Introducción a las Comunicaciones de Voz sobre IP

Clase 3

Esquema de VOIP1 2 3

4 5 67 8 9

* 8 #

1 2 3

4 5 67 8 9

* 8 #

iMac

iMac1 2 3

4 5 67 8 9

* 8 #

1 2 3

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Router

RouterRouter

Router

Switch

Switch

Switch

40

ComunicationServer

AplicationServers

Gateway

Clientes de la red IPNúcleo de la red IP

(Transporte)

Esquema de VOIP1 2 3

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iMac

iMac1 2 3

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1 2 3

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Router

RouterRouter

Router

Switch

Switch

Switch

40

ComunicationServer

AplicationServers

Gateway

Clientes de la red IPNúcleo de la red IP

(Transporte)

Protocolode transporte

Esquema de VOIP1 2 3

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1 2 3

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iMac

iMac1 2 3

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Router

RouterRouter

Router

Switch

Switch

Switch

40

ComunicationServer

AplicationServers

Gateway

Clientes de la red IPNúcleo de la red IP

(Transporte)

Protocolo deseñalización

Esquema de VOIP1 2 3

4 5 67 8 9

* 8 #

1 2 3

4 5 67 8 9

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iMac

iMac1 2 3

4 5 67 8 9

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1 2 3

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Router

RouterRouter

Router

Switch

Switch

Switch

40

ComunicationServer

AplicationServers

Gateway

Clientes de la red IPNúcleo de la red IP

(Transporte)

Protocolo de control

VOIPComunicación Server

Su función primordial dentro de la red es controlar las llamadas que se realicen dentro de la misma, como veremos según el organismo de standardización de que se trate es llamado también Call Agent (IETF) o media Gateway Controller (ETSI).

Aplication server

Un servidor que contiene una aplicación capaz de suministrar un servicio adicional a nuestros abonados IP, por ejemplo Portabilidad Numérica

VOIPMedia Gateway

Posibilita la interconexión de redes heterogéneas.

Cliente

Cualquier elemento de la red que es capaz de requerir un servicio del CS, MGC o CA, para el caso de nuestra red genérica puede ser un teléfono IP una PC con conexión a la red que desea realizar una llamada a través del NetMeeting, como así también una PalmTop de un empleado de nuestra compañía que se conecta momentáneamente a través de su Tarjeta para Wireles Lan.

Protocolos más usados en VOIPIP (Internet Protocol )

TCP (Transmission Control Protocol )

UDP (User Datagram Protocol )

H.323 es una recomendación del ITU-T

(International Telecommunication Union),

RTP / RTCP (Real-time Transport Protocol )

MGCP / MEGACO (Media Gateway Control Protocol )

SIP (Session Initiation Protocol )

Protocolos según modelo OSI

Protocolo IP

Protocolo IP

Carga útil

Identificador

IHL Longitud TotalTOSVersión

Flags Fragment offset

TTL ProtocoloUDP - TCP

Chequeo del Encabezado

Dirección Fuente

Opciones más Relleno

Dirección Destino

Este es el formato de DATAGRAMA IP

TOS (8 bits) Tipo de Servicio. Establece precedencias pero la mayoría de los router ignoran este campo. Para NGN es importante porque permite distinguir entre distintos tráficos (voz/datos)

Protocolo IPFRAGMENTACIÓN Y REENSAMBLAJE

Un datagrama IP puede ser demasiado grande para ser enviado por la red (MTU)

Los datagramas se dividen en datagramas IP “lo suficientemente pequeños”

Los fragmentos son enviados como cualquier otro datagrama.

Requiere que el extremo de recepción tenga una cola de reensamblaje.

Debería descartar los fragmentos luego de un tiempo.

Protocolo TCP

Protocolo TCP

Carga útil

Puerto Fuente

Puntero de urgencia

Opciones más relleno

Longitud

Puerto Destino

Número de secuencia

Número de Confiramción

VentanaComienzo datos Reservado Flags

Formato del Protocolo “segmentos” TCP

Protocolo TCPEl flujo se divide en pequeños segmentos para la transmisión.

Cada segmento se envía como un datagrama IP.

TCP numera cada segmento, de manera que la recepción pueda ser verificada y la información reconstruida en el orden apropiado.

La estación TCP receptora devuelve un reconocimiento (acknowkedge) positivo.

