Protocolo SIP
Session Initiation Protocol
AECT-2013
Consideraciones del Curso
1
� Horario de Clases
� Dias
� Lunes, Martes, Miércoles y Jueves
� Horario
� 18:00 a 21:00 hrs.
� Evaluaciones
� 4 Parciales (40%)
� 1 Final (60%)
Temario
2
� Conceptos Básicos
� Señalización
� NGN/IMS
� Servicio VoIP
� Definiciones técnicas
� Soluciones VoIP
� Protocolos
� SIP
� Mensajes SIP
� Wireshark
� Laboratorios
� Material adicional
01
02
03
04
3
Conceptos Básicos
01
Razón Social: Telefónica Área: Lorem ipsum
Conceptos Básicos
4
Conceptos Básicos
Conceptos de Señalización
5
� Definición (UIT-T Q.9)
� Intercambio de información relacionada específicamentecon el establecimiento, la liberación y otras formas decontrol de las comunicaciones, y con la gestión de lared, en la explotación automática de telecomunicaciones
� Papel de la señalización
� Mecanismo para transferir información de control entrenodos del sistema de telecomunicaciones:
� Control de tráfico
� Acceso a bases de datos
� Gestión de la red
¿Para que se Utiliza la Señalización?
6
Servicio de Petición de la oficina central de conmutación “OC” (através del proceso de descolgar).
Proporcionar desde la oficina central de conmutación lainformación necesaria para enrutar una llamada telefónica (através de los dígitos DTMF en un formato específico).
Dirección de destino de alerta de llamada entrante (llamada).
Proporcionar información sobre el estado y la supervisión delproceso de facturación.
Gestionar líneas de la red / troncales (conexión y desconexión).
¿Dónde Ocurre la Señalización?
7
� Canal asociado (CAS, Channel Associated Signaling)
� En Banda
� Significa en el mismo circuito que la voz, dentro del rango defrecuencia de voz, entre 300 - 3400 Hz
� Tono de frecuencia sencilla o combinación de tonos (DTMF)
� Fuera de Banda
� Significa en el mismo circuito que la voz, fuera del rango defrecuencia de voz, entre 3400 - 3700 Hz
� Tono de frecuencia sencilla
� Señalización por Canal Común (CCS, Common Channel Signaling )
� Significa que la señalización ocurre en un circuito independiente porcompleto de los canales de voz y es común para un gran número deestos
Ubicación de la señalización
8
100 Hz 1 KHz 10 KHz
Frecuencia
100 KHz10 Hz
Pote
ncia
rela
tiva
0 dB
-20 dB
-40 dB
-60 dB
Canal telefónico
En banda Fuera de banda
VOZ
3,4 KHz300 Hz
Métodos de Señalización
9
� Señalización IN BAND es el intercambio de información de señalización sobre elmismo canal B utilizado para llamadas telefónicas (DTMF).
� CAS (Channel Associated Signaling).
� Señalización OUT-OF-BAND son aquellas por encima o debajo del espectroaudible en telefonía, como son las señales de campanilla (25Hz), tasación (12 o 16KHz), etc.
� Common Channel Signaling (CCS) tal como ISDN y SS7.
Voice + Signaling Link
Signaling Link
Voice Link
Loop de Abonado/Bucle/Lazo
10
Señalización de Progreso de Llamadas en Loop de Abonado
Call Progress Tone Descripción
Dial ToneIndica que la central telefónica esta trabajando, hareconocido un descolgado y esta listo para aceptardígitos.
Ringback ToneEste tono asegura a la parte que llama que una señal de llamada esta siendo enviada sobre la línea de la parte llamada.
Busy ToneIndica a la parte que llama que el usuario remoto esta ocupado.
Reorder Tone
(Fast Busy)
Indica que una persona ha discado un código invalido, oque todas las troncales están ocupadas y/o el llamadoesta mal enrutado.
11
DTMF. Dual Tone Multi-Frequency
12
� Método común de envíode información dediscado (remplaza aldiscado por pulso).
� Cada número esrepresentado por dostonos que sontransmitidossimultáneamentesobre el canal de voz.
Modelo UIT-T de la red Telefónica
13
Nueva Estructura de Red
14
Llamado Básico
15
Señalización de Supervisión
16
Sistema de Señalización
17
Conceptos de Señalización entre Centrales
Central Telefonica
Origen
Central Telefonica Destino
Inicio de la comunicación
Confirmación de la comunicación
Conversación
Fin de la comunicación
• Conjunto de informaciones que deben intercambiar los diferenteselementos que intervienen en una conexión con el objetivo de establecerla llamada, supervisarla, mantenerla y desconectarla.
Señalización por Canal Asociado (CAS)
18
� Información de configuración de llamada (descolgado, tono de marcado,números de direcciones, ringback, ocupado) se transmite en la mismabanda de frecuencias utilizadas por la señal de voz.
� Voz (hablar) el camino se corta en sólo cuando el establecimiento de llamada es completa, utilizando el mismo camino que el establecimiento de llamada señales utilizadas.
� SF (single frecuencia) de señalización utiliza tonos para representarcolgado o depósitos de teléfono público.
� MF (multi-frecuencia) de señalización se utiliza para el conmutador aconmutador de configuración de llamada.
� La principal ventaja de CAS es que no es caro de aplicar y puede serutilizado en cualquier medio de transmisión.
Señalización por Canal Asociado (CAS)
19
La interferencia entre los tonos de señalización utilizada por la red y frecuencias delos patrones del habla humana.
Uso de velocidad nominal de instalación y desmontaje es más lento, menos eficientede los recursos.
Fraude-"freaks teléfono" se puede construir cajas para jugar establecimiento dellamada y tonos de desmontaje.
Desventajas
Sistema de Señalización
20
Señalización E & M
Central
Telefonica
Central
Telefonica
EM
EM
ME
ME
Circuito 1
Circuito n
Voz
Señalización
• Tipo analógico.
• Cada circuito esta compuesto de 4 hilos.
• Interconexión de centrales privadas (PBX) con centrales telefónicas publicas.
•
•
•
•
E: (Ear)
M: (Mouth)
Sistema de Señalización
21
Señalización por Canal Asociado R2 Digital
Central
Telefónica
Central
Telefónica
Canal
Información
� Técnica de transmisión digital PCM.
� Canal 16: Señaliza los canales de información de (voz) 1 – 15 / 17 – 31).
� En cada trama señaliza 2 canales (4 bit por canal).
• • • •
31 016 1
Canal
Sincronismo
Canal
Señalización
Canal
información
• • •• • •
Sistema de Señalización
22
Señalización por Canal Asociado R2 Digital : Señalización de línea
Señalización por Canal Común (CCS)
23
� El sistema de señalización por Canal Común usa enlaces deseñalización para transportar los mensajes de señalización entredos puntos
� Circuito completamente distinto al de la información de la voz
� Transmite el establecimiento, la facturación y la información desupervisión de las llamadas.
� Diversos beneficios
� No absorbe ancho de banda del canal de voz.
� Establece las llamadas con mayor rapidez, reduciendo eltiempo de señalización y liberando recursos escasos.
� Su costo es menor.
� Mejora el rendimiento de la red.
Señalización por Canal Común (CCS)
24
Sistema de Señalización N° 7 (SS7)
25
� Sistema de Señalización 7 (Signaling System 7, SS7)� La versión internacional del Sistema de Señalización de
Canal Común 7 (CCS7) recomendada como la norma de laindustria de telecomunicaciones
� Desarrollada por la ITU-T para señalización entre oficinascentrales de telefonía publica
� Es una señalización de canal común, sofisticada que operafuera de banda sobre canales de 56/64 Kb/s
� Se podría pensar como equivalente a QSIG, en el entornoPrivado
Sistema de Señalización
26
Señalización por Canal Común N° 7
Central
Telefónica
Central
TelefónicaCanal
Información
• • • •
31 016 1
Canal
Sincronismo
Canal
información
• • •• • •
PTS
PTS: Punto de Transferencia de Señalización
• Con un solo enlace se puede señalizar una gran cantidad de canales.
• Mucho mas rápido y eficiente.
• La señalización sigue un camino diferente del seguido por la información (voz).
Trama Digital E1
Velocidad = 32 canales x 64 Kbps = 2.048 Kbps
27
Señalización por Canal Común ISDN PRI
28
• La señalización ISDN utiliza uno de los canales de la trama (canal 16) paraenviar la señalización de línea y registro de todos los canales de audiomediante un protocolo de señalización digital.
• Protocolo estandarizado por CCITT.
• Se dispone de uncanal digital de 64Kbps para enviar laseñalización de 30 omas canales.
Protocolo ISDN
29
� ISDN contiene un sistema complejo de mensajes entre los quese pueden mencionar:� Setup, Alerting, Connect, release, User Information, etc.
� La arquitectura de la ISDN se basa en el modelo OSI decapas.
� La Capa 1 o capa física establece como son los formatos delas tramas ISDN.
� La Capa 2 o capa de enlace, realiza el control de errores y elcontrol de flujo. Esta capa es llamada LAPD (Link AccessProcedure, D Channel).
� La Capa 3 o capa de red, es la que permite el intercambio deinformación entre origen y destino, mediante laimplementación de mensajería.
Red Digital de Servicios Integrados (RDSI)
30
Acceso Básico:2 canales B (64 Kbps)1 canal D (16 Kbps)
Acceso Primario:30 canales B (64 Kbps)1 canal D (64 Kbps)
Tipos de Accesos
Acceso Básico2B + D
144 Kbps
Acceso Primario30B + D
2.048 Kbps
Red Digital de Servicios Integrados (RDSI)
31
La señalización nodo-nodo es soportada por SS7 mediante la Parte de Usuarioapropiada para el servicioPara conmutación de circuitos:• PUT: Parte de Usuario de Telefonía• PU-RDSI: Parte de Usuario RDSI
PU-RDSI: Parte Usuario RDSI
32
� Categorías de servicios
� Servicios portadores: Ofrecen sólo la capacidad de la red paratransferir información
� 64 Kbps sin restricciones, audio a 3,1 Khz, etc.
� Teleservicios: Utilizan las capacidades de la red y de los terminales
� Telefonía, teletex, telefax, videotex, etc.
� Servicios suplementarios: Proporcionan capacidades adicionales a losservicios básicos
� Presentación de la Identificación de la Línea Llamante (PILL)
� Reenvío de Llamadas Incondicional (RLLI)
� Grupo Cerrado de Usuarios (GCU)
� Marcación Directa a Extensiones (MDE)
� Señalización Usuario-Usuario (SUU)
� Etc.
Llamada Normal Usuarios RDSI (Q.931)
33
Oficina Central Conmutador telefónico
Conmutación de circuitos
Dispositivos Telefónicos• Terminal.
• Fax.• Alarma.
• POS.• Centralita Tel.
• Contestadora Tel.
PSTN
PSTNTransporte
Enlaces, Troncales(SDH/PDH)
Accesos digitales• E1
• E1/R2• ISDN PRI (30B+D)•ISDN BRI (2B+D)
• PRI (NGN)•SIP TRUNK
PBX
Señalización de inicio de loop:• Colgado
• Descolgado.• Discado (DTMF).
• Ringing.• Conversación (circuito dedicado).
• Termino del llamado.
Modulación PCM• Muestreo (8000 muestras por segundo)
• Cuantificación.• Codificación (8 bits)
• DS0 = 8000 ms x 8 bits = 64.000 = 64Kbps• Códec G711 Ley A
TS0: SincronismoTS16: Señalización
Métodos de señalización• In-band: CAS (R2).
• Out-band: CCS IISDN/SS7
Visión General de la Red PSTN
34
Public SwitchingTelephony Network
35
New Generation Network
Que es una NGN?
36
• Es la evolución natural de las actuales centrales de conmutación.
• Es una red que aprovecha la tecnología moderna y se ajusta a las actualesy futuras necesidades de los clientes.
• Red Orientada a Servicios.
• Es un tipo de arquitectura de red abierta y distribuida.
• Es una Red basada en protocolos estándares y red de conmutación depaquetes (IP, MPLS, ATM, Ethernet).
• Es una red mucho más rentable (costo/beneficio) que las actualescentrales de conmutación:
� Menor tamaño (ej. Control de 2.000.000 de abonados en 5 bastidores)
� Menor costo de mantención y operación
� Red Multiservicio (Voz, Datos, Banda Ancha, Fax, Video)
� Conexión al mundo IP y con estos a nuevos Servicio.
