2007 Voz sobre IP Vicegerencia TIC – IKT Gerenteordetzak.
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2007
Voz sobre IPVoz sobre IP
Vicegerencia TIC – IKT GerenteordetzakVicegerencia TIC – IKT Gerenteordetzak
2
Escenario tradicional de Redes de Comunicaciones
Problemática del tráfico telefónico en redes de datos
Requisitos de la red de datos para Voz sobre IP
Red Privada de Comunicaciones de UPV/EHU
Escenarios de Voz sobre IP con PBXs
Evolución de la PBX
Protocolos de comunicaciones VoIP
Clientes de telefonía IP
Maqueta de pruebas de ToIP
INDICEINDICE
3
Comunicaciones en entornos empresariales
basadas en dos redes independientes: Red telefónica Red de datos
RTC/RDSI
Red IP
Escenario Tradicional de Redes de ComunicacionesEscenario Tradicional de Redes de Comunicaciones
4
Síncronos
Asíncronos
No crítico Crítico
Sensibilidad
al
Retardo
webtraffic
webradio
video-games
telefoníavideoconferencing
financialtransaction
userauthentification
networkmonitoring
Client serverapplications
serverbackup
networkmanagement
Clasificación de los tipos de tráficos de comunicacionesClasificación de los tipos de tráficos de comunicaciones
Nivel de criticidad
5
Parámetros que influyen Definición y Causas que lo originan
Retardo
Tiempo de propagación de la comunicación desde el usuario origen al usuario destino.
Causa: los equipos y medios de comunicación requieren un tiempo para el tratamiento y trasmisión de los paquetes de datos.
Jitter
(variabilidad del retardo)
El tiempo de propagación varía durante la comunicación, en función del tráfico total de datos existente en la red.
Causa: los paquetes de datos se almacenan temporalmente en los equipos de comunicación hasta que son procesados. El tamaño de las colas de almacenamiento varía en función del tráfico existente.
Pérdida de paquetes
Los paquetes de datos no llegan al destino.
Causa: Congestión en la red que hace que los equipos de comunicación eliminen paquetes.
Eco
El usuario escucha lo mismo que habla, pero con cierto retraso.
Causa: desadaptación de impedancias entre micrófono y auricular
Ancho de banda
insuficiente
Velocidad de transmisión insuficiente para la comunicación.
Causas: baja velocidad de transmisión, exceso de tráfico concurrente, algoritmo de codificación de voz inadecuado.
Degradación de la calidad de la comunicación telefónica
Problemática del tráfico telefónico en redes de datosProblemática del tráfico telefónico en redes de datos
6
Parámetros para garantizar calidad telefónica adecuada Retardo de la comunicación extremo a extremo < 250 mseg.
Fluctuación del retardo (jitter) durante la conversación < 50 mseg.
Pérdida de paquetes de voz < 1% (en un periodo de 5 minutos) El oído interpola el sonido de forma natural.
Ancho de banda disponible suficiente en la red ethernet: 83 kbps por conversación (sin compresión de voz: codec G.711) 22 kbps por conversación (utilizando compresión de voz: codec G.723.1)
Requisitos de la red de datos para VoIPRequisitos de la red de datos para VoIP
Hola ¿Me oyes? Hola
¿Quedamos?¿Qu…
e..da..mo..s?
