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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL Facultad de Ingeniería en Electricidad y Computación Instalación e implementación de una central telefónica NBX.

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1 ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL Facultad de Ingeniería en Electricidad y Computación Instalación e implementación de una central telefónica NBX (Network Branch eXchange) en la planta ICESA-ORVE ubicada en Guayaquil TESIS DE GRADO Presentada por: Rafael Eduardo Plaza Mendoza

2 OBJETIVOS Medir el costo/beneficio de la solución implementada. Medir el costo/beneficio de la solución implementada. Estudio de tráfico y consumo de ancho de banda. Estudio de tráfico y consumo de ancho de banda. Determinar la seguridad en la comunicación de los usuarios telefónicos. Determinar la seguridad en la comunicación de los usuarios telefónicos. Analizar las ventajas y desventajas de la central NBX Analizar las ventajas y desventajas de la central NBX Describir la función de los componentes que conforman la solución NBX Describir la función de los componentes que conforman la solución NBX

3 CAPITULOS 1.Estudio de la situación actual en ICESA- ORVE 2.Consideraciones Teóricas 3.Soluciones de Telefonía IP 4.Instalación y especificaciones del sistema NBX 5.Análisis de la solución implementada y recomendaciones en el crecimiento de su infraestructura

4 Estudio de la situación actual en ICESA-ORVE CAPITULO 1

5 Red de voz PBX Panasonic KX-TD500 PBX Panasonic KX-TD líneas telefónicas (PSTN)40 líneas telefónicas (PSTN) 80 extensiones (teléfonos)80 extensiones (teléfonos) 34 sucursales 34 sucursales 2 a 4 líneas telefónicas por sucursal2 a 4 líneas telefónicas por sucursal

6 Diagrama de red telefónica

7 Red de datos Red WAN Red WAN 34 enlaces Frame-Relay de 128 Kbps de BW c/u34 enlaces Frame-Relay de 128 Kbps de BW c/u Red LAN Red LAN Cableado horizontal cat 5eCableado horizontal cat 5e Cableado Vertical F.O. MMCableado Vertical F.O. MM Switches 3com de 24 puertos 10/100 BASE-TX Switches 3com de 24 puertos 10/100 BASE-TX

8 Equipos de conmutación LAN

9 Motivos que impulsan la migración PBX no abastece líneas adicionales PBX no abastece líneas adicionales Des-configuración de la central Des-configuración de la central Costo de instalación de cableado telefónico Costo de instalación de cableado telefónico Limitación en operadoras automáticas Limitación en operadoras automáticas Costo de mantenimiento recurrente Costo de mantenimiento recurrente No tiene reporte de llamadas, ni mensajería de voz No tiene reporte de llamadas, ni mensajería de voz Facturación alta, consumo: $5477 mensual Facturación alta, consumo: $5477 mensual

10 Consideraciones Teóricas CAPITULO 2

11 Telefonía analógica y Digital

12 Proceso básico de una llamada Cerrado de llamada (On hook) Cerrado de llamada (On hook) Inicio de llamada (Off hook) Inicio de llamada (Off hook) Marcación (Dialing) Marcación (Dialing) Conmutación (Switching) Conmutación (Switching) Timbrar (Ringing) Timbrar (Ringing) Comunicación de voz (talking) Comunicación de voz (talking)

13 Sistemas de marcado Sistema de marcado por pulsos Sistema de marcado por pulsos Sistema de marcado por tonos (DTMF) Sistema de marcado por tonos (DTMF)

14 Señalización Telefónica Señalización analógica Señalización analógica Señalización de lazo iniciado (Loop Start)Señalización de lazo iniciado (Loop Start) Señalización de tierra iniciada (Ground Start)Señalización de tierra iniciada (Ground Start) Señalización E&MSeñalización E&M

15 Señalización Telefónica Señalización Digital Señalización Digital Señalización de canal (CAS)Señalización de canal (CAS) Señalización de canal común (CCS)Señalización de canal común (CCS) Señalización QsigSeñalización Qsig Señalización RDSISeñalización RDSI

16 ECO CAUSAS CAUSAS Dispositivo de control del Eco Dispositivo de control del Eco Supresión del EcoSupresión del Eco Cancelación del EcoCancelación del Eco

