTEMAS COMERCIALES
Introducción
Las Telecomunicaciones son las encargadas de llevar adelante el servicio de
proveer comunicaciones eléctricas a distancia. El servicio es soportado por una
industria que depende de una cantidad enorme de ingenieros y científicos con
especialización creciente. El servicio telefónico puede ser público o privado. El
ejemplo más específico de un servicio abierto a la correspondencia pública es el
teléfono incorporado a una compañía telefónica, cuando está basado en la
empresa privada, o la administración de la telefonía cuando el gobierno es el
propietario. La mayor parte de la industria de las telecomunicaciones se dedica a
la red telefónica. La ingeniería de telecomunicaciones se ha analizado
tradicionalmente en dos segmentos básicos: transmisión y conmutación.
Justificación
El desarrollo de una red de telecomunicaciones se debe ceñir estrictamente a
planes técnicos para que permita la interoperabilidad entre diferentes tipos de
sistemas y de operadores.
Intencionalidades Formativas
7. Fundamentar los principios teóricos sobre planes técnicos fundamentales.
8. Introducción un nuevo concepto: VoIP
9. Capacitar a los estudiantes para la comprensión de las estructuras de
conmutación y redes de telecomunicaciones
Denominación de capítulos
4. Planes Técnicos Fundamentales
5. Telefonía IP
6. Sistemas Comerciales de conmutación
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CAPITULO 1: PLANES TECNICOS FUNDAMENTALES
Introducción
Lección No. 1 Principios de señalización
SEÑALIZACIÓN
Señalización en redes digitales – Introducción
Cuando una persona intenta establecer una comunicación para intercambiar
información con otra, vía telefónica, se requiere de una compleja y vasta
estructura como lo es la red de telefonía. El secreto para que todo funcione a la
perfección no es mas ni menos que el sistema de señalización de que está
dotada, estandarizado y universal, adoptado por todos los fabricantes de sistemas
y operadores que prestan servicios al público. A un nivel muy simple se pueden
distinguir dos tramos diferentes en el camino que sigue una comunicación
telefónica: uno es el que va desde el usuario hasta la central que le da servicio, lo
que se llama bucle de abonado, y otro el comprendido entre las centrales de
origen y destino de llamada, que puede ser muy corto (caso de comunicación en la
misma ciudad) o muy largo, pasando por múltiples centrales intermedias (caso de
una comunicación internacional). En uno y otro, la señalización utilizada para el
intercambio de comandos (usuario a red y entre nodos de red) es diferente y
especifica del mismo, debiendo cumplir el objetivo marcado y conseguir que todo
el proceso sea imperceptible para el usuario, que en cualquier lugar del mundo
actúa de la misma manera, sin necesidad de aprender nuevas reglas cuando se
desplaza de un país a otro.
Desde el lado del usuario con independencia de la tecnología empleada, analógica
o digital, se sigue el proceso que se muestra en la siguiente figura, en donde se
muestran las etapas que se suceden desde que se levanta el microteléfono para
hacer una llamada hasta que se da por finalizada la comunicación al colgarlo.
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Figura 4.1 proceso de establecimiento de una llamada
Si nos centramos en la parte de red, ya que es en esta donde la señalización
juega un papel fundamental para el funcionamiento de la misma y la oferta de
servicios hacia los usuarios, entre ellos los denominados red inteligente, tenemos
que se pueden considerar dos tipos distintos de señalización: señalización por
canal asociado (CAS), el utilizado tradicionalmente, y señalización por canal
común (CCS), el que se esta empleando en las modernas redes digitales.
Concluyendo, en el contexto telefónico, señalización significa el proceso de
generación y manejo de información e instrucciones necesarias para el
establecimiento de conexiones en los sistemas telefónicos. Es decir, el sistema
debe producir, transmitir, recibir, reconocer e interpretar señales en un proceso
cuyo resultado será una conexión específica a través del sistema de conmutación.
La aparición de los microprocesadores, como unidades de control de las centrales,
ha dado lugar a la progresiva sustitución de los mecanismos de señalización
convencionales por métodos mas avanzados que se inspiran en las técnicas de
dialogo entre procesadores, usuales en las redes de ordenadores. Ello ha dado
lugar a una nueva tipificación de la señalización: por canal asociado y por canal
común.
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Lección No. 2 Tipos de señalización
Señalización por canal asociado (CAS)
CAS (Channel Associated Signaling).
La señalización esta directamente asociada al canal que transporta la información.
La voz viaja por los mismos circuitos y conjuntamente con las señales de control,
pudiendo ser la señalización por corriente continua (señalización DC en banda),
tonos de frecuencia (fuera de banda) o digital (ranura de tiempo 16 en la trama
PCM). A diferencia de este sistema, si se emplea la señalización por canal común
(CCS), las señales viajan por su propio camino, constituyendo éstos una red de
señalización en si misma que transporta la información entre las centrales y, por lo
tanto, permite tratarlas como abonados en la red de señalización.
CAS indica que la transferencia de señales esta asociada de forma muy cercana
con el canal de comunicación de voz. En otras palabras, la señalización y el tráfico
de voz viajan a través de la misma ruta a través de la red. Una característica típica
de estos sistemas es que la señalización de troncal se envía sobre un enlace PCM
con 32 intervalos de tiempo, en el cual en el intervalo 16 va la información de
señalización. La información enviada en el IT 16 (intervalo de tiempo 16) es
llamada “señal de línea” y las señales enviadas en los canales de tráfico de voz se
llaman “señales de registro”, cuya información es numérica es decir se refiere a las
cifras del # B, del #A, categoría de los abonados, etc. Información que se
encuentra almacenada en los registros de los equipos de control, de allí su
nombre.
• Señalización de línea: Es usada para monitorear la línea, antes, durante y
después del establecimiento de la llamada.
• Señalización de registro: Señales para transmitir la información numérica, que
sólo se transfiere una vez, la información numérica se almacena en Registros, por
lo tanto, involucra los registros de varias centrales.
Señalización por canal común
CCS (Common Channel Signalling). La señalización de todos los canales se hace
por un canal específico, dentro de los disponibles. Varios canales de información
se combinan junto con los de señalización dentro de un medio de transmisión
común, para lo cual las distintas señales se codifican y mezclan en el extremo
emisor, realizándose el proceso contrario en el receptor, para recuperar la señal
digital original.
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La señalización por canal común, cuyo ejemplo significativo es el SS7 del CCITT,
reporta muchas ventajas, entre ellas el que se puede compartir un dispositivo de
señalización común, con capacidad de atender miles de llamadas, por lo que se
ahorra en equipo, y transmite mucha mas información y mas rápidamente por el
canal de 56 (USA) o 64 kbits/s (Europa) que lo que se consigue con una
señalización multifrecuencia, propia de la señalización por canal asociado. Sin
embargo, esta señalización, al ser mas potente, lleva aparejado un incremento en
la necesidad de señalización, debido fundamentalmente a la cantidad y variedad
de servicios que pueden ofrecerse con ella, un hecho que podemos comprobar
con las continuas ofertas que hacen todos los operadores, tanto de servicios fijos
como móviles: los nuevos para conseguir entrar y los establecidos para evitar que
les quiten cuota de mercado. Sin la capacidad que proporciona una señalización
de este tipo no podría existir diferenciación real en l a oferta más que en cuanto a
precios se refiere, ya que en cuanto a conmutación de llamadas todos los equipos
del mercado se comportan de manera muy similar. Otras dos ventajas importantes
que aporta son el hecho de permitir la señalización durante todo el tiempo que
esta establecida la comunicación, y no solamente al principio, y admitir el
intercambio de señales entre centrales que no están directamente conectadas por
enlaces.
Lección No. 3 Señalización Canal Común SS7
SS7. Parte de transferencia de mensajes
Desde hace muy poco la tendencia es usar un canal de datos completamente
aparte para transmitir información de control entre conmutadores. Esta
señalización por canal común reduce los fraudes y permite que una llamada se
establezca por completo antes que se use un canal de voz.
La versión actual de la señalización por canal común es el Sistema de
Señalización Numero Siete, (Signaling System Seven SS7). SS7 es una red de
datos de conmutación por paquetes que enlaza las centrales entre si con centros
de conmutación de larga distancia y con bases de datos centralizadas que se usan
con ciertos propósitos, como la indicación de llamada, haya correo de voz,
encaminamiento de los números 800 y 900, información de itinerancia (roaming)
de teléfonos celulares y de sistemas de comunicación personales (PCS). Mediante
el SS7 pueden enviarse más datos con mayor rapidez y menor interferencia con
las señales de voz que con los viejos esquemas de señalización que requerían
señales dentro del canal.
El SS7 utiliza canales dedicados de datos de 64Kb/s. Con este propósito se
reasigna, regularmente, un canal digital de voz en cada dirección; la tasa de datos
es la misma que la de un canal de voz en cuanto a que acomoda los 64 Kb/s.
Con SS7, las llamadas se establecen sin necesidad de asegurar un canal de voz
de larga distancia hasta que la conexión este hecha. Como los circuitos locales
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analógicos no soportan la señalización por canal común es necesario asegurar
una conexión de voz desde el usuario hasta la central.
SS7. Parte de usuario RDSI
La introducción de técnicas digitales y los sistemas de señalización por canal
común llevaron a la creación de una Red Digital Integrada (RDI), capaz de
transportar cualquier tipo de información. En la RDI la conexión del usuario con la
central local es analógica. Para la consecución de la Red Digital de Servicios
Integrados (RDSI), es necesaria una conectividad digital completa, definiendo una
línea digital de usuario que permita la conectividad de diversos tipos de terminales.
La definición que CCITT3 hace es la siguiente:
“La Red Digital de Servicios Integrados es una red que procede por evolución de
una Red Digital Integrada y que facilita conexiones digitales extremo a extremo
para proporcionar una amplia gama de servicios, tanto de voz como de otros tipos
y a la que sus usuarios tienen acceso a través de un conjunto limitado de
interfaces normalizados”.
La RDSI se integra en el esquema de capas OSI (Open Systems Interconnection),
en el que cada nivel realiza un subconjunto de las funciones requeridas para la
comunicación, cuyo esquema de funcionamiento es el siguiente:
.Nivel Físico: Realiza la transmisión de cadenas de bits, sin ninguna estructuración
adicional, a través del medio físico. Tiene que ver con las características
mecánicas, eléctricas, funcionales y los procedimientos para el acceso al medio
físico.
Nivel de enlace: Se encarga de la transferencia fiable de información a través del
enlace físico, enviando los bloques de datos (tramas o frames), con la
sincronización, control de errores y control de flujo necesarios.
Nivel de red: Proporciona a los niveles superiores la independencia de la
transmisión de los datos y de las tecnologías de conmutación empleadas para la
conexión de los sistemas. Es responsable de establecer, mantener y terminar las
conexiones.
3 CCITT (Comité Consultivo Internacional Telegráfico y Telefónico)
4. Nivel de transporte: Proporciona la transferencia de datos fiable y transparente
entre dos puntos. Facilita la corrección de errores y el control de flujo entre dichos
puntos.
5. Nivel de sesión: Facilita las estructuras de control para la comunicación entre
aplicaciones. Establece, dirige y termina las conexiones (sesiones) entre
aplicaciones que se comunican.
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6. Nivel de presentación: Proporciona independencia a los procesos de aplicación
respecto de las diferencias de representación de los datos (formatos, sintaxis).
7. Nivel de aplicación: Suministra el acceso al entorno OSI por parte de los
usuarios y proporciona los servicios de información distribuida.
La arquitectura del protocolo RDSI, respecto de los niveles OSI, se define pues:
Tabla 4.1. Arquitectura de RDSI, respecto a los niveles OSI.
Las funciones del nivel físico incluyen:
1. Codificación de los datos a ser transmitidos.
2. Transmisión de datos en modo full dúplex, a través del canal B.
3. Transmisión de datos en modo full dúplex, a través del canal D.
4. Multiplexado de los canales para formar la estructura BRI o PRI.
5. Activación y desactivación de los circuitos físicos.
6. Alimentación del terminador de la red al dispositivo terminal.
7. Identificación del terminal.
8. Aislamiento de terminales defectuosos.
9. Gestión de accesos al canal D.
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Lección No. 5 Sincronización
Sincronización de redes digitales
DESLIZAMIENTOS
En una Red Digital Integrada, las centrales pueden ser consideradas como fuentes
de información, que introducen mensajes en el sistema en forma de impulsos
eléctricos espaciados uniformemente: los bits. Los mensajes se envían a través
del sistema de transmisión y son ocasionalmente conmutados hacia una nueva
ruta en una central, a fin de alcanzar el abonado llamado.
1. Red Digital Integral
2. Memoria Elástica
Figura 4.2 Recepción de una señal digital
Los bits llegan a cada central con su propia velocidad (que depende de factores
como el reloj de la central de origen, la distancia recorrida, la temperatura
ambiente, etc.) y son llevados a un almacén temporal como se ve en la figura 7.1
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b. La misión de este almacén es la de adaptar la fase de la señal entrante con el
reloj de la central.
La operación de recepción y almacenamiento de los bits entrantes en el almacén,
es controlado por una señal de reloj F1 que se obtiene a partir del propio tren de
bits mediante un circuito PLL (Phase Looked-Loop) de regeneración de reloj. La
información contenida en la memoria elástica es leída, para ser procesada al
interior de la central con una frecuencia F2 determinada por el reloj de la central.
Dependiendo de la relación entre las frecuencias F1 y F2 se pueden presentar dos
situaciones:
1. La frecuencia de escritura de F1 es mayor que la de lectura F2. Se presenta un
descuadre de lectura de algunas unidades de información y no alcanzan a ser
leídas antes de la llegada de nuevas unidades, esta razón induce a que las ultimas
se almacenen sobre las anteriores produciéndose una perdida de información.
2. La frecuencia de escritura F1 es menor que la de lectura F2. Algunas de las
unidades de información almacenadas en la memoria elástica alcanzan
a ser leídas dos veces antes de la llegada de las nuevas unidades. Por tal motivo
se produce una repetición de información.
En ambas situaciones se produce una distorsión de la información que recibe el
nombre de deslizamiento. Dependiendo del tipo de memoria elástica utilizada, las
unidades de información que se manejan pueden ser canales o tramas, por lo que
se habla entonces de “deslizamiento de canal” o deslizamiento de trama”.
La memoria elástica de trama es el más utilizado puesto que con cada
deslizamiento solo se pierde una muestra de cada canal, y a la siguiente trama se
vuelve a recibir la información correcta.
Causas de los deslizamientos
1. Relojes imperfectos
Los relojes no son ideales sino que, por el contrario, poseen características que
limitan su precisión y estabilidad. Por esta razón, relojes distintos no operaran en
un momento dado a la misma frecuencia, a menos que se tomen las medidas
necesarias.
2. Variaciones en los retardos de transmisión
Los cambios en la temperatura ambiente influyen sobre las características de
propagación de los medios de transmisión, modificando la longitud eléctrica de los
mismos. Como consecuencia se presentan variaciones en el retardo de
transmisión de la señal que afectan su velocidad de llegada.
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3. Fluctuaciones
Se llaman así a las variaciones en los tiempos de llegada de los bits a la central, y
se presentan de dos tipos: de alta frecuencia y de muy baja frecuencia. La de alta
frecuencia (jitter) es causada por los equipos de línea o repetidores, localizados a
lo largo del trayecto de transmisión. La fluctuación de muy baja frecuencia u
oscilación (wander) es originada por las características de los relojes y las
variaciones de los retardos de transmisión, y por el propio equipo de control del
reloj.
