Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica
Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones
Trabajo de Diploma en opción al Título de Ingeniero en Telecomunicaciones y Electrónica
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada
del MININT en Cienfuegos, con la utilización del protocolo SIP.
Autor: Carlos Andris De Dios Loyola
Tutor: Ing. Maidel Gómez Muñoz. Cotutor: Dr. Carlos Rodríguez López.
Ing. Ray R. Hall Mejias
Santa Clara 2014
Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica
Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones
Trabajo de Diploma en opción al Título de Ingeniero en Telecomunicaciones y Electrónica
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada
del MININT en Cienfuegos, con la utilización del protocolo SIP.
Autor: Carlos Andris De Dios Loyola e-mail: [email protected]
Tutor: Ing. Maidel Gómez Muñoz. Cotutor: Dr. Carlos Rodríguez López.
Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica Facultad de Ingeniería Eléctrica e-mail: [email protected]
Ing. Ray R. Hall Mejias
Santa Clara 2014
Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de la especialidad de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica. Autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total.
__________________________ Firma del Autor
Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según
acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos
que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.
__________________ ______________________________
Firma del Autor Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo
_________________________________ Firma del Responsable de
Información Científico-Técnica
EXERGO
“Bien hecho es mejor que bien dicho”.
Benjamin Franklin.
“En una época de cambios radicales, el futuro es de los que siguen aprendiendo;
los que ya aprendieron, se encuentran equipados para vivir en un mundo que ya
no existe”.
Eric Hoffer
DEDICATORIA
A Dios, a mi princesita, a mis padres y a mis hermanos.
AGRADECIMIENTOS
A Dios por estar siempre presente.
A mi mamá por su amor y cariño incondicional.
A mi papá por su amor y sus consejos.
A mis hermanos por tolerarme y apoyarme.
A Leyane (mi buji, mi princesita, mi tesoro) por haber hecho suya esta tarea y sobre todo
por ser el eje de mi vida.
A Lucia Costa Maia por toda la ayuda y el cariño que me ha brindado.
A mi familia que aunque está lejos nunca ha dejado de alentarme.
A mi segunda familia (Inés, Enrique, Idalmes, Marta, Víctor, Oscarito, Felita y Mayito)
por soportarme estos ocho años.
A todos los que colaboraron para hacer posible este sueño.
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
TAREA TÉCNICA
-Revisión de la bibliografía técnico-especializada y actualizada sobre soluciones de
telefonía y protocolos de señalización.
-Elaboración de un resumen con los diferentes aspectos esenciales y descriptivos
de la red telefónica actual del MININT Cienfuegos.
-Descripción de los aspectos esenciales de la red telefónica del MININT Cienfuegos
que se conecta a los servidores Asterisk de las unidades municipales de la PNR,
mediante el protocolo SIP.
-Prueba de compatibilidad del diseño propuesto.
-Elaboración del informe final.
________________ ________________
Firma del Autor Firma del Tutor
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
RESUMEN
La presente investigación tuvo como objetivo elaborar una propuesta para conectar
la red telefónica privada del MININT en Cienfuegos a las unidades municipales de
la PNR, utilizando el protocolo de señalización SIP (del inglés Session Initiation
Protocol).
Como parte del diseño propuesto se pretende instalar servidores Asterisk en cada
uno de los municipios, los cuales se conectarán directamente con la PBX Mitel 3300
MXE. Para la instalación de estos servidores se propone emplear la distribución de
software libre de Servidor de Comunicaciones Unificadas, Elastix.
El diseño propuesto tributa a que se puedan disminuir los costos de las llamadas;
así como también, obtener una mayor seguridad en el manejo de información
confidencial que se transmite a través de este medio.
Se realizó una prueba de compatibilidad con el objetivo de comprobar que no
existieran problemas entre los equipos que se proponen utilizar y corroborar la
fiabilidad de las configuraciones descritas en el presente diseño. Luego de haber
ejecutado las configuraciones pertinentes se procedió a realizar llamadas desde la
extensión creada hacia otras extensiones de la red telefónica privada del MININT
Cienfuegos y viceversa, lográndose con éxito dicha comunicación.
Palabras Claves: Telefonía IP, Asterisk, Elastix, SIP.
ÍNDICE Introducción……………………………………………………………………… 1 Capítulo I: Referentes Teóricos.………………………………………………. 4 1.1. La telefonía. Apuntes generales………………………………………. 4 1.1.1. Telefonía Tradicional……………………………………………………. 4 1.1.2. Telefonía IP………………………………………………………………. 6 1.2. Las Redes Telefónicas en entornos organizacionales………………… 8 1.2.1. Las centrales telefónicas: PBX…………………………………………. 9 1.2.1.1. Asterisk…………………………………………………………………. 11 1.2.1.2. Elastix…………………………………………………………………… 14 1.3. Enlaces Digitales y Protocolos de Señalización IP…………………….. 16 1.3.1. Enlaces Digitales………………………………………………………… 16 1.3.2. Protocolos de señalización……………………………………………… 18 1.3.2.1. El protocolo de inicio de sesión. Algunas particularidades……….. 20 1.3.3. Códec de audio…………………………………………………………... 22 1.4. Conclusiones del Capítulo………………………………………………… 24 Capítulo II: Soluciones de telefonía en el MININT Cienfuegos…………….. 25 2.1. La red telefónica privada del MININT Cienfuegos: historia, estructura y conectividad…………………………………………………………………….
25
2.1.1. Nodo Mxe CF I…………………………………………………………… 26 2.1.2. Nodos secundarios de la red…………………………………………… 28 2.1.3 Interconexión de los elementos que componen la red telefónica privada del MININT en Cienfuegos…………………………………………….
29
2.1.4. Distribución de las extensiones de la red……………………………... 31 2.2. Estudio de ancho de banda en los municipios de Cienfuegos………… 31 2.3. Facilidades de administración de la red…………………………………. 33 2.3.1. Sincronización de datos del sistema…………………………………... 34 2.4. Propuesta de diseño………………………………………………………. 34 Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos…………………………………..
36
3.1. Requerimientos de hardware……………………………………………... 36 3.2. Instalación de Elastix………………………………………………………. 36 3.3 Configuración Básica……………………………………………………….. 39 3.3.1. Configuración de red…………………………………………………….. 40 3.3.2 Creando una extensión…………………………………………………… 41 3.4. Configuración avanzada…………………………………………………... 43 3.4.1 Ruteo de llamadas………………………………………………………… 43 3.4.2. Troncales………………………………………………………………….. 45 3.5. Configuración de teléfono IP……………………………………………… 48 3.6. Configuración de los troncos SIP en la PBX MITEL 3300 ICP……….. 51 3.7. Prueba de Compatibilidad………………………………………………… 52 Conclusiones…………………………………………………………………….. 54 Recomendaciones……………………………………………………………….. 55 Referencias Bibliográficas………………………………………………………. 56 Anexos……………………………………………………………………………. I-X
INTRODUCCIÓN
Introducción
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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El avance constante de la telefonía a lo largo de los años ha transformado
paulatinamente la forma de comunicación entre seres humanos. El desarrollo
tecnológico en este campo ha erradicado las deficiencias y ha introducido
soluciones que perfeccionan y hacen más eficaz la comunicación a distancia. La
telefonía se ha convertido en un aspecto importante para el desarrollo de las
actividades en todas las esferas de la sociedad. Estas han evolucionado desde que
se organizó en redes telefónicas conectadas a pequeñas centrales y eran operadas
manualmente hasta que se automatizaron y se extendieron masivamente. Luego,
con la aparición de las redes de datos e Internet se introduce la telefonía IP. Esta
ha revolucionado este campo y ha aportado soluciones que permiten la transmisión
de voz y datos entre dos puntos distantes, utilizando para esto una única red.