Modelo de Referencia
37
Accesos TDM
Nivel de Aplicación
Nivel de Control
Nivel de Transporte
Servidores de Aplicaciones
Accesos IP fijos e inalámbricos
Softschitch
PSTN
INTERNET
Capa de Acceso
Capa de Transito
Switch IP
Gestión de R
ed y Servicios
Accesos TDM
Nivel de Aplicación
Nivel de Control
Nivel de Transporte
Servidores de Aplicaciones
Accesos IP fijos e inalámbricos
Softschitch
PSTN
INTERNET
Capa de Acceso
Capa de Transito
Switch IP
Gestión de R
ed y Servicios
Gestión de R
ed y Servicios
Concepto General NGN
38
� Una NGN es una red de paquetes capaz de proveer servicios detelecomunicaciones y capaz de hacer uso de tecnologías banda ancha ytecnologías de transporte con capacidades de QoS en donde las funcionesde servicio son independientes de las tecnologías de transporte.
� Ofrece acceso no restringido a usuarios de diferentes proveedores deservicios.
� Soporta movilidad generalizada la cual permitirá ofrecer serviciospermanentes a los usuarios
TDM v/s NGN
39
ConmutaciónConmutación
InterfaseAbonado
Procesador
Troncales
Red IP(Conmutación)
SS(Procesador)
MG(Troncales)
SS: SoftSwitchMG: Media GatewayUA: Univelsal Access
UA(Abonados)
NGN
O.C.
O.C.
NGN - Red Orientada a Nuevos Servicios
40
Red IP(Conmutación)
SS(Procesador)
MG(Troncales)
SS: SoftSwitchMG: Media GatewayUA: Univelsal Aceso
SS: SoftSwitchMG: Media GatewayUA: Univelsal Aceso
UA(Abonados)
O.C.
ServicioIP Centrex
ServicioR.I.
ServicioIVR
Servidor De Aplicación
SoftSwitch (SS)
41
� El SoftSwitch es aplicable a la capa de control de red del NGN
� Sus principales funciones son las siguientes:
o Control de llamadas
o Control de acceso al Media Gateway
o Asignación de recursos
o Procesamiento de protocolos
o Enrutamiento
o Autenticación
o Facturación
o Interfaces de programación de aplicaciones (API)
MGC o SS
Media Gateways (MG)
42
� El MG es aplicable a la capa de acceso de la red NGN
� Sus principales funciones son las siguientes:
o Interfaz entre la Red IP con la Red PSTN (E1 o STM-1)
o Provisión de servicios RDSI Primarios (solo Hig 1600)
o Generación de Codec (compresión de la voz)
o Cancelación de Eco
o Generación de Ruido confortable
MG
Estructura Plataforma VoIP
43
Vendor
AS CSWS MSNS
BS Licenses:
AS, NS, MS, WS 42.000 usersEnterprise Package 6.000 usersHotline Package 4.000 usersTrunk Package 4.000 trunks
Web Conference 300 portsMessaging 10.000 users
Application Server (AS): En este equipo seencuentra la lógica de Servicio. En el residenlas aplicaciones que interactúan con elusuario.
Network Server (NS): Lógica de Ruteo yControl, definición de recursos de red.
Media Server (MS): Recursos de Multimedia,IVR y Audio Conferencia de hasta 3.
Conferencing Server (CS): Permite realizaraudio conferencia para más de 3 usuarios yenvío vía WEB de documentos Office. (300puertos)
E-Mail Server (EMS): Permite Almacenar losmensajes de voz para las casillas de losusuarios.
Web Server (WS): Permite las conexiones víaWeb
44
Plataforma VoIP
MG PRIhiG1600
Red IP
PBX
CTX
SS7 PABXTDM
Softswitch
RTP
E1 PRI
MGhiG1200
MG1 PRIhiG1200
MG2 PRIhiG1200
MG3 PRIhiG1200
MGhiG1200
RTPCZona
centro
RTPCZona Norte
RTPCZonaSur
E1 SS7E1
STP
SBC
E1 E1 E1
POTSCTX
POTS CTX
POTSPOTS
POTS
IADInternet
Softphone
SIP/RTP
SIP
SIP/RTP
RTPRTPRTP RTP
RTP
C.C. C.C. C.C.
AS
NS
MS
CS
SIP/RTP
SIP/RTP
Grupo m
Grupo Centrex n
Grupo Centrex n
POTS CTX
Ax. 2POTS CTX
POTS CTX POTS CTX
PABX IP
VPN Cliente TE
BackbonePE-CTX
IP Phone
IADCPE
DSLAM
xDSL
VPN VoIP TE
Eth/ATM
Descripción General Servicio VoIP
45
Escenario FuturoIMS
IMS (IP Multimedia Subsystem)� Definición
� Es un subsistema de control
� Acceso de ejecución de servicios que se puede utilizar para todas las aplicaciones en el nuevomodelo de arquitectura de nueva generación.
� Ubicación
� Se encuentra en la capa de control de las redes de nueva generación
� Función
� Controlar la comunicación con los terminales de los clientes para establecer ciertas conexiones, queles ayuden a adquirir los servicios (voz, datos, video, etc.) que estos requieran. Ayuda a ofrecerservicios multimedia sobre infraestructura IP.
� Define
� La infraestructura y las capacidades del servicios que emplearan los operadores para establecer suoferta de servicios.
� El procedimiento de identificación de usuarios, servicios y nodos mediante URI (Universal ResourceIdentifier)
� Usuarios
� Desde el punto de vista de los usuarios, los servicios permiten comunicaciones
� Usuario a usuario
� Usuario a contenido, de varias maneras (voz, texto, fotos y video, o una combinación de estos) deuna forma personal y controlada.
46
IMS - Características
47
Fue especificado por el 3GPP/3GPP2, y en la actualidad está� Fue especificado por el 3GPP/3GPP2, y en la actualidad estásiendo acogido por otras entidades de estandarización comoETSI/TISPAN, OMA (Open Mobile Alliance) y JPC (JavaCommunity Process).
� Soporta múltiples tipos de acceso como pueden ser GSM,WCDMA, CDMA2000, banda ancha y WLAN.
� No solo sigue las directrices de un protocolo, si no que adoptacasi la totalidad de protocolos basados en SIP (Session InitiationProtocol).
� Solo se requiere conectividad IP por parte de la comunicación delcliente. Se trata además de un protocolo “agnóstico” al tipo deacceso.
� Movilidad generalizada entre distintas redes y entre distintosterminales.
Arquitectura IMS
48
Capa Aplicación:•MiO (RCS-e/Joyn).•MTAS (Servicios MMTel).
Capa Control:•CSCF (Control de señalización).•IP-Works (DNS).•HSS (Perfil usuarios).•MGCF (conversión SIP/ISUP).•BGCF (control IMS/PSTN).•MRFP (control de media).
Capa OSS/BSS:•EMA (Provisión).•EMM (Mediación).
Arquitectura IMS� En la capa superior (capa de aplicaciones)
� Se incluyen aplicaciones y contenidos de servidor para ejecutarservicios de valor añadido para el usuario.
� Permite que servicios genéricos definidos en IMS sean implementadoscomo servicios en un servidor de aplicación SIP.
� La capa de control
� Comprende servidores de control de red para mantenimiento dellamadas o establecer, modificar y liberar sesiones.
� El elemento más importante de esta capa es el CSCF (Call SessionControl Function), también conocido como servidor SIP.
� Esta capa también contiene un juego completo de funcionessoportadas, como suministro, tarificación y O&M.
49
50
Servicio ToIP
02
Razón Social: Telefónica Área: Lorem ipsum
Servicios VoIP
51
Soluciones de VoIP
Consideraciones Servicio VoIP
52
Problema Solución
Latency ≤ 150msAumentar ancho de bandaElegir diferente tipo de codecFragmentar los paquetes de datosPriorizar los paquetes de voz
Jitter ≤ 30msUtilizar buffer dejitter
Bandwidth Calcular ancho de banda requerido, incluyendo los payload de voz, overhead y datos
Packetloss
Diseñar la red a la mínima congestiónPriorizar los paquetes de vozUtilizar códec, para minimizar pequeñas cantidades de perdida de paquetes.
Reliability Proveer redundancia para estos componentesHardwareEnlacesEnergía Realizar gestión proactiva de la red
Security Seguridad de estos componentesInfraestructura de redSistema de procesamientos de llamadosPuntos finalesAplicaciones
Descripción Servicio de VoIP
53
�� Plataforma de voz (Ericsson, Huawei, Broadsoft, etc.)
� Permite:
� Dar conectividad de voz.
� Realizar llamadas desde usuarios IP con la Red Telefónica PúblicaConmutada.
� Realizar llamadas a la red de las operadoras móviles, largadistancia nacional e internacional.
� La conexión del usuario IP se realizará directamente a la plataforma
de banda ancha a través de accesos xDSL o Fibra óptica.
� Para disponer de QoS, el servicio de voz requiere los mismos
parámetros de un enlace de banda ancha.
Características Servicio de VoIP
54
�� Utiliza protocolo SIP para el establecimiento y control de llamadas (RFC3261).
� Utiliza el protocolo RTP (Real-time Transport Protocol) para el transportede la media (RFC 3551).
� La señalización (SIP) será controlada por el Media Gateway Controller(MGC) y Session Border Controller SBC.
� La conectividad entre la red de voz y la NGN del opérador se realizatravés de una VPN IP.
� Para el servidor de tiempo NTP, se utilizará una dirección IP.
� El códec a configurar en los dispositivos CPE´s con primera prioridaddepende del operador.
� El ancho de banda definido para cada comunicación de voz a nivel IPdepende del códec a utilizar.
� Los terminales a conectar en las puertas de voz (FXS) de los GatewayVoIP pueden ser: Voz, Fax, Módem.
Servicio VoIP (xDSL/FTTx)
55
Descripción Servicio VoIP de x Líneas
56
�� Plataforma de voz (Ericsson, Huawei, Broadsoft, etc).
� Se requiere de un media gateway de voz de x puertas FXS (ATA: Adaptador deTerminal Analógico).
� Servicio a través de los siguientes tipos de accesos:
� xDSL
� FTTx.
� Los terminales a conectar en las puertas FXS pueden ser:
� Voz (Central telefónica, POTS.
� Datos (POS, Alarmas, etc.)
� Fax (t.30).
� La conexión del media gateway de voz será a través de una puerta Ethernet delCPE.
� Ruta estática entre el ATA e IP proxy.
� Para el servicio de voz en la red se pueden utilizaran las siguientes interfaces:
� PVC (ADSL2+)
� VLAN (VDSL2/FO)
Descripción Servicio VoIP de x Líneas (cont,)
57
�� Utiliza los siguientes protocolos:
� SIP para el establecimiento y control de llamadas (RFC 3261).
� Utiliza el protocolo RTP (Real-time Transport Protocol) para el transporte de lamedia (RFC 3551).
� Utiliza el protocolo SDP (Session Description Protocol) para describir losparámetros de inicialización de los flujos multimedia (RFC-4566)
� Dependiendo del servicio los códec a configurar en el media gateway de voz,pueden ser los siguientes:
� Voz
� G.711 Ley A
� G.729
� Datos
� PCMA
� Fax
� T.38
Servicio VoIP de x Líneas (xDSL/FTTx)
58
Servicios de Valor Agregados
59
� Básicos:
� Conferencia tripartita.
� Llamada en espera.
� Desvío de todas las llamadas.
� Desvío de llamadas en caso de ocupado.
� Desvío de llamadas en caso de no
respuesta.
� Visualizador de llamadas.
� No molestar.
� Retención de llamadas.
� Adicionales:
� Música en espera.
� Captura de llamadas.
� Candado digital.
� Discado abreviado 8.
� Discado abreviado 100.
� Transferencia de llamadas (Flash).
� Operación SVA’s se requiere que
el terminal telefónico posea tecla
Flash (300 ms).
SIP Trunk
60
� El servicio SIP Trunk entrega las mismas funciones de encaminamiento y servicios quelos entregados por los servicios Superlink de las PABX´s TDM con tramas E1 PRI/R2
� El servicio utiliza:
� Protocolo SIP para el establecimiento y control de llamadas (RFC 3261).
� El servicio utiliza el protocolo RTP (Real-time Transport Protocol) para el transportede la media (RFC-3551).
� El servicio permite establecer llamadas de:
� Usuarios de la PABX IP con PSTN
� PSTN hacia usuarios de la PABX IP
� Utilizando la red IP/MPLS y la NGN como elemento de interconectividad.