17 Digitalización de la voz Red digital de servicios integrados Red digital de servicios integrados

18 Sistemas de comunicación telefónica privada

19 Fundamentos de sistemas de comunicación de voz Multiplexión por división del tiempo (TDM) Multiplexión por división del tiempo (TDM) Modulación de código de pulso (PCM) Modulación de código de pulso (PCM)

20 Componentes de un sistema PBX Líneas de extensión Líneas de extensión Líneas Troncales Líneas Troncales Sistema lógico y procesador de llamadas. Sistema lógico y procesador de llamadas. Conmutador Conmutador

21 Telefonía IP

22 Introducción Concepto de Telefonía IP Concepto de Telefonía IP Concepto de VoIP Concepto de VoIP Diferencias Técnicas entre las redes de datos y de voz Diferencias Técnicas entre las redes de datos y de voz

23 Conceptos generales de Voz sobre IP (VoIP) Tecnología IP Tecnología IP UnicastUnicast BroadcastBroadcast MulticastMulticast Direccionamiento IPDireccionamiento IP Mecanismos de transporte (TCP, UDP, RTP)Mecanismos de transporte (TCP, UDP, RTP)

24 Conceptos generales de Voz sobre IP (VoIP) Protocolos de Señalización Protocolos de Señalización H.323H.323 SIPSIP MGCP y MEGACO (H.248)MGCP y MEGACO (H.248)

25 Conceptos generales de Voz sobre IP (VoIP) Parámetros que influyen en la calidad de la VoIP Parámetros que influyen en la calidad de la VoIP LatenciaLatencia Variación del retardo (Jitter)Variación del retardo (Jitter) Pérdidas de paquetesPérdidas de paquetes ECOECO

26 Calidad de Servicio (QoS) usa tanto a la clase de servicio (CoS) como a al tipo de servicio (ToS) y el objetivo en este caso es conseguir el ancho de banda y la latencia necesaria para una determina aplicación. usa tanto a la clase de servicio (CoS) como a al tipo de servicio (ToS) y el objetivo en este caso es conseguir el ancho de banda y la latencia necesaria para una determina aplicación. Mecanismos de señalización para QoS Mecanismos de señalización para QoS Servicios Integrados (IntServ, Integrated Services)Servicios Integrados (IntServ, Integrated Services) Servicios Diferenciados (DiffServ, Differentiated Services )Servicios Diferenciados (DiffServ, Differentiated Services )

27 Seguridad para la VoIP Integridad Integridad Privacidad Privacidad Autenticidad Autenticidad Disponibilidad/Protección Disponibilidad/Protección IPsecIPsec Autenticación de cabecera (AH) Autenticación de cabecera (AH) Encapsulación segura de carga (ESP) Encapsulación segura de carga (ESP)

28 Proceso de transformación de la voz en paquetes de datos

29 BW_Total = ([Sobrecarga de capa 2 + Sobrecarga (IP/UDP/RTP) + Tamaño de la muestra] / Tamaño de la muestra) * Velocidad del CODEC BW_Total = ([Sobrecarga de capa 2 + Sobrecarga (IP/UDP/RTP) + Tamaño de la muestra] / Tamaño de la muestra) * Velocidad del CODEC

30 Proceso de transformación de la voz en paquetes de datos Paquetes/Segundo = Tamaño de la muestra / (8 * Velocidad del CODEC) Paquetes/Segundo = Tamaño de la muestra / (8 * Velocidad del CODEC)

31 Calidad del sonido

32 Voz sobre Ethernet Voz sobre Ethernet Tipos de llamadas soportadas Tipos de llamadas soportadas Llamadas Telefónicas entre SoftphonesLlamadas Telefónicas entre Softphones Llamadas Telefónicas entre Softphone y Teléfonos PSTNLlamadas Telefónicas entre Softphone y Teléfonos PSTN Llamadas Telefónicas entre Softphone Teléfono IPLlamadas Telefónicas entre Softphone Teléfono IP Llamadas Telefónicas entre Teléfonos PSTNLlamadas Telefónicas entre Teléfonos PSTN Llamadas Telefónicas entre Teléfonos IPLlamadas Telefónicas entre Teléfonos IP Llamadas Telefónicas entre Teléfonos IP y Teléfonos PSTNLlamadas Telefónicas entre Teléfonos IP y Teléfonos PSTN