En la actualidad, la telefonía IP se plantea como alternativa a la telefonía tradicional
(analógica y digital), pues brinda nuevos servicios y reduce los costos. Su aplicación
suele ser de gran factibilidad, a nivel mundial, tanto en el sector organizacional como
residencial. Estas abaratan los costos en llamadas internas y en la conexión entre
las distintas sedes de la organización. O sea, esta reúne la transmisión de voz y
datos a través de las redes IP en forma de paquetes de datos; de ahí deriva la
denominación de Voz sobre IP o VoIP.
En Cuba la telefonía IP se ha insertado con mayor éxito en el sector organizacional.
Es válido aclarar que el territorio nacional posee una red de telefonía digital y
actualmente, la Empresa de Telecomunicaciones de Cuba (ETECSA) se encarga
del desarrollo y explotación tanto de la telefonía fija como de la telefonía móvil. Pero
al mismo tiempo, se han implementado con éxito las redes telefónicas privadas en
diversas organizaciones del país; muestra de ello es la instalación de sistemas PBX,
en los últimos 20 años. En estos sistemas, se han introducido soluciones para hacer
más eficaz y económica la comunicación a distancia en las organizaciones. Ejemplo
de esto lo constituyen las IP PBX orientadas a software libre.
En el caso del Ministerio del Interior (MININT), agregar que cuenta con una red
telefónica privada en cada provincia. En Cienfuegos, el MININT, a partir de 2011
sustituye el servicio Centrex y el controlador SX-2000; implementándose una red
telefónica privada integrada por tres nodos controlados por plataformas 3300 ICP,
Introducción
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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(uno modelo Mxe y dos AX interconectados por troncales IP). El nodo principal
conecta la red provincial a la red nacional del MININT y a la red de ETECSA. Esta
red telefónica privada se compone por 8 pizarras que están enlazadas en forma de
estrella. Estas son de distintos fabricantes y proveen los servicios básicos de
establecimientos de llamadas entre usuarios y otros avanzados, como correo de
voz. Pero, esta red telefónica privada no se extiende en su totalidad hacia los otros
municipios de la provincia; pues solo existe un teléfono conectado a la red privada
del MININT en estos municipios. Los demás teléfonos, de estas unidades
municipales de la PNR, se conectan directamente a la red de ETECSA. Esto
constituye una deficiencia, pues no se garantiza la seguridad necesaria a la
información confidencial que se transmite por esta vía y existe un gasto de recursos
monetarios al usar la red de ETECSA.
El problema de investigación que originó este estudio es la interrogante: ¿Cómo
conectar la red telefónica privada del MININT Cienfuegos a las unidades
municipales de la PNR?
A partir de este problema científico se plantea como objetivo general: Elaborar una
propuesta para conectar la red telefónica privada del MININT Cienfuegos a las
unidades municipales de la PNR, utilizando el protocolo SIP.
Del cual se derivan los siguientes objetivos específicos:
-Identificar las características de la estructura y configuración actual de la red
telefónica privada del MININT Cienfuegos.
-Describir la configuración para enlazar los servidores Asterisk en las unidades
municipales de la PNR con la PBX principal de la red telefónica privada del MININT
Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP.
-Diseñar la configuración de la red telefónica privada del MININT Cienfuegos,
enlazada por el protocolo SIP, a los servidores Asterisk insertados en las unidades
municipales de la PNR.
Con la realización de la presente investigación se diseña una propuesta de
configuración de la red privada del MININT Cienfuegos que incluye nuevas subredes
que conectan las unidades municipales de la PNR a la cabecera municipal. Esto
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dotará al MININT Cienfuegos de una vía segura y confidencial para transmitir la
información entre los diferentes municipios existentes en la provincia. Además,
permitirá que se abaraten los costos a largo plazo al no ser necesario utilizar a
tiempo completo la red de ETECSA.
La investigación representa una solución a la demanda acuciante de la Delegación
Provincial del MININT en Cienfuegos. Se basa en la inserción de servidores Asterisk
en los municipios para enlazarlos mediante la utilización de un protocolo de
señalización. El mismo, tiene mayor flexibilidad para incorporar nuevas funciones y
se constituye como sistema genérico para el soporte de mecanismos de
señalización de servicios de telefonía IP.
Organización del informe de investigación
El presente informe de investigación, para su mejor compresión, se encuentra
dividido en tres capítulos.
El Capítulo I, hace referencia a los elementos teóricos que se tuvieron en
consideración para el estudio. Se hace énfasis en los elementos básicos sobre la
telefonía, las redes telefónicas en el entorno organizacional, las centrales
telefónicas, las PBX, la PBX Asterisk, Elastix, los protocolos de señalización y el
protocolo de señalización SIP.
En el Capítulo II, se exponen los elementos que componen la estructura y la
configuración actual de esta red (nodos que la componen, facilidades incorporadas
en la red). También, se expone cómo extender la Red Telefónica del MININT
Cienfuegos, para conectarla, mediante el protocolo SIP, a servidores Asterisk
ubicados en los municipios.
En el Capítulo III, se describe la configuración para enlazar los servidores de las
delegaciones municipales con la PBX principal del MININT Cienfuegos, utilizando el
protocolo SIP. Además, se describe el diseño de cómo debe quedar configurada la
red telefónica privada del MININT de Cienfuegos y las nuevas subredes que se
conectan mediante el protocolo SIP.
Agregar que se incluye las conclusiones, las recomendaciones, la bibliografía y los
anexos asociados a la investigación realizada.
CAPÍTULO I REFERENTES TEÓRICOS
Capítulo I: Referentes Teóricos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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CAPÍTULO I: REFERENTES TEÓRICOS DE LA INVESTIGACIÓN
1.1. La telefonía. Apuntes generales
Una de las tecnologías más extendidas y comunes son las relacionadas con las
comunicaciones de voz. En la sociedad actual, que muchos denominan sociedad
de la información, donde “la información es crucial para el desarrollo de cualquier
actividad (…) es obvio que las comunicaciones son de una importancia vital para [el
proceso] (…) empresarial, (Sierra, 2008:1).
La telefonía, forma parte de las tecnologías de comunicaciones de voz. Esta es el
sistema que permite que se transmita la voz y el sonido en una comunicación a larga
distancia, ya sea a través de medios eléctricos o electromagnéticos.