Efecto de los Deslizamientos
Los efectos dependen en alto grado del tipo de información involucrada. Los
diferentes servicios prestados por la red digital de telecomunicaciones poseen
distintos grados de redundancia en la codificación de su información; de este
modo, si un deslizamiento afecta a un servicio con mayor redundancia, las
consecuencias del mismo serán menores que en caso de un servicio con poca
redundancia.
Este es el análisis de cómo se ven afectados los diferentes servicios:
1. Voz
La señal de voz digitalizada mediante la técnica MIC posee una gran redundancia,
por lo que un deslizamiento solo produce un pequeño ruido a menudo inaudible
para el usuario. En centrales que solo conmutan voz bastaría con utilizar relojes
con una precisión de 1 ppm (partes por millón).
2. Datos a 64 Kbps
En este caso la redundancia es menor que con la voz digitalizada con MIC, lo cual
hace necesaria la utilización de técnicas de detección y recuperación de errores
en la transmisión. Cuando un deslizamiento afecta el canal de datos, los códigos
de detección de errores permiten detectar esta situación, frente a la cual
generalmente se retransmite la información. Esto tiene como consecuencia
retardos en la comunicación. Cuando se tienen varios canales de datos
multiplexados en un mismo canal de 64 Kbps, un deslizamiento puede causar la
perdida de la alineación de trama de los datos y por consiguiente un mal
enrutamiento de la información hasta cuando se detecte la perdida de alineación.
3. Señalización por Canal Común
En principio para el SS7, el efecto es similar al de los datos. Los protocolos de
señalización poseen mecanismos de seguridad que, en general, evitan que se
presenten efectos dañinos para los servicios soportados, como por ejemplo un mal
encaminamiento. El efecto se reduce entonces a un retardo en la transmisión de la
información de señalización debido a las retransmisiones, lo cual no tiene mucho
impacto en los servicios.
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4. Facsímil
Dependiendo de la técnica de codificación empleada, el efecto sobre este servicio
puede ser crítico, pues un deslizamiento puede producir el desplazamiento de una
línea y consecuentemente destruir la imagen haciendo necesaria su retransmisión.
RELOJES
El elemento esencial en el problema de sincronización de las redes digitales son
los relojes. De lo que se trata es de mantener los relojes de las centrales de
conmutación funcionando dentro de ciertos márgenes de tiempo.
Se define reloj a una fuente de frecuencias que es posible conectar a un divisor o
a un contador de frecuencia y que, en sistemas digitales de conmutación, facilita
una base de tiempos para controlar la sincronización de la red de conmutación de
la central.
Parámetros de funcionamiento
1. Precisión
Expresa en un momento dado, la diferencia entre el reloj y una frecuencia de
referencia que tiene una estabilidad muy alta. La precisión se representa de la
siguiente manera:
Donde f representa la frecuencia del reloj en cuestión y f0 la frecuencia de
referencia.
2. Estabilidad
Expresa la variación de la frecuencia con el tiempo y se define como el grado en
que un reloj producirá la misma frecuencia durante un periodo de tiempo una vez
establecida la operación continua. La estabilidad se representa de la siguiente
manera:
Donde f1 es la frecuencia del reloj en el instante t1, y f2 lo es en t2.
Tipos de Relojes
Existen tres tipos básicos de generadores de frecuencia para las centrales de
conmutación: los de cesio, los de vapor de rubidio y los de cristal de cuarzo. Los
dos primeros funcionan con base en la frecuencia de oscilación de los átomos de
sus componentes, razón por la cual se denominan relojes atómicos. El reloj de
cuarzo funciona con base en las características piezoeléctricas de este material.
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1. Reloj de Cesio.
Los osciladores de haz de cesio tienen una estabilidad a largo plazo muy alta, del
orden de 10-12 por mes. Su estabilidad a corto plazo, durante intervalos de tiempo
menores que unos pocos cientos de segundos, es limitada posee una confiabilidad
baja pues son muy delicados, y tienen un costo elevado.
2. Reloj de Rubidio
Las células de vapor de rubidio tienen una estabilidad a largo plazo generalmente
un orden de magnitud por debajo de los de cesio, y nominal de 5 x 10-11 por mes.
En cuanto a la estabilidad a corto plazo, su comportamiento es mejor en
comparación con los relojes de cesio. Poseen una confiabilidad mayor y un menor
costo.
3. Reloj de Cuarzo
Los órganos de cristal de cuarzo poseen muy buena estabilidad a corto plazo, con
una confiabilidad mucho mayor y un costo mucho menor que los anteriores.
Aunque su estabilidad a largo plazo es varios órdenes de magnitud menor que la
de los relojes atómicos (10-6 a 10-8 por mes), la característica que lo hace tan
popular es la posibilidad de controlar continuamente su frecuencia, variando el
voltaje aplicado al cristal (oscilador de cristal controlado por voltaje, VCXO).
METODOS DE SINCRONIZACION
Existen dos métodos básicos para alcanzar las tasas de deslizamientos
establecidas para una red digital, dando lugar a dos tipos de redes: plesiócronas y
síncronas.
Red Plesiócrona
Es una red en la cual los relojes que controlan las centrales son independientes
unos de otros, no obstante lo cual sus frecuencias se mantienen dentro de limites
estrechos especificados. Este tipo de red exige el uso de relojes de muy alta
precisión, por lo que su costo es muy elevado.
El uso de memorias elásticas facilita la operación Plesiócrona compensado las
fluctuaciones en las relaciones de fase. Adicionalmente, para compensar la
estabilidad limitada a largo plazo, la cual aumenta la proporción de deslizamientos,
los relojes en la red Plesiócrona han de ser controlados de vez en cuando contra
alguna frecuencia de referencia externa.
1. Red Plesiócrona
2. Redes síncronas
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Figura 4.3 Métodos de sincronización de las redes digitales
Red Síncrona
Es una red en la cual los relojes están controlados de forma que andan,
idealmente, a velocidades idénticas o a la misma velocidad media, con un
desplazamiento de fase relativamente limitado.
El enfoque síncrono es esencialmente diferente del plesiócrono. La meta es evitar
deslizamientos usando un método de control de frecuencia a través de la red
digital. Tales métodos de control implican una mayor complejidad del sistema,
pero ello se compensa con una mejora sustancial de la economía en comparación
con la operación Plesiócrona.
Las redes síncronas pueden ser despóticas o mutuas, y estas a su vez pueden
dividirse en varios métodos: SINCRONIZACIÓN DESPÓTICA Aquí el manejo de
los relojes de la red se encuentra a cargo de uno solo, o de un grupo selecto sin
posibilidad de sustitución 1. Método Principal-Subordinado Solo una de las
centrales, la central principal, actúa como un reloj transmisor independiente. Todas
las demás centrales están enganchadas en fase con la central principal. 1. Método
Jerárquico Todos los relojes de central están dispuestos en una jerarquía y a cada
reloj se le asigna una etiqueta de identificación (un rango) de acuerdo a su
posición en la jerarquía. En caso de falla del reloj principal, se elige
automáticamente un nuevo reloj principal que tenga el rango más alto. 1. Método
de Referencia Externa En este caso el reloj maestro no es de ninguna de las
centrales de la red sino de una fuente externa de muy alta precisión que se puede
obtener por ejemplo vía satélite. SINCRONIZACION MUTUA Es un concepto para
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lograr una red digital interconectada altamente síncrona, sin un reloj principal.
Cada reloj de central esta fijado a la media de todas las velocidades del reloj
entrantes. De esta manera, todas las centrales tienden a trabajar a la misma
frecuencia. 2. Método de Control Uniterminal Aquí la entrada al circuito que
controla el reloj de central esta compuesta por la media de las desviaciones
permanentes de fase entre el reloj local y todos los relojes entrantes. La debilidad
de este método esta en su incapacidad para solucionar los efectos de las
variaciones de demora de transmisión causada por cambios de temperatura.
1. Método de Control Biterminal Este resuelve la dependencia de la frecuencia
del sistema con respecto a las variaciones de temperatura. Aquí la entrada
al circuito de control esta constituida por la diferencia entre la información
uniterminal y las desviaciones permanentes de fase medidas en todos los
nodos colaboradores. Para el intercambio entre las centrales de la
información de desviaciones de fase se utilizan los canales de señalización.
Todos los métodos de sincronización presentan ventajas y desventajas, que hacen
necesario considerar un buen número de factores en el momento de evaluarlos.
Los más importantes de estos son los siguientes:
4. Tamaño de la red
5. Topología de la red
6. Distancia entre centrales
7. Tipo del medio de transmisión
8. Costo del equipo de sincronización
9. Complejidad y fiabilidad del sistema
10. Mantenimiento
El método Plesiócrono es evidentemente el más simple de todos, pero también el
más costoso. No tiene ninguna limitación con respecto a la estabilidad del sistema
y es totalmente independiente de la estructura de la red y de su potencial de
crecimiento.
El método Principal-Subordinado es fácil de introducir y no tiene problemas de
estabilidad, pero afronta riesgos desde el punto de vista de confiabilidad por
depender de un reloj único. Por otra parte, los relojes subordinados deben tener
una estabilidad relativamente alta para mantener la tasa de deslizamientos baja
cuando se presentan fallas en el reloj maestro.
El método Jerárquico presenta una mayor confiabilidad y es menos sensible a
fallas en los enlaces, por lo que es muy adecuada para cualquier tipo de red.
Como contraparte presenta una mayor complejidad.
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El método de Referencia Externa es el mas fácil de introducir, pues puede
aprovecharse una frecuencia normalizada precisa ya existente. Sus problemas
son la confiabilidad, pues depende de una fuente única, y la necesidad de
receptores costosos en cada central.
El método de Control Uniterminal es adecuado para cualquier estructura de red,
posee una gran confiabilidad y permite el uso de relojes menos estables. Sin
embargo, presenta problemas de estabilidad del sistema, pues una falla en uno de
los nodos o de los enlaces, o incluso una variación fuerte en algunos de los
relojes, puede producir variaciones no convergentes en la frecuencia media del
sistema.
El método de control Biterminal resuelve el problema de dependencia de la
temperatura del anterior, a costa de una mayor complejidad.
Lección No. 5 Otros Planes Técnicos
Numeración
Para la numeración ha habido dos tipos de diales telefónicos en uso alrededor del
mundo. El de pulsos o rotatorio.
El marcado mediante pulsos se cumple tradicionalmente con un dial telefónico
rotatorio que es un disco de velocidad controlada y que posee una leva que abre y
cierra un interruptor en serie con el teléfono y la línea telefónica.
Realmente lo que hace es desconectar o “colgar” el teléfono a intervalos
específicos, por lo que si se marca un “1” el teléfono se “desconecta” una vez. Si
se marca un siete, se “desconectará” siete veces; si uno marca un cero habrá
“colgado” entonces diez veces. Algunos países invierten el sistema de manera que
un “1” cause diez “desconexiones” y un “0”, una desconexión. Algunos agregan un
dígito para que marcando un “5” cause seis desconexiones y un “0”, once
desconexiones.
Aunque la mayoría de las centrales telefónicas están bastante contentas con
velocidades de 6 a 15 pulsos por segundo (PPS), la mayoría de las compañías
telefónicas utiliza de 8 a 10 pulsos por segundo. Las centrales telefónicas digitales
modernas, libres de los problemas de inercia mecánica de los sistemas telefónicos
más viejos, aceptan una velocidad de pulsos por segundo tan alta como 20.
Además de la cantidad de pulsos por segundo, los pulsos de marcado telefónico
tienen una relación entre el tiempo de conexión y el de desconexión, expresada
normalmente en porcentaje. La norma habitualmente en uso es de 60/40 por
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ciento; la mayoría de los países de Europa acepta una norma de 63/37 por ciento.
Este es el pulso medido en el teléfono, no en la central telefónica donde es algo
diferente después de haber viajado a través de una línea telefónica que posee
resistencia distribuida, capacitancia e inductancia.
La mayoría de los teléfonos de marcación por pulso en uso producidos hoy utilizan
un circuito integrado CMOS y un teclado. El circuito integrado almacena el número
de teléfono y luego lo pulsa a la velocidad correcta, con la exacta relación de
tiempo de conexión / desconexión, generando el pulso mediante un transistor
switching de alto-voltaje.
El DTMF, la forma más moderna de marcar un teléfono, es rápido y menos
propenso a error que el marcado telefónico mediante pulsos. Comparado a los
pulsos, la mayor ventaja del DTMF es que sus señales en la banda de frecuencias
audible pueden viajar mucho más allá que los pulsos, que sólo pueden viajar hasta
la próxima central telefónica local. El marcado mediante DTMF permite enviar
señales alrededor del mundo a través de las líneas telefónicas, por lo que pueden
utilizarse para controlar contestadores telefónicos o computadores.
Los Laboratorios Bell desarrollaron el DTMF para tener un sistema de marcado
telefónico que pudiera viajar a través de los enlaces de microondas y trabajar
rápidamente con los computadores que controlan las centrales telefónicas. Cada
dígito transmitido consiste en dos tonos de audio que se generan separadamente
y que luego son mezclados. Las cuatro columnas verticales del teclado telefónico
se conocen como el grupo de tonos altos y las cuatro filas horizontales como el
grupo de tonos bajos; el dígito 8 está compuesto de 1336 Hz y 852 Hz. Un teclado
telefónico completo tiene 16 dígitos, a diferencia de diez en un disco de pulsos.
Además de los números 0 a 9, un teclado DTMF tiene * (asterisco), # (gato), A, B,
C, y D. Aunque las letras normalmente no se encuentran en los teléfonos, el
circuito integrado contenido en ellos es capaz de generarlos.
Los teclados DTMF normales producirán un tono mientras se tenga apretada la
tecla. No importa cuánto tiempo uno la presione, el tono será decodificado como el
dígito apropiado. La duración más corta que se puede emitir y descifrar un tono es
aproximadamente 100 milisegundos. Un número telefónico de larga distancia
compuesto de doce dígitos de largo puede marcarse por un marcador telefónico
automático en un poco más de un segundo, casi tanto como requiere un marcador
por pulsos para enviar un solo dígito 0.
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Tasación
Los parámetros que, normalmente, determina el establecimiento de las tarifas
referidas al servicio telefónico básico pueden definirse como sigue:
1. Unidad de tarificación
Entendida como la unidad de medida mínima, temporal o no (esto es, segundos,
minutos o paquetes de datos enviados), por la que se cobra al usuario llamante
una cantidad fija mínima o precio estándar de la unidad de tarificación. Esta
cantidad facturada incluye los costes de establecimiento de llamada, los costes de
explotación y el mantenimiento del circuito o línea de transmisión, así como los
costes administrativos o de gestión del proceso de llamada. El precio de la unidad
de tarificación puede variar en función de la franja horaria en que se produzca la
llamada.
2. Distancia entre emisor y receptor.
Dado que en la RTPC tradicional, basada en la conmutación de circuitos,
analógicos primero y digitales después, los costes de explotación de la red troncal
(conmutadores, líneas de transmisión...) aumentan en la medida en que lo hace la
distancia entre llamante y llamado, surge así la distinción entre tarifas locales,
regionales, nacionales y de larga distancia
3. Accesibilidad del área geográfica o "demarcación telefónica".
Obviamente, en aquellas zonas donde sea posible aplicar economías de escala
los costes de explotación de red serán inferiores a los de áreas remotas, poco
pobladas o de difícil accesibilidad, repercutiendo beneficiosamente en las tarifas
finales que se cobran al usuario. En el caso del servicio telefónico básico, durante
décadas Estado y operador histórico firmaban un contrato por el que este último
se comprometía al tendido y mantenimiento de las líneas telefónicas hasta las más
remotas poblaciones del país, recibiendo a cambio subvenciones por parte del
Estado. La transición de un mercado monopolístico a otro de libre competencia
transforma el servicio telefónico básico, de un servicio público, a un "servicio de
interés general". No obstante, se definen las obligaciones de servicio universal
(Universal Service Obligation o USO), por las cuales el ahora operador dominante
se ve forzado a asumir los costes de implantación en estas áreas remotas o
inviables desde el punto de vista económico, sin que éstos puedan repercutir en la
factura del usuario.