7
Jitter Buffer50 ms
PropagationDelay<= 10 msJitter <=10 ms
LAN802.1p/q
Usuario 2
PropagationDelay <=100 msJitter<= 30 ms
WAN / MANQoS: Diffserv
Codec Delay25 ms
Core router120 kpps
Edge router50 kpps
Edge router20 kpps
Requisitos de la red de datos para VoIP: Retardo y JitterRequisitos de la red de datos para VoIP: Retardo y Jitter
Usuario 3
Codec Delay25 ms
VoIP ServerVoIP-PBX
Small Site
Jitter Buffer50 ms
Medium Site
Campus SiteRed de datos: • Minimizar nº equipos intermedios• LAN: switches Fast Ethernet• VLAN para telefonía (802.1Q)• Priorización de tráfico (802.1p)• Routers con Qos Diffserv
Usuario 1
Teléfonos: • Cancelación de eco• Jitter buffer• Marcado de paquetes para QoS
8
Requisitos de la red de datos para VoIP: Ancho de bandaRequisitos de la red de datos para VoIP: Ancho de banda
Red de datos: • Ofrecer ancho de banda suficiente extremo-extremo• Tráfico de broadcast/multicast < 10%• Pérdida de paquetes < 1% (periodo de 5 minutos)• Pico máximo de uso de los interfaces LAN < 75%• Pico máximo de uso de los interfaces WAN < 75%
Teléfonos: • Codecs con compresión de voz:
• G.729A (8 kbps)• G.723.1 (5,6 kbps) -> 20 kbps en ethernet
• Supresión de silencios (activación del codec por detección de voz)
9
Trama ethernet: Cálculo de ancho de banda:
MAC-Header 26* bytes Tamaño de trama = Cabeceras + Voz
VLAN-Tag 4 bytes Tamaño de trama = 26+4+20+8+12+200 = 270 Byte
IP-Header 20 bytes Rate = Tramas / seg = Codec Neto / Codec Payload
UDP-Header 8 bytes Rate = 64000 bit/s / 200 x 8 bit = 30 pps
RTP-Header 12 bytes Ancho de banda = Tamaño trama x Rate
Total Cabeceras: 70 bytes Ancho de banda = 270 x 8 bit x 30 pps = 82,5 kbit/s
Voz(G.711) 64kbps*25ms
200 bytes Con codificación G.723.1 = 90 x 8 x 30 = 21,6 kbit/s
* 8 Byte Preambel
MAC IP UDP RTP G.711 FCS
Cabeceras Voz
Ancho de banda para telefonía con codificación G.711Ancho de banda para telefonía con codificación G.711
10
Red Privada de Comunicaciones Telefónicas de la UPV/EHURed Privada de Comunicaciones Telefónicas de la UPV/EHU
E.T.S. Ingenieros BilbaoHicom 350H
EUITI-BilbaoHicom 330H
Ing. MinasHicom 330H
E.U. EmpresarialesHicom 330H
E.T.S. NáuticaHicom 330H
E. U. MagisterioHicom 330H
Col. MayorHicom 330H
U.D. BasurtoHicom 330H
EUITI-EibarHicom 330H
Villa AsunciónHicom 330H
Villa SoroaHicom 330H
F. Econ. y Emp. Sarriko
Hicom 350H F. FARMACIAHicom 350H
LEIOAHicom 350H
IBAETAHicom 350H
1 S2
1 S2
1 S2
1 S2
1 S2 1 S2
1 S2 1 S2
8 S2 4 S2
3 S2
U.D. MedicinaHicom 330H
Enfermería yU. DocentesHicom 330H
Aula ExperienciaHicom 310H
1 S2
1 S2
4 S0
4 S0
C. SocialHicom 330H
U.D. CrucesOptipoint 400
1 S21 S2
1 S2
1 S2
1 S2
1 S2
1 S2
2 S01 S2 1 S2
4 S0
1 S2
1 S2
4 S0
4 S0
1 S2
1 S2
1 S2
1 S2
RedIP
RedIP
1 S2
ZamudioAP 3500
1 S2
2 S0
Torre ArbideAP 3500
HiPath 4500HiPath 4500
OVIOptipoint 400
C. Act. Física y DeporteHiPath 4300
1 S2
11
Sistema telefónico HiPath 4000Sistema telefónico HiPath 4000
Hicom 300 H
S2
HiPath 3000
HiPath 4000
I and CInfrastructure
(IP)
HiPath 4000
HiPath AP 3500 IP
OptiClient 130
OptiPoint 400Fax
con IP adapter
HiPath AP 3300 IP
Arquitectura distribuida IP:Estantes remotos conectados a la PBX principal a través de la red de datos
VoIP Trunking: conexión entre PBXs a través de la red de datos
ToIP: Teléfonos IP
12
Escenario 1: PBXs con arquitectura distribuida en IPCampus Leioa - Zamudio
Campus Ibaeta - Torre Arbide
Escenario 2: ToIP – terminales telefónicos IPU.D. Medicina Cruces
O.V.I.