33 Sistema IP-PBX

34 Ventajas frente a la telefonía pública y privada Integración en las redes LAN o WAN, a la red de voz Integración en las redes LAN o WAN, a la red de voz Las redes IP están convertidas en un estándar en la comunicación interna y global, en todos los ámbitos corporativos. Las redes IP están convertidas en un estándar en la comunicación interna y global, en todos los ámbitos corporativos. Proporciona variedad de estándares de comunicación y comprensión de la información. Proporciona variedad de estándares de comunicación y comprensión de la información. Sólo con tener acceso al servicio de Internet, se puede establecer comunicación basada en el formato de VoIP. Sólo con tener acceso al servicio de Internet, se puede establecer comunicación basada en el formato de VoIP. Independiente de la tecnología usada en la capa de enlace del modelo OSI. Independiente de la tecnología usada en la capa de enlace del modelo OSI. Menores costos que tecnologías alternativas (voz sobre ATM, TDM, Frame Relay). Menores costos que tecnologías alternativas (voz sobre ATM, TDM, Frame Relay).

35 Soluciones de Telefonía IP CAPÍTULO 3

36 Diseño preliminar de la solución de Telefonía IP deseada Mensajería Unificada Mensajería Unificada IVR IVR correo de voz correo de voz Redundancia Redundancia Crecimiento modular y ordenado. Crecimiento modular y ordenado. Confiabilidad 99.99% Confiabilidad 99.99% Actualizaciones sin necesidad de hardware adicional Actualizaciones sin necesidad de hardware adicional Estándares IEE802.1, H323, G.729. Estándares IEE802.1, H323, G.729.

37 Análisis de soluciones de telefonía IP actuales Soluciones basadas en Software Soluciones basadas en Software AsteriskAsterisk Soluciones basadas en Hardware Soluciones basadas en Hardware CISCOCISCO NORTELNORTEL AVAYAAVAYA 3COM: NBX3COM: NBX

38 Comparación

39 Comparación (cont.)

40 NBX V5000 de 3Com: solución escogida Sistema telefónico plataforma IP Sistema telefónico plataforma IP No es basado en PC, 99,99% confiable No es basado en PC, 99,99% confiable Escalable hasta 1500 dispositivos IP Escalable hasta 1500 dispositivos IP Mensajería unificada/correo de voz (400 horas) Mensajería unificada/correo de voz (400 horas) Administración amigable Administración amigable Mejor precio Mejor precio Sistema operativo seguro Sistema operativo seguro Incluye aplicaciones (CTI, reportes) Incluye aplicaciones (CTI, reportes)

41 Instalación y especificaciones del sistema NBX CAPÍTULO 4

42 Procedimiento para la Instalación

43 Plan guía de levantamiento de información previa a la instalación Información preliminar de sitioInformación preliminar de sitio Inspección LAN/WANInspección LAN/WAN Inspección de líneas telefónicasInspección de líneas telefónicas Inspección EléctricaInspección Eléctrica Clase de servicioClase de servicio Plan de marcadoPlan de marcado Asistente AutomáticoAsistente Automático

44 Procedimiento para la Instalación Cronograma de instalación y configuración de equipos Cronograma de instalación y configuración de equipos Diagrama de Telefonía IP con la solución NBX Diagrama de Telefonía IP con la solución NBX

45 Especificaciones, y configuración, de los componentes NBX de acuerdo al modelo de capas en un sistema IP-PBX

46 Teléfonos IP: Físico y Virtual (Capa de cliente) Teléfono Básico Teléfono Básico Teléfono Ejecutivo Teléfono Ejecutivo Consola de recepción Consola de recepción Teléfono Virtual (Sofphone:pcXset) Teléfono Virtual (Sofphone:pcXset)

47 Líneas troncales, conmutadores Ethernet, ruteadores (Capa de Infraestructura) Chasis NBX100 Chasis NBX100 Tarjeta para lineas analógicas (ATC) Tarjeta para lineas analógicas (ATC) Tarjeta HubEthernet (Uplink Card) Tarjeta HubEthernet (Uplink Card) Conmutadores (Switches) 3COM 4200 y 4400 Conmutadores (Switches) 3COM 4200 y 4400 Enrutadores CISCO 2600 Enrutadores CISCO 2600

48 Conmutadores (Switches) 3COM 4200 y 4400 Configuración Voice VlanConfiguración Voice Vlan 8.8 y 12.8 Gbps switching capacity (maximum)8.8 y 12.8 Gbps switching capacity (maximum) 6.6 y 9.5 Mpps forwarding rate (maximum)6.6 y 9.5 Mpps forwarding rate (maximum)

49 Enrutadores CISCO ,000 a 70,000 pps 15,000 a 70,000 pps Configuración QoS: priorización de tráfico de voz por dirección IP y puerto TCP y UDP. Configuración QoS: priorización de tráfico de voz por dirección IP y puerto TCP y UDP.