Las nuevas tecnologías de red introducidas, como TCP/IP o ATM, diluyen las
fronteras "local-regional (provincial)-larga distancia". De hecho, las variaciones
entre tarifas por consideraciones de distancia tienden a desaparecer y en un
futuro, las tarifas para el servicio telefónico básico se verán igualadas.
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Emulación
Las especificaciones de Emulación LAN sobre ATM que han sido desarrollados
ofrecen un mecanismo flexible para que las redes actuales puedan desenvolverse
hacia las redes ATM del futuro sin la necesidad de que los protocolos y
aplicaciones existentes sean modificados.
Las redes ATM consisten de estaciones finales y switches, todos conectados por
enlaces físicos punto a punto. Los switches tienen múltiples puertos que soportan
tanto a estaciones finales como a otros switches.
Cuando una estación desea comunicarse con otra estación, ésta debe emitir una
señal al switch al cual está conectada, informando que requiere una conexión de
canal virtual (VCC- Virtual Channel Connection) a la estación destino. Esto lo hace
hablando con el switch usando un protocolo de señalización, el cual es análogo al
marcado telefónico. Similar a como sucede en una red telefónica, los switches
cooperan para localizar un destino de acuerdo a la dirección ATM especificada por
la estación que llama, y entonces realizar la VCC.
La culminación exitosa de esta actividad es señalizada por la estación, incluyendo
un número de canal conocido como el identificador de canal virtual (VCI). La
estación que llama podrá ahora enviar datos a la estación destino. En las redes
ATM la data es enviada en celdas de 48 bytes de longitud, con un encabezado de
5 bytes. Las celdas son direccionadas por la información del VCI en la cabecera
de cada celda, la cual es interpretada por los switches ATM para enrutarlas a la
destinación correcta.
EMULACIÓN LAN EN LAS ESTACIONES FINALES
Cuando una aplicación de red Ethernet o Token Ring en una estación de trabajo
final desea enviar datos por la LAN, esta envía un frame al adaptador de red a
través de una interfaz estándar de software. El frame contiene la dirección MAC
destino, la cual debe ser única para cada estación, o una dirección multicast o
broadcast, y esta es la información suficiente para que el adaptador de red
transmita el frame en la LAN y para que éste alcance su destino.
Esta es la interfaz que debe ser emulada por el adaptador ATM si se quiere operar
la aplicación exitosamente sobre la red ATM sin modificaciones. Operando bajo
esta interfaz, el adaptador debe ejecutar los siguientes pasos para soportar la
aplicación en el envío de un frame a través de la red.
4. Para la dirección MAC destino especificado, el adaptador debe determinar si un
VCC ya existe hacia la estación, para permitir que la data sea transmitida. Esto lo
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hace manteniendo una tabla de asignaciones entre las direcciones MAC y los
VCCs que ya existen.
5. Si no existe un VCC que corresponda a la dirección MAC, el adaptador de red
debe realizar uno antes de transmitir data. Esto lo hace en un proceso de dos
estados. Primero, realiza un proceso de resolución de dirección, el cual lo
posibilita a aprender la dirección ATM de la estación destino que corresponde a la
dirección MAC especificada. Entonces, envía señales dentro de la red ATM
especificando que requiere que se establezca un VCC hacia esa dirección ATM.
Habiendo establecido exitosamente el VCC (el cual es conocido como "Data Direct
VCC"), el adaptador actualiza su tabla de asignaciones de direcciones MAC.
Una vez que la estación ha establecido en que VCC debe ser transmitido el frame,
esta lo toma, y le añade un encabezado de Emulación LAN de 2 bytes, y lo divide
en una conjunto de celdas de 48 bytes. Cada celda con un encabezado de 5 bytes
añadido, conteniendo el Identificador de Canal Virtual (VCI) relevante al VCC.
Ahora, estas celdas pueden ser transmitidas a través de la red.
En el lado terminal de la conexión las celdas son recibidas y reensambladas para
crear el frame de datos Ethernet o Token Ring original. Este es pasado a la
aplicación corriendo en la estación final tal como si hubiese sido recibido de una
red Token Ring o Ethernet.
En este punto puede ser útil clarificar la diferencia entre dirección MAC y dirección
ATM. Cada estación en una red ATM debe tener una dirección ATM. Esta es la
dirección que debe ser especificada cuando ocurre la señalización en la red ATM
requiriendo que se establezca un VCC a un destino en particular. Además, cada
estación que desea participar en la Emulación LAN debe tener una dirección MAC,
la cual es similar a una dirección Ethernet o Token Ring. Este es la dirección por la
cual la aplicación reconoce a la estación. La dirección ATM de una estación y su
dirección MAC emulada no son las mismas. En verdad, es posible para una
estación ATM emular múltiples estaciones Ethernet y Token Ring
simultáneamente, es decir, tener múltiples direcciones MAC asociadas.
EMULACIÓN LAN EN BRIDGES Y SWITCHES
La Emulación LAN puede ser usada también en bridges o dispositivos de switcheo
LAN para permitir que segmentos físicos Ethernet o Token Ring se interconecten
con tales dispositivos, o con estaciones finales, a través de una red ATM. En este
contexto, un bridge o un switch LAN puede ser visto como un tipo especial de
estación final que representa un largo número de direcciones MAC distintas, las
cuales son las estaciones Ethernet o Token Ring conectadas al dispositivo.
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Los bridges y Switches LAN proveen conectividad entre segmentos LAN del
mismo tipo. Típicamente, un bridge es un dispositivo de dos puertos que conecta
dos segmentos Ethernet o Token Ring, y un switch LAN es dispositivo multi-puerto
para interconectar segmentos del mismo tipo.
Un bridge opera transfiriendo frames de un segmento LAN a otro de acuerdo a la
dirección MAC destino o información de enrutamiento presente en los frames. Un
brigde puede ser usado para transferir frames de un segmento físico Ethernet o
Token Ring a uno emulado. Esto simplemente requiere que el bridge tenga una
interfaz ATM que soporte Emulación LAN.
Transmisión
Los primeros sistemas telefónicos utilizaban cables de acero o de cobre para
transmitir la señal eléctrica. Sin embargo, a medida que el volumen de llamadas y
la distancia entre las centrales de conmutación creció, fue necesario utilizar otras
vías de transmisión. Las más usadas son el cable coaxial y submarino, por radio
(sea por microondas o por satélite) y hoy día la fibra óptica. La conexión entre las
centrales telefónicas y los abonados se realizan todavía utilizando un par de
cables de cobre para cada abonado. Sin embargo, en algunas grandes ciudades
ya se han empezado a sustituir éstos por fibra óptica.
Los medios de transmisión son los caminos físicos por medio de los cuales viaja la
información y en los que usualmente lo hace por medio de ondas
electromagnéticas.
Los medios de transmisión vienen dividos en guiados (por cable) y no guiados (sin
cable). Normalmente los medios de transmisión vienen afectados por los factores
de fabricación, y encontramos entonces unas características básicas que los
diferencian:
Ancho de banda
Mayor ancho de banda proporciona mayor velocidad de transmisión. El ancho de
banda es el rango de frecuencias que se transmiten por un medio. Se define como
BW, y aquí encontramos como ejemplo que en BW telefónico se encuentra entre
300 Hz y 3.400 Hz o el BW de audio perceptible al oído humano se encuentra
entre 20 Hz y 20.000 Hz. Por lo general al usar este término nos referimos a la
velocidad en que puedo transmitir. Normalmente el termino BW es el más
apropiado para designar velocidad que el de Mbps ya que este ultimo viene
afectado por una serie de características que provocan que el primero de un dato
más acertado y real de la velocidad.
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Atenuación
Representan problemas en la transmisión. Se define como alta en el cable coaxial
y el par trenzado y baja en la fibra óptica. La atenuación depende del tipo de
medio que se esté usando, la distancia entre el transmisor y el receptor y la
velocidad de transmisión. La atenuación se suele expresar en forma de logaritmo
(decibelio). Para ser mas especifico la atenuación consiste en la disminución de la
señal según las características antes dadas.
Interferencias
La interferencia esta causada por señales de otros sistemas de comunicación que
son captadas conjuntamente a la señal propia. El ruido viene provocado
normalmente por causas naturales (ruido térmico) o por interferencias de otros
sistemas eléctricos (ruido impulsivo). Afecta tanto a los medios guiados como a los
no guiados y ocasionan distorsión y destrucción de los datos.
Espectro electromagnético
Que se encuentra definido como el rango en el cual se mueven las señales que
llevan los datos en ciertos tipos de medios no guiados. En la física se habla de
espectro como la dispersión o descomposición de una radiación electromagnética,
que contiene radiaciones de distintas longitudes de onda, en sus radiaciones
componentes. Aunque no es una definición muy clara, dentro de los espectros nos
encontramos con lo que son las señales radiales, telefónicas, microondas,
infrarrojos y la luz visible, entonces el espectro es el campo electromagnético en el
cual se encuentran las señales de cada uno de ellas. Por ejemplo la fibra óptica se
encuentra en el campo de la luz visible o la transmisión satelital en el de las
microondas.
MEDIOS GUIADOS
Se conoce como medios guiados a aquellos que utilizan unos componentes físicos
y sólidos para la transmisión de datos. También conocidos como medios de
transmisión por cable.
Par trenzado.
Se les conoce como un par de conductores de cobre aislados entrelazados
formando una espiral. El hecho de ser trenzado es para evitar la diafonía (la
diafonía es un sonido indeseado el cual es producido por un receptor telefónico).
En este medio de transmisión se destaca su factor relativamente económico, su
practicidad para trabajarlo y adaptarlo, por otro lado tiene en contra que tiene una
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baja velocidad de transferencia en medio rango de alcance y un corto rango de
alcance en LAN para mantener la velocidad alta de transferencia (100 mts).
Dentro de sus características de transmisión se tienen:
En un transmisor analógico se necesitan transmisores cada 5 o 6 Kms;
En un transmisor digital que puede transportar señales análogas y digitales
necesite repetidores de señal cada 2 o 3 Kms, lo que les da muy poca velocidad
de transmisión, menos de 2 Mbps;
En una red LAN las velocidades varían entre 10 y 100 Mbps en una distancia de
100 mts, lo cual limita la capacidad de transmisión a 100 Mbps, además es muy
susceptible a interferencias y ruidos.
Para esto se han buscado soluciones como la creación de cables UTP (los más
comunes, es el cable telefónico normal pero dado a interferencias
electromagnéticas) y los cables STP. Dentro de los cables UTP encontramos las
categorías cat 3 (con calidad telefónica, más económico, con diseño apropiado y
distancias limitadas hasta 16 MHz con datos; y la longitud del trenzado es de 7´5 a
10 cm), cat4 (hasta 20 MHz) y cat 5 (llega hasta 100 MHz).
Se dice entonces que el par trenzado cubre una distancia aproximada de menos
de 100 mts y transporta aproximadamente menos de 1 Mbps.
Cable coaxial.
Físicamente es un cable cilíndrico constituido por un conducto cilíndrico externo
que rodea a un cable conductor, tiene más ancho de banda (500Mhz) lo que le
ofrece versatilidad y ofrece mas inmunidad al ruido. Aunque económicamente se
incrementa su aplicación, es muy práctico y accesible. Encuentra múltiples
aplicaciones dentro de la televisión (TV por cable, cientos de canales), telefonía a
larga distancia (puede llevar 10.000 llamadas de voz simultáneamente), redes de
área local (tiende a desaparecer ya que un problema en un punto compromete a
toda la red).
El cable coaxial moderno está fabricado con tubos de cobre de 0,95 cm de
diámetro. Cada uno de ellos lleva, justo en el centro del tubo, un hilo fino de cobre
sujeto con discos plásticos aislantes separados entre sí unos 2,5 cm. El tubo y el
hilo tienen el mismo centro, es decir, son coaxiales. Los tubos de cobre protegen
la señal transmitida de posibles interferencias eléctricas y evitan pérdidas de
energía por radiación. Un cable, compuesto por 22 tubos coaxiales dispuestos en
anillos encastrados en polietileno y plomo, puede transportar simultáneamente
132.000 conversaciones telefónicas.
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La transmisión del cable coaxial entonces cubre varios cientos de metros y
transporta decenas de Mbps.
Fibra óptica.
Es el medio de transmisión mas novedoso dentro de los guiados y su uso se esta
masificando en todo el mundo reemplazando el par trenzado y el cable coaxial en
casi todo los campos.
En este medio los datos se transmiten mediante una haz confinado de naturaleza
óptica, de ahí su nombre, es mucho más caro y difícil de manejar pero sus
ventajas sobre los otros medios lo convierten muchas veces en una muy buena
elección al momento de observar rendimiento y calidad de transmisión.
Físicamente un cable de fibra óptica esta constituido por un núcleo formado por
una o varias fibras o hebras muy finas de cristal o plástico; un revestimiento de
cristal o plástico con propiedades ópticas diferentes a las del núcleo, cada fibra
viene rodeada de su propio revestimiento y una cubierta plástica para protegerla
de humedades y el entorno.
Un cable de fibra puede tener hasta 50 pares de fibras, y cada par soporta hasta
4.000 circuitos de voz. El fundamento de la nueva tecnología de fibras ópticas es
el láser que aprovecha la región visible del espectro electromagnético, donde las
frecuencias son miles de veces superiores a las de la radio y, por consiguiente,
puede transportar un volumen mucho mayor de información.
Dentro de las características de transmisión encontramos que se basan en el
principio de “reflexión total” (índice de refracción del entorno mayor que el del
medio de transmisión), su guía de ondas va desde 1014 Hz a 1015 Hz, esto
incluye todo el espectro visible y parte del infrarrojo. Usa dos modos de
transmisión, el monomodo (este cubre largas distancias a mayor velocidad sin
distorsión multimodal) y el multimodo (cubre cortas distancias, es más económico
pero tiene menos velocidad (100 Mbps) además se ve afectado por distorsión
multimodal).
De la fibra óptica podemos decir que su distancia esta definida por varios Kmts y
su capacidad de transmisión vienen dadas por varios Gbps.
MEDIOS NO GUIADOS
Los medios no guiados o sin cable han sobresalido por su facilidad para cubrir
grandes distancias y en cualquier dirección. En estos medios la transmisión y
recepción se realiza por medio de antenas, las cuales deben estar alineadas
cuando la transmisión es direccional.
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Microondas terrestres.
Las microondas están definidas como un tipo de onda electromagnética situada en
el intervalo del milímetro al metro y cuya propagación puede efectuarse por el
interior de tubos metálicos. Es en si una onda de corta longitud.
Tiene como características que su ancho de banda varia entre 300 a 3.000 MHz,
aunque con algunos canales de banda superior, entre 3,5 GHz y 26 GHz En este
método de transmisión, las ondas de radio que se hallan en la banda de
frecuencias muy altas, se utilizan como portadoras de señales telefónicas y se
transmiten de estación a estación. Dado que la transmisión de microondas exige
un camino expedito entre estación emisora y receptora, la distancia media entre
estaciones repetidoras es de unos 40 km. Un canal de microondas puede
transmitir hasta 600 conversaciones telefónicas.
Para la comunicación de microondas terrestres se deben usar antenas
parabólicas, las cuales deben estar alineadas o tener visión directa entre ellas,
además entre mayor sea la altura mayor el alcance, por otro lado son muy
sensibles a las malas condiciones atmosféricas.
Satélites.