1.1.1. Telefonía Tradicional
La Telefonía Tradicional que emplea la denominada PSTN (del inglés Public
Switched Telephone Network) incluye redes conmutadas de cualquier tipo
(analógica y digital), es decir, la Red Telefónica Básica (RTB) y la Red Digital de
Servicios Integrados (RDSI). La RDSI, procede por evolución de la Red Digital
Integrada (RDI) y facilita las conexiones digitales de extremo a extremo para
proporcionar una amplia gama de servicios, tanto de voz como de otros tipos,
(Sierra, 2008). Las redes RTB y RDSI, se basan en un sistema de conmutación de
circuitos (ver figura 1). Esta conmutación es aquella en la que se establece o se
crea un canal, que se mantiene activo entre ambos puntos durante la duración de
una llamada. Una vez terminada la llamada, se libera el canal, (Sierra, 2008).
Figura 1: Conmutación de Circuitos (Fuente: Sierra, 2008:13).
Capítulo I: Referentes Teóricos
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En la figura 1, se puede constar que a cada línea telefónica se le asigna un número
y se extienden desde la central telefónica hasta la instalación del abonado (conocido
también como bucle de abonado). Cada central atiende las líneas de abonado de
un área geográfica determinada. A su vez, las centrales telefónicas están unidas
entre sí por sistemas más complejos y basados en tecnología digital. Esta unión de
centrales constituye el sistema telefónico nacional que a su vez está enlazado con
los restantes del mundo (Álvarez, 2006:1).
La RTB, primeramente funcionaba a través de la conmutación manual y luego utilizó
la conmutación automática. Estas conexiones eran analógicas, lo que hacía que las
comunicaciones estuvieran propensas al ruido, a las pérdidas de conexión, y no
eran muy eficientes para las conexiones de larga distancia. Posteriormente, se
sustituyeron de forma gradual las centrales telefónicas convencionales por otras
más modernas de funcionamiento digital, lo que introdujo soluciones a varios
problemas existentes en la comunicación a distancia. La transmisión siguió
funcionando analógica en los bucles de abonado de ambos extremos y digital en su
tráfico entre centrales (esto requería de una doble conversión, analógico-digital y
digital-analógico). Esto trae como consecuencia la posibilidad de distorsión de la
señal. Cuando los beneficios de la telefonía digital se hicieron evidentes, la red
telefónica migró a la modulación por impulsos codificados (PCM, del inglés Pulse
Code Modulation). La modulación por impulsos codificados es el método más
común de codificar una voz analógica en un flujo digital de unos y ceros, (según
Davidson and Peters, 2001; Álvarez, 2006; Rodríguez, 2006; Sierra, 2008).
Si se desea establecer una conexión entre usuarios que se encuentran en centrales
telefónicas diferentes, se necesita un enlace multiplexado en tiempo entre ambas
centrales. Este sistema de multiplexación se denomina Multiplex por División de
Tiempo (TDM) y consiste en dividir el flujo de datos en partes iguales de 64 kbits
llamadas ranuras de tiempo (Rodríguez, 2006: 7). El uso del enlace multiplexado
necesita de un protocolo de señalización para establecer, supervisar y terminar
sesiones entre las partes que se comunican. Los protocolos de señalización se
explicarán en epígrafes siguientes.
Capítulo I: Referentes Teóricos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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En general, la Telefonía Tradicional presenta una serie de desventajas. Entre estas
se encuentran los elevados costos; ya que una llamada tradicional se cobra por el
destino a donde se llame y su tiempo de duración, pues entre más distantes estén
los usuarios mayor será el número de canales que se deben mantener ocupados.
Además, se puede mencionar el problema de saturación en las líneas cuando
demasiados usuarios intentan utilizar los mismos canales y no hay suficientes para
todos.
En una llamada tradicional aunque se ocupa un canal bidireccional es posible que
en uno de los sentidos no se transmita nada. Esto genera una pérdida de recursos,
ya que al estar el canal ocupado no se puede aprovechar para otras
comunicaciones. Según Sierra (2008), este problema puede ser solucionado
utilizando “conmutación de paquetes” que es lo que utiliza la telefonía IP en vez de
la “conmutación de circuitos”. Esto significa que la información se digitaliza y se
transmite a través de redes de datos o redes IP en forma de paquetes de datos.
Esta forma es eficiente debido a que la red solo se utiliza si se está transportando
realmente información. Además, abarata los costos de las llamadas y soluciona la
saturación de las líneas.
1.1.2. Telefonía IP
“La Telefonía IP surge como alternativa a la Telefonía Tradicional, brindando nuevos
servicios al cliente y una serie de beneficios económicos. (…) la Telefonía IP reúne
(…): la transmisión de voz y datos, entre dos puntos distantes. (…) y permite utilizar
las redes de datos para efectuar las llamadas telefónicas”, (Sierra, 2008: 2). La
telefonía IP comienza a ser, en la actualidad, una práctica frecuente en las
empresas por las ventajas que representa en costo y la rápida amortización. Se
puede definir la telefonía IP como el uso de paquetes IP para el tráfico de voz full-
duplex. Estos paquetes son transmitidos a través de internet o de redes IP privadas.
El componente clave de la tecnológica en telefonía IP son los equipos que
convierten la señal de voz analógica en paquetes IP. Estos equipos pueden ser
tarjetas específicas para PC, software específicos o servidores-pasarela de voz,
según Caballero (2007: 22).
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Además, los términos de VoIP y Telefonía IP se utilizan comúnmente como
sinónimos, pero entre ambos existen diferencias claras. VoIP, (del inglés Voice over
Internet Protocol), es la tecnología en la que se digitaliza, se comprime la voz y se
encapsula sobre el protocolo IP. Mientras que la Telefonía IP es la infraestructura
que permite hacer llamadas a cualquier teléfono de la red telefónica (Sierra, 2008).
Voz sobre IP es la tecnología que permite comunicar voz sobre el protocolo IP en
forma de paquetes de datos. Mediante la infraestructura de la telefonía IP es posible
realizar llamadas telefónicas ordinarias sobre redes IP u otras redes de paquetes
utilizando una PC, teléfonos IP, gateways y teléfonos estándares. IP puede viajar
sobre ATM, Ethernet, Frame Relay, RDSI o incluso mediante líneas analógicas.
Además, según Cisco Sytems, (2005); Sierra, (2008); Contreras, (2009); Espinal,
(2011), entre las principales ventajas de la Telefonía IP se encuentran: que la red
telefónica y la red de datos emplean un único cableado, esta nueva red convergente
reduce esfuerzos y requerimientos operativos. Además, permite la simplificación de
la infraestructura de comunicaciones en la empresa; la integración de las diferentes
sedes de la organización en un sistema unificado de telefonía con gestión
centralizada; llamadas internas gratuitas; plan de numeración integrado y
optimización de las líneas de comunicación. Así como, genera menores costes de
gestión y los cambios de configuración se pueden hacer de forma remota. VoIP,
puede facilitar tareas que serían más difíciles de realizar usando las redes
telefónicas tradicionales y por las cuales las operadoras de telefonía convencional
cobran tarifas aparte. Un servicio de VoIP incluye: identificación de llamadas,
servicio de llamadas en espera, servicio de transferencia de llamadas, repetir
llamada, devolver llamada y llamadas de tres líneas, entre otras.