� En la red la señalización (SIP) es controlada por un Media Gateway Controller (MGC) ySBC.
� La conectividad entre la red de voz de cliente y la NGN se realiza través de una VPN IPconfigurada para disponer el QoS para los servicios de voz.
� Los anexos internos acceden a la PSTN a través de la PABX IP o FES.
� El acceso es inmediato al discar el prefijo y el tono de invitación a discar (si corresponde)es provisto por la misma PABX.
SIP Trunk (cont.)
61
� La interconexión de PABX´s IP a la red pública conmutada (PSTN) es a través de:
� Canales IP, estos canales corresponderán a su equivalente DS0.
� En el caso de que la PABX IP no maneje toda la señalización SIP y trafico RTP:
� Utilizar un dispositivo IP tipo Front End Systems (FES)
� IP-to-IP GWs para que maneje toda la señalización SIP, negociación de media(SDP) y trafico RTP entre la red del cliente y la NGN.
� Además, por la naturaleza del protocolo SIP que es ‘peer-to-peer’, se obliga acursar el trafico SIP y RTP de cada uno de sus dispositivos IP del cliente (IAD, IPPhone, SoftPhone, MS) contra la PABX IP o FES para estandarizar la conectividada la NGN.
� La PABX IP o FES deben actúan como B2BUAs.
� Entre el SBC y la PABX IP o FES se establece todo el tráfico de señalización SIP yRTP.
SIP Trunk (Red)
62
Señalización SIP Trunk
63
64
Protocolos
03
Razón Social: Telefónica Área: Lorem ipsum
Protocolos de Señalización
65
Protocolos
El Modelo OSI
66
Ventajas del modelo OSI.
� Reduce la complejidad.
� Estandariza las interfaces.
� Facilita el diseño modular.
� Asegura la interoperatibilidad de latecnología.
� Acelera la evolución.
� Simplifica la enseñanza y el aprendizaje.
PDU (Protocol Data Unit)Capa Transporte (Capa 4)
67
Comparación entre TCP/IP y OSI
68
Aplicación
Transporte
Internet
Accesoa red
7 Aplicación
6 Presentación
5 Sesión
4 Transporte
3 Red
2 Enlace de Datos
2 Enlace de Datos
1 Física
Modelo OSI Modelo TCP/IP
Internet, LAN, WAN
FTP, HTTP, SMTP, DNS,
TFTP
TCP / UDP
IP
Protocolos
Protocolos VoIP y el Modelo OSI
69
7 Aplicación
6 Presentación
5 Sesión
4 Transporte
2 Enlace de datos
1 Física
Softphone, Call Manager, Human Speech
Códec
H.323/SIP/MGCP
RTP/UDP (media), TCP7UDP (signal)
IP
Frame Relay (FR),ATM, Ethernet, Multilink Point-to-Point Protocol (MLPPP), Point-to-Point Protocol
(PPP), High-Level Data Link Control (HDLC)
- - - - - -
3 Red
70
Protocolos de SeñalizaciónVoIP
Protocolos de Señalización VoIP
71
Protocolo Descripción
H.323 Protocolo estándar ITU para conferencia interactiva,evolucionado del estándar ISDN H.320, flexible y complejo
MGCP Estándar IETF para los Gateway de control PSTN, controlde dispositivos.
SIP Protocolo IETF para conferencias interactivo y nointeractivo, sencillo, pero menos maduros, que H.323
SCCP o Skinny Protocolo propietario de Cisco utilizado entre Cisco UnifiedCommunications Manager y teléfonos Cisco VoIP
H.323
72
� Aprobado en 1996 ITU-T.
� Diseñado para el transporte de audio, vídeo a través de red IP.
� Protocolo peer-to-peer donde el dispositivo final inicia las sesiones
� Extensamente utilizado con gateways, gatekeepers, o cliente deconferencia tripartita H.323, especialmente terminales de video enCisco Unified Communications.
� Los gateways H.323 nunca son registrados con Cisco UnifiedCommunications Manager, solamente la dirección IP esta disponible,para confirmar que la comunicación es posible.
� H.323 incluye los siguientes protocolos
� H.225 call signaling
� H.225 Registration, Admission, and Status (RAS)
� H.245 control signaling
� Audio codecs (G.711, G.722 (64, 56 y 48 kbps), G.723.1 (5,3 y 6,3kbps), G.728 (16 kbps) y G-729 (8 kbps))
� Video codecs (H.261)
Componentes de Red H.323
73
4Conversiónde señalizaciónde llamada4Conversiónde señalizaciónde medios4Conversiónde medios
4Terminal H.3234Unidad de control multidifusión MCU4Gateway4Gatekeeper
4Traducción dealias H.323 endirecciones de red4Control deadmisiones y anchode banda4Proporcionanadministración depolíticas
MGCP - (Media Gateway Control Protocol)
74
o
o Desarrollado en 1999 por IETF RFC 2705.o Protocolo Cliente/Servidor que permite a un dispositivo de control
de llamadas, tomar el control de un puerto específico sobre ungateway (modelo centralizado).
o Para que una interacción MGCP tenga lugar con Cisco UnifiedCommunications Manager, tiene que asegurarse de que el softwareCisco IOS o del sistema operativo Cisco Catalyst sea compatible conCisco Unified Communications Manager.
o La versión 0.1 de MGCP es soportada sobre Cisco UnifiedCommunications Manager.
o El concepto de backhaul PRI es uno de los conceptos más potentesde la aplicación MGCP con Cisco Unified Communications Manager.
o BRI hacia atrás es soportado en las recientes versiones de IOSCisco.
o No es un protocolo estándar.
MGCP - (Media Gateway Control Protocol)
75
� Inicialmente diseñado para simplificar en lo posible la comunicación conterminales como los teléfonos.
� Tiene tres componentes un MGC (Media Gateway Controller), uno o varios MG(Media Gateway) y uno o varios SG (Signaling Gateway), el primero tambiéndenominado dispositivo maestro controla al segundo también denominadoesclavo.
RG: Conecta la PBXtroncal a la red IP
RG: Conecta la PBXtroncal a la red IP
SCCP - (Skinny Client Control Protocol)
76
� Es un protocolo propietario de Cisco.
� Es el protocolo por defecto para terminales con elservidor Cisco Call Manager PBX que es el similar aAsterisk PBX.
� Usado entre el Cisco Call Manager (CCM) y teléfonos IPCisco
IP PhoneParte A
IP PhoneParte B
Señalización Real-Time Transport Protocol (RTP)
Protocolo Señalización SkinnyProtocolo Señalización SkinnyCCM
� El clienteSkinny usaTCP/IP paratransmitir yrecibirllamadas.
� Para el audioutiliza RTP,UDP e IP.
� Los mensajesSkinny sontransmitidossobre TCP yusa el puerto2000.
77
Comparación de Protocolos Señalización
VoIP
Suite H.323
78
o Protocolo peer-to-peero Configuración del Gateway es necesaria porque el gateway debe
mantener el plan de discado y el patrón de ruteo.o Ejemplos:
o Cisco VG224, gateway para teléfonos analógicos (solamenteFXS).
o Cisco serie 2800.o Router Cisco serie 3800.
MGCP
79
o Trabaja en una arquitectura Cliente/Servidoro Configuración simplificadao Cisco Unified Communications Manager mantiene el dial plan.o Ejemplos:
o Cisco VG224, gateway para teléfonos analógicos (solamente FXS).o Cisco serie 2800.o Router Cisco serie 3800.
o Ejemplo de operación de sistema MGCP con Cisco Catalysto Cisco Catalyst 6000 WS-X6608-T1o Cisco Catalyst 6000 WS-X6608-E1
SIP
80
o Protocolo peer-to-peero La configuración del gateway es necesaria porque el gateway debe
mantener un dial plan y el patrón de ruteo.o Ejemplos
o Cisco serie 2800o Cisco router serie 3800
SCCP
81
o Trabaja en una arquitectura Cliente/Servidoro Configuración simplificadao Cisco Unified Communications Manager mantiene el dial plan y patrones de
ruteo.o Ejemplos:
o Cisco VG224 (solamente FXS).o Cisco VG248 Gateway de voz analogica.o Cisco ATA 186o Cisco serie 2800 con router y puertas FXS.
82
Protocolo SIP
Que es el Protocolo SIP?
83
El Session Initiation Protocol (SIP) es un protocolo deseñalización que controla una iniciación, maneja y termina unasesión multimedia (voz y video) sobre una red de paquetes.
Este esta basado sobre una arquitectura cliente-servidor, en elcual el cliente inicia un llamado y el servidor responde elllamado.
Esto es una norma de la IETF RFC 3261.
Por qué SIP?
84
� Ventajas de los gateways SIP
� Configuración del Dial-plan directamente sobre el gateway.
� Traducciones definidas por el gateway.
� Soporte avanzado para la integración de sistemas de otrosfabricantes de telefonía.
� Interoperabilidad con gateways de voz de otros fabricantes.
� Soporta dispositivos finales de otros fabricantes (teléfonos SIP)
Como Trabaja SIP?
85
� El usuario se identifica por una dirección SIP única.
� sip:[email protected]
� Ejemplo: sip:[email protected]
� Los usuarios se registran con un Servidor de Registro usando ellos ladirección SIP asignada.
� Cuando el usuario inicia un llamado, una petición SIP es enviada alservidor SIP (PBX-IP, Plataforma, etc).
� La localización del usuario final puede ser dinámicamente registrada conel servidor SIP.
Fundamentos SIP
86
� SIP es un protocolo simple extensible.
� SIP es definido en IETF RFC 3261.
� SIP crea, modifica, y termina sesiones con uno o mas participantes.
� SIP aprovecha varios estándares: RTP, RTCP, HTTP, SDP, DNS, SAP,MGCP y RTSP.
� SIP realiza el direccionamiento E.164, correo electrónico, o registro delservicio DNS.
� SIP esta basado en texto ASCII para una fácil implementación ydepuración.
Fundamentos SIP (Cont.)
87
� SIP provee las capacidades:
� Determina la localización del punto final del destino.
� Determina la capacidad de la media del punto final del destino.
� Determina la disponibilidad del punto final del destino.
� Establece una sesión entre el origen y el punto final del destino.
� Maneja la transferencia y terminación de llamados
Que es ENUM?
88
�E.164 Number Mapping�Protocolo IETF definido en RFC-2916.�Numero E.164 que se utiliza para buscar Uniform Resource
Identifier (URI), direcciones Web mas comúnmente conocidas URI�Permite el uso de números E.164 en el contexto combinado PSTN
& servicios IP (correo electrónico, fax, direcciones SIP,coordenadas, enrutamiento de telefonía IP y otros)
�Integrador importante de PSTN, Internet y de otras redes basadasen IP.
Direcciones SIP
89
o Nombre de dominio completoo [email protected]
o Direcciones E.164o sip:[email protected]; user=name
o Direcciones mixtaso sip:14085551234; [email protected] sip:[email protected]
Funcionalidad SIP
90
� User location
� Descubre la localización del usuario final con el propósito deestablecer una sesión.
� User capabilities
� Determina la capacidad del medio del dispositivo en una sesiónestablecida.
� User availability
� Determina la tasación del usuario final.
� Session setup
� Establece los parámetros de sesiones de las partes involucradas enuna sesión.
� Session handling
� Habilita la modificación, transferencia y terminación de una sesiónactiva.
Entidades SIP
91
Entidades SIP (1)
92
� Proxy Server
� Encaminar un mensaje entre un agente de usuario cliente y unagente de usuario servidor normalmente se recurre a los servidores.
� Estos servidores pueden actuar de dos maneras:
� Como Proxy, encaminando el mensaje hacia destino.
� Como Redirector (Redirect) generando una respuesta que indicaal originante la dirección del destino o de otro servidor que loacerque al destino.
� La principal diferencia es que el servidor proxy queda formandoparte del camino entre el UAC y el (o los) UAS, mientras que elservidor de redirección una vez que indica al UAC cómo encaminarel mensaje ya no interviene más.
� Un mismo servidor puede actuar como Redirector o como Proxydependiendo de la solución a nivel de red.
Entidades SIP (2)
93
� Redirect Server
� Servidor que acepta solicitudes SIP
� Traduce la dirección SIP de destino en una o varias direcciones dered y las devuelve al cliente.
� De manera contraria al Proxy Server, el Redirect Server noencamina las solicitudes SIP.