50 Procesador de llamadas para redes de datos (Capa de Procesamiento de llamadas)

51 NCP: NBX V5000 Descripción Descripción Características Características Administración web (netset) Administración web (netset)

52 Configuración del sistema

53 Operaciones: Licencias y respaldos Dispositivos de Grupo 0 Dispositivos de Grupo 0 Teléfono de recepción (Modelo 3100)Teléfono de recepción (Modelo 3100) Dispositivos de Grupo 1 Dispositivos de Grupo 1 Teléfono básico (Modelo 3101)Teléfono básico (Modelo 3101) Teléfono inalámbrico (Modelos 3106C y 3107C)Teléfono inalámbrico (Modelos 3106C y 3107C) Dispositivos de Grupo 2 Dispositivos de Grupo 2 Teléfono ejecutivo (Modelo 3102)Teléfono ejecutivo (Modelo 3102) Teléfono gerencial (Modelo 3103)Teléfono gerencial (Modelo 3103) Teléfono consola (Modelo 3105)Teléfono consola (Modelo 3105)

54 Configuración de usuarios

55 Configuración de dispositivos Teléfono IP Teléfono IP

56 Configuración de dispositivos Líneas telefónicas Líneas telefónicas

57 Plan de marcado

58 Aplicaciones y Servicios (Capa de Aplicaciones)

59 Integración de la Telefonía en la computación El CTI (Computer Telephony Integration) es la tecnología permite la interacción entre el teléfono y la computadora para integrar medios de comunicación como correo de voz, servicios Web, fax y entre otros. El CTI (Computer Telephony Integration) es la tecnología permite la interacción entre el teléfono y la computadora para integrar medios de comunicación como correo de voz, servicios Web, fax y entre otros.

60 Asistente de llamadas para escritorio

61 Mensajería Unificada y reportes

62 Grupos de Caza (Hunt Group)

63 Análisis de la solución implementada y recomendaciones en el crecimiento de su infraestructura CAPÍTULO 5

64 Estudio del tráfico y consumo del ancho de banda

65 Mediciones en la red Wan Frame-Relay, codec g729 Frame-Relay, codec g729 BW_Total = ([Sobrecarga de capa 2 + Sobrecarga (IP/UDP/RTP) + Tamaño de la muestra] / Tamaño de la muestra) * Velocidad del CODEC BW_Total = ([Sobrecarga de capa 2 + Sobrecarga (IP/UDP/RTP) + Tamaño de la muestra] / Tamaño de la muestra) * Velocidad del CODEC =([ ]/20)*8000=([ ]/20)*8000 =26,4 Kbps=26,4 Kbps El resultado de las mediciones, para el tráfico unidireccional, fue una tasa promedio de 24.5 Kbps, del cual se obtiene un error relativo de 7.2 %. El resultado de las mediciones, para el tráfico unidireccional, fue una tasa promedio de 24.5 Kbps, del cual se obtiene un error relativo de 7.2 %.

66 Mediciones en la red Wan

67 Capacidad de transmisión 50pps Capacidad de transmisión 50pps Paquetes/Segundo = Tamaño de la muestra / (8 * Velocidad del CODEC)Paquetes/Segundo = Tamaño de la muestra / (8 * Velocidad del CODEC) Considerando que en la red de datos ICESA-ORVE se tuviera un teléfono IP por cada nodo remoto, podría ocurrir el evento en que se procese en el nodo matriz 34 llamadas simultaneas lo que equivaldría a un tráfico total de 3.4 kpps. Este tráfico equivaldría al 11.3 % de la capacidad, de desempeño total, de un router CISCO 2620 Considerando que en la red de datos ICESA-ORVE se tuviera un teléfono IP por cada nodo remoto, podría ocurrir el evento en que se procese en el nodo matriz 34 llamadas simultaneas lo que equivaldría a un tráfico total de 3.4 kpps. Este tráfico equivaldría al 11.3 % de la capacidad, de desempeño total, de un router CISCO 2620