Basado en la comunicación llevada a cabo a través de estos dispositivos, los
cuales después de ser lanzados de la tierra y ubicarse en la orbita terrestre
siguiendo las leyes descubiertas por Kepler, realizan la transmisión de todo tipo de
datos. Las llamadas transmitidas desde una antena terrestre se amplifican en el
satélite y se retransmiten a estaciones terrestres lejanas. La integración de los
satélites y los equipos terrestres permite dirigir llamadas entre diferentes
continentes con la misma facilidad que entre lugares muy próximos. Gracias a la
digitalización de las transmisiones, los satélites de la serie global Intelsat pueden
retransmitir simultáneamente hasta 33.000 llamadas.
Las microondas por satélite manejan un ancho de banda entre los 3 y los 30 GHz,
el satélite en si no procesa información sino que actúa como un repetidoramplificador y puede cubrir un amplio espacio de espectro terrestre.
Los satélites presentan una desventaja importante. Debido a la gran distancia
hasta el satélite y la velocidad limitada de las ondas de radio, hay un retraso
apreciable en las respuestas habladas. Por eso, muchas llamadas sólo utilizan el
satélite en un sentido de la transmisión y un enlace terrestre por microondas o
cable coaxial en el otro sentido.
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Ondas de radio.
Son las más usadas, pero tienen apenas un rango de ancho de banda entre 3 Khz
y los 300 GHz Son poco precisas y solo son usados por determinadas redes de
datos o los infrarrojos.
Calidad
La “calidad de servicio” es definida por la Unión Internacional de
Telecomunicaciones (UIT) como el efecto global de la calidad de funcionamiento
de un servicio que determina el grado de satisfacción de un usuario de dicho
servicio.
Relacionando las distintas funciones de un servicio de comunicaciones
electrónicas tales como: gestión de la contratación, mantenimiento, conexión,
facturación, etc., con los diversos criterios que pueden utilizar los usuarios para
evaluar la calidad de funcionamiento de dichas funciones (velocidad, precisión,
disponibilidad, fiabilidad, etc.) se pueden determinar un conjunto de parámetros
observables y susceptibles de ser medidos, capaces de proporcionar una
representación objetiva y comparable de la calidad de servicio entregada al
usuario.
PARÁMETROS GENERALES DE CALIDAD
• Tiempo de suministro de accesos a la red fija
Se define como el tiempo que transcurre desde el instante en que el operador
recibe una solicitud válida de suministro del servicio telefónico hasta el instante en
el que el servicio se encuentra activado y disponible para su uso.
• Proporción de problemas en los procedimientos de portabilidad numérica :Se
define como la relación entre la cantidad de números portados para los cuales los
clientes han reportado incidencias de funcionamiento tras el cambio de operador y
la cantidad total de números portados. Su medición se realiza a partir de los datos
relativos a todos los números portados que son recibidos por el operador durante
el trimestre al que se refiere la medida.
• Porcentaje de avisos de averías por línea de acceso fijo
Se define como la relación entre los avisos válidos de avería comunicados por los
clientes sobre posibles averías en la red de acceso del operador y el número de
líneas en servicio. Se considera el número de líneas de acceso fijo sobre las que
se proporciona el servicio telefónico, tanto si éste es el único servicio ofrecido o si
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se ofrecen otros servicios sobre la línea; así como el número de avisos de avería
en los que se haya visto afectado el servicio telefónico fijo.
• Tiempo de reparación de averías para líneas de acceso fijo
Se define como el tiempo transcurrido desde el instante en el que se ha notificado
por el cliente un aviso de avería hasta el momento en que el elemento del servicio,
o servicios, se ha restablecido a su normal funcionamiento.
• Tiempo de respuesta para consultas sobre asuntos administrativos y de
facturación
Se define como el período que comienza cuando la información de dirección
requerida para establecer la llamada es recibida por la red, y acaba cuando la
llamada es atendida por un operador humano. Se incluyen la duración de las
locuciones informativas y no se incluye el tiempo durante el cual la llamada es
tratada por un sistema automático activado por la voz.
• Tiempo de resolución de reclamaciones de los clientes
Se define como el tiempo transcurrido entre la presentación al operador por parte
de un cliente residencial de una reclamación relativa al servicio telefónico o al
servicio de acceso a Internet y la resolución de dicha reclamación.
• Reclamaciones sobre corrección de facturas
Se corresponde con la relación entre las reclamaciones relativas al servicio
telefónico o al servicio de acceso a Internet, realizadas por los clientes
residenciales, sobre el contenido de las facturas y el número total de facturas
emitidas a estos clientes.
• Tiempo de respuesta para los servicios de consulta de directorio
Se define como el período que comienza cuando la información de dirección
requerida para establecer la llamada es recibida por la red, y acaba cuando la
llamada es atendida por un operador humano o un sistema automático activado
por la voz.
Se contemplan las siguientes mediciones:
• Tiempo medio de respuesta.
• Porcentaje de llamadas atendidas antes de 20 segundos.
PARÁMETROS DE CALIDAD RELACIONADOS CON LAS LLAMADAS
• Proporción de llamadas fallidas
Se define como la relación entre el número total de llamadas fallidas y el número
total de intentos válidos de llamada observados durante el trimestre al que se
refiere la medida. Para este parámetro se facilitan mediciones separadas en
relación con: Llamadas a fijos nacionales, Llamadas a móviles nacionales y
Llamadas internacionales.
• Tiempo de establecimiento de llamada
Se define como el período que comienza cuando la información de dirección
requerida para establecer la llamada es recibida por la red, y acaba cuando en la
parte llamante se recibe tono de ocupado, tono de llamada o señal de respuesta.
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CAPITULO: 2. TELEFONIA IP
Lección No.6 Principios Generales
PRINCIPIOS GENERALES
La "telefonía IP" consiste en emplear las redes IP para prestar servicios de
transmisión de voz que son en mayor o menor grado equivalentes a los servicios
tradicionales de la red telefónica pública conmutada. La "telefonía IP" podría
considerarse simplemente como una aplicación adicional de los servicios
existentes; sin embargo, no existe una definición oficial de este servicio en el UITT(Union Internacional de Telecomunicaciones). Si bien la "telefonía IP" no
constituye todavía un porcentaje sustancial del volumen de tráfico telefónico en
todo el mundo, se está expandiendo rápidamente gracias a las siguientes
características técnicas:
• La red con conmutación de circuitos fue concebida y optimizada para
proporcionar un solo producto: canales vocales conmutables de 4 kHz
completamente dúplex entre puntos (canales digitales de 64 kbit/s).
• Una característica general de los datos es que se transmiten en ráfagas de
información, y no a una velocidad binaria constante, como es el caso típico de la
voz.
• Las ráfagas de datos se transmiten de manera más eficaz utilizando paquetes de
información que pueden entrelazarse en el tiempo dentro de una red con otros
paquetes que se transportan entre otros remitentes y destinatarios.
• Desde hace más de 40 años, la voz se codifica digitalmente en trenes de 64
kbit/s que pueden transportarse por canales de 64 kbit/s. Sin embargo, los
adelantos en la codificación de voz permiten muy diversas opciones, por ejemplo
desde señales a 5-8 kbit/s hasta señales de mayor calidad que 64 kbit/s. La
multiplexación de voz a velocidades distintas de 64 kbit/s es difícil en las redes con
conmutación de circuitos a 64 kbit/s. No obstante, los abonados a la telefonía IP
necesitan conectarse con los 2 000 millones aproximadamente de usuarios en
todo el mundo abonados a la telefonía tradicional, por lo que es preciso implantar
mecanismos de transcodificación que reduzcan su velocidad binaria a los 64 kbit/s
de la codificación tradicional (esto es muy parecido a lo que sucedió cuando se
conectaron las redes móviles, que emplean codificación a menor velocidad, con
las redes RTPC fijas).
• El IETF4, la UIT y otras entidades han trabajado intensamente para ofrecer
capacidades en tiempo real a través de IP que permiten transportar voz por IP
utilizando la gama de codificación vocal. Se están introduciendo en el mercado
productos de calidad comparable a la que ofrece el operador que integran estos
protocolos a fin de lograr una calidad de servicio satisfactoria para el consumidor.
El IETF y la UIT están estudiando los protocolos que garantizan el cumplimiento
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de las restricciones de QoS de manera consistente y en tiempo real a través de un
conjunto de redes.
• Gracias a esta flexibilidad de transportar varios trenes de información de usuario,
por ejemplo velocidades binarias constantes y variables, velocidades diferentes,
etc., las redes con conmutación de paquetes pueden evolucionar hacia el objetivo
de una red integrada que sirva para una gran diversidad de aplicaciones.
• Los costes de explotación y mantenimiento de una misma red integrada (con
conmutación de paquetes) son menores comparados con los costes de múltiples
redes superpuestas. No obstante, a corto plazo puede entrañar gastos
adicionales.
Por otra parte, la flexibilidad que ofrecen las redes con conmutación de paquetes a
la hora de transmitir nuevos trenes de información de características muy distintas
y basados en IP y la oferta de interfaces normalizadas abiertas en varios idiomas,
permiten la introducción de nuevas aplicaciones, lo que a su vez genera nuevas
fuentes de ingresos. En algunos casos esas nuevas aplicaciones deben ser el
factor determinante de la introducción del transporte IP en las redes de
telecomunicaciones, en lugar de la "reproducción" de los servicios de telefonía
existentes.
• Las redes IP pueden utilizar los mismos recursos de transporte de capas
inferiores subyacentes, es decir los pares de cables metálicos trenzados, cable,
inalámbricos, fibra óptica, satélite. La evolución de las redes IP puede financiarse
mediante la instalación de encaminadores/conmutadores de paquetes basados en
IP que puedan conectarse mediante los recursos de transporte existentes. Estos
recursos fueron un medio formidable para ofrecer el acceso a Internet a los
grandes mercados de los países desarrollados gracias a la disponibilidad y
ubicuidad de esos recursos de transporte; pero éste no es el caso de los países en
desarrollo, razón por la cual estos países aumentan la conexión de sus recursos
de transporte con los países desarrollados a efectos de ofrecer acceso a Internet.
En la década pasada, las industrias de telecomunicaciones han presenciado
cambios rápidos en las comunicaciones de las organizaciones y personas.
Grupo Especial sobre Ingeniería de Internet
Muchos de estos cambios surgieron desde el crecimiento explosivo de la Internet y
de aplicaciones basadas en el protocolo Internet (IP). La Internet ha llegado ser un
significado omnipresente de la comunicación, y la cantidad total de tráfico de red
basado en paquetes ha superado rápidamente al tráfico de red de voz tradicional
(PSTN).
En el despertar de estos adelantos tecnológicos, es claro para los portadores de
telecomunicaciones, compañías y vendedores que los servicios y tráfico de voz
será uno de las mayores aplicaciones para tomar ventaja completa de IP. Esta
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esperanza esta basada en el impacto de un nuevo grupo de tecnologías
generalmente referidas como Voz sobre IP (VoIP) o Telefonía IP.
VoIP suministra muchas capacidades únicas a los portadores y clientes quienes
dependen en IP o en otra red basada en paquetes. Los beneficios más
importantes incluyen lo siguientes:
1. Ahorros de costos: moviendo tráfico de voz sobre redes IP, las compañías
pueden reducir o eliminar los cargos asociados con el transporte de llamadas
sobre la red telefónica publica conmutada (PSTN). Los proveedores de servicios y
los usuarios finales pueden aun conservar ancho de banda invirtiendo una
capacidad adicional solo cuando es necesario. Esto es posible por la naturaleza
distribuida de VoIP y por los costos de operación reducida según las compañías
combinen tráficos de voz y datos dentro de una red.
2. Estándares abiertos e Interoperabilidad: adoptando estándares abiertos, ambos
los negocios y proveedores de servicios pueden comprar equipos de múltiples
fabricantes y eliminar su dependencia en soluciones propietarias.
3. Redes integradas de voz y datos: haciendo la voz como otra aplicación IP, las
compañías pueden construir verdaderamente redes integradas para voz y datos.
Estas redes integradas no solo proveen la calidad y confianza de las actuales
PSTN’s, también estas redes habilitan a las compañías para tomar rápidamente
ventaja de nuevas oportunidades dentro del mundo cambiante de las
comunicaciones.
En 1995, el primer producto VoIP comercial comenzó a acertar en el mercado.
Estos productos fueron el blanco de las compañías que buscaban reducir las
pérdidas de telecomunicaciones moviendo el tráfico de voz a redes de paquetes.
Mientras estas redes de telefonía de paquetes y las dependencias de
interconexión aparecían, llego a ser claro que la industria necesitaba protocolos
VoIP estándares. Muchos grupos tomaron el reto, resultando en estándares
independientes, cada una con sus propias características únicas. En particular, los
suministradores de equipos de red y sus clientes pueden escoger entre 4
diferentes protocolos de control de llamadas y señalización para VoIP:
1. H.323
2. Protocolo de control Gateway Media (MGCP).
3. Protocolo de iniciación de sesión (SIP).
4. Control Gateway Media / H.248 (MEGACO).
En el proceso de implementación de soluciones VoIP factibles, los ingenieros de
red han de determinar como cada uno de estos protocolos trabajaran y cual de
ellos funcionaran mejor para las aplicaciones y redes particulares.
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Las Empresas, las ISP’s, las ITSP’s (Proveedores de servicios de telefonía
Internet), y los portadores ven a VoIP un camino viable para implementar la voz
empaquetada. Razones para implementar VoIP típicamente incluyen:
1. Toll – Bypass: permite llamadas de larga distancia sin incurrir en los cargos
asociados usuales.
2. Consolidación de Red: voz, video y datos pueden ser transportados sobre una
misma red, de este modo se simplifica la administración de red y se reduce los
costos por uso de equipamiento común.
3. Convergencia de servicios: la funcionalidad realzada puede ser implementada a
través de la unión de servicios multimedia.
Esta integración completa permite nuevas aplicaciones, tales como mensajería
unificada, Web Center Call, Telefonía multimedia sobre IP, Servicios de
FreePhone. Sin embargo diseñando una red VoIP requiere cuidadosa planificación
para asegurar que la calidad de voz pueda ser mantenida correctamente. Este
trabajo provee alguna guía y entendimiento de estos protocolos VoIP y examina
los factores que afectan la calidad de voz.
Lección No. 7 Componentes y funcionamiento de una red VoIP
Definición de VoIP
VoIP viene de las palabras en ingles Voice Over Internet Protocol. Como dice el
término, VoIP intenta permitir que la voz viaje en paquetes IP y obviamente a
través de Internet.
La telefonía IP conjuga dos mundos históricamente separados: la transmisión de
voz y la de datos. Se trata de transportar la voz previamente convertida a datos,
entre dos puntos distantes. Esto posibilitaría utilizar las redes de datos para
efectuar las llamadas telefónicas, y por ende desarrollar una única red
convergente que se encargue de cursar todo tipo de comunicación, ya sea voz,
datos, video o cualquier tipo de información.
La VoIP por lo tanto, no es en sí mismo un servicio sino una tecnología que
permite encapsular la voz en paquetes para poder ser transportados sobre redes
de datos sin necesidad de disponer de los circuitos conmutados convencionales
conocida como la PSTN, que son redes desarrolladas a lo largo de los años para
transmitir las señales vocales. La PSTN se basaba en el concepto de conmutación
de circuitos, es decir, la realización de una comunicación requería el
establecimiento de un circuito físico durante el tiempo que dura ésta, lo que
significa que los recursos que intervienen en la realización de una llamada no
pueden ser utilizados en otra hasta que la primera no finalice, incluso durante los
silencios que se suceden dentro de una conversación típica.