� En el caso de la devolución de una llamada, el Proxy Server tienela capacidad de traducir el numero del destinatario en el mensajeSIP recibido, en un numero de reenvió de llamada y encaminar lallamada a este nuevo destino, y eso de manera transparente parael cliente de origen; para el mismo servicio.
� El Redirect Server devuelve el nuevo numero (numero de re-envió)al cliente de origen quien se encarga de establecer una llamadahacia este nuevo destino.
Entidades SIP (3)
94
User Agent (UA)
� UAC: Agente que inicia y/o termina la llamada
� UAS: Agente que recibe y/o termina la llamada
� En la mayoría de los casos las sesiones SIP que establecen los UA tienen como usuario unapersona, pero también pueden trabajar para otros protocolos, como en el caso de un Gateway
� El UA debe ser capaz de mantener el estado de las llamadas que se inician o están en curso.
� Esto es necesario para poder seguir los diálogos y para confiabilidad de la comunicación
� El Status mínimo de la llamada debe incluir:
� Tags
� Call-ID
� Cseq (local y remoto)
� Terminada la llamada, el UA debe mantener el status por al menos 32 seg. Esto permitirá tomaracciones en caso de perdida de mensajes o caída de la llamada
Entidades SIP (4)
95
� Register server
� Es un servidor que acepta solicitudes SIP REGISTER.
� Para ello se vale del mecanismo de registro.
� Cada usuario tiene una dirección lógica que es invariable respecto de la ubicación física delusuario.
� Una dirección lógica del protocolo SIP es de la forma usuario@dominio .
� La dirección física (denominada "dirección de contacto") es dependiente del lugar en dondeel usuario está conectado (de su dirección IP).
� El usuario indica por un mensaje REGISTER emitido al Registrar, la dirección donde eslocalizable (dirección IP).
� Cuando un usuario inicializa su terminal (por ejemplo conectando su teléfono o abriendo susoftware de telefonía SIP) el agente de usuario SIP que reside en dicho terminal envía unapetición con el método REGISTER a un Servidor de Registro, informando a qué direcciónfísica debe asociarse la dirección lógica del usuario. El servidor de registro realiza entoncesdicha asociación (denominada binding).
� Esta asociación tiene un período de vigencia y si no es renovada, caduca ( rec. 5 minutos)
� La forma en que dicha asociación es almacenada en la red no es determinada por elprotocolo SIP, pero es vital que los elementos de la red SIP accedan a dicha información.
Entidades SIP (5)
96
B2BUA
� Un B2BUA es un tipo de UA que recibe requerimientos SIP, los reformula yluego los envía cómo nuevos requerimientos
� En este sentido un B2BUA actúa cómo un proxy SIP, pero no sigue sus reglasde enrutamiento
� Se pueden utilizar para servicios de anonimato, evitando que dos UAinvolucrados en una sesión SIP puedan aprender el uno del otro
� Para estos fines el B2BUA puede reformular requerimientos enteramentetransformados, cambiando los campos From, Via, Contact y Call-ID
� También puede modificar la información de medios contenida en SDP,presentando los suyos como los del UA
� Un B2BUA quiebra la naturaleza de SIP cómo protocolo transparente end toend en Internet
� Un B2BUA es un punto único sin estado, generador de fallas potenciales enla red, reduciendo la confiabilidad de las sesiones SIP sobre Internet
Arquitectura SIP
97
Usuarios Agentes SIP
(UAC)Legacy
PBX
SIP SIP
SIP
RTP
PSTN
E1 o
PRI
SIP Proxy, Register,
Location y Redirect Servers
(UAS) (UAS)
Supervivencia
98
�Pre-configurar UA con al menos dos SIP Server
�Configurar UA con resolucion de direcciones de los server con DNS
Modelo SIP
� Cliente: lado que envía una petición.
� Ej.- teléfono SIP o pasarela que inicia una sesión.
� Servidor: lado que responde a una petición recibida.
� Ej.- teléfono SIP o pasarela destino.
� Transacción: petición + [respuesta (s) provisional (es)] + respuesta final
99
Peticiones SIP
100
Method Description
INVITE
Usado con el fin de establecer una sesión entre UAs.INVITE corresponde al mensaje ISUP IAM o al mensajeQ.931 SET UP y contiene las informaciones sobre el quegenera la llamada y el destinatario así como sobre el tipode flujos que serán intercambiados (voz, video,...).
ACK
Cuando un UA que emitió el método SIP INVITE recibeuna respuesta final a la invitación (ejemplo : 200 OK), elconfirma la recepción de esta respuesta por medio de unmétodo “ACK”.
BYE
Permite la liberación de una sesión anteriormenteestablecida.Corresponde al mensaje RELEASE de los protocolos ISUPy Q.931.Un mensaje BYE puede ser emitido por el que genera lallamada o el que la recibe.
Peticiones SIP (cont.)
101
Method Description
CANCEL
Es utilizado para pedir el abandono de la llamada encurso pero no tiene ningún efecto sobre una llamada yaaceptada.De hecho, solo el método “BYE” puede terminar unallamada establecida.
OPTIONS
Es utilizado para interrogar las capacidades y el estado deun User Agent o de un servidor .La respuesta contiene sus capacidades (ejemplo: tipo demedia siendo soportado, idioma soportado) o el hecho deque el UA sea indisponible.
REGISTEREs usado por una UA con el fin de indicar al Registrar lacorrespondencia entre su Dirección SIP y su dirección decontacto (ejemplo : dirección IP).
Peticiones SIP (cont.)
102
Method Description
INFOUsado como señalización en medio del llamado (DTMF,hook-flash, etc.)
REFER Usado para transferencia de llamadas
SUBSCRIBEUtilizado por un Agente de Usuario para establecer unasuscripción con el fin de recibir notificaciones
NOTIFYUtilizado por un Agente de Usuario para transmitirinformación acerca de la ocurrencia de un evento enparticular (tal como MWI)
PRACKSe utiliza para acusar recibo de las respuestasprovisionales fiables transportadas (1xx)
UPDATE Usado para indicar el estado de una sesión
Respuestas SIP
103
Informational
Indica el estado de la llamadaantes de completar
100 Trying
180 Ringing
181 Call is being forwarded
182 Call Queued
183 Session Progress
Redirection
Server ha devuelto posiblesubicaciones. El cliente debereintentar peticiónotro servidor.
300 Multiple Choices
301 Moved Permanently
302 Moved Temporarily
380 Alternative Service
Success
Peticiones logradas
200 OK
202 Accepted
Respuestas SIP (cont.)
104
Client Errors
La solicitud ha fallado debido a un error por parte del cliente.El cliente puede volver a intentar lasolicitar reformulando la respuesta.
400 Bad Request
401 Unauthorized
403 Forbidden
404 Not Found
405 Method not Allowed
407 Proxy Authentication Required
415 Unsupported Media
486 Busy Here
Respuestas SIP (cont.)
105
Server Failure
La solicitud ha fallado debido a unerror del servidor. La solicitudpuede ser analizada en otroservidor.
500 Server Internal Error
501 Not Implemented
502 Bad Gateway
503 Service Unavailable
Global Failure
La solicitud ha fallado y no debeser analizada de nuevo en este uotro servidor.
600 Busy Everywhere
603 Decline
604 Doesn’t Exist Anywhere
606 Not Acceptable
Donde esta SIP?
106
CodecsSDP
RTP DNSSIP
UDPTCP
RSTP
Ethernet
IP
Physical / Data Link
Network
Network
Application
¿Que Protocolos son utilizados para VoIP?
107
Facilidades Necesidad de la voz
TCP UDP RTP
Fiabilidad No Si No No
Reordenamiento Si Si No Si
Sellado de tiempo Si No No Si
Multiplexión Si Si Si No
� Fiabilidad: TCP orientado a la conexión. Para el transporte de la voz RTP y UDP también estánorientados a la conexión.
� Reordenamiento: En las redes IP los paquetes pueden arribar en diferente orden. Con RTPllegan en orden correcto.
� Time-stamp: Se debe conocer el tiempo relativo en que los paquetes son transmitidos. Elpaquete es correctamente reordenado. El paquete puede tener un apropiado delay insertadoentre paquetes.
� Multiplexión: Manejo de múltiples llamados. Manejo de puertas puertas UDP (16.384 a32.767)
Protocolos de Transmisión de Media
108
o Real-Time Transport Protocolo Ofrece el actual flujo de audio y video sobre la red.
o Real-Time transport Control protocolo Proporciona la información de control fuera de banda para un
flujo RTP.
o cRTPo Comprime las cabeceras IP/UDP/RTP sobre enlaces seriales de
baja velocidad.
o SRTPo Proporciona la encriptación, mensajes de autenticación y la
integridad y protección de repetición de los datos RTP
Real-time Transport Protocol (RTP)
109
� IETF RFC 3550
� Proporciona funciones de red de extremo a extremo y servicios de entrega en caso de retraso sensible, datoen tiempo real, tal como voz y video.
� Se ejecuta en la parte superior de UDP
� Funciona bien con la cola para trafico de voz sobre otros tráficos.
� Incluye servicios:
� Identificación de payload-type
� Secuencia numérica
� Time stamping
� Monitoreo de la entrega
Real-Time Transport Control Protocol (RTCP)
110
� RFC 1889, 3550
� Provee control de la información fuera de banda para un flujo RTP.
� Utilizado para reportes de QoS.
� Monitorea la calidad de la distribución de datos y provee control de lainformación.
� Proporciona información sobre las condiciones actuales de la red.
� Permite acogida que participe en una sesión de RTP para el intercambiode información sobre la supervisión y el control de la sesión.
� Proporciona un flujo separado de RTP para uso de transporte UDP.
Compresión RTP
111
� RFCs
� RFC 2508, compresión de las cabeceras IP/UDP/RTP, para enlace seriales de bajavelocidad.
� RFC 2509, compresión de la cabeceras IP sobre PPP.
� CRTP mejorado.
� RFC 3545, mejora la compresión RTP (CRTP) para enlaces con alto retardo, perdida depaquetes y reordenamiento.
� Comprime las cabeceras de 40 byte a aproximadamente 2 a 4 bytes.
Seguridad RTP
112
� RFC 3711
� Proporciona.
� Encriptación
� Advanced Encryption Standard (AES)
� Mensajes de integridad y autenticación
� Hashed Message Authentication Code-Secure Hash Algorithm I (HMAC-SHA-I) RFC 2104
� Protección de repetición (sin desincriptación)
Session Description Protocol (SDP)
113
� IETF RFC 2327
� “SDP está destinado a describir sesiones multimedia a los efectos deanuncio de la sesión, la invitación de sesiones, y otras formas deiniciación de sesión multimedia.”
� Incluye SDP:
� El tipo de media (video, audio, etc.)
� El protocolo de transporte (RTP/UDP/IP, H.320, etc.)
� El formato de la media (H.261 video, MPEG video, etc.)