Es necesario acotar que cuando la Telefonía IP necesita comunicar con un teléfono
analógico, se requiere realizar una conversión de la información (Voz), ya sea de
analógica a digital o de digital a analógica. Para cumplir con esta función se utilizan
tarjetas de interfaz, y dependerá de la ubicación del teléfono tradicional para saber
que tarjeta utilizar si FXO (del inglés Foreign Exchange Office) o FXS (del inglés
Foreign Exchange Station). Si se encuentra ubicado dentro de la red administrada
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por el Servidor IP, se utiliza una tarjeta de Interfaz FXS, o si está conectado
directamente a la Red de Telefonía Tradicional, se emplea la tarjeta de interfaz FXO
(Sierra, 2008). Para hacer realidad la transformación de analógica a digital es
necesario aplicar varios mecanismos que hacen que se minimicen los datos a
enviar. Estos pueden ser: mecanismos de supresión de silencio o diferentes
codificadores (códec), que permiten comprimir los datos que se envían. Siendo el
segundo mecanismo, el que ha reportado en la práctica mayor eficiencia (en los
cuales se profundizará teóricamente más adelante).
Las redes de telefonía tanto las tradicionales como las soluciones que ha introducido
la telefonía IP son de importancia para el desarrollo organizacional, ya que estas
hacen posible el establecimiento de las comunicaciones entre puntos distantes. Las
organizaciones han ido incorporando, debido a las múltiples ventajas que posibilitan,
redes de telefonía privadas; las cuales funcionan a partir de una central telefónica
privada que permite enrutar las llamadas que se realizan y la conexión con la red
telefónica pública.
1.2. Las Redes Telefónicas en entornos organizacionales
La telefonía de empresa (ET, del inglés enterpise telephony) es un sistema de
telefonía empresarial, según la define Davidson and Peters, (2001). Esta brinda a la
organización que la implementa varias funciones que favorecen su dinámica.
La ET comparte muchas similitudes con la PSTN, aunque son diferentes en varios
aspectos. Ambas redes están basadas en el switching de circuitos de 64 Kbps.
Tienen una infraestructura común, debido a que los portadores, el control de
llamadas y planos de llamadas se encuentran en una misma plataforma. En el bucle
local los teléfonos pueden conectarse directamente en el conmutador y recibir un
tono de marcado, hacer y recibir llamadas de teléfono, etc. Además, pueden
proporcionar servicios básicos, como son: retención de llamadas, llamadas
tripartitas, transferencia de llamadas y desvío de llamadas entre otras. Pero, la
PSTN no tiene aplicaciones avanzadas, como los centros de llamadas. De la misma
manera, la utilización de la PSTN suele ser más cara y generalmente, no tiene toda
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la funcionalidad que la empresa necesita para su óptimo desarrollo (Davidson and
Peters, 2001).
Las organizaciones que tienen ET, habitualmente, utilizan su propia central
telefónica o PBX (del inglés Private Branch Exchange) para proporcionar el acceso
telefónico local a sus empleados. La central telefónica es el lugar utilizado por una
empresa operadora de telefonía donde reside el equipo de conmutación y los demás
equipos necesarios para la operación de las llamadas telefónicas. Es aquí donde
convergen todas las líneas de abonados (usuarios) y se establecen conexiones
entre estos (Cabeza, 2007). Es válido aclarar que las centrales telefónicas privadas
a diferencia de las centrales telefónicas públicas, solo intercomunican extensiones
o anexos dentro de una organización o en hogares.
1.2.1. Las centrales telefónicas: PBX
Debido al auge de las redes telefónicas y los servicios que estas brindan, se ha
hecho imprescindible su implementación en todo contexto social, en especial en el
ámbito de los negocios. Plantea Userudla (2008) que las primeras soluciones a la
demanda creciente de estos servicios fueron los arrendamientos de varias líneas a
la compañía telefónica para uso de la empresa; luego, se introdujeron los primeros
sistemas telefónicos empresariales automáticos, conocidos con el nombre de
Sistemas de Teclas. Debido al crecimiento de las empresas se necesitaban más
líneas, lo que implicaba disponer de más teclas en los aparatos. El desgaste
continuo de las teclas inducía fallas y falsos contactos.
En las primeras centrales telefónicas se conectaban manualmente los cables para
establecer la comunicación. Este fue reemplazado por las PABX (del inglés Private
Automatic Branch Exchange) y con esto surgieron los discos de marcar. Las
primeras pizarras (pequeñas centrales) automáticas funcionaban con dispositivos
electromecánicos (EPABX, Electromechanic Private Automatic Branch Exchange),
que eran lentos, ruidosos, grandes y consumían mucha energía. Con el desarrollo
de las tecnologías se introdujeron soluciones que permitieron solventar las
deficiencias que estas tenían. De esta forma surgieron las EAPBX (Electronic
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Automatic Private Branch Exchange); posteriormente, las PBX digitales con
conmutación de paquetes y más tarde, las PBX híbridas.
Generalmente, el usuario se conecta desde la PBX hacia la red pública por un único
enlace digital compuesto por múltiples troncos. Estos enlaces, en su mayoría, tienen
capacidad de portar hasta 30 líneas (troncos), más 2 líneas extras que se ocupan
para el envío y recepción de información de señalización. En muchos casos se
implementa en el equipo la posibilidad de troncos analógicos y digitales. En ambos
casos el número de troncos para la salida y entrada es menor que el número de
abonados de la PBX (Delegado, 2005).
El uso de las PBX proporciona al propietario (en este caso las que se implementan
en las organizaciones) no tener que pagar las llamadas que se realizan entre las
extensiones internas pues no se utilizan los servicios de la PSTN. Por tanto, se
reducen los costos en llamadas pues solo se pagan las que la PBX enlaza con la
red pública. La función principal de la PBX es realizar la conmutación de llamadas
entre dos usuarios, es decir, establecer la relación entre un número y una línea.
Además, se encarga de mantener esas conexiones activas durante el tiempo que
los usuarios lo deseen y provee información para la contabilidad, como es la
medición de la duración de las llamadas.
Con el desarrollo de la telefonía IP las centrales telefónicas han incorporado
soluciones que mejoran su funcionalidad y sus costos. De esta forma han ido
introduciéndose en el mercado las centrales telefónicas IP; las cuales están
diseñadas para poder ofrecer servicios de comunicación a través de las redes de
datos. Espinal (2011), expone que la apertura de sistemas operativos y software
gratuitos han hecho proliferar muchas centrales IP. Con los programas del llamado
Código Abierto, sin pagar licencias, se puede convertir una PC normal en una
central telefónica tipo PBX.
Las centrales telefónicas IP introducen indudables ventajas para el desarrollo
eficiente del proceso organizacional. Según el criterio de varios autores Rodríguez,
(2010); Espinal, (2011); Hall, (2012); Técnicas Profesionales, (2012) las principales
ventajas son:
Capítulo I: Referentes Teóricos
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-No hay necesidad de cableado telefónico pues se utiliza la red de datos.
-Ofrecen diferentes aplicaciones para mejorar la calidad de atención de las llamadas
como son: sistemas de atención automática y aplicaciones de comunicaciones
unificadas, entre otras.
-Permiten centralizar recursos, ofrecer mayor movilidad a todos los usuarios de la
empresa, y administración centralizada independientemente de la ubicación
geográfica, etc.