En cambio, la telefonía IP no utiliza circuitos físicos para la conversación, sino que
envía múltiples conversaciones a través del mismo canal (circuito virtual)
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codificadas en paquetes y en flujos independientes. Cuando se produce un
silencio en una conversación, los paquetes de datos de otras conversaciones
pueden ser transmitidos por la red, lo que implica un uso más eficiente de la
misma.
Según esto son evidentes las ventajas que proporciona las redes VoIP, ya que con
la misma infraestructura podrían prestar mas servicios y además la calidad de
servicio y la velocidad serian mayores; pero por otro lado también existe la gran
desventaja de la seguridad, ya que no es posible determinar la duración del
paquete dentro de la red hasta que este llegue a su destino y además existe la
posibilidad de perdida de paquetes, ya que el protocolo IP no cuenta con esta
herramienta.
Componentes principales de VoIP
La figura Nº 5.1 muestra los principales componentes de una red VoIP. El
Gateway convierte las señales desde las interfaces de telefonía tradicional (POTS,
T1/E1, ISDN, E&M trunks) a VoIP. Un teléfono IP es un terminal que tiene soporte
VoIP nativo y puede conectarse directamente a una red IP. En este trabajo de
investigación, el término TERMINAL será usado para referirse a un Gateway, un
teléfono IP, o una PC con una Interface VoIP.
El servidor provee el manejo y funciones administrativas para soportar el
enrutamiento de llamadas a través de la red. En un sistema basado en H.323, el
servidor es conocido como un Gatekeeper. En un sistema SIP, el servidor es un
servidor SIP. En un sistema basado en MGCP o MEGACO, el servidor es un Call
Agent (Agente de llamadas). Finalmente, la red IP provee conectividad entre todos
los terminales. La red IP puede ser una red IP privada, una Intranet o el Internet.
Figura 5.1 Componentes VoIP
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Encapsulamiento de una trama VoIP
Una vez que la llamada ha sido establecida, la voz será digitalizada y entonces
transmitida a través 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
(protocolo de datagrama de usuario) antes de ser transmitidas en una trama IP. La
Figura 5.2 muestra un ejemplo de una trama VoIP sobre una red LAN y WAN.
Por ejemplo, si el CODEC usado es G.711 y el periodo de paquetización es 20 ms,
la carga útil será de 160 bytes. Esto resultara en una trama total de 206 bytes en
una red WAN y en 218 bytes en una red LAN.
Funcionamiento de una red VoIP
Años atrás, se descubrió que enviar una señal a un destino remoto también se
podría enviar de manera digital es decir, antes de enviar la señal se debía
digitalizar con un dispositivo ADC (analog to digital converter), transmitirla y en el
extremo de destino transformarla de nuevo a formato análogo con un dispositivo
DAC (digital to analog converter).
VoIP funciona de esa manera, digitalizando la voz en paquetes de datos,
enviándola a través de la red y reconvirtiéndola a voz en el destino. Básicamente
el proceso comienza con la señal análoga del teléfono que es digitalizada en
señales PCM (pulse code modulación) por medio del codificador/decodificador de
voz (codec). Las muestras PCM son pasadas al algoritmo de compresión, el cual
comprime la voz y la fracciona en paquetes (Encapsulamiento) que pueden ser
transmitidos para este caso a través de una red privada WAN. En el otro extremo
de la nube se realizan exactamente las mismas funciones en un orden inverso. El
flujo de un circuito de voz comprimido es el mostrado en la figura 5.3.
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Figura 5.3 Flujo de circuito de voz comprimido
Dependiendo de la forma en la que la red este configurada, el Router o el gateway
pueden realizar la labor de codificación, decodificación y/o compresión. Por
ejemplo, si el sistema usado es un sistema análogo de voz, entonces el router o el
gateway realizan todas las funciones mencionadas anteriormente como muestra la
figura 5.4.
Figura 5.4 Funciones del router
En cambio, como muestra la figura 5.5, si el dispositivo utilizado es un PBX digital,
entonces es este el que realiza la función de codificación y decodificación, y el
router solo se dedica a procesar y a encapsular las muestras PCM de los
paquetes de voz que le ha enviado el PBX
Figura 5.5. Funciones del PBX
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Para el caso de transportar voz sobre la red pública Internet, se necesita una
interfaz entre la red telefónica y la red IP, el cual se denomina gateway y es el
encargado en el lado del emisor de convertir la señal analógica de voz en
paquetes comprimidos IP para ser transportados a través de la red. Del lado del
receptor su labor es inversa, dado que descomprime los paquetes IP que recibe
de la red de datos, y recompone el mensaje a su forma análoga original
conduciéndolo de nuevo a la red telefónica convencional en el sector de la última
milla para ser transportado al destinatario final y ser reproducido por el parlante del
receptor.
Es importante tener en cuenta también que todas las redes deben tener de alguna
forma las características de direccionamiento, enrutamiento y señalización.
El direccionamiento es requerido para identificar el origen y destino de las
llamadas, también es usado para asociar las clases de servicio a cada una de las
llamadas dependiendo de la prioridad. El enrutamiento por su parte encuentra el
mejor camino a seguir por el paquete desde la fuente hasta el destino y transporta
la información a través de la red de la manera más eficiente, la cual ha sido
determinada por el diseñador. La señalización alerta a las estaciones terminales y
a los elementos de la red su estado y la responsabilidad inmediata que tienen al
establecer una conexión.
Lección No. 8 ESTÁNDARES ACTUALES
TIPOS DE PROTOCOLOS VoIP:
VoIP comprende muchos estándares y protocolos. La terminología básica debe
ser entendida para comprender las aplicaciones y usos de VoIP. Las siguientes
definiciones sirven como un punto de partida:
1. H.323: es una recomendación ITU que define los Sistemas de Comunicaciones
Multimedia basados en paquetes. En otras palabras, H.323 define una arquitectura
distribuida para crear aplicaciones multimedia, incluyendo VoIP.
2. H.248: es una recomendación ITU que define el protocolo de Control Gateway.
H.248 es el resultado de una colaboración conjunta entre la ITU y la IETF. Es
también referido como IETF RFC 2885 (MEGACO), el cual define una arquitectura
centralizada para crear aplicaciones multimedia, incluyendo VoIP.
3. La IETF se refiere a la Fuerza de Trabajo de la Ingeniería de Internet que
intentan determinar como la Internet y los protocolos de Internet trabajan, así
como definir los estándares prominentes.
4. La ITU es la Unión Internacional de Telecomunicaciones, una organización
internacional dentro del sistema de las Naciones Unidas donde los gobiernos y el
sector privado coordinan las redes y servicios de telecomunicaciones globales.
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5. MEGACO, también conocido como la IETF RFC 2885 y recomendación ITU
H.248, define una arquitectura centralizada para crear aplicaciones multimedia,
incluyendo VoIP.
6. MGCP, también conocido como la IETF 2705, define una arquitectura
centralizada para crear aplicaciones multimedia, incluyendo VoIP.
7. El Protocolo de Transporte en Tiempo Real (RTP), también conocido como la
IETF RFC 1889, define un protocolo de transporte para aplicaciones en tiempo
real. Específicamente, RTP provee el transporte para llevar la porción audio/media
de la comunicación VoIP. RTP es usado por todos los protocolos de señalización
VoIP.
1. SIP: también conocido como la IETF RFC 2543, define una arquitectura
distribuida para crear aplicaciones multimedia, incluyendo VoIP.
TIPOS DE ARQUITECTURAS:
En el pasado, todas las redes de voz fueron construidas usando una arquitectura
centralizada en la cual los Dumb Endpoints (teléfonos) fueron controlados por los
conmutadores centralizados. Sin embargo este modelo trabajo bien para los
servicios de telefonía básica.
Uno de los beneficios de la tecnología VoIP, es que permite a las redes ser
construidas usando una arquitectura centralizada o bien distribuida. Esta
flexibilidad permite a las compañías construir redes caracterizadas por una
administración simplificada e innovación de Endpoints (teléfonos), dependiendo
del protocolo usado.
1. ARQUITECTURA CENTRALIZADA:
1. En general, la arquitectura centralizada esta asociada con los protocolos MGCP
y MEGACO. Estos protocolos fueron diseñados para un dispositivo centralizado
llamado Controlador Media Gateway o Call Agent, que maneja la lógica de
conmutación y control de llamadas. El dispositivo centralizado comunica al Media
Gateways, el cual enruta y transmite la porción audio/media de las llamadas (la
información de voz actual).
2. En la arquitectura centralizada, la inteligencia de la red es centralizada y los
dispositivos finales de usuario (endpoints) son relativamente mudos (con
características limitadas). Sin embargo, muchas arquitecturas VoIP centralizadas
usan protocolos MGCP o MEGACO.
3. Los defensores de la arquitectura VoIP centralizada, apoyan este modelo
porque centraliza la administración, el provisionamiento y el control de llamadas.
Simplifica el flujo de llamadas repitiendo las características de voz. Es fácil para
los ingenieros de voz entenderlo. Los críticos de la arquitectura VoIP centralizada
demandan que se suprimen las innovaciones de las características de los
teléfonos (endponits) y que llegara a ser un problema cuando se construyan
servicios VoIP que muevan mas allá de características de voz.
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4. La figura 5.6, muestra la arquitectura centralizada VoIP con protocolo
MEGACO.
Figura 5.6 Arquitectura centralizada VoIP con protocolo MEGACO
2. ARQUITECTURA DISTRIBUIDA:
1. La arquitectura distribuida esta asociada con los protocolos H.323 y SIP. Estos
protocolos permiten que la inteligencia de la red se distribuida entre dispositivos de
control de llamadas y endpoints. La inteligencia en esta instancia se refiere a
establecer las llamadas, características de llamadas, enrutamiento de llamadas,
provisionamiento, facturación o cualquier otro aspecto de manejo de llamadas. Los
Endpoints pueden ser Gateways VoIP, teléfonos IP, servidores media, o cualquier
dispositivo que pueda iniciar y terminar una llamada VoIP. Los dispositivos de
control de llamadas son llamados Gatekeepers en una red H.323, y servidores
Proxy o servidores Redirect en una red SIP.
2. Los defensores de la arquitectura VoIP distribuida apoyan este modelo por su
flexibilidad. Permite que las aplicaciones VoIP sean tratadas como cualquier otra
aplicación IP distribuida, y permite la flexibilidad para añadir inteligencia a
cualquier dispositivo de control de llamadas o Endpoints, dependiendo de los
requerimientos tecnológicos y comerciales de la red VoIP. La arquitectura
distribuida son usualmente bien entendida por los ingenieros que manejan redes
de datos IP. Los críticos de la arquitectura distribuida comúnmente apuntan a la
existencia de la Infraestructura PSTN como el único modelo de referencia que
debiera ser usado cuando intentamos repetir los servicios de voz. Ellos también
notan que las redes distribuidas tienden a ser más complejas.
3. La figura 5.7 muestra las arquitecturas de control VoIP distribuida y centralizada
con protocolo SIP.
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Figura 5.7 arquitecturas de control VoIP distribuida y centralizada con
protocolo SIP
Lección No. 9 Factor de calidad
FACTORES QUE AFECTAN LA CALIDAD DE VOZ
Diseñando una red VoIP, es importante considerar todos los factores que
afectaran la calidad de voz. Se presenta un resumen de los factores más
importantes.
CODEC:
Antes de que la voz sea transmitida sobre una red IP, primero debe ser
digitalizada. Los códigos estándares comunes son listados en la figura 5.8
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Figura 5.8 Estándares comunes
Hay una correlación general entre la calidad de voz y la velocidad de datos: la
velocidad de datos más alta, la calidad de voz más alto.
PERDIDA DE TRAMAS (FRAME LOSS)
Las tramas VoIP tienen que atravesar una red IP, el cual no es del todo cierto. Las
tramas se pueden perder como resultado de una congestión de red o corrupción
de datos. Además, para tráfico de tiempo real como la voz, la retransmisión de
tramas perdidas en la capa de transporte no es práctico por ocasionar retardos
adicionales. Por consiguiente, los terminales de voz tienen que retransmitir con
muestras de voz perdidas, también llamada como Frame Erasures. El efecto de
las tramas perdidas en la calidad de voz depende en como los terminales manejan
las Frame Erasures.
En el caso más simple, el terminal deja un intervalo en el flujo de voz, si una
muestra de voz es perdida. Si muchas tramas son perdidas, sonara grietoso con
silabas o palabras perdidas. Una posible estrategia de recuperación es reproducir
las muestras de voz previas. Esto trabaja bien si unas cuantas muestras son
perdidas. Para combatir mejor las ráfagas de errores, la interpolación es
usualmente usada. Basadas en las muestras de voz previas, el decodificador
predecirá cuales tramas perdidas debieran ser. Esta técnica es conocida como
Packet Loss Concealment (PLC).
Por ejemplo, la ITU-T G.711 apéndice I describe un algoritmo PLC para PCM. Un
buffer histórico circular consistiendo de 48.75 ms de muestras de voz previa es
guardado. Una vez que la Frame Erasure es detectada, el contenido del buffer
histórico será usado para estimar el periodo de caída corriente. Esta información
será entonces usada para generar una señal sintetizada para llenar el intervalo.
Con el PLC en G.711, la salida de audio es retardada por un adicional de 3.75 ms
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para proveer una transición suave entre las señales real y sintetizada. Los codecs
de voz basados en CELP tales como G.723.1, G.728 y G.729 también tienen
algoritmos PLC construidos dentro de sus estándares. En general, si las pérdidas
no son demasiadas grandes, y la señal no es muy cambiante las perdidas pueden
ser inaudibles después de aplicar el PLC.
La ITU-T G.113 apéndice I provee algunas líneas de guía de planificación
provisional en el efecto de perdida de tramas sobre la calidad de voz. El impacto
es medido en términos de Ie, el factor de deterioro. Este es un numero en la cual 0
significa no deterioro. El valor más grande de Ie significa deterioro más severo. La
siguiente tabla de la figura 5.9 es derivado de la G.113 apéndice Iy muestra el
impacto de las tramas perdidas en el factor Ie.
Figura 5.9. Derivado de la G.113
Cuando la tasa de perdida de tramas es 2%, el factor Ie es 35 para el estándar
G.7
11. Sin embargo, con PLC el factor Ie es reducido a 7. Note que con una velocidad
baja los codec’s tales como el G.729ª y G.723.1, tienen un factor Ie de 11 y 15
respectivamente aun cuando no existe perdida de tramas. Un 2% de perdida de
tramas incrementara el factor Ie de 19 a 24 respectivamente.
Lección No. 10 Retardos en redes VoIP
RETARDO (DELAY)
Otra consideración importante en el diseño de una red VoIP es el efecto de
retardo. Los efectos causados por el retardo incluyen el Eco y el Talker Overlap. El
efecto de retardo en la transmisión de voz es discutido en la ITU G.114.
1. FUENTES DE RETARDO:
Retardo Algorítmico: este es el retardo introducido por el CODEC y es inherente
en el algoritmo de codificación. La siguiente tabla de la figura 5.10, resume los
retardos algorítmicos de códigos comunes.