Los datos transmitidos incluyen un checksum para la detección de errores

Los puertos del protocolo son utilizados para distinguir entre diversas aplicaciones. De esta manera los datos TCP se entregan al proceso adecuado y se especifica en el momento del establecimiento de la conexión.

La conexión se establece mediante el uso de un saludo de 3 vías (handshake).

Protocolo UDP

Protocolo UDP

Carga útil

Puerto Fuente

VerificaciónLongitud

Puerto Destino

Puerto Fuente (16 bits) Identifica el puerto UDP desde el que se origina el mensaje. Los puertos hasta 1023 están reservados y son los puertos asignados a servidores para determinados servicios.

Puerto Destino (16 bits) Identifica el puerto al que va destinado el datagrama.

Longitud (16 bits) El tamaño en bytes del datagrama, incluyendo el encabezado

Verificación.(32 bits) Es la suma módulo 216 de la carga útil, el encabezado UDP, y parte o pseudo encabezado IP formado por Dirección IP Fuente(32 bits), dirección IP destino(32 bits), Ceros (8 bits), Protocolo (8 bits) y longitud de UDP (16 bits).

UDP no otorga garantías para la entrega de sus mensajes

Protocolo UDP

IMPORTANTE:LAS COMUNICACIONES VOCALES SE REALIZAN POR MEDIO DE ESTE PROTOCOLO YA QUE AL NO TENER CONFIRMACION (NO DA AVISO AL EMISOR CUANDO LLEGA UN MENSAJE), ESTE PROTOCOLO ES MUY APTO PARA LA VOZ.EN UNA COMUNICACIÓN NO NECESITAMOS PEDIR UN DATO QUE FALTA SI SE PEDIO, PORQUE SE PRODUCE EN TIEMPO REAL.

Protocolo H.323

Protocolo H.323H.323 fue diseñado con un objetivo principal: Proveer a los usuarios con tele-conferencias que tienen capacidades de voz, video y datos sobre redes de conmutación de paquetes.

Las continuas investigaciones y desarrollos de H.323 siguen con la misma finalidad y, como resultado, H.323 se convierte en el estándar óptimo para cubrir esta clase de aspectos. Además, H.323 y la convergencia de voz, video y datos permiten a los proveedores de servicios prestar esta clase de facilidades para los usuarios de tal forma que se reducen costos mientras mejora el desempeño para elusuario.

Protocolo H.323Componentes de una Red H.323

Componentes H.323TERMINAL

Es un extremo de la red que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real con otro terminal H.323, gateway o unidad de control multipunto (MCU). Esta comunicación consta de señales de control, indicaciones, audio, imagen en color en movimiento y /o datos entre los dos terminales. Conforme a la especificación, un terminal H.323 puede proporcionar sólo voz, voz y datos, voz y vídeo, o voz, datos y vídeo.

Componentes H.323

GATEWAYEs un extremo que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real entre terminales H.323 en la red IP y otros terminales o gatewaysen una red conmutada. En general, el propósito del gateway es reflejar transparentemente las características de un extremo en la red IP a otro en una red conmutada y viceversa.

Componentes H.323GATEKEEPER

Es una entidad que proporciona la traducción de direcciones y el control de acceso a la red de los terminales H.323, gateways y MCUs. El gatekeeper puede también ofrecer otros servicios a los terminales, gateways y MCUs, tales como gestión del ancho de banda y localización de los gateways.

Componentes H.323MCU

La Unidad de Control Multipunto está diseñada para soportar la conferencia entre tres o más puntos, bajo el estándar H.323, llevando la negociación entre terminales para determinar las capacidades comunes para el proceso de audio y vídeo y controlar la multidifusión.

Pila de protocolos H.323H.323 utiliza los siguientes protocolos

DireccionamientoRASDNS

SeñalizaciónH.225Q.931H.245

Compresión de VozG711, G729, etc.

TransmisiónUDPRTP

Control de TransmisiónRTCP

Protocolos

RTP - RTCP

RTP

Proporciona las funciones de transporte de datos en tiempo real entre extremos de una red IP, sea audio, video.Hay que tener en cuenta que RTP por si solo no proporciona un mecanismo para asegurar la entrega a tiempo de los paquetes o proporcionar calidad de servicio, son en realidad funciones que relega a las capas inferiores.