-Con la tecnología VoIP, las nuevas centrales telefónicas se basan en el uso de
servidores (PC) a los cuales se les insertan tarjetas electrónicas que permiten
conectar cualquier tipo de línea telefónica (analógica, digital o inclusive tipo VoIP
por Internet) independientemente de los diversos operadores de telefonía que se
contraten.
Es válido mencionar que los usuarios de Telefonía IP obtienen mayores beneficios
dada la naturaleza de esta tecnología orientada a software. Pueden extenderse las
soluciones del software fácilmente e integrarse con otros servicios y aplicaciones.
Existe varias soluciones de software de código abierto que implementan las
funciones de una centralita PBX, las más populares son: OpenPBX, Asterisk,
PBX4Linux, YATE y FreeSwitch. La más extendida es Asterisk; la cual ofrece mayor
número de dispositivos hardware y aplicaciones de terceros para ampliar sus
funcionalidades, según plantea Sierra, (2008). De acuerdo a la pertinencia de la
presente investigación y a la superioridad respecto a las otras soluciones, a
continuación se expondrán elementos teóricos del software de código abierto:
Asterisk.
1.2.1.1. Asterisk
Manesh (2004) expresa que la idea central de la creación de Asterisk era permitir
que todos los individuos con una computadora, pudieran instalar el sistema
operativo Linux y adicionarle a la computadora una tarjeta de expansión para
conexiones FXO/E1/T1. A toda esta unión añadirle el software Asterisk y al final
Capítulo I: Referentes Teóricos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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tener una PBX con todas sus características y servicios con un desempeño
aceptable, a un costo mucho menor que cualquier solución tradicional de PBX.
Sierra (2008) señala que Asterisk es una PBX software, es decir, una centralita
telefónica por software. Este es un software libre desarrollado principalmente por la
empresa DIGIUM. Se ejecuta en una PC estándar bajo GNU/Linux, BSD, Sun
Solaris, o MacOSX. Soporta todas las funcionalidades de las centralitas hardware,
y ofrece interfaz para crear nuevas funcionalidades adaptadas al usuario.
Quarea (2013), expone que varias de las funciones básicas de Asterisk son: la
transferencia de una llamada en curso a otra extensión; los desvíos de llamadas;
conferencias múltiples; llamada directa a extensión y grupos de llamadas. Además,
menciona que entre las funciones más avanzadas se encuentran: el correo vocal
integrado con correo electrónico; la operadora automática; la música en espera con
archivos WAV y las colas de llamadas, entre otras.
Asterisk es capaz de proporcionar los servicios que soportan las PBX tradicionales,
pero además ofrece la posibilidad de implementar servicios nuevos que tienen un
alto valor agregado para los usuarios. Su diseño permite la interacción con
diferentes tipos de hardware y software de telefonía IP. Puede ser instalado sobre
cualquier plataforma Linux o Unix, y utilizado como servidor de telefonía IP entre
máquinas conectadas a la red. Este software puede conectarse con la Red de
Telefonía Pública a través del hardware de interfaz telefónica. Además, emplea
diferentes protocolos de señalización de VoIP como son MGCP, SIP, H.323 e IAX
un protocolo propio para la comunicación entre servidores de Asterisk. Por tanto, el
usuario puede emplear el protocolo que sea más eficiente para su organización, en
dependencia de las particularidades de la misma y el contexto en que se requiera
implementar esta tecnología.
Asterisk, además de soportar la transmisión de paquetes de voz sobre la red de
datos permite la transmisión de voz por la interfaz de telefonía, bajo los estándares
de señalización de la norma americana y la europea (Asterisk, 2005). Es importante
mencionar que el sistema Asterisk es sumamente flexible y soporta todos los
Capítulo I: Referentes Teóricos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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sistema de conectividad interna o externa tanto tradicionales (PSTN, RDSI o
analógicos) como los más actuales (SIP e incluso Skype).
Según Quarea (2013) se pueden mencionar que las líneas de enlace o troncos, que
permiten conectar la centralita con la red pública de telefonía son:
-Enlaces RDSI: interfaz BRI (del inglés Basic Rate Interface) o PRI (del inglés
Primary Rate Interface). Existen configuraciones con 2, 4, 6, 8, 10 o 12 BRI o 1, 2,
4, 8 o 16 PRI. Todos ellos se suministran con cancelación de eco por hardware.
-Enlaces Analógicos (FXO): configuraciones para 1/2/4/8 enlaces.
-Enlaces directos GSM, vía gateways VoIP-GSM. Son equipos IP que incorporan
bahías para colocar las tarjetas SIM, y llevan directamente tecnología 2G/3G para
conexión con las redes de operador de móvil.
-Enlaces VoIP: SIP, IAX y Skype. Para optimizar las conexiones SIP es
recomendable incorporar tarjetas de transcodificación para poder comprimir las
sesiones RTP. El códec que se utiliza normalmente es el G.729.
Además, entre las extensiones, que son las conexiones internas que utilizan los
usuarios de la organización que implementan este software, se pueden elegir según
Quarea (2013):
-Extensiones SIP o IAX.
-Extensiones analógicas (FXS): configuraciones de 1/2/4/8…24 extensiones para
conectar teléfonos analógicos o terminales de fax.
-Extensiones inalámbricas Wi-Fi (con soporte de diferentes terminales).
-Extensiones inalámbricas DECT-GAP estándar (requiere de la instalación de
antenas DECT IP).
Entre las principales ventajas que proporciona este software de código abierto se
encuentran, según menciona Quarea (2013):
-Funcionalidad: dispone de todas las funcionalidades de las grandes centralitas
propietarias (Cisco, Avaya, Alcatel, Siemens, etc.); desde las más básicas (desvíos,
capturas, transferencias, multi-conferencias) hasta las más avanzadas (IVR y
buzones de voz).
Capítulo I: Referentes Teóricos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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-Escalabilidad: Puede dar servicio desde 10 usuarios en una pequeña sede
empresarial hasta 10.000 de una multinacional repartidos en múltiples sedes.
-Interoperabilidad y flexibilidad: ha incorporado la mayoría de estándares de
telefonía del mercado, tanto los tradicionales (TDM) con el soporte de puertos de
interfaz analógicos (FXS y FXO) y RDSI (básicos y primarios), como los de telefonía
IP (SIP, H.323, MGCP y SCCP/Skinny). Eso le permite conectarse a las redes
públicas de telefonía tradicional e integrarse fácilmente con centralitas tradicionales
y otras centralitas IP.
Es válido aclarar que Asterisk es uno de los componentes más importantes de
Elastix y es quien provee la mayoría de las características telefónicas de la distro
de comunicaciones unificadas, según plantea Landívar (2008). Llegado a este punto
surge la interrogante de qué es Elastix.
1.2.1.2. Elastix
Elastix es una distribución1 de software libre de Servidor de Comunicaciones
Unificadas (SCU). Su objetivo es incorporar en una única solución todos los medios
y alternativas de comunicación existentes en el ámbito organizacional. El proyecto
Elastix se inició como una interfaz de reportación para llamadas de Asterisk.
Posteriormente, el proyecto evolucionó hasta convertirse en una distro basada en
Asterisk (Cornu, 2011).