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Figura 5.10 Retardos algorítmicos
Los algoritmos de compresión usados en los Codec’s analizan un bloque de
muestras PCM entregadas por el codificador de voz (voice codec). Estos bloques
tienen una longitud variable que depende del codificador, por ejemplo el tamaño
básico de un bloque del algoritmo g.729 es 10 ms, mientras que el tamaño básico
de un bloque del algoritmo g.723.1 es 30ms. Se muestra un ejemplo de cómo
funciona el sistema de compresión g.729 en la siguiente figura 5.11
La cadena de voz análoga es digitalizada en muestras PCM, y así mismo
entregadas al algoritmo de compresión en intervalos de 10 ms
Figura 5.11 Figura de comprensión g.729
Retardo de Paquetización: es el tiempo para llenar un paquete de información
(carga útil), de la conversación ya codificada y comprimida. Este retardo es función
del tamaño de bloque requerido por el codificador de voz y el número de bloques
de una sola trama. En RTP, las muestras de voz con frecuencia son acumuladas
antes de ponerlo en una trama para trasmisión para reducir la cantidad de
cabeceras (overhead). La RFC 1890 especifica que el retardo de paquetización
por defecto debiera ser de 20 ms. Para G.711, esto significa que 160 muestras
serán acumuladas y entonces transmitidas en una sola trama. En el otro caso,
G.723.1 genera una trama de voz cada 30 ms y cada trama de voz es usualmente
transmitida como un simple paquete RTP. Los retardos de paquetización mas
comunes se muestran el la figura Nº 5.12
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Figura 5.12 Retardos de paquetizacion mas comunes
Cuando cada muestra de voz experimenta, ambos retardos, retardo algorítmico y
retardo por paquetización, en realidad los efectos se superponen como se muestra
en la figura 5.13
Figura 5.13 Efectos superpuestos
Retardo de Serialización: es el tiempo requerido para transmitir un paquete IP,
es decir esta relacionado directamente con la tasa del reloj de la transmisión. Por
ejemplo, si G.711 es usado y el periodo de paquetización es 20 ms, es decir hay
160 bytes de carga útil en RTP, entonces el tamaño de la trama completa será de
206 bytes asumiendo encapsulación PPP. Para transmitir la trama, requerirá 1.1
ms en una línea T1, 3.2 ms a 512 Kbps, 25.8 ms a 64 Kbps. Además, el retardo de
Serialización se presenta cuando los paquetes pasan a través de otro dispositivo
de almacenamiento y retransmisión tales como un Router o un Switch. Así, una
trama que atraviesa 10 Routers incurrirá en este retardo 10 veces. Los retardos de
Serialización para diferentes tamaños de tramas, se muestra en la figura 5.14
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Figura 5.14 Retardos de serializacion
1. Retardo de Propagación: es el tiempo requerido por la señal óptica o eléctrica
para viajar a través a lo largo de un medio de transmisión y es una función de la
distancia geográfica. La velocidad de propagación en el cable es
aproximadamente de 4 a 6 ms/Km. Para transmisión satelital, el retardo es 110 ms
para un satélite con altitud de 14000 km y 260 ms para un satélite con altitud de
36000 km.
2. Retardo de Componente: estos retardos son causados por varios
componentes dentro del sistema de transmisión. Por ejemplo, una trama que esta
pasando a través de un Router tiene que moverlo desde el puerto de entrada al
puerto de salida a través del backplane. Hay algun retardo minimo a la velocidad
del backplane y algunos retardos variables debido al encolamiento y
procesamiento en el router.
En general, las fuentes del retardo se clasifican en dos tipos: retardo fijo que se
adiciona directamente al total del retardo de la conexión y retardo variable que se
adiciona por demoras en las colas de los buffer. A continuación, en la figura 5.15
se identifican todos los posibles retardos fijos y variables en una red.
Figura 5.15 Posibles retardos fijos y variables en una red
2. CANCELACION DE ECO:
El primer deterioro causado por el retardo es el efecto de ECO. El Eco puede
presentarse.
En una red de voz debido al pobre acoplamiento entre el dispositivo de escucha
(earpiece) y el dispositivo de habla (mouthpiece) en el microtelefono. Este es
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conocido como eco acustico. También puede presentarse cuando parte de la
energia electrica es reflejada al abonado llamante por el circuito hibrido en la
PSTN. Esto es conocido como Eco hibrido. Cuando el retardo de extremo a
extremo de una via es corto, cualquier eco que es generado por el circuito de voz
regresara al abonado llamante muy rapidamente y no sera percibido. De hecho, la
cancelacion de eco no es necesario si el retardo de una via es menor que 25 ms.
En otras palabras, si el eco regresa dentro de los 50 ms, no sera percibido. Sin
embargo, el retardo de una via en una red VoIP casi siempre excedera los 25 ms.
Entonces la cancelacion de eco es siempre es requerido.
1. TALKER OVERLAP:
Aun con el metodo de cancelacion de eco perfecto, transportando una
conversacion de dos vias llega a ser dificultoso cuando el retardo es demasiado
grande debido al talker overlap. Este es el problema que ocurre cuando uno de los
abonados se superpone a la voz del otro abonado debido al retardo grande. G.114
provee las siguiente lineas con relacion al límite de retardo de una via, y se
muestra en la figura 5.16
Figura 5.16 líneas con relación al limite de retardo
VARIACION DEL RETARDO (JITTER)
Cuando las tramas son transmitidas a través de una red IP, la cantidad de retardo
experimentado por cada trama puede diferir. Esto es causado por la cantidad de
retardo de encolamiento y tiempo de procesamiento que puede variar
dependiendo del tráfico cargado en la red. Sin embargo el gateway fuente genera
tramas de voz a intervalos regulares (es decir, cada 20 ms), el gateway destino
típicamente no recibirá tramas de voz en intervalos regulares debido al problema
del jitter. Esto es ilustrado en la figura 5.17
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Figura 5.17 Resultados funcionales del gateway
En general, la estrategia en comunicación con el problema de jitter es almacenar
las tramas recibidas en un buffer tan grande que permita a las tramas mas lentas
arribar a tiempo para ser ubicadas en la secuencia correcta. El jitter mas grande
debido a algunas tramas de mayor tamaño, serán almacenadas en el buffer lo cual
introduce retardo adicional. Para minimizar el retardo debido al buffering, muchas
aplicaciones usan un buffer jitter adaptivo. En otras palabras, si la cantidad de jitter
en la red es pequeño, el tamaño del buffer será pequeño. Si el jitter se incrementa
debido al aumento del tráfico en la red, el tamaño del buffer de destino se
incrementara automáticamente para compensarlo. Por consiguiente, el jitter en la
red empeorara la calidad de voz en la magnitud que crece el retardo de extremo a
extremo debido al buffer de destino.
RETARDO TOTAL (DELAY BUDGET)
La figura 5.18 muestra un ejemplo de una red VoIP y las fuentes de retardo.
Figura 5.18 Red VoIP con fuentes de retardo
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El retardo total puede ser calculado, como muestra la tabla de la figura 5.19
asumiendo un retardo de extremo a extremo deseado de 150 ms, se tiene:
Figura 5.19 Retardo total
En este ejemplo, el retardo total fijo calculado es de 96.5 ms. La presencia de jitter
añadirá al retardo de extremo a extremo. ¿Hasta que valor de jitter el sistema
puede tolerar? Si el retardo deseado de extremo a extremo es de 150 ms, el jitter
máximo que puede tolerar el sistema es de 53.5 ms. La suposición es que el jitter
será compensado por un buffer de destino (playout buffer) el cual puede retardar
las tramas hasta 53.5 ms. Sin embargo, este ejemplo asume que se conoce la
topología exacta de la red, y entonces se pudo calcular todos los componentes de
retardos. En el próximo ejemplo de la figura 5.20, asumimos que los gateway’s de
voz están conectados vía un servicio VPN ofrecido por un ISP.
Figura 5.20 gateways conectados vía VPN ofrecido por un ISP
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El retardo limite de Internet puede ser calculado, como muestra la tabla de la
figura 5.21 asumiendo un retardo de extremo a extremo deseado de 150 ms, se
tiene:
Figura 5.21 tabla para determinar retardo limite
En este ejemplo, podemos identificar solo los retardos debido a los dos gateways.
Para mantener el retardo deseado de 150 ms, el retardo introducido por el ISP no
debe exceder los 82.5 ms. Notar que esto representa ambos retardos fijos y
variables. En otras palabras, el retardo mínimo a lo largo de la ruta VPN pudiera
ser 50 ms. El jitter máximo que el sistema puede tolerar será de 32.5 ms, el cual
será compensado por el buffer de destino (playout buffer). Hoy, muchas ISP’s
ofrecen el servicio VPN con un SLA (Service Level Agreement). Un SLA
típicamente garantizara un cierto retardo round-trip entre sitios.
Lección No. 11 PROTOCOLO H.323
Alcance del protocolo H.323
En un principio, las redes VoIP eran propietarias, en donde cada fabricante
diseñaba su propia pila de protocolos que controlaban los mecanismos de
señalización, control y codificación de la voz con muy poca o sin ninguna
interoperabilidad entre ellas. En 1996, La ITU emitió la recomendación H.323
titulada “Sistemas Telefónicos Visuales y Equipos para Redes de Área Local que
proporcionan una Calidad de Servicio No Garantizada”.
Esta Norma fue la base de los primeros sistemas de Telefonía Internet
ampliamente difundidos. El protocolo H.323 hace referencia a una gran cantidad
de protocolos específicos para codificación de voz, establecimiento de llamadas,
señalización, transporte de datos y otras áreas, en lugar de especificar estas
cosas en si. Entre otras cosas, el hecho de que NetMeeting, un cliente H.323
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desarrollado por Microsoft para Windows 95, 98, 2000 y Windows NT, se entregue
de forma gratuita, es prácticamente una garantía de que esta es la norma que hay
que cumplir.
El modelo general se ilustra en la figura 5.22. En el centro se encuentra una
Puerta de Enlace (Gateway H.323) que conecta Internet con la Red Telefónica
(PSTN o ISDN). Dicha Puerta de Enlace maneja los protocolos H.323 por el lado
de Internet y los protocolos PSTN o ISDN en el lado de la Red Telefónica. Los
dispositivos de comunicación se llaman Terminales. Una LAN podría tener un
Gatekeeper, el cual controla los terminales bajo su jurisdicción, llamados zona.
Figura 5.22 Protocolo H.323
COMPONENTES DE UNA RED VoIP
Las redes de VoIP suelen contener los siguientes componentes fundamentales,
según se muestra en la figura 5.23. Teléfonos IP’s, adaptadores para PC’s, Hubs
telefónicos, Gateways H.323, Gatekeeper, Unidades de Conferencia Multimedia
(MCU).
Figura 5.23 Componentes de una red VoIP
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1. EL GATEKEEPER
Todos los elementos de red de VoIP (terminales, Gateways, MCU) tienen que usar
el Gatekeeper como punto intermedio para la señalización. Los elementos de red
se comunican con el Gatekeeper de VoIP utilizando el protocolo RAS H.225. Los
Gatekeepers actúan como controladores del sistema y cumplen con el segundo
nivel de funciones esenciales en el sistema de VoIP de clase carrier, es decir,
autenticación, enrutamiento del servidor de directorios, contabilidad de llamadas y
determinación de tarifas. Los Gatekeepers utilizan la interfaz estándar de la
industria ODBC-32 (Open Data Base Connectivity – Conectividad abierta de bases
de datos), para acceder a los servidores de backend en el centro de cómputo del
Carrier y así autenticar a las personas que llaman como abonados válidos al
servicio, optimizar la selección del gateway de destino y sus alternativas, hacer un
seguimiento y una actualización de los registros de llamadas y la información de
facturación, y guardar detalles del plan de facturación de la persona que efectúa la
llamada.
Tiene las siguientes funciones básicas:
1. Autenticación y control de admisión, para permitir o denegar el acceso de
usuarios.
2. Proporciona servicios de control de llamada.
3. Servicio de traducción de direcciones (DNS), de tal manera que se puedan usar
nombres en lugar de direcciones IP.
4. Gestionar y controlar los recursos de la red: Administración del ancho de banda.
5. Localizar los distintos Gateways y MCU’s cuando se necesita.
2. EL GATEWAY
provee un acceso permanente a la red IP. Las llamadas de voz se digitalizan,
codifican, comprimen y paquetizan en un gateway de origen y luego, se
descomprimen, decodifican y rearman en el gateway de destino. El Gateway es un
elemento esencial en la mayoría de las redes pues su misión es la de enlazar la
red VoIP con la red telefónica analógica PSTN o RDSI. Podemos considerar al
Gateway como una caja que por un lado tiene un Interface LAN Ethernet, Frame
Relay o ATM y por el otro dispone de uno o varios de los siguientes interfaces:
1. FXO. Para conexión a extensiones de centralitas ó a la red telefónica básica.
2. FXS. Para conexión a enlaces de centralitas o a teléfonos analógicos.
3. E&M. Para conexión específica a centralitas.
4. BRI. Acceso básico RDSI (2B+D)
5. PRI. Acceso primario RDSI (30B+D)
6. G703/G.704. (E&M digital) Conexión especifica a centralitas a 2 Mbps.
El procesamiento que realiza el gateway de la cadena de audio que atraviesa una
red IP es transparente para los usuarios. Desde el punto de vista de la persona
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que llama, la experiencia es muy parecida a utilizar una tarjeta de llamada
telefónica. La persona que realiza la llamada ingresa a un gateway por medio de
un teléfono convencional discando un número de acceso. Una vez que fue
autenticada, la persona disca el número deseado y oye los tonos de llamada
habituales hasta que alguien responde del otro lado. Tanto quien llama como
quien responde se sienten como en una llamada telefónica "típica". Tenemos dos
tipos de Gateways:
1. Gateway H.323/H.320: básicamente realiza la conversión entre estos dos
formatos de forma que los terminales H.323 se pueden comunicar con equipos
RDSI de videoconferencia, que pueden formar parte de la red corporativa o estar
situados en la red pública.
2. Gateway H.323/RTB (Voz sobre IP). Posibilitan las comunicaciones de voz
entre los terminales H.323 y los teléfonos convencionales, estén en la red
corporativa o en la red pública.
3. TERMINAL H.323
Son los clientes que inician una conexión VoIP. Pueden ser de dos tipos:
1. IP PHONE: o teléfonos IP, se muestra en la Figura 5.24
Figura 5.24. IP Phone
2. SOFT PHONE; se trata normalmente de una PC multimedia que simula un
teléfono IP, por ejemplo, el servicio de NetMeeting utiliza protocolo H.323.
3. MCU’s H.323
se utiliza cuando han de intervenir más de dos partes en una conferencia. La MCU
(Multimedia Conference Unit) es responsable de controlar las sesiones y de
efectuar el mezclado de los flujos de audio, datos y video.
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4. ADAPTADOR PARA PC:
Más conocido como ATA, es un adaptador de teléfono analógico que se conecta al
servicio de cable MODEM o al servicio de DSL, que permite obtener telefonía por
Internet.
Pila de protocolos H.323
El VoIP/H.323 comprende una serie de protocolos que cubren los distintos
aspectos de la comunicación:
1. DIRECCIONAMIENTO:
1. RAS (Registration, Admision and Status): Protocolo de comunicaciones que
permite a una estación H.323 localizar otra estación H.323 a través del
Gatekeeper.
2. DNS (Domain Name Service): Servicio de resolución de nombres en direcciones
IP con el mismo fin que el protocolo RAS pero a través de un servidor DNS.
3. SEÑALIZACIÓN
1. H.225 (RAS): Protocolo que permite a los terminales hablar con el Gatekeeper,
solicitar y regresar ancho de banda y proporcionar actualizaciones de estado.
2. Q.931: Protocolo de señalización de llamadas, para establecer y liberar las
conexiones con la red telefónica RTC.
3. H.245: Protocolo de control de llamadas, permite a los terminales negociar
ciertos parámetros como: el tipo de Codec, la tasa de bits.
4. COMPRESIÓN DE VOZ:
1. Requeridos: G.711 y G.723.1
2. Opcionales: G.728, G.729 y G.722
3. TRANSMISIÓN DE VOZ:
1. UDP: La transmisión se realiza sobre paquetes UDP, pues aunque UDP no
ofrece integridad en los datos, el aprovechamiento del ancho de banda es mayor
que con TCP.