� Información que reciben los medios (direcciones, puertos, formatos yasí sucesivamente)
Descripción de Sesión
114
� v= protocol version
� o= originator and session identifier
� s= session name
� i= session information
� u= URI of description
� e= email address
� p= phone number
� c= connection information
� b= zero or more bandwidth information Lines
� z= time zone adjustments
� k= encryption key
� a= zero or more session attribute lines
� t= time the session is active
� r= zero or more repeat times
Descripción de Media
115
� m= media name and transport address
� i= media title
� c= connection information
� b= zero or more bandwidth information Lines
� k= encryption key
� a= zero or more media attribute lines
Ejemplo – SDP (Session-Level Information)
116
Session Descripcion Protocol
Session Descripcion Protocol version (v):0
Owner/Creator, Session Id (o): AudiocodesGW 32878409 32878301 INIP4 10.194.172.2
Session Name (s): Phone-Call
Connection Information (c): IN IP4 10.194.172.2
Time Description. Active time (t): 0 0
Ejemplo – SDP (Session Level Information)
117
Ejemplo – SDP (Media-Level Information)
118
Media Description, name and address (m): audio 6000 RTP/AVP 8 18 96 100
Media Attribute (a): rtpmap: 8 PCMA/8000
Media Attribute (a): fmtp: 8 vad=no
Media Attribute (a): rtpmap: 18 G729/8000
Media Attribute (a): fmtp: 18 annexb=no
Media Attribute (a): rtpmap: 96 PCMA/8000
Media Attribute (a): gpmd: 96 vbd=yes
Media Attribute (a): rtpmap: 100 telephone-event/8000
Media Attribute (a): fmtp: 100 0-15
Media Attribute (a): ptime:20
Media Attribute (a): sendrecv
Media Attribute (a): rtcp:6001 IN IP4 10.194.172.2
Ejemplo – SDP (Session Media Information)
119
AVP = Audio Video profileover UDP [RFC 3551]
120
Registro SIP
Dirección de Registro
121
SIP UACsSIP UACs
Proxy SIP (UAS)
RegisterAquí yo
soy
Gateway SIP
Servidor Registro
Servidor Redirect
Base de datos de
Localización
o Dirección IP Registroo Dirección IP Proxyo Dirección IP Outbound Proxyo Useragent Domaino Usernameo Password
SIP Registration
122
SIP Registration
123
REGISTER
SIP Server
UAC
REGISTER sip:172.22.16.35:5060;transport=UDP SIP/2.0From: <sip:[email protected]:5060>;tag=1465e88-ab2d088-13c4-50029-1653-d39827-1653To: <sip:[email protected]:5060>Call-ID: 14b25d0-ab2d088-13c4-50029-1653-67df03f9-1653CSeq: 1 REGISTERVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.136:5060;branch=z9hG4bK-1653-573596-880e9edMax-Forwards: 70Supported: replaces,100relUser-Agent: Thomson TG789vn Build 8.4.3.UExpires: 300Contact: <sip:[email protected]:5060>X-Serialnumber: CP1151QTACYAccept: application/dtmf-relay, x-application/dtmf-relay, application/sdpContent-Length: 0
SIP Registration
124
REGISTER
401 Unauthorized
SIP ServerUAC
SIP/2.0 401 UnauthorizedFrom: <sip:[email protected]:5060>;tag=1465e88-ab2d088-13c4-50029-1653-d39827-1653To: <sip:[email protected]:5060>;tag=465014615-1350534427299Call-ID: 14b25d0-ab2d088-13c4-50029-1653-67df03f9-1653CSeq: 1 REGISTERVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.136:5060;branch=z9hG4bK-1653-573596-880e9edWWW-Authenticate: Digest realm="BroadWorks",nonce="BroadWorksXh8fdbterTmknsx0BW“,algorithm=MD5,qop="auth"Content-Length: 0
SIP Registration
125
REGISTER
401 Unauthorized
SIP Server
REGISTER
UAC
REGISTER sip:172.22.16.35:5060;transport=UDP SIP/2.0From: <sip:[email protected]:5060>;tag=1465e88-ab2d088-13c4-50029-1653-d39827-1653To: <sip:[email protected]:5060>Call-ID: 14b25d0-ab2d088-13c4-50029-1653-67df03f9-1653CSeq: 2 REGISTERVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.136:5060;branch=z9hG4bK-1653-5735b8-2f6328e3Max-Forwards: 70Supported: replaces,100relUser-Agent: Thomson TG789vn Build 8.4.3.UExpires: 300Authorization: Digest username="58222041",realm="BroadWorks",nonce="BroadWorksXh8fdbterTmknsx0BW",uri="sip:172.22.16.35:5060;transport=UDP",response="780b24c88eec8187a8fb55bf5c48fcac",algorithm=MD5,cnonce="5735b8",qop=auth,nc=00000001Contact: <sip:[email protected]:5060>X-Serialnumber: CP1151QTACYAccept: application/dtmf-relay, x-application/dtmf-relay, application/sdpContent-Length: 0
SIP Registration
126
REGISTER
401 Unauthorized
SIP Server
REGISTER
200 OK
UAC
SIP/2.0 200 OKFrom: <sip:[email protected]:5060>;tag=1465e88-ab2d088-13c4-50029-1653-d39827-1653To: <sip:[email protected]:5060>;tag=691330922-1350534427337Call-ID: 14b25d0-ab2d088-13c4-50029-1653-67df03f9-1653CSeq: 2 REGISTERVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.136:5060;branch=z9hG4bK-1653-5735b8-2f6328e3Contact: <sip:[email protected]:5060>;expires=300;q=0.5Allow-Events: call-info,line-seize,dialog,message-summary,as-feature-event,x-broadworks-hoteling,x-broadworks-call-center-statusContent-Length: 0
127
Flujo de Llamada SIP
Flujo General Llamada SIP
128
Voice (Flujo RTP)
Red IP
UAC
Analog Phone
Off-hook Dial Tone
DialingINVITE
100 Trying
180 RingingRingback Tone
200 OK (SDP)
ACK
On-hook BYE
200 OK
VVVV
DSLAM
INVITE
129
UAC
INVITE
VVVVFXS
SIPServer
INVITE
130
INVITE sip:[email protected]:5060;transport=UDP SIP/2.0From: "23499026"<sip:[email protected]:5060>;tag=150c600-ab2d089-13c4-50029-11b29-1832eb4f-11b29To: "96912384"<sip:[email protected]:5060>Call-ID: 1503b60-ab2d089-13c4-50029-11b29-2c1bf4a1-11b29CSeq: 1 INVITEVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.137:5060;branch=z9hG4bK-11b29-4521aad-5d81f5Max-Forwards: 70Supported: replaces,100relUser-Agent: Technicolor TG789vn v3 Build 10.2.1.4Contact: <sip:[email protected]:5060>X-Serialnumber: CP1201RA9N6Accept: application/dtmf-relay, x-application/dtmf-relay, application/sdpAllow: INVITE, ACK, BYE, REFER, NOTIFY, CANCEL, OPTIONS, INFO, UPDATE, PRACKContent-Type: application/sdpContent-Length: 271
v=0o=789vn_v3 946761472 946761472 IN IP4 10.178.208.137s=-c=IN IP4 10.178.208.137t=0 0m=audio 1102 RTP/AVP 8 18 97a=rtpmap:8 PCMA/8000a=rtpmap:18 G729/8000a=fmtp:8 vad=noa=fmtp:18 annexb=noa=ptime:20a=rtpmap:97 telephone-event/8000a=fmtp:97 0-15
100 Trying
131
100 Trying
UAC
INVITE
VVVVFXS
SIPServer
SIP/2.0 100 TryingFrom: "23499026"<sip:[email protected]:5060>;tag=150c600-ab2d089-13c4-50029-11b29-1832eb4f-11b29To: "96912384"<sip:[email protected]:5060>Call-ID: 1503b60-ab2d089-13c4-50029-11b29-2c1bf4a1-11b29CSeq: 1 INVITEVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.137:5060;branch=z9hG4bK-11b29-4521aad-5d81f5
180 Ringing
132
100 Trying
UAC
INVITE
VVVVFXS
SIPServer
180 Ringing
180 Ringing
133
SIP/2.0 180 RingingFrom: "23499026"<sip:[email protected]:5060>;tag=150c600-ab2d089-13c4-50029-11b29-1832eb4f-11b29To: "96912384"<sip:[email protected]:5060>;tag=590598661-1349957798656Call-ID: 1503b60-ab2d089-13c4-50029-11b29-2c1bf4a1-11b29CSeq: 1 INVITEVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.137:5060;branch=z9hG4bK-11b29-4521aad-5d81f5Supported:Contact: <sip:[email protected]:5060;transport=udp>Allow: ACK,BYE,CANCEL,INFO,INVITE,OPTIONS,PRACK,REFER,NOTIFY,UPDATEContent-Type: application/sdpContent-Length: 273
v=0o=BroadWorks 16592133 1 IN IP4 172.22.16.35s=-c=IN IP4 172.22.16.35t=0 0m=audio 39412 RTP/AVP 8 18 97a=rtpmap:8 PCMA/8000a=fmtp:8 vad=noa=rtpmap:18 G729/8000a=fmtp:18 annexb=noa=rtpmap:97 telephone-event/8000a=fmtp:97 0-15a=sendrecva=ptime:20
200 OK with Session Description Protocol
134
100 Trying
UAC
INVITE
VVVVFXS
SIPServer
180 Ringing
200 OK, with SDP
200 OK with Session Description Protocol
135
SIP/2.0 200 OKFrom: "23499026"<sip:[email protected]:5060>;tag=150c600-ab2d089-13c4-50029-11b29-1832eb4f-11b29To: "96912384"<sip:[email protected]:5060>;tag=590598661-1349957798656Call-ID: 1503b60-ab2d089-13c4-50029-11b29-2c1bf4a1-11b29CSeq: 1 INVITEVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.137:5060;branch=z9hG4bK-11b29-4521aad-5d81f5Supported:Accept: application/media_control+xml,application/sdpContact: <sip:[email protected]:5060;transport=udp>Allow: ACK,BYE,CANCEL,INFO,INVITE,OPTIONS,PRACK,REFER,NOTIFY,UPDATEContent-Type: application/sdpContent-Length: 273
v=0o=BroadWorks 16592133 1 IN IP4 172.22.16.35s=-c=IN IP4 172.22.16.35t=0 0m=audio 39412 RTP/AVP 8 18 97a=rtpmap:8 PCMA/8000a=fmtp:8 vad=noa=rtpmap:18 G729/8000a=fmtp:18 annexb=noa=rtpmap:97 telephone-event/8000a=fmtp:97 0-15a=sendrecva=ptime:20
ACK
136
100 Trying
UAC
INVITE
VVVVFXS
SIPServer
180 Ringing
200 OK, with SDP
ACK
ACK
137
ACK sip:[email protected]:5060;transport=udp SIP/2.0From: "23499026"<sip:[email protected]:5060>;tag=150c600-ab2d089-13c4-50029-11b29-1832eb4f-11b29To: "96912384"<sip:[email protected]:5060>;tag=590598661-1349957798656Call-ID: 1503b60-ab2d089-13c4-50029-11b29-2c1bf4a1-11b29CSeq: 1 ACKVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.137:5060;branch=z9hG4bK-11b2c-4522610-1fad61daMax-Forwards: 70User-Agent: Technicolor TG789vn v3 Build 10.2.1.4Contact: <sip:[email protected]:5060>X-Serialnumber: CP1201RA9N6Accept: application/dtmf-relay, x-application/dtmf-relay, application/sdpContent-Length: 0
Voice Flow RTP
138
100 Trying
UAC
INVITE
VVVVFXS
SIPServer
180 Ringing
200 OK, with SDP
ACK
Voice RTP
BYE
139
100 Trying
UAC
INVITE
VVVVFXS
SIPServer
180 Ringing
200 OK, with SDP
ACK
Voice RTP
BYE
BYE
140
BYE sip:[email protected]:5060 SIP/2.0From: "96912384"<sip:[email protected]:5060>;tag=590598661-1349957798656To: "23499026"<sip:[email protected]:5060>;tag=150c600-ab2d089-13c4-50029-11b29-1832eb4f-11b29Call-ID: 1503b60-ab2d089-13c4-50029-11b29-2c1bf4a1-11b29CSeq: 669033385 BYEVia: SIP/2.0/UDP 172.22.16.35:5060;branch=z9hG4bKkpug9n2080sgim8dq0k1sd71o7qk2.1Max-Forwards: 9Content-Length: 0
200 OK
141
100 Trying
UAC
INVITE
VVVVFXS
SIPServer
180 Ringing
200 OK, with SDP
ACK
Voice RTP
BYE
200 OK
200 OK
142
SIP/2.0 200 OKFrom: "96912384"<sip:[email protected]:5060>;tag=590598661-1349957798656To: "23499026"<sip:[email protected]:5060>;tag=150c600-ab2d089-13c4-50029-11b29-1832eb4f-11b29Call-ID: 1503b60-ab2d089-13c4-50029-11b29-2c1bf4a1-11b29CSeq: 669033385 BYEVia: SIP/2.0/UDP 172.22.16.35:5060;branch=z9hG4bKkpug9n2080sgim8dq0k1sd71o7qk2.1Supported: replaces,100relUser-Agent: Technicolor TG789vn v3 Build 10.2.1.4X-Serialnumber: CP1201RA9N6Accept: application/dtmf-relay, x-application/dtmf-relay, application/sdpContent-Length: 0
143
Extensiones del Protocolo SIP
CANCEL
144
100 Trying
UAC
INVITE
VVVVFXS
SIPServer
180 Ringing
CANCEL
El método “CANCEL” es utilizado para pedir al abandono de la llamadaen curso pero no tiene ningún efecto sobre una llamada ya aceptada. Dehecho, solo el método “BYE” puede terminar una llamada establecida.