Escenario 3: Interconexión de PBXs a través de la red de datos(A corto plazo) Campus Vitoria - IVEF
Escenarios de Voz sobre IP en UPV/EHUEscenarios de Voz sobre IP en UPV/EHU
13
HiPath HiPath 40004000 HiPath HiPath 40004000
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
Ruta de señalizaciónPayload path
Las llamadas locales Las llamadas locales se conmutan en el se conmutan en el propio estante remotopropio estante remoto
Control de llamada
IbaetaOtro
Torre Arbide
InfrastructureIP
Escenario 1 – HiPath 4000 con arquitectura distribuida en IPEscenario 1 – HiPath 4000 con arquitectura distribuida en IP
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
14
Control de llamada
Llamadas entre los estantes Llamadas entre los estantes remotos son conmutadas en la remotos son conmutadas en la red de datosred de datos
Ruta de señalizaciónPayload path
HiPath HiPath 40004000 HiPath HiPath 40004000
InfrastructureIP
Ibaeta
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
Torre Arbide
Otro
Escenario 1 – HiPath 4000 con arquitectura distribuida en IPEscenario 1 – HiPath 4000 con arquitectura distribuida en IP
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
15
Control de llamada
Llamadas que no estan limitadas al estante Llamadas que no estan limitadas al estante remoto son conmutadas en la red de datos y en remoto son conmutadas en la red de datos y en HiPath 4000HiPath 4000
Ruta de señalizaciónPayload path
HiPath HiPath 40004000 HiPath HiPath 40004000
InfrastructureIP
HG 3570
Ibaeta
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
Torre Arbide
Otro
Escenario 1 – HiPath 4000 con arquitectura distribuida en IPEscenario 1 – HiPath 4000 con arquitectura distribuida en IP
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
16
HiPath HiPath 40004000
HiPath HiPath 40004000
Payload path
Control de llamada
Acceso a las lineas externas Acceso a las lineas externas localmente o a través de Ibaetalocalmente o a través de IbaetaLíneas
Líneas
I and CInfrastructure
(IP)
HG 3570
Ibaeta
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
Torre Arbide
Otro
Escenario 1 – HiPath 4000 con arquitectura distribuida en IPEscenario 1 – HiPath 4000 con arquitectura distribuida en IP
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
17
HiPath HiPath 40004000 HiPath HiPath 40004000 Red IPRed IP
Modem/Router
Modem/Router
Ruta de señalizaciónPayload path
Supervivencia de la Supervivencia de la señalización asegurando el señalización asegurando el control sobre el estante control sobre el estante remoto si se pierde la remoto si se pierde la señalización por fallo de red señalización por fallo de red IPIP Infrastructure
Red pública
InfraestructuraIP
Trunk
Trunk
Supervivencia de la comunicación (payload) Supervivencia de la comunicación (payload) asegura la conectividad a través de la red asegura la conectividad a través de la red pública en caso de fallo de red IPpública en caso de fallo de red IP
Torre Arbide
Ibaeta
Supervivencia de la señalización y de la comunicaciónSupervivencia de la señalización y de la comunicación
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
Estante Estante remotoremoto
AP 3500AP 3500
18
HiPath HiPath 40004000 HiPath HiPath 40004000
Ruta de señalizaciónPayload path
Las llamadas locales Las llamadas locales se conmutan en la LANse conmutan en la LAN
Control de llamada
Leioa
OVI
U.D.M. Cruces
InfrastructureIP
Escenario 2 – Terminales telefónicos IPEscenario 2 – Terminales telefónicos IP
LAN
LAN
19
Control de llamada
Llamadas entre teléfonos IP de Llamadas entre teléfonos IP de diferentes centros son diferentes centros son conmutadas en la red de datosconmutadas en la red de datos
Ruta de señalizaciónPayload path
HiPath HiPath 40004000 HiPath HiPath 40004000
InfrastructureIP
Leioa
Escenario 2 – Terminales telefónicos IPEscenario 2 – Terminales telefónicos IP
U.D.M. Cruces
LAN
LAN
OVI
20
Control de llamada
Llamadas que no estan limitadas al propio Centro Llamadas que no estan limitadas al propio Centro son conmutadas en la red de datos y en HiPath son conmutadas en la red de datos y en HiPath 40004000
Ruta de señalizaciónPayload path
HiPath HiPath 40004000 HiPath HiPath 40004000
InfrastructureIP
HG 3530
Leioa
Escenario 2 – Terminales telefónicos IPEscenario 2 – Terminales telefónicos IP
LAN
LAN
OVI
U.D.M. Cruces
21
HiPath HiPath 40004000 HiPath HiPath 40004000 Red IPRed IP
Modem/Router
Modem/Router
Ruta de señalizaciónPayload path