2. RTP (Real Time Protocol): Maneja los aspectos relativos a la temporización,
marcando los paquetes UDP con la información necesaria para la correcta entrega
de los mismos en recepción.
3. CONTROL DE LA TRANSMISIÓN:
1. RTCP (Real Time Control Protocol): Es un protocolo de control de los canales
RTP. Se utiliza principalmente para detectar situaciones de congestión de la red y
tomar, en su caso, acciones correctoras.
La arquitectura de protocolos se muestra en la figura 5.25
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Figura 5.25 Arquitectura de protocolos
LLAMADA DE UN TERMINAL PC H.323 A TELEFONO ESTANDAR
Para entender mejor el funcionamiento de los protocolos H.323, vamos a
considerar una llamada desde una PC H.323 a un teléfono estándar,
estableciéndose los pasos siguientes:
1. DESCUBRIMIENTO:
2. Se utiliza el protocolo H.225 / RAS para descubrimiento del Gatekeeper.
3. La PC difunde un paquete UDP de descubrimiento de Gatekeeper.
4. El Gatekeeper responde indicando su dirección IP.
5. La PC se registra con el Gatekeeper, enviándole un mensaje de registro RAS
en un paquete UDP.
6. En caso de aceptación, la PC solicita un ancho de banda al Gatekeeper,
enviándole un mensaje de admisión RAS.
7. Cuando se ha proporcionado el ancho de banda, la PC establece una conexión
TCP con el Gatekeeper, para comenzar el establecimiento de llamada.
1. SEÑALIZACION: (Establecimiento de la conexión)
1. Se utiliza el protocolo Q.931, para el establecimiento de llamada con el
Gatekeeper.
2. La PC envía un mensaje SETUP al Gatekeeper, especificando el número
telefónico de destino (o la dirección IP y el puerto si el destino es una PC).
3. El Gatekeeper responde con un mensaje CALL PROCEEDING para confirmar
la recepción de la solicitud.
4. Al mismo tiempo, el Gatekeeper reenvía el mensaje SETUP al Gateway.
5. El Gateway establece una señalización con la central telefónica de destino,
haciendo timbrar el teléfono.
6. La central de destino envía un mensaje ALERT al PC a través del Gateway,
indicando que ya se ha emitido el timbrado o sonido.
7. Cuando el destino levanta el teléfono, la central de destino retorna un mensaje
CONNECT al PC a través del Gateway, para indicar que tiene una conexión de
capa física.
8. En este punto el Gatekeeper no participa en la llamada. Los paquetes de datos
subsiguientes van directo al Gateway.
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1. CONTROL DE LA LLAMADA:
1. Se utiliza el protocolo H.245 para negociar los parámetros de la llamada.
2. Parámetros como: el tipo de Codec que soporta, la tasa de bits, video, llamadas
de conferencia, etc.
3. Terminado la negociación de parámetros, se establecen dos canales de datos
unidireccionales (para enviar y recibir).
1. TRANSMISION DE VOZ:
1. En este punto, pueden comenzar el flujo de datos a través de los canales de
datos unidireccionales, utilizando el protocolo RTP.
2. El flujo de datos se controla mediante el protocolo RTCP. Si existe flujo de
video, RTCP maneja la sincronización de audio / video.
1. LIBERACION DE LA CONEXIÓN:
1. Cuando una de las partes cuelga, se utiliza el canal de señalización Q.931 para
terminar la conexión.
2. La PC contacta al Gatekeeper con un mensaje RAS de liberación del ancho de
banda asignado.
3. De otro lado, puede realizar otra llamada.
En la figura 5.26, se muestran los diversos canales lógicos establecidos durante
una llamada.
Figura 5.26 Canales lógicos establecidos durante una llamada
Lección No. 12 PROTOCOLO SIP
Alcance del protocolo SIP
SIP es un protocolo de señalización simple utilizado para telefonía y
videoconferencia por Internet. SIP es definido completamente en la RFC 2543 y en
la RFC 3261. Basado en el Protocolo de Transporte de correo simple (SMTP) y en
el Protocolo de Transferencia Hipertexto (HTTP), fue desarrollado dentro del grupo
de trabajo de Control de Sesión Multimedia Multipartidaria (MMUSIC).
SIP
Especifica procedimientos para Telefonía, Videoconferencia y otras conexiones
multimedia sobre Internet. SIP es un protocolo de la capa de aplicación
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independiente de los protocolos de paquetes subadyacentes (TCP, UDP, ATM,
X.25). SIP esta basado en una arquitectura cliente servidor en la cual los clientes
inician las llamadas y los servidores responden las llamadas. Es un protocolo
abierto basado en estándares, SIP es ampliamente soportado y no es dependiente
de un solo fabricante de equipos.
SIP es un protocolo más nuevo que H.323 y no tiene madurez y soporte industrial
al mismo tiempo. Sin embargo, por su simplicidad, escalabilidad, modularidad y
comodidad con la cual integra con otras aplicaciones, este protocolo es atractivo
para uso en arquitecturas de voz paquetizados. SIP puede establecer sesiones de
dos partes (llamadas ordinarias), de múltiples partes (en donde todos pueden oír y
hablar) y de multidifusión (un emisor, muchos receptores). Las sesiones pueden
contener audio, video o datos. SIP solo maneja establecimiento, manejo y
terminación de sesiones. Para el transporte de datos, se utilizan otros protocolos,
como RTP/RTCP. SIP es un protocolo de capa de aplicación y puede ejecutarse
sobre UDP o TCP.
Algunas de las características claves que SIP ofrece son:
1. Resolución de direcciones, mapeo de nombres y redirección de llamadas.
2. Descubrimiento dinámico de las capacidades media del endpoint, por uso del
Protocolo de Descripción de Sesión (SDP).
3. Descubrimiento dinámico de la disponibilidad del endpoint.
4. Originación y administración de la sesión entre el host y los endpoints.
Beneficios del SIP
Algunos de los beneficios claves de SIP son:
1. SIMPLICIDAD: SIP es un protocolo muy simple. El tiempo de desarrollo del
software es muy corto comparado con los productos de telefonía tradicional.
Debido a la similitud de SIP a HTTP y SMTP, el reuso de código es posible.
2. EXTENSIBILIDAD: SIP ha aprendido de HTTP y SMTP y ha construido un
exquisito grupo de funciones de extensibilidad y compatibilidad.
3. MODULARIDAD: SIP fue diseñado para ser altamente modular. Una
característica clave es su uso independiente de protocolos. Por ejemplo, envía
invitaciones a las partes de la llamada, independiente de la sesión misma.
4. ESCALABILIDAD: SIP ofrece dos servicios de escalabilidad:
1. Procesamiento de Servidor; SIP tiene la habilidad para ser Stateful o Stateless.
2. Arreglo de la Conferencia; Puesto que no hay requerimiento para un controlador
central multipunto, la coordinación de la conferencia puede ser completamente
distribuida o centralizada.
1. INTEGRACION: SIP tienen la capacidad para integrar con la Web, E-mail,
aplicaciones de flujo multimedia y otros protocolos.
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2. INTEROPERABILIDAD: porque es un estándar abierto, SIP puede ofrecer
interoperabilidad entre plataformas de diferentes fabricantes.
Componentes SIP
La figura 5.27 muestra la interacción entre los componentes de una red SIP.
Figura 5.27 Red SIP
La figura 5.28 muestra otro modelo de una red SIP, que utiliza el servidor de
Registro.
Figura 5.28 Red SIP con servidor de registro
El sistema SIP contiene dos componentes: el agente usuario (User Agents – UA) y
los servidores de red.
3. AGENTE USUARIO (UA)
Un agente usuario es un endpoint SIP, el cual realiza y recibe llamadas SIP. Los
tipos de agente usuario son:
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1. El cliente es llamado el Cliente Agente Usuario (UAC) y es usado para iniciar
peticiones de llamadas SIP.
2. El servidor es llamado Servidor Agente Usuario (UAS), que recibe las peticiones
del UAC y retorna una respuesta al usuario.
Los clientes SIP pueden ser:
1. Teléfonos IP actuando en la capacidad de UAC o UAS.
2. Gateways. Como sabemos, un Gateway provee control de llamada para un
ambiente de VoIP. En una implementación SIP, el Gateway provee funcionalidad
de traslación y conferencia.
1. SERVIDORES DE RED
Hay tres tipos de servidores SIP:
1. Servidor Proxy SIP: decide a que servidor la petición debiera ser enviada y
entonces envía la petición. La petición puede atravesar muchos servidores Proxy
SIP antes de alcanzar su destino. La respuesta atraviesa entonces en el orden
inverso. Un servidor proxy puede actuar como Cliente y Servidor y puede enviar
peticiones y responder.
2. Servidor de Redirección: al contrario del servidor Proxy, el servidor de
redirección no envía peticiones a otros servidores. En lugar de ello, notifica a la
parte llamante de la ubicación actual de destino.
3. Servidor de Registro: provee servicios de registro para los UAC’s para su
localización permanente. Los servidores de registro son ubicados a menudo con
un servidor Proxy y de Redirección.
4. Servidor de Localización: para consultar la ubicación actual del usuario.
Mensajes del protocolo SIP
1. DIRECCIONES SIP:
SIP trabaja en una premisa simple de operación cliente servidor. Los clientes o
endpoints son identificados por direcciones únicas definidas como URL’s, es decir
las direcciones vienen en un formato muy similar a una dirección de correo
electrónico, a fin de que las paginas Web puedan contenerlos, lo que permite
hacer click en un vinculo para iniciar una llamada telefónica.
1. Las direcciones SIP siempre tienen el formato de user@host.
2. El user puede ser: nombre, número telefónico.
3. El host puede ser: dominio (DNS), dirección de red (IP).
1. MENSAJES SIP:
SIP usa mensajes para la conexión y control de llamadas. Hay dos tipos de
mensajes SIP: mensajes de peticiones y respuestas. Los mensajes SIP son
definidos como sigue:
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1. INVITE:
Solicita el inicio de una llamada. Los campos de la cabecera contienen:
1. Dirección origen y dirección destino.
2. El asunto de la llamada.
3. Prioridad de la llamada.
4. Peticiones de enrutamiento de llamada.
5. Preferencias para la ubicación de usuario.
6. Características deseadas de la respuesta.
7. BYE:
Solicita la terminación de una llamada entre dos usuarios.
8. REGISTER:
Informa a un servidor de registro sobre la ubicación actual del usuario.
9. ACK:
Confirma que se ha iniciado una sesión.
10. CANCEL:
Cancela una solicitud pendiente.
11. OPTIONS:
Solicita información a una Host acerca de sus propias capacidades. Se utiliza
antes de iniciar la llamada a fin de averiguar si ese host tiene la capacidad de
transmitir VoIP, etc.
LLAMADA DE PC A PC:
Se analiza una llamada de PC a PC, y se muestra la figura 5.29
Figura 5.29 Llamada de PC a PC
1. Para establecer una llamada, el llamante crea una conexión TCP con el
llamado.
2. La conexión se realiza utilizando un acuerdo de tres vías.
3. Envía un mensaje INVITE en un paquete TCP, indicando la dirección de
destino, la capacidad, los tipos de medios y los formatos del llamante.
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4. El servidor Proxy SIP investiga en donde esta el usuario y lo solicita en el
servidor de localización.
5. Si el llamado acepta la llamada, responde con un código de respuesta tipo
HTTP (200 para aceptación). Opcionalmente también puede proporcionar
información sobre sus capacidades, tipos de medios y formatos.
6. El llamante responde con un mensaje ACK para terminar el protocolo y
confirmar la recepción del mensaje 200.
7. En este punto, pueden comenzar el flujo de datos utilizando el protocolo RTP.
8. El flujo de datos se controla mediante el protocolo RTCP.
9. Cualquiera puede solicitar la terminación de la llamada enviando un mensaje
BYE.
10. Cuando el otro lado confirma su recepción, se termina la llamada.
COMPARATIVA ENTRE H.323 Y SIP
SIMILITUDES:
1. Ambos permiten llamadas de dos partes y múltiples partes utilizando las
computadoras y los teléfonos como puntos finales.
2. Ambos soportan negociación de parámetros, codificación y los protocolos RTP y
RTCP.
DIFERENCIAS:
1. H.323 es un estándar grande, complejo y rígido, que especifica toda la pila de
protocolos en cada capa lo que facilita la tarea de interoperabilidad pero es difícil
de adaptar a aplicaciones futuras.
2. SIP es un protocolo de Internet típico que funciona intercambiando líneas cortas
de texto ASCII, que interactúa bien con otros protocolos de Internet. Es altamente
modular y flexible, y se puede adaptar con facilidad a las nuevas aplicaciones.
La figura 5.30, muestra un cuadro comparativo de ambos protocolos:
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Figura 5.30 Cuadro comparativo de los protocolos H323 y SIP
CONCLUSIONES
1. VoIP es una aplicación IP tiene requerimientos estrictos de actuacion. La
actuacion de una red IP tiene un impacto directo sobre la calidad de voz. Se ha
identificado el factor de deterioro que debiera ser medido. Estos incluyen la tasa
de perdida de tramas y retardo.
2. La calidad de servicio es un componente importante de la red IP. Cuando hay
contención de recursos, tal como una congestión de red, es importante para la red
proveer mejor servicio al tráfico de tiempo real tal como la VoIP a expensas del
tráfico de datos.
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3. Las compañías debieran elegir a los proveedores de equipos de VoIP basados
en tres requerimientos muy importantes:
1. Los clientes necesitan proveedores que soportan estándares abiertos dentro de
sus productos y que están activamente desarrollando estrategias de voz que
consideran interoperabilidad con todos los protocolos de VoIP.
2. Los clientes necesitan productos que soporten múltiples protocolos. En este
sentido, si una compañía encuentra que necesita migrar su sistema o añadir
productos que soportan protocolos diferentes, no será requerido para ejecutar
mejoras a la red.
3. Los clientes necesitan soluciones de voz con soporte de extremo a extremo
para todos los protocolos de VoIp, ello significa que los fabricantes deben proveer
soluciones que trabajen en ambos ambientes de multiprotocolo y uniprotocolo.
4. Trabajando con fabricantes que pueden proveer esta flexibilidad de VoIP, las
compañías pueden enfocar en construir redes escalables y elásticas que soporten
los requerimientos de las redes de próxima generación (NGN).
Se detalla a continuación las ventajas y desventajas de contar con un sistema de
VoIP:
VENTAJAS:
1. Es evidente que el hecho de tener una red en vez de dos, es beneficioso para
cualquier operador que ofrezca ambos servicios, véase gastos inferiores de
mantenimiento, personal cualificado en una sola tecnología.
2. Realmente se trata de una solución verdaderamente fantástica. facturas de
teléfono muy bajas, oficinas virtuales, dirección centralizada y un rápido
despliegue, son sólo algunos de sus muchos beneficios. el éxito de algunas
grandes compañías combinado con el crecimiento de las redes wireless, puede
mover esta tecnología desde las empresas a los pequeños negocios y a todo el
mercado en general.
3. Como si el ahorro de ancho de banda no fuera suficiente, el despliegue de la
voz sobre IP reduce el costo y mejora la escalabilidad empleando componentes de
redes de datos estándares (enrutador, switches...), en vez de los caros o
complicados switches para teléfonos. Ahora el mismo equipo que dirige las redes
de datos puede manejar una red de voz.
4. VoIP posibilita desarrollar una única red convergente que se encargue de cursar
todo tipo de comunicación, ya sea voz, datos, video o cualquier tipo de
información.
5. La telefonía IP no requiere el establecimiento de un circuito físico durante el
tiempo que toma la conversación, por lo tanto, los recursos que intervienen
en la realización de una llamada pueden ser utilizados en otra cuando se produce
un silencio, lo que implica un uso más eficiente de los mismos.