Elastix fue liberado por primera vez en marzo de 2006 pero no se trataba de una
distro sino más bien de una interfaz para mostrar registros de detalles de llamadas
para Asterisk. A finales de diciembre de 2006 se introduce como una distribución
que contenía muchas herramientas administrables bajo una misma interfaz web.
Desde entonces, esta distribución se ha popularizado y actualmente, es una de las
preferidas del mercado, según plantea Landívar (2008).
1 Al decir distribución se refiere al concepto de distro, es decir, un conjunto de paquetes de software que se
distribuyen juntos en un mismo medio, en este caso un CD, incluyendo el instalador y sistema operativo. Al final
de la instalación se tiene un Servidor de Comunicaciones Unificadas listo para producción.
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Es necesario mencionar que Elastix provee servicios de telefonía y además, integra
otros medios que facilitan las herramientas básicas de comunicación para que el
proceso organizacional sea más eficiente y eficaz. Según Landívar (2008), Elastix
integra en un solo paquete algunas tecnologías de comunicaciones claves como:
VoIP PBX, fax, mensajería instantánea y e-mail. Elastix, implementa parte de su
funcionalidad sobre cuatro programas de software como son: Asterisk, Hylafax,
Openfire y Postfix. Su sistema operativo se basa en CentOS, una popular
distribución Linux orientada a servidores. En la Figura 6, mostrada a continuación,
se pueden apreciar los componentes de Elastix.
Figura 6: Arquitectura de Elastix (Fuente: Landívar, 2008: 102)
Algunas de las características básicas de Elastix incluyen: correo de voz, fax, e-
mail, soporte para softphones, interfaz de configuración web, sala de conferencias
virtuales, grabación de llamadas, interconexión entre PBXs, identificación del
llamante y reportación avanzada (Elastixtech, 2013).
Elastix no tiene un costo relacionado con licenciamiento o funcionalidades. Las
versiones disponibles de Elastix son versiones completas sin limitación de uso o
características. Ni la adición de módulos ni de usuarios en una implementación con
Elastix tienen un costo relacionado para el implementador o organizaciones que
deseen usar Elastix, así se expresa en Elastixtutorial, (2013).
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En la actualidad las organizaciones prefieren la instalación de centrales telefónicas
privadas que les faciliten la gestión telefónica interna y que posibiliten la
comunicación a distancia entre los públicos internos de la organización. Pero, para
las funcionalidades que ofrecen las centrales telefónicas tradicionales los costos de
estas son elevadas. Agregar que no son muy escalables, porque cuando se necesita
ampliar las extensiones, en la generalidad de los casos, es posible que se tenga
que cambiar o modificar la centralita. En cambio, la central telefónica IP por software
puede crecer siempre que se añada hardware; además, es más fácil y menos
costosa la conexión de las distintas sedes de una organización a través de esta
tecnología, por muy distantes que estén las mismas.
Según refiere Sierra (2008), la central telefónica IP es la tecnología ideal para ser
usada en entornos empresariales, porque sus funcionalidades se adaptan
perfectamente a las necesidades de la empresa y proporcionan una mayor facilidad
de administración. También, brindan un mejor servicio con menor costo y mayor
flexibilidad, esto es posible aprovechando la infraestructura para la red de datos
existentes en la empresa.
Una central telefónica, tipo PBX, utiliza una línea troncal o enlace para poder hacer
de la central parte de la red de otras centrales y mantener las comunicaciones.
Generalmente, las líneas troncales de las PBX son enlaces digitales que usan
transmisión digital E1 y T1 que aportan hasta 30 canales de voz para la
intercomunicación, (Pérez 2010). En el caso de IP PBX, se emplean para estas
conexiones, los protocolos de señalización. En el epígrafe siguiente se tratarán
elementos teóricos sobre los enlaces digitales y los protocolos de señalización IP.
1.3. Enlaces Digitales y Protocolos de Señalización IP
1.3.1. Enlaces Digitales
Los enlaces troncales digitales que más se utilizan actualmente son T1 (norma
americana) y la E1 (norma europea, la cual es utilizada en Cuba). Con los enlaces
troncales digitales, los bits son robados de tramas específicas y se utilizan para
propósitos de señalización (Davidson and Peters, 2001).
Enlace Digital T1
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El sistema del T-portador fue el primer sistema acertado que soportó la transmisión
de voz digitalizada. La tasa de transmisión original en la línea T1 es de 1,544 Mbps,
comúnmente usada en conexiones de Proveedores de Servicios de Internet (ISP).
El flujo digital T1 consiste en 24 canales de 64 Kbps multiplexados (Hall, 2012).
Enlace Digital E1
El formato de la señal E1 transporta datos en una tasa de 2,048 Mbps y puede
soportar 32 canales de 64 Kbps cada uno; de los cuales 30 son canales activos
simultáneos para voz o datos y dos para señalización (Wallingford, 2005).
Es importante referir que todo en la red de telecomunicaciones se basa en la
señalización, esta se emplea para transmitir información de estado del canal de
comunicaciones (como “desconectado”, “timbrando”, “respondido”), información de
control y otra información como DTMFs, caller ID, entre otros, según expresa
Landívar, (2008).
Tipos de señalización
La señalización es un medio para la transferencia de información relacionada con
la red entre los nodos de conmutación y también entre las PBX y sus abonados
(Cruz, 2001). Las dos formas de señalización utilizada por la red son señalización
de canal asociado (CAS) y señalización por canal común (CCS).
Landívar (2008), plantea que la diferencia entre estas dos formas radica en que
mientras CAS transmite la señalización en el mismo canal en que viaja la
información, CCS la transmite en un canal separado. Por este hecho es que con
CAS se reduce ligeramente el ancho de banda disponible o útil para la
comunicación, ya que una parte de él se está usando para señalización. Esa es una
de las razones por las cuales las compañías telefónicas han adoptado en su
mayoría CCS.
CCS hace posible la señalización RDSI, en la cual se han desarrollado varios
protocolos para la configuración de llamadas, tal es el caso de DPNSS (sistema de
señalización de red privada digital). En las redes Mitel (que es la utilizada en el
contexto de investigación) se utiliza un sistema de señalización basado en DPNSS
Capítulo I: Referentes Teóricos
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este es conocido como MSDN/DPNSS (del inglés Multi Service Data Network) y
soporta señalización para aplicaciones avanzadas de sistemas Mitel.
El sistema de señalización MSDN/DPNSS puede señalizar troncos TDM, aunque se
transmita a través de una red IP esto se debe al uso de una tecnología conocida
como XNET (del inglés Cross Net Debugger). La cual permite la señalización de
troncos TDM a través de una red de datos. Esto facilita la interconexión de sistemas
PBX a través de redes que no soporten MSDN/DPNSS siempre y cuando exista un
enlace de datos entre ambos. Este enlace no tiene que ser de banda ancha. Esta
ventaja da la posibilidad de interconectar sistemas a través de la red pública
aprovechando todas las aplicaciones de la señalización MSDN/DPNSS; las cuales
son muchas más que las ofrecidas por otros protocolos de señalización utilizados
en redes públicas (Mitel, 2009a).
1.3.2. Protocolos de señalización
La telefonía IP incluye varios protocolos que favorecen la estandarización de esta
tecnología. A continuación, se comentan brevemente los protocolos de señalización
más utilizados en la actualidad. Esencialmente, es el lenguaje que utilizarán los
distintos dispositivos VoIP para su conexión. Esto es clave pues de ello dependerá
la eficacia y la complejidad de la comunicación.