68 Muestreo en la red Lan

69 Observación del costo/beneficio de la solución implementada

70 Cifras de costos y beneficios de la solución Reducción de 22,6% de factura mensual Reducción de 22,6% de factura mensual

71 Proyección de la solución a 10 años

72 Crecimiento en la infraestructura de telefonía IP

73 Diseño de interconexión para redes autónomas

74 Solución alternativa de interconexión con centrales de distinta plataforma

75 Recomendaciones para la intercomunicación de equipos NBX a través de redes públicas (Internet)

76 Ventajas y desventajas del sistema NBX en la red de datos Ventajas Ventajas transmisión VoEtransmisión VoE administración amigableadministración amigable integración mediante CTIintegración mediante CTI Redundancia y alta disponibilidadRedundancia y alta disponibilidad Sistema operativo VxWorksSistema operativo VxWorks Desventajas Desventajas licenciaslicencias no posee httpsno posee https sólo ISDNsólo ISDN no cifrado de vozno cifrado de voz

77 CONCLUSIONES y RECOMENDACIONES

78 Se redujo los costos de consumo telefónico en la empresa ICESA- ORVE durante el primer año de funcionamiento. Se redujo los costos de consumo telefónico en la empresa ICESA- ORVE durante el primer año de funcionamiento. un ahorro mensual del 22,6% del consumo mensual un ahorro mensual del 22,6% del consumo mensual

79 El análisis de tráfico, y consumo de ancho de banda, demostró que la central telefónica NBX permite brindar servicios de voz sobre redes IP, o redes Ethernet, de manera óptima y con el menor impacto en el desempeño de los demás componentes de la solución de telefonía IP aún en condiciones extremas de tráfico. El análisis de tráfico, y consumo de ancho de banda, demostró que la central telefónica NBX permite brindar servicios de voz sobre redes IP, o redes Ethernet, de manera óptima y con el menor impacto en el desempeño de los demás componentes de la solución de telefonía IP aún en condiciones extremas de tráfico.

80 La solución de telefonía IP NBX cumple con todos los requerimientos de seguridad para VoIP, manteniendo la integridad de los paquetes de voz, con privacidad ya que la transmisión de voz se realiza únicamente entre el par de teléfonos involucrados y mediante la separación de tráfico en redes virtuales en los conmutadores, autenticándose mediante la dirección física de los teléfonos, con alta disponibilidad y protección por poseer un sistema operativo de orientado a brindar servicios en tiempo real y sin ser propenso a posibles ataques en la red de datos. La solución de telefonía IP NBX cumple con todos los requerimientos de seguridad para VoIP, manteniendo la integridad de los paquetes de voz, con privacidad ya que la transmisión de voz se realiza únicamente entre el par de teléfonos involucrados y mediante la separación de tráfico en redes virtuales en los conmutadores, autenticándose mediante la dirección física de los teléfonos, con alta disponibilidad y protección por poseer un sistema operativo de orientado a brindar servicios en tiempo real y sin ser propenso a posibles ataques en la red de datos.

81 Mediante esta implementación se ha logrado identificar cada unos de los componentes que conforman el modelo de capas para una central IP-PBX, lo que facilita la resolución de cualquier problema de comunicación de voz que se presentara a futuro. Mediante esta implementación se ha logrado identificar cada unos de los componentes que conforman el modelo de capas para una central IP-PBX, lo que facilita la resolución de cualquier problema de comunicación de voz que se presentara a futuro.

82 La mayor ventaja de esta solución es poseer de manera integrada sobre una misma plataforma el procesamiento de llamadas, buzones y mensajería de voz, las operadoras automáticas, y un sistema de reportes La mayor ventaja de esta solución es poseer de manera integrada sobre una misma plataforma el procesamiento de llamadas, buzones y mensajería de voz, las operadoras automáticas, y un sistema de reportes

83 Se recomienda adquirir un conmutador con funciones de enrutamiento que reemplace el conmutador central para que se le aplique listas de control de acceso hacia la central NBX. Se recomienda adquirir un conmutador con funciones de enrutamiento que reemplace el conmutador central para que se le aplique listas de control de acceso hacia la central NBX.

84 FIN MUCHAS GRACIAS!!


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