CANCEL
145
OPTIONS
146
200 OK
PBX IP
OPTIONS
FXS
SBC
El método “OPTIONS” es utilizado para interrogar las capacidades y elestado de un User Agent o de un servidor . La respuesta contiene suscapacidades (ejemplo: tipo de media siendo soportado, idioma soportado)o el hecho de que el UA sea indisponible.
INFO
147
100 Trying
UAC
INVITE
VVVVFXS
SIPServer
180 Ringing
200 OK, with SDP
ACK
Voice RTP
INFO
200 OK
Evento de Flash
� El método INFO (RFC 2976)permite transferirinformaciones deseñalización durante lallamada.
� Entre los ejemplos deinformación se encuentranlos dígitos DTMF, lasinformaciones relativas a latasación de una llamada,las imágenes etc...
INFO
148
REFER
149
Examples
Refer-To: sip:[email protected]: sip:[email protected]?Accept-Contact=sip:bobsdesk.biloxi.example.net&Call-ID%3D55432%40alicepc.atlanta.example.comRefer-To: sip:[email protected]?Replaces=12345%40192.168.118.3%3B to-tag%3D12345%3Bfrom-tag%3D5FFE-3994Refer-To: sip:[email protected];method=SUBSCRIBERefer-To: http://www.ietf.org Long headers field values are line-wrapped here forclarity only.
El método REFER (RFC 3515) renvía el receptor hacia un recursoidentificado en el método. REFER permite emular distintos servicios oaplicaciones incluyendo la transferencia de llamada.
SUBSCRIBER
150
� Una entidad SIP se puede suscribir a un evento con el fin de sernotificada de su ocurrencia.
� El requerimiento SUBSCRIBE permite la suscripción mientras elrequerimiento NOTIFY es utilizado con el fin de notificar (RFC 3265).
200 OK
UAC
SUBSCRIBER
VVVVFXS
Server
NOTIFY
151
� La respuesta a un mensajeSubscribe normalmente esun mensaje NOTIFY (RFC3265).
� Este tipo de mensaje, notificael estado de presencia delusuario, y transporta elestado en el que se encuentrael usuario.
� Con la respuesta Notify seconfecciona una lista deusuarios “notify list”.
200 OK
UAC
SUBSCRIBER
VVVVFXS
SIPServer
NOTIFY
200 OK
PRACK
152
El método PRACK (RFC 3262) ha sido definido con el fin de satisfacerla recepción de respuestas temporarias de tipo 1XX.
100 Trying
UAC
INVITE
VVVVFXS
SIPServer
180 Ringing
PRACK
200 OK, with SDP
Voice RTP
BYE
200 OK
UPDATE
153
o El método UPDATE (RFC 3311) permite a un terminal SIP actualizarlos parámetros de una sesión multimedia (ejemplo : flujo media y suscodecs).
o El método UPDATE puede ser enviado antes de que la sesión seaestablecida.
o UPDATE es entonces particularmente útil cuando se trata de poneral día los parámetros de sesión antes de su establecimiento, porejemplo una puesta en espera del destinatario.
200 OK
UAC
UPDATE
VVVVFXS
SIPServer
MESSAGE
154
• El método MESSAGE (RFC 3428) ha sido propuesto como extensiónal protocolo SIP con el fin de permitir la transferencia de mensajesinstantáneos.
• La mensajería instantánea o “Instant Messaging” o “IM” consiste enel intercambio de mensajes entre usuarios en seudo tiempo real.
• Este nuevo método hereda de todas las funciones ofrecidas por elprotocolo SIP tales que el enrutamiento y la seguridad.
• El requerimiento MESSAGE puede transportar varios tipos decontenidos basándose sobre la codificación MIME.
155
Flujo de Llamada SIPMedia (Códec)
Captura de Sesiones de Voz
156
Mensajes SIP
Session Initiation Protocol
Llamado Básico SIP (INVITE)
157
Llamado Básico SIP (200 OK SDP)
158
Configuración Llamado Usando un Servidor Proxy
159
Red IP
Gateway SIP Gateway SIP
Parte Llamador INVITE (SDP)
100 Trying
180 Ringing
200 OK (SDP)
ACK
Flujo RTP
BYE
200 OK
Parte Llamado
Señalización SIP y SDP
(UDP o TCP)
Portadora o medio(UDP)
INVITE (SDP)
100 Trying
180 Ringing
200 OK (SDP)
ACK
BYE
200 OK
Servidor Proxy
Configuración Llamado Usando un Servidor de Redirección
160
Red IP
Gateway SIP Gateway SIP
Parte Llamador
INVITE (SDP)
100 Trying
180 Ringing
200 OK (SDP)
ACK
Flujo RTP
BYE
200 OK
Parte Llamado
Señalización SIP y SDP
(UDP o TCP)
Portadora o medio(UDP)
INVITE (SDP)
Moved
Servidor Redirect
161
SIPAtributos de Negociación
Ejemplo – Negociación de VAD
162
Session Descripcion Protocol
Session Descripcion Protocol version (v):0
Owner/Creator, Session Id (o): AudiocodesGW 32878409 32878301 IN IP4 10.194.172.2
Session Name (s): Phone-Call
Connection Information (c): IN IP4 10.194.172.2
Time Description. Active time (t): 0 0
Media Attribute (a): sendrecv
Media Description, name and address (m): audio 6000 RTP/AVP 8 18 96 100
Media Attribute (a): rtpmap: 8 PCMA/8000
Media Attribute (a): fmtp: 8 vad=no
Media Attribute (a): rtpmap: 18 G729/8000
Media Attribute (a): fmtp: 18 annexb=no
Media Attribute (a): rtpmap: 96 PCMA/8000
Media Attribute (a): gpmd: 96 vbd=yes
Media Attribute (a): rtpmap: 100 telephone-event/8000
Media Attribute (a): fmtp: 100 0-15
Media Attribute (a): ptime:20
Media Attribute (a): pmft:T38
Media Attribute (a): sendrecv
Ruido de Fondo - (Comfort Noise)
163
Network
Transmisor Receptor
Iniciaconversación
GatewayVoz
GatewayVoz
RTP (CN) RTP (CN)
Ruido de fondo
VAD VAD
� Comfort Noise es un ruido blanco.
� Inyectado en los intervalos de silencio de una comunicación.
� Voice activity detection (VAD)
Ejemplo – Negociación de Anexo B
164
Session Descripcion Protocol
Session Descripcion Protocol version (v):0
Owner/Creator, Session Id (o): AudiocodesGW 32878409 32878301 IN IP4 10.194.172.2
Session Name (s): Phone-Call
Connection Information (c): IN IP4 10.194.172.2
Time Description. Active time (t): 0 0
Media Description, name and address (m): audio 6000 RTP/AVP 8 18 96 100
Media Attribute (a): rtpmap: 8 PCMA/8000
Media Attribute (a): fmtp: 8 vad=no
Media Attribute (a): rtpmap: 18 G729/8000
Media Attribute (a): fmtp: 18 annexb=no
Media Attribute (a): rtpmap: 96 PCMA/8000
Media Attribute (a): gpmd: 96 vbd=yes
Media Attribute (a): rtpmap: 100 telephone-event/8000
Media Attribute (a): fmtp: 100 0-15
Media Attribute (a): ptime:20
Media Attribute (a): pmft:T38
Media Attribute (a): sendrecv
Ejemplo – Negociación VBD (Voice Band Data)
165
Media Description, name and address (m): audio 6000 RTP/AVP 8 18 96 100
Media Attribute (a): rtpmap: 8 PCMA/8000
Media Attribute (a): fmtp: 8 vad=no
Media Attribute (a): rtpmap: 18 G729/8000
Media Attribute (a): fmtp: 18 annexb=no
Media Attribute (a): rtpmap: 96 PCMA/8000
Media Attribute (a): gpmd: 96 vbd=yes
Media Attribute (a): rtpmap: 100 telephone-event/8000
Media Attribute (a): fmtp: 100 0-15
Media Attribute (a): ptime:20
Media Attribute (a): pmft:T38
Media Attribute (a): sendrecv
Recomendación V.152
Session Descripcion ProtocolSession Descripcion Protocol version (v):0Owner/Creator, Session Id (o): AudiocodesGW 32878409 32878301 IN IP4 10.194.172.2Session Name (s): Phone-CallConnection Information (c): IN IP4 10.194.172.2Time Description. Active time (t): 0 0
Tipos de Transporte DTMF
166
En VoIP los Dual-Tone Multi Frequency pueden ser enviados a través de 3 modos:
• In-band: La información DTMF es enviada junto con el flujo de voz. Este método esel menos confiable. Se aconseja utilizar este método solamente en combinación concódec de alta velocidad (tales como los codec G711 ley A y ley u).
• Señalización o vía mensaje SIP INFO: La información DTMF es enviada a lo largo delcanal de comunicación del llamado. Para mayor información esta puede serencontrada en la RFC-2976.
• RFC-2833: En este modo, los dígitos DTMF son transportados al lado remoto comoparte de un flujo RTP (Real-Time Transport Protocol). Este método garantiza la altacalidad y escalabilidad.
SIP: Evento RTP - DTMF
167
RTP / DTMF 9
168
SIPTransporte de Datos
Transporte de Datos Modulados sobre Redes IP
169
� El trafico de Fax y modem, consiste en un dato digital modulado entonos de alta frecuencia.
� En contraste a la voz, la perdida de paquetes es mucho más criticapara las comunicaciones de fax y modem.
� Los algoritmos de compresión VoIP, son diseñados para la voz, nopara frecuencias de datos como fax o modem.
� Métodos de transmisión de fax o modem sobre redes IP:
� Terminación y transmisión de datos sobre un gateway (fax relay)
� Envío de datos en banda en el flujo RTP (stream).
� Recepción y conversión de faxes a archivos usando T.37 (store-and-forward)
Fax G3 T.30 sobre PSTN
170
� La especificación ITU T-30 describe el procedimiento para el control desesión.
� La especificación ITU T.4 describe el procedimiento de transferencia deimagen.
� El canal 2 de modem a 300 bps half-duplex, es seleccionado comomodem handshake T.30 y para la transferencia de imágenes T.4 aplicanvarios métodos.
� Procedimiento del control de sesión (fases)
Fase A: Configuración de llamada.
Fase B: Proced. pre mensaje para identificar y seleccionar el facsímil.
Fase C: Transferencia de imagen.
Fase D: Proced. pre mensaje incluyendo multi paginas y proced. deseñalización de fin.
Fase E: Liberación del llamado.
Flujo de Llamado Fax (T.30) sobre PSTN
171
Fase AEstablecimiento del llamado
Fase BControl &
Capacidad de Conmutación
Fase CTransferencia
de Paginas
Fase DMensaje de
procedimiento Posterior
Fase ELiberación del
Llamado
Fax LlamadoFax Llamante
Consideraciones Fax Relay
172
� El fax relay T.38 incluye estas funcionalidades:
� Oculta los paquetes perdidos en fax relay.
� MGCP basado en fax (T.38) y DTMF relay.
� SIP fax relay T.38.
� Fax relay T.38 para gateway fax T.37 / T.38.
� Fax relay T.38 para VoIP H.323.
Transmisión de Fax T.38
173
Digitalrepresentation
of image
T.30Handshake
AnsweringFax
IPUDP IPT.38
T.30Handshake
• T.38 es una recomendación ITU para el envío de mensajes de fax sobreredes IP en tiempo real pero encapsulando un estándar fax G3 en unflujo de datos.
OriginatingFax
Gateway Gateway
SIP T.38 Relay
174
Red IP
Fax G3Inicia el llamado
Gateway GatewayFax G3
T.30
Tono CED
Mensaje DIS
T.30Llamado de voz
INVITE (T.38 en SDP)
200 OK (SDP)
ACK
T.38 en paquetes
UDP
INVITE T38
175
Session Descripcion Protocol
Session Descripcion Protocol version (v):0
Owner/Creator, Session Id (o): Broadworks 5786855 3 IN IP4 172.22.16.35
Session Name (s): -
Connection Information (c): IN IP4 172.22.16.35
Time Description. Active time (t): 0 0
Media Description, name and address (m): image 54524 udptl t38
Media Attribute (a): T38FaxVersio:0
Media Attribute (a): T38MaxBitRate: 14400
Media Attribute (a): T38FaxRateManagement:transferedTCF
Media Attribute (a): T38FaxUdpEC:t38UDPRedundancy
Media Attribute (a): T38FaxMaxDatagram:1472
Media Attribute (a): ptime:20
Negociación de fax con protocolo t38
Flujo Fax T.38
176
Audio
Datos
Fax
Fax=1100HzModem=1300Hz
Flujo Fax T.38
177
Desconexión
Consideraciones Modem Relay
178
� El módem relay incluye estas funcionalidades:
� Detección de tono de módem y señalización.