Un protocolo es un conjunto de reglas y acuerdos que los computadores y
dispositivos deben seguir para que puedan comunicarse entre ellos. Un protocolo
de señalización es el que se encarga de gestionar los mensajes y procedimientos
utilizados para establecer una comunicación (Sierra, 2008).
La VoIP utiliza varios protocolos de señalización que le permiten la gestión de los
procedimientos y mensajes necesarios para establecer la comunicación, entre los
cuales se encuentran: H.323, MGCP, SCCP, SIP, RTP y IAX2. Además, los más
extendidos son H.323, IAX2 y SIP.
A continuación se presentan las características principales de los protocolos de
señalización que utilizan las redes telefónicas VoIP. Estas características se
exponen según el criterio de Davidson and Peters (2001); Moreno, Soto and
Larrabeiti (2001); Alonso (2006); Sierra (2008); Landívar (2008); y Quarea (2013).
Capítulo I: Referentes Teóricos
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H.323: Este es un protocolo cliente-servidor en el que intervienen dos tipos de
señalización: señalización de control de llamada (H.225) y señalización de control
de canal (H.245). Hoy en día, está en desuso, ya que uno de los objetivos de SIP
era solucionar los problemas que existían en este.
MGCP (Media Gateway Control Protocol): Es un protocolo del tipo cliente-
servidor. Ya ha quedado obsoleto, aunque IAX2 ha adoptado parte de su estructura
de funcionamiento.
SCCP (Skinny Client Control Protocol): Es un protocolo propietario de Cisco,
basado en un modelo cliente-servidor.
SIP (Session Initiation Protocol): Es un protocolo del nivel de aplicación que
puede establecer y controlar llamadas y sesión multimedia. Puede ser usado en
conjunto con otra configuración de llamada y protocolos de señalización. Se basa
en la arquitectura cliente-servidor y resulta útil para conectar servidores Asterisk.
RTP (Real Time Protocol): Es el encargado de transportar la voz aunque en
ocasiones se atribuye esta función al protocolo SIP. Una vez que SIP establece una
llamada es RTP quien se encarga de transportar la voz a su destino. RTP trabaja
sobre UDP (del inglés User Datagram Protocol) y por lo tanto no hay mucho control
de transmisión. A pesar de encargarse de casi toda la labor de transportar la voz,
RTP se auxilia de RTCP (del inglés Real Time Control Protocol), el cual es un
protocolo de apoyo.
IAX (Inter-Asterisk eXchange protocol): Es creado con el objetivo de solucionar
problemas existentes con otros protocolos. Presenta soluciones que corrigen
problemas existentes en otras alternativas. Está pensado para VoIP y transmisión
de vídeo. La versión actual del protocolo es la versión 2, pues la anterior ha quedado
obsoleta por lo que es común ver el nombre IAX2 como sinónimo de IAX. Agregar
que SIP es un protocolo de propósito general y podría transmitir sin dificultad
cualquier información, pero no funciona de manera tan óptima como lo hace IAX2.
Es necesario aclarar que según la pertinencia de la investigación se utilizará el
protocolo de señalización SIP (basado en las particularidades del contexto de
Capítulo I: Referentes Teóricos
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investigación). Debido a esto se profundizará teóricamente, a continuación, en el
funcionamiento de este protocolo.
1.3.2.1. El protocolo de inicio de sesión. Algunas particularidades
El protocolo SIP se ha propuesto como un sistema genérico para el soporte de
mecanismos de señalización de servicios de telefonía IP. Aunque no es un protocolo
integrado verticalmente en el modelo y por eso es que puede auxiliarse de otros
protocolos para construir sus sesiones, como se había mencionado anteriormente,
entre los cuales se encuentran.
-TCP/UDP: Para transportar la información de señalización.
-DNS: Para resolver nombres de servidores de acuerdo a la dirección de destino.
-RTP (Real Time Protocol): Transporta las comunicaciones de voz, datos y vídeo.
-RTSP (Real Time Streaming Protocol): controla el envió de streaming media.
-XML (eXtensible Markup Language): Transmite información de eventos
-MIME (Multipurpose Internet Mail Extension): Describir contenido en Internet.
-HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Toma parte de la sintaxis y semántica, los
mecanismos de autenticación, etc.
-SAP (Session Advertisement Protocol): Para publicar sesiones multimedia vía
multicast.
Sierra (2008) plantea que SIP se estructura a partir de los siguientes componentes:
agentes de llamadas y servidores.
1. Existen dos tipos de Agentes: User Agent Client (UAC) y User Agent Server
(UAS). El primero funciona como cliente iniciando peticiones SIP. El segundo,
funciona como servidor contactando al usuario cuando una petición SIP es recibida,
y regresando una respuesta a favor del usuario. Estos agentes realizan las acciones
siguientes: localizar a un usuario mediante la redirección de la llamada; implementar
servicios de redirección como reenvío si no hay respuesta; implementar filtrado de
llamadas en función de su origen o destino y almacenar información de
administración de llamadas. Los Teléfonos IP, softphones, gateways telefónicos,
Capítulo I: Referentes Teóricos
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call agents, entre otros, son dispositivos que tienen funcionalidades de User Agents,
dentro de una red SIP.
2. Existen tres tipos de servidores, que pueden estar separados y realizar varias
funciones.
-Servidor Proxy: Se encarga de encaminar peticiones/respuestas hacia el destino
final. El encaminamiento se realiza salto a salto de un servidor a otro hasta alcanzar
el destino final. Un servidor proxy es una entidad intermediaria en una red SIP que
es responsable de reenviar peticiones SIP a un UAS de destino o a otro servidor
proxy en nombre de otro UAC. El servidor proxy interpreta y si es necesario,
reescribe partes de los mensajes de petición antes de reenviarlos. También, se
asegura de poner en funcionamiento las políticas en la red.
-Servidor de redirección: Equivalente al servidor proxy, pero a diferencia de este no
contesta a la llamada, sino que indica como contactar el destino buscado. Este es
un UAS que se encarga de re-direccionar las transacciones SIP generadas por un
UAC.
-Servidor de registro: Mantiene la localización actual de un usuario. Se utiliza para
que los terminales registren la localización en la que se encuentran, facilitando la
movilidad del usuario.
SIP proporciona un conjunto de solicitudes y respuestas basadas en códigos, según
se refleja en la RFC 3261. El protocolo SIP sigue una estructura de solicitud-
respuesta, lo cual recibe el nombre de transacción. Estas solicitudes se generan a
partir de la petición de un cliente y esta se envía a un servidor; el cual se encarga
de procesarlas y devuelve la respuesta al cliente. El protocolo SIP define
principalmente seis tipos de solicitudes y seis clases de respuestas:
Solicitudes
- INVITE: establece una sesión.
- ACK: confirma una solicitud INVITE.
- BYE: finaliza una sesión.
- CANCEL: cancela el establecimiento de una sesión.
Capítulo I: Referentes Teóricos
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- REGISTER: comunica la localización de usuario (nombre de equipo, IP).
- OPTIONS: da información sobre las capacidades de envío y recepción.
