Antecedentes, actualidad y futuro VoIp y Telefonía IP Telefonía IP y VoIp Antecedentes, actualidad y futuro ANALISIS DESDE UN PUNTO DE VISTA REGULATORIO Y DE INGENIERÍA EN MEXICO. Septiembre de 2009. Conferencista Ing. José Luis Pérez Báez.

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez CONTENIDO II.- INGENIERIA DE COMUNICACIONES EN VOIP Y TELEFONÍA TELEFONIA TRADICIONAL. MODELO DE RED TELEFONICA. (DISEÑO). APLICACIÓN DE PLANES FUNDAMENTALES Y RECOMENDACIONES. A) PLAN DE CONMUTACION B) PLAN DE SEÑALIZACION C) PLAN DE NUMERACION D) PLAN DE TRANSMISION E) PLAN DE TARIFICACION F) PLAN DE CALIDAD DE SERVICIO TOPOLOGIA DE RED TELEFONICA TRADICIONAL E INTERCONEXION. ANTECEDENTES IP EN VoIp y TELEFONIA. MODELO OSI y MODELO IP. INTERNET V4 y V6. CODIGOS Y PROTOCOLOS EN INTERNET EQUIPO DE RED TELEFONICA IP y VoIp. MODELO DE RED TELEFÓNICA IP. Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez VoIp y Telefonía IP Porqué es mas barato Internet en USA que en México ? La supercarretera Declaración de Telecomunicaciones en 1996 Firmada por el Presidente Clinton en Febrero de 1996, La declaración de Telecomunicaciones en 1996 provee de cambios en las Leyes que afectan a la televisión por cable, las telecomunicaciones y a la Internet. Las Leyes tienen como propósito principal, estimular la competencia en Servicios de Telecomunicaciones. Esta ley especifica: Como los operadores locales pueden competir. Como y bajo que circunstancias los operadores locales intercambian y pueden proveer los servicios de Larga distancia. La desregulación de las tarifas de televisión por cable. Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Red Pública Telefónica Conmutada Paradigmas Red Pública Telefónica Conmutada (RPTC) = (PCTN) Red Internet Red especializada por servicio Inteligencia en la red Servicios digitales Identificador de llamadas Llamada en espera Sígueme Etc. Responsable de red claramente definido La tecnología condiciona la introducción de nuevos servicios Conmutación de circuitos Calidad garantizada Enrutamiento jerárquico con reglas preestablecidas Redes multiservicios Mayor inteligencia en los equipos terminales Club de proveedores interconectados Tecnología subordinada al servicio Conmutación de paquetes Soporta calidades menores incluso “best effort” Enrutamiento dinámico Cobertura mundial Mismas reglas y normatividad mundial Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez TELEFONÍA TRADICIONAL Red pública telefónica con cobertura nacional para comunicación básica de voz, la calidad de la voz está garantizada, medios de transmisión especializados para voz, centrales de conmutación diseñadas para Funciones específicas. Estructura jerárquica de centrales telefónicas para atención de usuarios Por áreas geográficas. Normatividad bien definida con base en las normas de los libros de recomendaciones de la UIT ( Libro Azul, libro blanco). Equipo terminal variado, con múltiples funciones que facilitan la Comunicación del usuario, puede utilizar, fax, módems, teléfonos Inalámbricos, y una variedad de equipo terminal. Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Modelo de red telefónica tradicional Central Local A Local B Central de Larga Distancia Nacional 1 Nacional 2 Internacional Mundial Conmutador PBX USA y Canadá Resto del mundo Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Larga Distancia Nacional e Internacional México Canadá y E.E.U.U. Resto del Mundo Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Topología de los 80’s Topología actual Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Topología de conmutación metropolitano con mas de 60 centrales locales Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

APLICACIÓN DE PLANES FUNDAMENTALES Y RECOMENDACIONES. A) PLAN DE CONMUTACION B) PLAN DE SEÑALIZACION C) PLAN DE NUMERACION D) PLAN DE TRANSMISION E) PLAN DE TARIFICACION F) PLAN DE CALIDAD DE SERVICIO Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

TOPOLOGIA DE RED TRADICIONAL E INTERCONEXION CON OTROS OPERADORES CENTRAL DE LARGA DISTANCIA NACIONAL OPERADOR 1 PTS (Punto de Transmisión de Señalización) Canales y medios de Transmisión CENTRAL DE LARGA DISTANCIA NACIONAL OPERADOR 2 PTS (Punto de Transmisión de Señalización) Canales y medios de Transmisión Nota.- Los puntos de señalización PTS, no necesariamente están en el mismo sitio que la interconexión de voz. Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez ANTECEDENTES IP EN VoIp y TELEFONIA. Atractivo de la telefonía IP y sus ventajas Menor costo de implementación Menor tiempo de instalación. Menores costos del medio de transporte Facilidad de instalación en virtud de requerir menores espacios menor infraestructura de aire acondicionado, menor consumo de energía eléctrica. Muy alta rentabilidad económica. Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Voz sobre IP Tipo de terminales entre los que se da dicha comunicación. PC - PC: Comunicación vocal entre PC, utilizando ambos un módem, aplicaciones de telefonía compatibles, tarjeta de sonido, altavoces y micrófono para comunicarse. Ambos usuarios han de estar activos. PC - Teléfono (y viceversa): Entre la PC (con el software y hardware ya descrito) y un teléfono conectado a la RPTC. El usuario de la PC ha de estar activo. El usuario del teléfono lo está siempre por la naturaleza de la RPTC. Teléfono - Teléfono: Entre usuarios que utilizan teléfonos conectados a la RPTC, aunque en este caso parte de la comunicación se realiza a través de una red IP, en lugar de hacerse íntegramente a través de la RPTC nacional o internacional. Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Ejemplo de precios de mercado por el servicio de Telefonía pública. Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Ofertas de servicios VoIp en Internet Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Ofertas de servicios VoIp en Internet Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Interent versión 4 Las direcciones de IP son cantidades de 32 bits que las computadoras saben manipular. Las personas, sin embargo, no piensan en modo binario en los 32 bits a la vez. Como la mayoría de las personas están acostumbradas a usar el sistema decimal (sistema de numeración en base 10) en lugar del binario (sistema de numeración en base 2), es común expresar las direcciones de IP en forma decimal. La dirección de IP de 32 bits se divide desde el bit de mayor orden hasta el bit de menor orden en cuatro cantidades de 8 bits llamadas bytes. Las direcciones de IP se suelen escribir como cuatro bytes separados en decimal separados por un punto (.). Es lo que se conoce como notación decimal con punto. Por ejemplo, la dirección de IP: 00001010000000011111000101000011 se subdivide en cuatro bytes: 00001010 00000001 11110001 01000011 Cada byte se convierte a números en base 10 y se separan por puntos: 10.1.241.67 Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Clases de direcciones IP Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Rangos de las clases de direcciones de ID de red RANGOS DE CLASES DE DIRECCIONES Rangos de las clases de direcciones de ID de red Clase de dirección Primer ID de red Último ID de red Número de redes Clase A 1.0.0.0 126.0.0.0 126 Clase B 128.0.0.0 191.255.0.0 16.384 Clase C 192.0.0.0 223.255.255.0 2.097.152 Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Internet versión 6 Como se describe en la RFC 2460, IPv6 es el sustituto de IPv4. Aumenta el tamaño de las direcciones de IP de 32 a 128 bits, lo que permite 296 (2128-32) veces el número de direcciones de IPv4. Es un total de 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 direcciones. Este aumento en el espacio de direcciones no sólo proporciona mayor número de hosts, sino una jerarquía de direcciones mayor. Se han mejorado las cabeceras de los paquetes, eliminando algunos campos de la cabecera de IPv4, haciendo que otros sean opcionales y utilizando cabeceras de extensión. Las cabeceras de extensión con cabeceras separadas que, con una excepción, no las examina ningún host en la ruta desde el origen hasta el destino, mejorando la eficiencia del enrutamiento. Además, permite una mayor flexibilidad en la codificación de opciones y capacidades de expansión para opciones futuras. Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

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Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Modelo OSI El modelo OSI (Open Systems Interconection) es la propuesta que hizo la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) para estandarizar la interconexión de sistemas abiertos. Un sistema abierto se refiere a que es independiente de una arquitectura específica. Se compone el modelo, por tanto, de un conjunto de estándares ISO relativos a las comunicaciones de datos. El modelo en sí mismo no puede ser considerado una arquitectura, ya que no especifica el protocolo que debe ser usado en cada capa, sino que suele hablarse de modelo de referencia. Este modelo está dividido en siete capas: Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Modelo OSI Protocolos 7) Aplicación FTAM, X.400, X.500 6) Presentación ASN.1, Videotex, Unicode, MIME, HTML, XML... 5) Sesión RTSP, H.323, H.248, SIP, RPC ... NetBT, SMB, SSL, TLS, ... 4) Transporte TCP, UDP, SCTP, RTP, SPX, TCAP, DCCP, ... 3) Red NetBEUI, OSPF, ... 2) Enlace MPLS, SNA, ... Ethernet, Token Ring, LocalTalk, FDDI, X.21, X.25, Frame Relay, BitNet, CAN, ATM, Wi-Fi, HDLC, SDLC, CSMA/CD, CSMA/CA,... 1) Física ISO 10022 CCITT X.211 RS-232, RS-449, EIA-422, EIA-485, V.21-V.23, V.42-V.90, ... Codigos NRZ, Codificación Manchester, Cable coaxial, Par trenzado,10Base2, 10BASE5, 10BASE-T, 100BASE-TX, PDH, SDH, T-carrier, E-carrier, SONET, DSSS, FHSS... Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Estructura del modelo OSI 1 Capa Física 1.1 Codificación de la señal 1.2 Topología y medios compartidos 1.3 Equipos adicionales 2 Capa de enlace de datos 3 Capa de red 4 Capa de transporte 5 Capa de sesión 6 Capa de presentación 7 Capa de aplicación Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

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Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez A medida que obtenga más información acerca de las capas, tenga en cuenta el propósito original de Internet; esto le ayudará a entender por qué motivo ciertas cosas son como son. El modelo TCP/IP tiene cuatro capas: la capa de aplicación, la capa de transporte, la capa de Internety la capa de acceso de red. Es importante observar que algunas de las capas del modelo TCP/IP poseen el mismo nombre que las capas del modelo OSI. No confunda las capas de los dos modelos, porque la capa de aplicación tiene diferentes funciones en cada modelo. Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

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Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Datagrama IP Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

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Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Señalización H.323 Recomendación Título H.225 Protocolos de señalización de llamada y empaquetado de flujos de medios. H.235 Seguridad y cifrados de los terminales multimedia de la Serie H H.245 Protocolo de control de comunicación multimedia H.450 Servicios complementarios de H.323 Series T.120 Protocolos de datos para conferencias multimedia Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Señalización H.323 Medio Formato Audio G.771, G.722, G.723, G.728, G.729, GSM, ISO/IEC 11172-3 e ISO/IEC 13818-3 Video H.261, H.262, H.263 Protocolos de Datos Series T.120 Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Relación Entre Protocolos VoIP y RTPC Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Puerto UDP La selección del puerto UDP para las sesiones RTP depende del tipo de señalización de llamada. En un entorno H.323, la señalización H.225.0 determina que puertos UDP transportaran el tráfico RTP En un entorno SIP, un emisor de mensajes SIP indican los puertos UDP en los cuales recibirá el flujo RTP Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Ancho de Banda El objetivo de la planificación del tráfico es determinar un número óptimo de enlaces troncales de voz a un destino, de modo que se consiga una cierta tasa de éxito en las llamadas durante los intervalos de tráfico intenso. Los modelos estándar utilizados en la industria de las telecomunicaciones son modelos estadísticos desarrollados por A. K. Erlang en los inicios del siglo XX, los cuales son: Erlang B Extended Erlang B Erlang C Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

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Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Equipo terminal Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Gateway Los Gateways proporcionan interconexión con tecnologías que no son H.323, cómo video conferencia RDSI H.320 o redes telefónicas tradicionales. Un Gatekeeper H.323 también puede regular el procedimiento las llamadas, permitiendo la comunicación directa entre los puntos finales, o bien, actuando como intermediario para trasmitir la señalización de la llamada. Softswitch hace las funciones de una central telefónica con mayores características y flexibilidad que las centrales tradicionales. Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Traducción de Dirección Ejemplo: Un Gatekeeper puede recibir una petición de llamadas desde una terminal para carlos@telmex.com o (614) 433-0883. El Gateway debe convertir estas direcciones en una dirección IP, (como 192.168.254.1), y un número de puerto TCP o UDP, como el puerto TCP 1720 para el establecimiento de la conexión H.225.0 Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Protocolos IP para voz H.323 Packetcable Docsis 1.0 Docsis 2.0 Megaco MPLS Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Protocolo de Señalización SIP El Protocolo de Iniciación de Sesión, (SIP, Session Initiation Protocol), es un protocolo de control de aplicación de capas para crear, modificar y cerrar sesiones con uno o más participantes Tiene el RFC 2543. SIP es uno de los protocolos que forman la arquitectura IETF para una comunicación multimedia escalable, en tiempo real y multiparte Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Atributos SIP Simplicidad Eficiencia Escalabilidad Flexibilidad Soporte de Movilidad Programación del Usuario Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Sintaxis de Direcciones SIP La sintaxis de un URL SIP se describe en el RFC 2396. Un URL SIP básico tiene el siguiente formato: “sip:”  user  “:” password  “@”  ((hostname | IP-address )  ::port  Ejemplos: sip:company.com sip:bob@company.com sip:bob@192.168.1.1 sip:bob:secret@company.com sip:bob:secret@company.com:5060 sip:bob@192.168.1.1:5060 Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

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Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Codecs mas utilizados * GIPS Family - 13.3 Kbps and up * GSM - 13 Kbps (full rate), 20ms frame size * iLBC - 15Kbps,20ms frame size: 13.3 Kbps, 30ms frame size * ITU G.711 - 64 Kbps, sample-based Also known as alaw/ulaw * ITU G.722 - 48/56/64 Kbps ADPCM 7Khz audio bandwidth * ITU G.722.1 - 24/32 Kbps 7Khz audio bandwidth (based on Polycom's SIREN codec) * ITU G.722.1C - 32 Kbps, a Polycom extension, 14Khz audio bandwidth * ITU G.722.2 - 6.6Kbps to 23.85Kbps. Also known as AMR-WB. CELP 7Khz audio bandwidth * ITU G.723.1 - 5.3/6.3 Kbps, 30ms frame size * ITU G.726 - 16/24/32/40 Kbps * ITU G.728 - 16 Kbps * ITU G.729 - 8 Kbps, 10ms frame size * Speex - 2.15 to 44.2 Kbps * LPC10 - 2.5 Kbps * DoD CELP - 4.8 Kbps Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Codec Information Bandwidth Calculations Codec & Bit Rate (Kbps) Codec Sample Size (Bytes) Codec Sample Interval (ms) Mean Opinion Score (MOS) Voice Payload Size (Bytes) Voice Payload Size (ms) Packets Per Second (PPS) Bandwidth MP or FRF.12 (Kbps) Bandwidth w/cRTP MP or FRF.12 (Kbps) Bandwidth Ethernet (Kbps) G.711 (64 Kbps) 80 Bytes 10 ms 4.1 160 Bytes 20 ms 50 82.8 Kbps 67.6 Kbps 87.2 Kbps G.729 (8 Kbps) 10 Bytes 3.92 20 Bytes 26.8 Kbps 11.6 Kbps 31.2 Kbps G.723.1 (6.3 Kbps) 24 Bytes 30 ms 3.9 34 18.9 Kbps 8.8 Kbps 21.9 Kbps (5.3 Kbps) 3.8 17.9 Kbps 7.7 Kbps 20.8 Kbps G.726 (32 Kbps) 5 ms 3.85 50.8 Kbps 35.6 Kbps 55.2 Kbps (24 Kbps) 15 Bytes 60 Bytes 42.8 Kbps 27.6 Kbps 47.2 Kbps Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

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Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez PROVEEDORES DE EQUIPOS Marcas y modelos de Teléfonos IP en el mercado. Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez QoS enVoz sobre IP Los retrasos típicos en una RPTC en llamadas nacionales se sitúan alrededor de los 50 a 70 milisegundos, mientras que en las internacionales éstos pueden llegar a elevarse hasta los 150 - 500 milisegundos. ( Clase 1,2,3, y 4) El oído humano comienza a percibir tales retrasos cuando éstos son mayores de, más o menos, 250 milisegundos (umbral de percepción). Las llamadas a través de Internet presentan retrasos que pueden ir desde los 400 milisegundos hasta los 2 segundos. Las llamadas a través de otras redes IP varían según: Latencia Compresión Jitter Gateways, routers, etc. Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

PSTN Interconexión: TDM Interconexión SS7oTDM TGCP BTS10200 Sigtran SS7oIP IMTs 911MF Trunks 911 Tandem Switch MGX8880 SS7 Link eMTA NCS CLEC STP ILEC SS7 Links ILECs/ CLECS PSAP Cisco uBR Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

MGX8880 Voice Gateway Series PacketCable (Telefonía IP en CATV) MGC BTS 10200 RKS Billing Events LNP STP PSTN CMS/ SoftSwitch Signaling GW NCS EMTA (NID) CM NCS MTA Cisco ITP Linksys E-MTA Provider Backbone HFC Plant DOCSIS 1.1 CMTS V BACC/BPR MGX8880 Voice Gateway Series uBR7246VXR & uBR10012 VM CONF SRV ANN Media Servers Lawful Acces Provisioning Server Provisioning CUST. DB DNS/DHCP TFTP TOD KDC Voice Path Signaling Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Interconexión con Operadores IP enabled Bearer traffic (Real Time Protocol – RTP) MGX8880 TG TDM MGCP/UDP/IP PSTN switch IP enabled Signalling traffic (SIP or H.323) Sigtran suite of protocols SS7 links BTS ITP Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez CONCLUSIONES - La telefonía IP hoy día es una realidad que compite fuertemente con la telefonía tradicional. - La forma de operar las empresas de telefonía IP requieren de una alta planeación. Depende de que exista previamente un servicio de Internet. Es un área de oportunidad de desarrollo Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez

Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez Muchas gracias por su asistencia Conferencista: Ing. José Luis Pérez Báez