6. Las redes de conmutación por paquetes proveen alta calidad telefónica
utilizando un ancho de banda menor que el de la telefonía clásica, ya que los
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algoritmos de compresión pueden reducir hasta 8kbps la rata para digitalización de
la voz produciendo un desmejoramiento en la calidad de la misma apenas
perceptible.
DESVENTAJAS
1. Transportan la información dividida en paquetes, por lo que una conexión suele
consistir en la transmisión de más de un paquete, estos paquetes pueden
perderse, y además no hay una garantía sobre el tiempo que tardarán en llegar de
un extremo al otro de la comunicación.
2. El aspecto de seguridad es muy relevante.
3. Se cambia confiabilidad por velocidad.
4. Finalmente, tenemos que resaltar que así como PSTN, VoIP no puede prestar
servicio a todos sus clientes (por ejemplo, una llamada GSM no pude manejar más
de algunos cientos o un par de miles de clientes).
5. Por ahora, el servicio está restringido a redes privadas (y en consecuencia a
pocos usuarios), ya que en un ambiente como una red pública Internet, los niveles
de calidad telefónica son bajos pues tal red no puede proveer anchos de banda
reservados ni controlar la dramática fluctuación de carga que se presenta.
6. El control de congestión de TCP hace reducir la ventana de transmisión cuando
detecta pérdida de paquetes, y el audio y el video son aplicaciones cuya rata de
transferencia no permite disminuciones de este tipo en la ventana de transmisión.
INTRODUCCIÓN
Dentro de un proceso telefónico, el punto esencial está en su central de
conmutación o telefónica. Frente a esto, es necesario que el Ingeniero reconozca
y asimile las diferentes partes que la componen desde la perspectiva tecnológica.
Las centrales electromecánicas, electrónicas y digitales, sin importar si el servicio
que se oferte sea para telefonía fija, inalámbrica o móvil.
Lección No. 13 PARAMETROS QUE DESCRIBEN EL FUNCIONAMIENTO DE
UNA CENTRAL
El componente principal de una central telefónica (o equipo de conmutación) es el
denominado equipo de conmutación, compuesto por una serie de órganos
automáticos y circuitos.
FUNCIONES BASICAS DE LOS SISTEMAS DE CONMUTACION
Cualquier equipo de conmutación ha de proporcionar un conjunto de funciones
básicas imprescindibles para conseguir un servicio adecuado.
Interconexión
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Es la capacidad que tiene el sistema de conmutación de proveer caminos de
comunicación entre abonados y/o enlaces, esta función supone ahorro en el
número de conexiones.
Control
La realizan un conjunto de órganos y circuitos (electromecánicos o electrónicos)
que almacenan y procesan información recibida en la central y que controlan la
Red de Conexión, estableciendo y liberando las conexiones (puntos de cruce), y
por lo tanto estableciendo o liberando los caminos de conversación. Tales órganos
y circuitos constituyen la Unidad de Control.
La función de control integra gran número de funciones menores, que en conjunto
controlan el sistema. Estas funciones varían de un sistema a otro y por ello no se
consideran básicas.
Se resalta por su importancia, la función de "Prueba de ocupación", mediante la
cual el sistema verifica la condición de libre (no ocupado) antes de actuar sobre un
determinado órgano o circuito. Puede no existir.
Supervisión
Dentro de una central puede considerarse desde 2 puntos de vista:
Por una parte, el equipo de conmutación somete a supervisión continua a las
líneas de abonado y enlaces, por lo que se puede presentar una llamada. En los
sistemas analógicos existe un equipo de línea exclusivo para cada abonado, que
detecta su descolgado.
Por otra parte, el equipo de conmutación ha de supervisar los caminos de
conversación ya establecidos en la Red de Conexión, para proceder a su
liberación o retención, según se indique; Normalmente en sistemas analógicos
esta función se realiza por órganos y circuitos de la propia Red de Conexión, pero
la función de supervisión también puede formar parte de la función de control, para
permitir la liberación de una llamada ya establecida.
En los sistemas digitales, la Unidad de Control efectúa la supervisión
(exploraciones periódicas) y ordena la liberación o retención correspondiente,
orden que ejecuta la Red de Conexión.
Señalización con los terminales de abonado
En las centrales con abonados se necesita de un conjunto de señales que
permitan acciones tales como:
1. Detectar el descolgado de una llamada (función de señalización)
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2. Realizar la función de aviso al terminal de abonado mediante una serie de tonos
y señales, como son: Tono de marcar, de llamada, de ocupado, de saturación, de
nivel muerto, de frecuencia 400Hz y tensión 30V.
3. Recibir información de selección para establecer una conexión. Se trata de
información numérica recibida por una línea de abonado.
Señalización con otras centrales
También es necesario intercambiar información entre centrales. Se realiza
mediante un conjunto de señales transmitidas entre ellas.
Tal señalización debe permitir:
1. Detectar la toma de un enlace de llegada por la central distante
2. Provocar la toma de un enlace de llegada de la central distante, y desde un
enlace de salida de la propia central.
3. Recibir información de selección para establecer una conexión. Se trata de
información numérica recibida desde un enlace de llegada.
4. Transmitir información de selección para que la central distante establezca una
conexión. Información numérica transmitida por el enlace de salida.
Almacenamiento y análisis de la información recibida
La información de selección recibida por una línea de abonado o por un enlace de
llegada debe ser almacenada (o registrada) en elementos de memoria. Estos
elementos son de la Unidad de Control y su tecnología puede ser electromecánica
o electrónica.
En algunos sistemas esta información se somete a un proceso de traducción o
codificación, por razones de flexibilidad.
Selección y conexión
Selección es la búsqueda de un camino libre entre los posibles que pueden unir
eléctricamente a los extremos deseados (abonados y/o enlaces) y elegir uno de
ellos. Una vez elegido, la función de conexión permite operar puntos de cruce
individuales que constituyen el camino de conversación deseado.
En los sistemas digitales se guarda la identificación del camino elegido para
proceder después a su liberación.
Explotación y mantenimiento
Los sistemas soportan funciones de operación, conservación, administración y
tarificación que permitan una explotación racional y económica de la red.
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Lección No. 14 CENTRALES ELECTROMECÁNICAS – SIEMENS F1; EMD F6M
Estas máquinas, sustituyeron los oídos y brazos humanos de la operadora. Su uso
inicio a comienzos del siglo XX. El abonado indicaba en el disco de su teléfono, el
número del teléfono con el que deseaba comunicarse, para luego poner en
movimiento un mecanismo, que realizaba todo el trabajo de comunicación, entre
ambas líneas. Estas utilizaban técnicas donde el mando de la central que
realizaba la conmutación era un mecanismo que producía la apertura y cierre de
relés electromecánicos, que permitían el paso de las señales telefónicas a través
del conmutador en forma de señales analogicas, tal como llegan al nodo de
conmutación.
CENTRAL DIGITAL ERICSSON – AXE
Es un sistema de comunicación telefónica que emplea control por programa
almacenado, esta constituido totalmente por tarjetas de circuito impreso con
componentes basados en tecnología VLSI, estas tarjetas se alojan en estantes
que forman las unidades básicas para manejo de hardware.
La central AXE consta de dos sistemas implementados en hardware y software y
son:
-Sistema de conmutación APT 210 10
-Sistema de control APZ 212 01
Las funciones realizadas por el ATP y el APZ son:
-Marcación directa entrante.
-Línea directa (hot line)
-Conferencia tripartita
-Transferencia de llamadas
-Registro de llamadas
-Localización de llamadas maliciosas
-Despertador automático
-Llamada repetida
Entre las principales innovaciones que presenta la arquitectura de AXE es
incorporación de un bus serial al lado del tradicional bus paralelo (RPB) para
comunicación entre los procesadores regionales y el procesador central, con
finalidad de incrementar la capacidad (velocidad de transferencia de data) y
disminución en interfaces.
la
la
la
la
El nuevo RPB permite almacenar a los procesadores regionales en los mismos
bastidores donde se encuentran los dispositivos que ellos controlan, minimizando
así el hardware y cable para las interconexiones de los dispositivos, así como
también con esta nueva colocación se hace más fácil para los operadores la
instalación y ampliación de los equipos.
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Adicionalmente a las interfaces entre la etapa de grupo y los dispositivos
conectados a ella que anteriormente era a 2 Mbits/s (nivel PCM primario) ahora
manejan una interfaz DL3 trabajando a 32 Mbits/s, lo cual reducen notablemente
la etapa de grupo al igual que el cableado interno del sistema
Los principales cambios que la Central Digital Ericsson – AXE ha realizado dentro
de su estructura son los siguientes:
1. Una interfaz DL3 (32 Mbits/s) sustituye 16 interfaces DL2 (2 Mbits/s)
2. Las funciones de 4 TSM son agrupadas dentro de una tarjeta, rindiendo 2048
puertos por tarjeta.
3. Una función SPM para 1384 puertos estará en una sola tarjeta.
4. El equipo de conmutación y los RPs que lo controlan estarán en el mismo
bastidor.
5. En cuanto al procesador central se ha producido el APZ 212 25, el cual tiene
muy pequeño tamaño y consume sólo 75 Vatios de potencia. La máxima
capacidad de memoria es 64 Megawords (MW), para almacenamiento de
programa, y 256 MW, para almacenar datos. A pesar de su pequeño tamaño este
procesador es de 1.6 veces más poderoso que su más cercano predecesor el APZ
212 11.
Con el nuevo hardware surge un nuevo procesador regional llamado RPG
(Procesador Regional con Interfaz a la etapa de Grupo) para aplicaciones que
requieran alta capacidad de procesamiento. En AXE RPG es la plataforma para
manejar la comunicación de datos de paquetes conmutados.
CENTRAL DIGITAL ALCATEL SISTEMA 12
Es un sistema de comunicación telefónica con funciones de control y conmutación
totalmente distribuidas basadas en el paquete de software 6.3KA. El concepto de
conmutación distribuida se realiza mediante el uso de unidades de abonado
remotas como concentradores, ICON's y SPCM's.
La incorporación de la RDSI en las centrales del sistema 12 ha conllevado un
proceso sencillo dada la estructura modular y la arquitectura de control distribuido
de esta central, en la que todas las comunicaciones de voz, mensajes entre
entidades lógicas y datos, se encaminan por la red digital de la central que se
puede considerar como un procesador de datos distribuido.
Estas centrales permiten una fácil incorporación de las nuevas funciones y
servicios que supone la introducción de los accesos básicos y los accesos
primarios (30 canales de 64 kbits/seg y un canal de 16 kbits/seg) de la RDSI,
aprovechando las ventajas de dicha arquitectura; sin afectar a los servicios
existentes y sin disminuir la capacidad de trafico de la central en el resto de sus
funciones.
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Las nuevas facilidades se incorporan a las centrales del Sistema 12 añadiendo
módulos de hardware especializados para las líneas digitales de abonados de
acceso básico, y sus manejadores y módulos software para señalizaciones Q9-31,
y para interconexión con otras centrales digitales vía señalización por canal común
No. 7 con su aplicación PUSI para la RDSI.
La filosofía en este tipo de centrales se enfoca en la adquisición de módulos RDSI
e incorporarlos en el Sistema 12, y las pruebas condujeron a una demostración
completa de una RDSI pública incluyendo conmutación integrada de circuitos y
paquetes. Las centrales del Sistema 12 implementadas incluyen servicios
suplementarios que en la actualidad se encuentran definidos, tales como:
1. Selección directa de extensiones.
2. Portabilidad de terminales
3. Información de tarificación
4. Llamada maliciosa
5. Indicación de llamada en espera.
6. Línea directa sin marcación
7. Grupo cerrado de usuarios
8. Subdireccionamiento
9. Identificación de usuario llamante y usuario llamado
10. Desvío de llamadas
11. Señalización usuario a usuario
12. Retención/recuperación de llamadas
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ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN DE LA UNIDAD No. 2
1. Realice una revisión bibliográfica sobre los PLANES TÉCNICOS
FUNDAMENTALES. Contraste sus resultados con las normas vigentes en
Colombia. (resolución 087/97 – CRT y demás normas).
2. Realice una investigación con los operadores locales del servicio de telefonía
sobre la interconexión con otras redes y redes superiores.
3. Describa el medio de interconexión de las redes de telefonía de su municipio.
4. Que es: SDH, PDH, E1, T1, Troncal?
5. Indague sobre el reloj de referencia para Colombia y las redes de sincronía.
6. Indague sobre la red de señalización de los diferentes operadores de su
localidad y de su región.
7. Obtenga información del operador local sobre el tipo, marca y arquitectura de la
red de centrales telefónicas locales.
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8. FUENTES DOCUMENTALES DE LA UNIDAD 2
BLACK, U. ( 1999). Voice over IP. New Jersey: Prentice Hall PTR.
CUERVO, F., GREENE, N., HUITEMA, C., RAYHAN, A., ROSEN, B. y EGERS, J.
(2000). Megaco Protocol versión 0.8. RFC 2885,
DOUSKALIS, B. (2000). IP telephony: the integration of robust VoIP services. New
Jersey: Prentice Hall PTR
GREENE, N., RAMALHO, M. y ROSEN, B. (2000). Media Gateways Control
Protocol Architecture and Requeriments. RFC 2805.
HAMDI, M., VERSCHEURE, O., HUBAUX, J-P., DALGIC, I. y WANG, P. (Mayo,
1999).Voice Service Interworking for PSTN and IP Networks. IEEE Communication
Magazine, Mayo 1999, pags. 104-111.
HERSENT,O., GURLE, D. y PETIT, J.P. (2000). IP telephony: packet – based
multimedia communication systems. Great Britain: Addison – Wesley.
ITU-T Study Group 16 (1998). Recommendation H.246.
ITU-T Study Group 16 (2000). Recommendation H.323v4 (draft).
MINOLI, D. y MINOLI, E. (1998). Delivering Voice over IP Networks. New York:
John Wiley & Sons, Inc.
P. K. Bhatnagar. Engineering Networks for Synchronization, CCS7, and ISDN:
Standards, Protocols, Planning, and Testing (IEEE Telecommunication Handbook
Series). IEEE Press. 1997.
Travis Russell. Telecommunications Protocols (McGraw-Hill Series on
Telecommunications). 2nd edition. McGraw-Hill. 1999.
Harry G. Perros. Connection-Oriented Networks: SONET/SDH, ATM, MPLS and
Optical Networks. John Wiley & Sons, Chichester (England), 2005.
UIT-T. Recomendaciones de la Serie D - Principios generales de tarificación.
UIT-T. Recomendaciones de la Serie G -Sistemas y medios de transmisión,
sistemas y redes digitales.
UIT-T. Recomendaciones de la Serie Q - Conmutación y señalización.
UIT-T. Recomendaciones de la Serie I - Red Digital de Servicios Integrados
(RDSI).
UIT-T. Recomendaciones de la Serie M - TMN y mantenimiento de redes.
Documentos:
Carrier grade Voice over IP. Collins D, 2001.
Voice over IP Fundamentals. Davidson J. y Peters J., 2000.
IP Telephony with H.323, Kumar V. y Korpi M., 2001.
Voice Over IP, Varshney U. / Snow A. / McGivern M. / Howard C., 2002.
Voice Over Packet Networks, Wright D.J., 2001.
Configuring Cisco Voice Over IP, Sinclair Jason, Cisco Press.
IP quality of service (Cisco networking fundamentals), Srinivas Vegesna., Cisco
Press.
IP Telephony Design and Implementation, Padjen Robert., Cisco Press.
Delivering Voice Over IP Networks, 2nd edition, Minoli Daniel., Cisco Press.
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CIBERGRAFÍA
http://www.iec.org, Web Proforum Tutorials, VoIP.