Supervivencia de la Supervivencia de la señalización asegurando el señalización asegurando el control sobre el estante control sobre el estante remoto si se pierde la remoto si se pierde la señalización por fallo de red señalización por fallo de red IPIP Infrastructure
Red pública
InfraestructuraIP
Trunk
Trunk
Supervivencia de la comunicación (payload) Supervivencia de la comunicación (payload) asegura la conectividad a través de la red asegura la conectividad a través de la red pública en caso de fallo de red IPpública en caso de fallo de red IP
U.D.M. Cruces
Leioa
Supervivencia de la señalización y de la comunicaciónSupervivencia de la señalización y de la comunicación
HiPath 2000HiPath 2000HiPath 2000HiPath 2000
22
Control de llamada
Las HiPath tienen autonomía completa en las Las HiPath tienen autonomía completa en las llamadas internas (locales) y utilizan la red de llamadas internas (locales) y utilizan la red de datos como medio de transporte para llamadas datos como medio de transporte para llamadas entre centrosentre centros
Ruta de señalizaciónPayload path
HiPath HiPath 40004000 HiPath HiPath 40004000
InfrastructureIP
HG 3550
Vitoria
Escenario 3 – Interconexión entre PBXsEscenario 3 – Interconexión entre PBXs
IVEF
HiPath HiPath 40004000 HiPath HiPath 40004000
Control de llamada
23
TeléfonosTeléfonos LíneasLíneas
Circuitosconexión
extensiones
Circuitosconexión
extensiones
Circuitosconexiónenlaces
Circuitosconexiónenlaces
ConmutaciónConmutación
ControlControl
PBX
LANInterfazEthernet
Gateway VoIP
Gatekeeper
Red IP Corporativa
Redpública
Teléfonos IPTeléfonos IPConmutación
en LAN
Conmutaciónen LAN
Evolución de la PBXEvolución de la PBX
24
Circuitosconexiónenlaces
Circuitosconexiónenlaces
ControlControl
PBX
LANInterfazEthernet
Gateway VoIP
Teléfonos IPTeléfonos IPConmutación
en LAN
Conmutaciónen LAN
Red IP Corporativa
Gatekeeper
Redpública
LíneasLíneas
Evolución de la PBXEvolución de la PBX
25
LíneasLíneas
Circuitosconexiónenlaces
Circuitosconexiónenlaces
LAN
Gateway
Red IP Corporativa
Redpública
Conmutaciónen LAN
Conmutaciónen LAN
Evolución de la PBXEvolución de la PBX
SOFTSWITCHMedia Server
ServidoresAplicaciones
26
Protocolos de comunicaciones VoIPProtocolos de comunicaciones VoIP
Características SIP H.323
Alcance VoIP y aplicaciones multimedia
Desarrollo IETF ITU-T
Arquitectura Modular - Distribuida Monolítica - Distribuida
Modelo Internet / WWWEstándares de telecomunicaciones
Protocolo de Transporte UDP or TCP TCP (UDP optional)
Protocolo de Aplicación RTP
Codecs soportados Todos los Codecs sólo ITU-T Codecs
Protocolos relacionados HTTPQ.931, Q.SIG (señalización RDSI)
Complejidad Baja Alta
Escalabilidad Alta Baja
Coste Bajo Alto
Otros protocolos: − Estandarizados: MGCP / Megaco− Propietarios: Skinny, P2P-Skype,…
27
G.711G.722G.723.1G.728G.729A
H.261H.263
H.225
RASChannel
H.225
CallSignalingChannel
H.245
CallControl(Bearer)
PPP AAL3/4 AAL5
ATMSonet V.34 Ethernet
IPv4, IPv6
UDP
RTP X.224 Class 0
SIP
SDP RTCPRSVPRTSP
MGCP/Megaco
T.124upperlayers
transport
network
data link
physical
T.125
T.123
Audio Video T. Control & Management DataT. Control & Management
TCP
SIPMGCP/Megaco
TCP
...other
...other
SIP H.323
Arquitectura SIP y H.323Arquitectura SIP y H.323
28
Clientes de telefonía IPClientes de telefonía IP
Hardphones: teléfonos con conectividad IPPantalla para visualización del número llamante
Menú integrado para prestaciones telefónicas y configuración
En general, pueden configurarse vía web
Posibilidad de miniswitch para conexión del PC (ahorro de tomas de datos)
Alimentación a 220 V., o a través de la toma de datos (802.3af)
Softphones: software de telefonía para PCRequieren tarjeta de sonido full-dúplex, micrófono y altavoces (o casco telefónico) en PC
Marcación, activación de prestaciones y configuración en el propio PC
Posibilidad de importación de contactos de Outlook o acceso a directorios LDAP para marcación telefónica
Posibilidad de personalización del interfaz de usuario
Ahorro de tomas de datos al utilizar la propia toma del PC
Posibilidad de servicios adicionales: mensajería instantánea, buzón de voz, transferencia de ficheros, videoconferencia, señalización de presencia on-line, etc.
29
Ejemplos de hardphones y softphonesEjemplos de hardphones y softphones
Thomson ST2030SIP
Optipoint 410 EconomyH.323
Gigaset C450 IPSIP
SJPhoneSIP
Linksys SPA921SIP
Linksys PAP2 AdapterSIP
30
Maqueta de pruebas de ToIPMaqueta de pruebas de ToIP
HiPath 2030
Hicom 300H
4 S0
LANetherne
t
Ext. analógica
59558258
8253
8231
8256
8255
8257