Conceptos Clave de Telefonía IP: Componentes, Protocolos y Funcionamiento

Conceptos Clave de la Telefonía IP

RTC/RTB/PSTN/POTS

Líneas de acceso conmutado que permiten llamar de forma analógica, adaptado al oído humano.

Adaptadores Telefónicos Analógicos IP (ATA)

Dispositivos para conectar teléfonos convencionales de modo que se pueda realizar la conversión de señales analógicas de voz a datos digitales durante la transmisión y la operación inversa en la recepción. Tienen dos modos de funcionar:

• Conectados directamente a la línea telefónica a través de un conector RJ11, haciendo de puente entre el proveedor de telefonía IP y el terminal convencional.
• Indirectamente, a través de un enrutador LAN que proporciona conexión a Internet.

Conexiones típicas de un ATA:

• Console: Conector RS-232 para puerto serie de PC a través de un cable RS-232.
• TEL/FXO: Conector para teléfono analógico (RJ11).
• Line/FXS: Conector de línea telefónica analógica (RJ11).
• LAN: Conector para módem/router a través de cable UTP.
• PC: Conector a tarjeta Ethernet a través de UTP.

Los adaptadores suelen tener dos tipos de conexión:

• Interfaz de abonado externo (FXS): Puerto que envía la señal analógica al teléfono. Envía tono de marcado, corriente y tensión de llamada.
• Interfaz de central externa (FXO): Puerto que recibe la señal de forma analógica. Envía la señal que indica si se ha colgado o descolgado (si el bucle de abonado está abierto o cerrado).

Asterisk

Software de fuente abierta bajo licencia GPL que implementa funcionalidades de centralitas IP y un sistema interactivo de voz. Creado por Mark Spencer, lo liberó y distribuyó bajo licencia GNU/GPL, aunque existen licencias comerciales. Escrito en C, se creó para GNU, pero hay versiones en MAC, Unix y Windows. Soporta telefonía tradicional (RTB, PSTN) y digital RDSI (E1, T1, accesos básicos y primarios). Crea un puente transparente entre protocolos VoIP: SIP, H.323, IAX. Dispone de una API independiente del hardware y posee una interfaz de comunicación con aplicaciones.

Alternativas de centralitas IP

• Tecnologías privativas y cerradas: Skype, Cisco Skinny Client Control Protocol.
• Libres y abiertas: Proyecto Zapata, Asterisk.

Teléfonos IP

Teléfonos que no necesitan ATA, ya que incluyen esa función. Hay dos clases:

• Hardphones: Fijos, conectados por cable a la centralita IP.
• Inalámbricos: Usan Wi-Fi en vez de cable.
• USB: Para conectarse a PCs en caso de no tener cascos/altavoces.
• Softphones: Aplicaciones que emulan el funcionamiento de los teléfonos físicos y permiten usar cualquier PC para llamar.

Dialplan

Configuración lógica de la centralita IP que marca el camino que sigue una llamada entrante o saliente hasta su destino.

Centralita o PBX

Dispositivos que permiten reutilizar una línea telefónica entre varios terminales de la misma empresa. Este procedimiento se aplica a la telefonía IP.

Centralita IP / IP PBX / PBAX

Realizan las mismas funciones que las convencionales e incluso más. Codifican y comprimen la señal de voz en paquetes de datos, permiten conectarse a redes IP para gestionar llamadas VoIP y pueden usar todo tipo de teléfonos. Las operadoras también ofrecen servicios de centralitas IP virtuales, al igual que con las tradicionales, desde sus infraestructuras.

Gatekeeper

Elemento de red que controla y gestiona los recursos, impidiendo que se sature. Actúa como centralita.

Conversación IP: Proceso Detallado

1. Se descuelga el teléfono. El terminal envía una señal analógica al ATA (si se usa un teléfono IP, lo hace directamente).
2. Al recibir la señal, el ATA emite un tono de llamada y se dispone la línea a través de Internet.
3. Se marca el número. El ATA convierte los números en datos digitales y los envía al proveedor VoIP.
4. Los PCs del proveedor validan la información del número solicitado y determinan a quién corresponde para transformarlo a IP.
5. El proveedor conecta los dos dispositivos de la llamada.
6. Se envía al destinatario una señal al ATA para que suene el teléfono.
7. Al descolgar, se establece la comunicación. Los canales, en cada sentido, funcionan de la siguiente manera: cada teléfono espera y envía paquetes del otro sin parar.
8. Al acabar, se cuelga y el circuito se cierra. El ATA envía un mensaje al proveedor para informar que la llamada ha terminado.

Protocolos de Señalización por Canal

Normas usadas para establecer el lenguaje de conversación a través de IP.

• Jabber: Protocolo abierto basado en XML para mensajería instantánea. Adaptado a VoIP.
• GTalk: Google. Llamadas de voz de PC a PC gratis, en Gmail.
• H.323: Protocolo de la ITU usado en NetMeeting. Basado en la versión libre OpenH323.
• IAX (Internet Asterisk eXchange): Propio de centralitas IP de fuente abierta basadas en Asterisk.
• SIP (Session Initiation Protocol): Estándar de la IETF. Se creó para transmisión multimedia, pero también se usa en VoIP.
• Skype: Protocolo propietario empleado en dicha aplicación.

Codecs

Algoritmos de compresión/descompresión. Incluyen funciones como:

• Cancelación de eco (G.168): Elimina el eco acústico e híbrido.
• Supresión de silencio (VAD): Evita enviar paquetes entre silencios.

Algunos codecs comunes son:

• G.711 (ITU-T): Modulación por impulsos codificados (PCM). Ancho de banda de 64 kbps, muestreo de 8 kHz (u-law en EE. UU. y Japón, a-law en Europa).
• G.729 (ITU-T): Codificación de voz a 8 kbit/s usando estructura conjugada con código de salida algebraica y predicción lineal (CS-ACELP). Bajo retardo (15 ms).
• GSM 06.10 (ETSI): Excitación por pulsos regulares con predicción a largo plazo (RPE-LTP). 13 kbps. Usado por GSM.
• EVRC (3GPP2): Codificador/decodificador mejorado de tasa variable. 9.6/4.8/1.2 kbps. Usado en redes CDMA.

El codec que se use dependerá de la calidad de audio, la capacidad del procesador, si los dispositivos deben comunicarse y si es propietario o libre.

Proveedores IP

Las licencias nacionales no afectan a la IP, por lo que se ofrece a todo el mundo. Si el proveedor asigna un número de teléfono regular, podrán recibirse llamadas de teléfonos regulares sin equipo especial, marcando normalmente. Si usan SIP, habrá que concatenar ese número como una dirección de correo electrónico, donde el dominio es el operador.

Conceptos Adicionales

• Ancho de banda: Cantidad de información enviada por segundo.
• Eco acústico: Cuando el micrófono recibe la señal de los altavoces y la transmite al emisor que la produjo.
• Eco híbrido: Ocurre en la telefonía tradicional cuando la señal pasa de 4 hilos a 2.
• Muestreo: Frecuencia de valores de la señal vocal.