� Switchover relay.
� Payload redundante.
� Tamaño del paquete.
� Buffer para jitter dinámico y estático.
Topología Relay
179
Red IP
Modulación DSPDemodulador DSP
Transmisión TCP de paquetes de datos
Dato Analógico
0110011
0110011
0110011
0110011
Dato Analógico
Conexión 2Conexión 1 Conexión 3
• Este método no usa códec.• Modula y demodula en 4KHz
SIP Modem Pass-Through
180
Red IP
Modem/POS Gateway Gateway Módem/POS
T.30
Tono CED
Mensaje DIS
T.30Llamado de voz
INVITE (G.711A / SDP)
200 OK (SDP)
ACK
RTP en paquetes UDP
Modem SIP
181
SIP Phone (UAS)SIP Phone (UAC)
INVITE (g729 g711A PCMA)
100 Trying
180 Ringing
200 OK (g729 g711A PCMA)
ACK
BYE
200 OK
RTP (PCMA)
RTP (PCMA)Switch on the flight
v.152
POSTransbank
Trace Modem SIP
182
Switch on theflaigh
183
Estándares SIP
SIP Standards
Sólo una muestra de los trabajos de normalización del IETF …
IETF RFCs http://ietf.org/rfc.html
� RFC3261 Core SIP specification – obsoletes RFC2543
� RFC2327 SDP – Session Description Protocol
� RFC1889 RTP - Real-time Transport Protocol
� RFC2326 RTSP - Real-Time Streaming Protocol
� RFC3262 SIP PRACK method – reliability for 1XX messages
� RFC3263 Locating SIP servers – SRV and NAPTR
� RFC3264 Offer/answer model for SDP use with SIP
184
SIP Standards (cont.)
� RFC3265 SIP event notification – SUBSCRIBE and NOTIFY
� RFC3266 IPv6 support in SDP
� RFC3311 SIP UPDATE method – eg. changing media
� RFC3325 Asserted identity in trusted networks
� RFC3361 Locating outbound SIP proxy with DHCP
� RFC3428 SIP extensions for Instant Messaging
� RFC3515 SIP REFER method – eg. call transfer
� SIMPLE IM/Presence - http://ietf.org/ids.by.wg/simple.html
� SIP authenticated identity management -
http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-sip-identity-02.txt
185
186
04WiresharkLaboratoriosMaterial adicional
187
Wireshark
Consideraciones
188
� Descargar software analizador de trafico.
� Cargar software en PC.
� La captura de trace se realiza a través de la tarjetade red del PC.
� Configuración básica, para comenzar a capturartrafico SIP.
Configuración Básica de Wireshark
189
� En opción Capture
� Seleccionar Options
� Realizar configuración básica
�En Options
�Habilitar Capture packets inpromiscous mode
�Deshabilitar Automatic scrolling in livecapture
�Captures, para comenzar captura
�En campo Filter SIP y Apply
Barra de Tareas (funciones básicas)
190
Iniciar nueva
captura
Detener captura
Re iniciar captura
Diagrama de Flujo
191
Diagrama de Flujo (cont.)
192
Análisis con Filtros
193
Filter: ip.dst == dirección IP
194
Laboratorios
Laboratorio 1
195
� Objetivo
� El alumno será capaz de cargar software analizador de protocolos(Wireshark)
� El alumno será capaz de manejar las funciones básicas, paraanálisis de señalización del protocolo SIP.
� Actividad
� Analizar en forma individual archivo de captura y dejar por escritosus observaciones.
Laboratorio 2
196
� Objetivo
� El alumno será capaz de interpretar e identificar los mensajes yatributos del protocolo SIP.
� Actividad.
� Cada alumno en forma individual analizara muestras deseñalización (traces), donde deberá dejar por escrito su análisis.
Laboratorio 3
197
� Objetivo
� El alumno será capaz de interpretar e identificar los mensajes yatributos del protocolo SIP.
� Actividad
� Trabajo grupal
� A cada grupo se le entregara archivo con captura defectuosa,para su análisis y comentar.
Laboratorio 4
198
� Objetivo
� El alumno será capaz de cargar y configurar softphone conparámetros que serán entregados.
� Actividad
� Cargar en PC software sofphone
� Configurar softphone
� Tomar traces de los eventos de llamadas de entrada y salida.
� Para simular defectos, cambiar parámetros SIP:
� IP Proxy
� Domain
� Usersip
� Password
� Tomar traces.
Test Final
199
� Objetivo
� El alumno en forma individual, será capaz de responder lasincógnitas planteadas en test final, aplicando todos losconocimientos adquiridos durante la etapa de instrucción (60%)
Gracias
201
Material adicional
202
Gateways VoIP
Interfaces Analógicas
203
Tipo de interfaces analógicas
Descripción
FXS Usado por el lado de la PSTN o PBX en una conexión FXS-FXO
FXO Usado por el dispositivo final (Teléfono) de una conexión FXS-FXO
E&M Usado entre switches troncales
Gateways FXS
204
� FXS - (Foreign Exchange Station)
� Emula una PSTN/PBX.
� Provee energía de batería, envía tono de discar y genera voltajes de ringer.
� Teléfonos estándar / maquinas de fax, conectadas tal como la interfacerecibiera el servicio de telefonía.
FXS Gateway
IPLocal Loop
IP Phone
IP Signaling
IP Voice
Gateways FXO
205
• FXO - (Foreign Exchange Office)• Genera los indicadores con el teléfono colgado y descolgado utilizados para
indicar un bucle de cierre al final del circuito de los FXS.• Aparatos telefónicos analógicos, máquinas de fax y (analógicas) módems son
dispositivos FXO• Gateways FXO convertir (en tiempo real) Inicio de bucle de señalización de
SIP y la variable de corriente eléctrica para RTP
Local Loop
FXO Gateway
PBX
IP
IP Phone IP Signaling
IP Voice
Interfaces Digitales
206
Interface Canales de voz (64 kbps) Señalización Framing Overhead
Ancho de banda total
BRI 2 1 canal (16 kbps) 48 kbps 192 kbps
T1 CAS 24 (no limpia la señalización de 64 kbps de
los bit robados)
En banda (bits robados en el canal de voz)
8 kbps 1544 kbps
T1 CCS 23 1 canal (64 kbps) 8 kbps 1544 kbps
E1 CAS 30 1 canal (64 kbps) 64 kbps 2048 kbps
E1 CCS 30 1 canal (64 kbps) 64 kbps 2048 kbps
207
Voice sobre IP (VoIP)
Qué es VoIP
208
� VoIP es un conjunto de tecnología que permite la transmisión de trafico devoz sobre redes basado en IP en vez de la Plain Old Telephone System (POTS)
� VoIP (Voice over Internet Protocol).
� Algunas veces referida como telefonía sobre Internet.
� Es un método de digitalización de la voz.
� La voz digitalizada se encapsula en paquetes.
� Estos paquetes son transmitidos sobre una red IP.
� En lugar de la Plain Old Telephone System (POTS).
Qué es ToIP
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� ToIP (Telephony over Internet Protocol).
� Telefonía IP es un concepto amplio, que se preocupa de la problemáticade reproducir en redes IP todos los servicios que ofrece la Red TelefónicaPública Conmutada (incluyendo, por ej., fax, ISDN, interconexión contodo tipo de redes fijas y móviles).
� Utiliza numeración E.164
� VoIP se refiere a la tecnología usada para transmitir voz por redes IP,sean estas redes privadas o Internet.
� No obstante a veces, erróneamente, ambas expresiones se usan comosinónimos.
Telefonía IP (ToIP)
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� Ventajas:
� Reducción de distancias (y costes) en la red telefónica� Fácil enrutamiento alternativo en caso de averías en la red (servicio no
orientado a conexión)� Compresión de la voz (G.729, G.723.1)� Supresión de silencios� Posibilidad de ofrecer servicios de voz de alta calidad (G.722, 7 KHz)
� Inconvenientes
� Degradación de la calidad cuando hay congestión (si no hay QoS).� Mayores retardos (>200ms), posibles problemas de ecos
Evolución de la Telefonía
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Red Telefónica
Red IP
Call Manager Call Manager
Red IP
Telefonía Tradicional
Telefonía tradicional sobre backbone IP
Telefonía IPV: voice card con gateway
Transporte de la Voz en Redes con Conmutación de Circuitos
212
� Terminales telefónicosconectados a los switchesOC.
� Los switches OC realizanla conversión de análogo-digital.
� Antes que un llamado seagenerado, la PSTN provee.
� Circuito dedicado puntoa punto para el llamado(DS0: Digital Signal 0)
� Transmisiónsincronizada con anchode banda fijo con muybajo retardo
OC OC
PSTN con línea
digital
Conversión Análogo – Digital
(G.711A)
Conmutación de Circuito vs. Paquete
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� Conmutación de Circuito - Llamadas de voz tradicionales, que operansobre la PSTN, se realizan con conmutación de circuitos, donde uncircuito exclusivo o canal establecido entre dos puntos antes de que losusuarios hablen entre sí.
Conmutación de Circuito vs. Paquete
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� Conmutación de Paquetes - La técnica de transmisión de datos en los que los datosse dividen en pequeños “paquetes”, cada uno con su propia información deenrutamiento y, a continuación, se envían a través de la red. En el otro extremo lospaquetes son ensamblado en el formato de los datos originales. En este método sólose utiliza el ancho de banda, cuando sólo se transmite.
Transporte de la Voz en Redes IP
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� Terminales telefónicos conectados a los Gateway de voz
� Los Gateway de voz realizan la conversión de análogo y digital.
� Antes que un llamado sea generado, la red IP provee.
� Distribución de paquete a paquete a través de la red
� Reserva de ancho de banda, gran y retardos variables
AnálogoAnálogo
IP
Conversión Análogo – digital
(G.711)
DD
V
V
D
D
V
Gateway Voz
Gateway Voz
Beneficios de las Redes Telefónicas de Conmutación dePaquetes
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� Mayor eficiencia en el uso del ancho de banda y equipamientos.
� Bajo costo de transmisión.
� Gastos consolidados de red.
� Mejor empleo de la productividad a través de las facilidadesproporcionada por la telefonía IP.
� Teléfonos IP como dispositivos de negocios.
� Aplicaciones de bases de datos (XML) como Directorios telefónicos.
� Integración de la telefonía en cualquier aplicación de negocios.
� Terminales inalámbricos, basados en software que permitenmovilidad.
� Acceso a nuevos dispositivos de comunicación (tales como, PDAs,Softphone, etc.).
Codificación Básica de la Voz -Conversión Análogo a Digital
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Transmisión de Voz
Conversión Digital a Análogo
Conversión Análogo a
Digital
Señal Analógica
Señal Analógica
VozVoz
Codificación Básica de la Voz -Conversión Digital a Análogo
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Transmisión de Voz
Conversión Análogo a
Digital
Conversión Digital a Análogo
Señal Analógica
Señal Analógica
VozVoz
Códec de Voz
219
� La comunicación de voz es analógica, mientras que en la red de datos es digital
� El proceso de convertir ondas analógicas a información digital se hace con uncodificador-decodificador (CODEC) .
� La mayoría de las conversiones se basan en la modulación codificada mediantepulsos (PCM) o variaciones
� El CODEC comprime la secuencia de datos, y proporciona la cancelación del eco.
� La compresión de la forma de onda representada puede permitir el ahorro delancho de banda.
� Usar la compresión y/o la supresión del silencio puede dar lugar a un ahorroimportante del ancho de banda. Sin embargo, hay algunos usos que se podrían verafectados por la compresión
� Algunos gateways pudieron implementar una cierta inteligencia en ejecución quepuede detectar el uso de módem e inhabilitar la compresión.
� La salida del CODEC es una secuencia de datos que se pone en los paquetes IP yse transporta a través de la red a un destino.
Transmisión de Voz sobre Redes de Datos
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Cabecera del Enlace de Datos esDiferente por Enlace
221
VLAN VozConfigurada
Multilink PPP
Ejemplo - Encapsulación de la Voz
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20 8 12 160
IP UDP RTP G.711 (20ms de voz)
20 8 12 20
IP UDP RTP G.729 (20ms de voz)
� La voz digitalizada es encapsulada en RTP, UDP e IP.