RTP

Valor Códec

0 PCM ley μ

4 G.723

8 PCM ley A

18 G.729

32 MPEG

34 H263

PAYLOAD TYPES

Carga útil

Timestamp

(SSRC) Identificador de la fuente de sincronización

Número de SecuenciaV

(CSRC) Identificadores de las fuentes de contribución

P X CC M PT

10001500

IP UDP RTP

15001000

IP UDP RTP

RTPRTCP

Cliente de VoIP

Cliente de VoIP

RTCP

Su función básica es enviar paquetes de control periódicos a todos los participantes de la sesión multimedia y de esta forma tener una idea de la calidad con la que se están distribuyendo los datos.La información de RTCP utiliza puertos diferentes que la información intercambiada por RTP.

Protocolos MGCP - MEGACO

MGCP - MEGACO

Han sido desarrollados teniendo en cuenta la integración de VoIP y la red PSTN teniendo en cuenta su señalización SS7. MGCP es un desarrollo de la IETF en cambio MEGACO (H.248) es una iniciativa conjunta de la IETF y la ITU-T.

MGCP - MEGACOSe aplica en redes donde la lógica de señalización se encuentra en los MGCs (Media Gateway Controller) y la lógica para transmitir datos multimedia en los MGs (media Gateways). Usando MGCP/MEGACO-H.248, los MGCs pueden controlar los recursos residentes en los MGspara establecer flujos de datos multimedia entre extremos de la red (Endpoints).

MGCP implementa la interface de control por medio grupo de transacciones. Las transacciones están compuestas de COMANDOS y RESPUESTAS.

MGCP - MEGACO

PSTN

STP

IP

MGC

GWSS7

SS7

TDM

GW

STP

PSTN

GW

TDM

SS7 SS7SS7

MGCP-MEGACO

MGCP - MEGACOMGCP - Comandos

MGC MG Notify

El MG le informa al MGC la ocurrencia de un evento en particular.

MGC MG AuditEndpoint

Determina el estado de un Endpoint.

MGC MG AuditConnection

Audita los parámetros de una conexión existente.

MGC MG RestartInProgress

Señal que un Endpoint o un grupo están saliendo o entrando en servicio.

MGC MG EndpointConfiguration

El MGC le solicita al MG la configuración de alguno de los parámetros de un Endpoint.

Protocolo SIP

SIP

El protocolo de inicio de sesiones (SIP, SessionInitiationProtocol) es un protocolo de señalización de capa de aplicación que define la iniciación, modificación y la terminación de sesiones interactivas de comunicación multimedia entre usuarios.

SIP• Esta basado en un modelo similar al HTTP.

• Es un protocolo donde la información esta estructurada como texto.

• Trabaja con estructuras denominadas Mensajes

• Los mensajes pueden ser de dos tipos

REQUESTS

RESPONSES

• Incorpora al igual que MGCP/MEGACO SDP para establecer lascaracterísticas de la sesión multimedia.

RED SIP

Una red SIP esta conformada por cuatro tipos de Entidades SIP. Cada entidad posee funciones especificas y participan en la comunicación como Clientes (enviando REQUESTs), como Servidores (respondiendo REQUESTs) o ambas funciones.Las entidades de las cuales nos referimos son lógicas es decir que un dispositivo físico puede realizar una o mas funcionalidades lógicas.

Componentes de una red SIP

Agente de Usuario

AU Cliente (UAC), Inicia la sesiónAU Servidor (UAS), Recibe la sesión

Servidores SIP (Señalización)ProxyRedirectRegistraLocalización (BD) *

SDP(Session Description Protocol):Protocolo de descripción de sesión, describe parámetros de inicialización de streaming media.

SIP

SIPTAREAS QUE REALIZA

• Resolución de Direcciones• Funciones de Sesión

– Establecimiento– Negociación de medios

• Modificación• Terminación• Cancelación

– Señalización en llamada– Control de llamada

• Configuración de QoS

SIPMENSAJES MAS COMUNES:

• INVITE: Inicio de Sesión

• ACK: Reconocimiento

• BYE: Terminación de sesión

• CANCEL: Cancelacion de Invite

• REGISTER: Registro

• NOTIFY: Notificación de eventos

• PRACK: Reconocimiento provisional

RESPUESTAS COMUNES:

SIP

REGISTER

200 OK

REGISTER

401 UNAUTHORIZED

REGISTRO:

SIP

INVITE

100 TRYING180 RINGING

INVITE

180 RINGING200 OK

200 OK

ACK ACK

ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN:

SIP

BYE BYE

200 OK200 OK

TERMINACIÓN: