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

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

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

Estudio de la situación actual en ICESA-ORVE CAPITULO 1

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

Diagrama de red telefónica

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

Equipos de conmutación LAN

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

Consideraciones Teóricas CAPITULO 2

Telefonía analógica y Digital

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

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

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

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

Dispositivo de control del Eco CAUSAS Dispositivo de control del Eco Supresión del Eco Cancelación del Eco

Digitalización de la voz Red digital de servicios integrados

Sistemas de comunicación telefónica privada

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

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

Telefonía IP

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

Conceptos generales de Voz sobre IP (VoIP) Tecnología IP Unicast Broadcast Multicast Direccionamiento IP Mecanismos de transporte (TCP, UDP, RTP)

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

Conceptos generales de Voz sobre IP (VoIP) Parámetros que influyen en la calidad de la VoIP Latencia Variación del retardo (Jitter) Pérdidas de paquetes ECO

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. Mecanismos de señalización para QoS Servicios Integrados (IntServ, Integrated Services) Servicios Diferenciados (DiffServ, Differentiated Services )

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

Proceso de transformación de la voz en paquetes de datos

Proceso de transformación de la voz en paquetes de datos BW_Total = ([Sobrecarga de capa 2 + Sobrecarga (IP/UDP/RTP) + Tamaño de la muestra] / Tamaño de la muestra) * Velocidad del CODEC

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

Calidad del sonido

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

Sistema IP-PBX

Ventajas frente a la telefonía pública y privada 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. 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. Independiente de la tecnología usada en la capa de enlace del modelo OSI. Menores costos que tecnologías alternativas (voz sobre ATM, TDM, Frame Relay).

Soluciones de Telefonía IP CAPÍTULO 3

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

Análisis de soluciones de telefonía IP actuales Soluciones basadas en Software Asterisk Soluciones basadas en Hardware CISCO NORTEL AVAYA 3COM: NBX

Comparación

Comparación (cont.)

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

Instalación y especificaciones del sistema NBX CAPÍTULO 4

Procedimiento para la Instalación

Plan guía de levantamiento de información previa a la instalación Información preliminar de sitio Inspección LAN/WAN Inspección de líneas telefónicas Inspección Eléctrica Clase de servicio Plan de marcado Asistente Automático

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

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

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

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

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

Enrutadores CISCO 2600 15,000 a 70,000 pps Configuración QoS: priorización de tráfico de voz por dirección IP y puerto TCP y UDP.

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

NCP: NBX V5000 Descripción Características Administración web (netset)

Configuración del sistema

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

Configuración de usuarios

Configuración de dispositivos Teléfono IP

Configuración de dispositivos Líneas telefónicas

Plan de marcado

Aplicaciones y Servicios (Capa de Aplicaciones)

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.

Asistente de llamadas para escritorio

Mensajería Unificada y reportes

Grupos de Caza (Hunt Group)

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

Estudio del tráfico y consumo del ancho de banda

Mediciones en la red Wan 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 =([6+40+20]/20)*8000 =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 %.

Mediciones en la red Wan

Mediciones en la red Wan Capacidad de transmisión 50pps 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

Muestreo en la red Lan

Observación del costo/beneficio de la solución implementada

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

Proyección de la solución a 10 años

Crecimiento en la infraestructura de telefonía IP

Diseño de interconexión para redes autónomas

Solución alternativa de interconexión con centrales de distinta plataforma

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

Ventajas y desventajas del sistema NBX en la red de datos transmisión VoE administración amigable integración mediante CTI Redundancia y alta disponibilidad Sistema operativo VxWorks Desventajas licencias no posee https sólo ISDN no cifrado de voz

CONCLUSIONES y RECOMENDACIONES

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

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.

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.

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.

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

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.

FIN MUCHAS GRACIAS!!