� Por defecto, 20 ms de voz son empaquetada en un simple paquete IP.
Como el Periodo de Paquetización Impacta en la Velocidad y Tamaño del Paquete de Voz
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� Resultado del gran periodo de paquetización en:
� Tamaño de un gran paquete IP (agrega payload)
� Baja velocidad del paquete (reduciendo la cabecera IP)
Muestra de 20 ms (tamaño paquete 160B)50 por segundos
64000*20ms = 160B8
1000ms = 50pps20 ms
Muestra de 30 ms (tamaño paquete 240B)33,33 por segundos
64000*30ms = 240B8
1000ms = 33,3pps30 ms
G.711A
G.711A
Ejemplo - Calculo de Ancho de Banda
224
� Ventana = 20 ms.
� Bytes de voz/trama = 64kbps*20ms = 160 bytes.
8
� Bytes de paquetes IP = 160 + 40 = 200 bytes
� Bytes de trama Ethernet = 200 + 26 = 226 bytes
� Ancho de banda LAN = 226 * 8 = 90,4 kbps
20ms
Características de los Códec de Voz
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Códec Bandwidth Sampleperiod
Framesize
Frames/packet
EthernetBandwidth
G.711 (PCM) 64 Kbps 20 ms 160 1 95,2 kbps
G.723.1A (ACELP) 5.3 kbps 30 ms 20 1 26.1 kbps
G.723.1A (MP-MLQ) 6.4 kbps 30 ms 24 1 27.2 kbps
G.726 (ADPCM) 32 kbps 20 ms 80 1 63.2 kbps
G.728 (LD-CELP) 16 kbps 2.5 ms 5 4 78.4 kbps
G.729a (CS-CELP) 8 kbps 10 ms 10 2 39.2 kbps
AMR-WB/G.722.2 (ACELP)
6.6 kbps 20 ms 17 1 38.0 kbps
La calidad de un códec puede ser medida por varias mediciones; el métodoMean Opinion Score (MOS), es usado en forma común.
Ejercicio 1 - Calculo de Ancho de Banda
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� Se tiene el códec G729A y se toman 2 muestras de voz de 10mscada una, para encapsular o paquetizar, las cuales serántransportadas por una red Frame Relay.
� ¿Calcular el ancho de banda a utilizar por una comunicación devoz?
Ejercicio 2 - Calculo de Ancho de Banda
227
� Se tiene el códec G711 y se toman 2 muestras de voz de 20ms cadauna, para encapsular o paquetizar, las cuales serán transportadas poruna red Ethernet.
� ¿Calcular el ancho de banda a utilizar por una comunicación de voz?
Códec G.729
228
� Es un algoritmo de compresión de datos para voz.
� Mediante la predicción lineal con excitación por código algebraico deestructura conjugada.
� Comprime audio de voz en trozos de 10 milisegundos.� Bajo requerimiento de ancho de banda.� Opera a una tasa de bit de 8Kbps.� Existen extensiones con 6,4Kbps y de 11,8Kbps.� Rango de frecuencia acústica de 50Hz a 7KHz� Extensiones de G.729:
� G.729.A (Annex A)
� G.729 AnnexB
� G.729 Annex D
� G.729 Annex E
Recomendación UIT-T G.729 Anexo B
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� Es un esquema de compresión del SILENCIO
� Ofrece una descripción de los algoritmos de detección de actividad vocal.
� El cual tiene un módulo de VAD (Voice Activity Detection) el cual se usa paradetectar la actividad de la voz.
� También incluye un módulo DTX (discontinuous transmission) el cual decideactualizar los parámetros de RUIDO DE FONDO para la ausencia deconversación (entornos ruidosos).
� También hay un generador de RUIDO COMFORT (Confort Noise Generation),dado que en un CANAL DE COMUNICACIÓN, si se para la transmisión, acausa de ausencia de conversación, entonces el receptor puede suponer que elenlace se ha liberado.
� Estos algoritmos se utilizan para reducir la velocidad de transmisión durante losperiodos de silencio en la conversación.
Códec G.711
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� Es el más común de los códec
� Usado en redes telefónicas en conmutación de circuitos
� PCM, Pulse-Code Modulation
� Cuantización uniforme
� 12 bits * 8 k/seg = 96 Kbps
� Cuantización no uniforme
� 64 Kbps de velocidad (DS0)
� Ley u
� Norte América
� Ley A
� Otros países, un poco mas amigables para reducir el nivel de señal.
� Un MOS alrededor de 4.3
Recomendación UIT-T G711 Apéndice II
231
� Definición de la cabida útil de ruido de confort para utilización segúnla Recomendación UIT-T G.711 en los sistemas de comunicacionesmultimedios por paquetes.
� Apéndice II
� Alcance.
� Definición de la cabida útil de ruido de confort
� Directrices de uso.
� Resultados de calidad de funcionamiento
� Ejemplo de solución
Voice Activity Detection (VAD)
232
� Clasifica la señal de entrada en señal vocal activa y señal vocal inactiva oun ruido de fondo.
� La clasificación incorrecta de señal vocal inactiva como señal vocal activatiene un efecto adverso en la eficiencia del sistema, al aumentarinnecesariamente la velocidad de transmisión.
� En este caso, la calidad vocal no es afectada.
� Sin embargo, cuando la señal vocal activa se clasifica indebidamentecomo inactiva, se recorta la señal vocal y se degrada la calidad vocal.
� La mayoría de los algoritmos DTX emplean un periodo de retencióncuando pasan de señal vocal activa a inactiva a fin de evitar recortar elextremo de cola de la señal vocal.
� Durante el periodo de retención, las tramas de señal vocal inactiva sereclasifican como señal vocal activa.
� El periodo de retención es también importante a fin de que el codificadorde CNG obtenga una estimación exacta del ruido ambiente.
Comfort Noise Generation (CNG)
233
� El papel del CNG es describir y reproducir el ruido ambiente.
� El ruido puede describirse adecuadamente por su energía y contenidoespectral.
� A fin de evitar cambios bruscos en el carácter del ruido de confort, esimportante promediar la estimación del parámetro en un periodo detiempo.
� La cantidad de pro mediación apropiada depende del ruido ambiente, lacalidad de funcionamiento y la retención del VAD, así como de lavelocidad de actualización del DTX.
� El orden óptimo es dependiente del ruido ambiente presente y de laanchura de banda de la señal.
� Es también importante adaptar el carácter espectral del ruido producidopor el CNG con el del códec vocal.
� Por consiguiente, se sugiere que todo procesamiento previo de la señal deentrada antes del análisis dentro del codificador vocal se efectúe tambiéndentro del codificador de ruido de confort.
Recomendación ITU-T g711 vbd
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� Garantizar la calidad del servicio de datos sobre una red IP.
� Distribución satisfactoria y transparente de datos en banda vocal (VBD) modulado como audiocodificado por IP.
� Módem de datos.
� Terminales facsímiles.
� Teléfonos con texto
� Recomendación UIT-T V.152.
� Describe el funcionamiento de los datos en banda vocal (VBD, voice-band data) por los
gateways media gateway que aceptan la voz sobre el protocolo Internet (VoIP, voice-over-Internet
protocol).
� El término "VBD" se refiere únicamente a la utilización de códecs en banda vocal apropiadospara el transporte de cabida útil de datos por el protocolo de transferencia en tiempo real (RTP,real-time transfer protocol).
� Debe soportar como mínimo los códec Ley A G.711 y Ley u G.711.
� SDP utilizara los siguientes atributos:
� a=gpmd (descriptor de medios de uso general) <format> <parameter list>
� (a):gpmd: 96 VBD=yes
� (a):maxmptime:20ms (máximo ptime múltiple)
� (m): audio 6010 RTP/AVP 18 8 96 100 (formato de medios de línea)
Factores que Afectan la Calidad de la Voz
235
236
� Fidelidad: Exactitud o calidad del audio
� Eco: Diferencia de impedancia.
� Jitter: Variación en la llegada de los paquetes de voz.
� Delay: Tiempo que tarda la señal para propagarse de un extremo al otroextremo de la conversación.
� Perdida de paquetes: Perdida de paquetes sobre la red.
� Tono local: Permite escuchar su propia voz.
� Ruido de fondo: Ruido de bajo volumen oído en el otro extremo de laconversación.
Factores que Afectan la Calidad de la Voz
Desafíos de la VoIP
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� DELAY – Cada componente en el camino agrega delay (sender,network, receiver). ITU-T G.114 recomienda 150 msec como máximodeseado delay a archivos de alta calidad de voz.
� JITTER – Variación en el delay. Los efectos de la fluctuación puedeser mitigado mediante el almacenamiento de los paquetes de voz enun buffer de jitter a su llegada y antes de la producción de audio(20ms).
� PACKET LOSS - Se produce ya sea en ráfagas o debido a lacongestión de red. la perdida periódico de más de un 1-5% de todoslos paquetes de VoIP pueden degradar significativamente la calidadde voz.
Factores que Afectan la Calidad de la Voz
238
� A continuación se observan parámetros estándares de calidad de servicio en una red de múltiples servicios.
Parámetros de calidad de servicio
Jitter Delay Packet Loss
Voz < 15 ms < 75 ms (PE-PE) < 0,1%
Datos NA < 100 ms (PE-PE) < 0,5%
Internet NA NA < 1%
ECO
239
� Se genera en los equipos analógicos.
� Las características de latencia y jitter pueden producir eco sobre la señaltelefónica, lo cual hace necesario el uso de canceladores de eco (ITU G.168).
� El cancelador consiste en usar una parte de la señal de transmisión paracancelar el eco producido por la desadaptación de impedancias en el circuitohíbrido que convierte de 4 a 2 hilos.
HIBRIDOHIBRIDO
2-Hilos4-Hilos2-Hilos
Eco lejanoEco cercano
Jitter (Variación del Delay)
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� Se produce cuando los paquetes de voz sufren diferentes retrasos detránsito, provocando la variación en los tiempos de llegada en elreceptor.
� El buffer de jitter recopila paquetes de voz, almacena y los envía alprocesador de voz en intervalos espaciados uniformemente (20ms).
tttt
tttt
SenderSenderSenderSender
ReceivesReceivesReceivesReceives
AAAAAAAA BBBBBBBB CCCCCCCC
AAAAAAAA BBBBBBBB CCCCCCCC
DDDD1111 DDDD2 2 2 2 = D= D= D= D1111 DDDD3 3 3 3 = D= D= D= D2222DDDD3 3 3 3 = D= D= D= D2222
Jitter (variación del delay)
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Flujo constante de paquetes
Tiempo
El mismo flujo de paquetes después de congestión o cola inapropiada
Ejemplo: Ho…la co……moes……tas
Delay
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� Cada componente en el camino agrega delay (sender, network,receiver). ITU-T G.114 recomienda 150 msec como máximo deseadodelay a archivos de alta calidad de voz
Packet X Transmitted
Network
Sender Receiver
tNetwork Transit
DelayProcessingDelay
ProcessingDelay
End-to-End Delay
Packet X Arrive
Start Hear
Delay Aceptable: G.114
243
Rango (ms) Descripción
0 – 150 Aceptable para la mayoría de las aplicaciones de usuario
150 – 400 Aceptable, a condición de que el administrador esconsciente del tiempo de transmisión y su impacto en lacalidad de transmisión de las aplicaciones de usuario
Sobre 400 Inaceptable para los fines generales de planificación de lared (sin embargo, se reconoce que en algunos casosexcepcionales, ese límite se superará)
Perdida de Paquetes - (Packet Loss)
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� Se produce ya sea en ráfagas o debido a la congestión de red.
� La perdida periódico de más de un 1-5% de todos los paquetes deVoIP pueden degradar significativamente la calidad de voz.
� La pérdida de paquetes en el trayecto extremo-extremo, provocacomo efecto pérdidas de sonidos, que son aún más molestas.
Paquete 1 Paquete 2 Paquete 3
Perdida Audio
Ejemplo:
estas?
Ejemplo:¿Hola como
estas?
¿Hola
como Estas?
Tono Local o Lateral
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� El tono lateral es necesariopara que la persona que hablapueda escuchar supropia voz del receptor parapoder determinar cuan fuerteesta hablando.
� El tono lateral debe tener unnivel adecuado, porque untono lateral muy fuerte puedecausar que la persona habledemasiado despacio paratener una buena recepción delotro lado.
� A la inversa, un tono lateralmuy bajo causara una vozmuy fuerte que puede parecerun grito del otro lado delreceptor.