Respuestas
- 1xx: respuestas informativas, como 180, que significa teléfono sonando.
- 2xx: respuestas de éxito.
- 3xx: respuestas de re-dirección.
- 4xx: errores de solicitud.
- 5xx: errores de servidor.
- 6xx: errores globales.
SIP es un protocolo flexible que tiene posibilidades de extensión para funciones y
servicios adicionales. Este permite que la configuración de las llamadas sean más
rápidas y menos complejas en comparación al protocolo H.323. En cuanto a la
arquitectura, SIP es modular y reside en protocolos separados, cubre la señalización
básica, la localización de usuarios y el registro. La implementación de SIP, es
también sin estado, lo que significa que los servidores no necesitan mantener el
estado de la llamada, (Davidson and Peters, 2001).
Luego de haber expuesto las principales características de los protocolos de
señalización para la telefonía IP es imperante mencionar que para lograr
transformar la señal analógica a digital se necesita del uso de mecanismos que
minimicen los datos a enviar. La manera más eficiente de lograr esto es mediante
el empleo de codificadores (códec) los cuales tienen como objetivo codificar y
comprimir los datos que se envían.
1.3.3. Códec de audio
Los códecs describen una especificación implementada en software, hardware o
una combinación de ambos, capaz de transformar un archivo con un flujo de datos
o una señal. La voz ha de codificarse para poder ser transmitida por la red IP. Para
ello se hace uso de códecs que garanticen la codificación y compresión del audio o
del video para su posterior decodificación y descompresión antes de poder generar
un sonido o imagen utilizable. Según el códec utilizado en la transmisión, se utilizará
Capítulo I: Referentes Teóricos
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más o menos ancho de banda. La cantidad de ancho de banda suele ser
directamente proporcional a la calidad de los datos transmitidos. La función principal
de los códecs es la de adaptar la información digital de la voz para obtener algún
beneficio. Algunos códecs, soportados por Asterisk y comúnmente usados en
comunicaciones de VoIP, son G.711, G.729, GSM, iLBC, entre otros, (Sierra, 2008).
A continuación, en la tabla 1, se reflejan las diferentes características en cuanto a
Bit Rate, Sampling Rate, Frame size y MOS de los códecs más utilizados en VoIP.
Estos parámetros hay que tenerlos en cuenta al momento de escoger qué códec
implementar para lograr un equilibrio entre eficiencia y calidad de voz.
Nombre Estándar Bit rate (kbs)
Sampling rate (kHz)
Frame size (ms)
MOS (Mean Opinion Score)
G.711 ITU-T 64 8 muestreada 4.1
G.723.1 ITU-T 5.6/6.3 8 30 3.8-3.9
G.726 ITU-T 16/24/32/40 8 muestreada 3.85
G.729 ITU-T 8 8 10 3.92
GSM ETSI 13 8 22.5 3.5-3.7
iLBC - 15.2/13.3 8 20/30 4.1
Tabla 1: Características de los códecs más utilizados2. (Fuente: Sierra, 2008: 34).
Además de los bits que representan los datos, todos los paquetes que circulan por
la red están formados, también, por los bits que son utilizados para cuestiones de
enrutamiento y corrección de errores. Estos bits, introducen en la red una
sobrecarga. Para aprovechar de forma eficiente el ancho de banda, es de suma
importancia reducir esta carga.
Lo primero que se puede hacer es reducir el número de paquetes con la información
de la voz, para que la proporción de datos frente a las cabeceras sea mayor. Pero
al hacer esto aumenta el impacto que tiene la pérdida de un paquete en la red, pues
si se envía un paquete con cantidades de sonido de 60ms, la pérdida de uno solo
2 Aclarar que el Bit Rate indica la cantidad de información que se manda por segundo. El Sampling Rate indica
la frecuencia de muestreo de la señal vocal, es decir, cada cuanto se toma una muestra de la señal analógica. El Frame size indica cada cuantos milisegundos se envía un paquete con la información sonora. El MOS indica la calidad general del códec (valor de 1 a 5), refiriéndose principalmente a la calidad de la voz transmitida (Sierra, 2008).
Capítulo I: Referentes Teóricos
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de estos paquetes se notará mucho más que si se pierde un paquete de 20ms.
Además, el transmisor deberá esperar intervalos de 60ms para enviar los paquetes
lo que le agrega retardo a la conversación. Es por lo tanto clave llegar a un equilibrio
entre la sobrecarga, la resistencia a errores y el retardo. Por ejemplo, si se trabaja
con una red con suficiente ancho de banda pero con alto retardo debido a la
presencia de equipos codificadores, se puede reducir el tiempo de paquetización
para así reducir el retardo total de la comunicación.
1.4. Conclusiones del Capítulo
Luego del estudio teórico de la tecnología de telefonía tradicional y telefonía IP se
puede concluir que la telefonía IP es la solución a la problemática planteada en la
presente investigación por la posibilidad de utilizar la infraestructura creada.
Además, con esta se logra una reducción considerable de los costos para enlazar
distintas sedes de una organización. Con la realización de un estudio de las distintas
soluciones de IP PBX se constata que la solución más viable es la utilización de las
IP PBX basada en Asterisk, ya que este es un software libre, tiene gran versatilidad;
así como bajos costos de implementación y mantenimiento.
CAPÍTULO II
SOLUCIONES DE TELEFONÍA EN EL MININT CIENFUEGOS
Capítulo 2: Soluciones de telefonía en el MININT Cienfuegos
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CAPÍTULO 2: SOLUCIONES DE TELEFONÍA EN EL MININT CIENFUEGOS
2.1. La red telefónica privada del MININT Cienfuegos: historia, estructura y
conectividad
La red telefónica privada del MININT en Cienfuegos estaba constituida, en un inicio,
por un sistema PBX SX – 2000 de Mitel y un servicio Centrex, los cuales se
interconectaban a través de un enlace E1 con señalización R2. El nodo SX – 2000
se conectaba de forma independiente a la red de ETECSA con otro enlace E1.
Posteriormente, en el año 2011, se opta por sustituir el servicio Centrex y el
controlador SX-2000, para conformar una red telefónica privada integrada por tres
nodos controlados por plataformas 3300 ICP. Estos nodos son: uno modelo Mxe y
dos AX interconectados por troncales IP. Con este cambio se introdujeron
soluciones más eficientes que no existían anteriormente.
En los municipios existe red de datos; la cual permite la conexión de la red telefónica
privada del MININT Cienfuegos con cada delegación municipal. Esta conexión se
realiza a través de un enlace a 2 Mbps utilizando un módem SHDSL con una
conexión PPP (protocolo punto a punto) con ETECSA municipal. Donde el tráfico es
montado sobre un flujo E1 a la red SDH provincial. Luego, este flujo es desmontado
en el equipo SDH, el cual está ubicado en la delegación. El tráfico de los municipios
antes de llegar al router SHDSL pasa por un equipo codificador-decodificador
conocido como escudo que cifra y descifra toda la información en la carga útil del
paquete IP.
Es importante agregar que la red de Cienfuegos se convierte a su vez en una subred
de la red nacional del MININT. Por lo que el sistema se conecta, a través de su nodo
principal, a dos redes independientes: la PSTN y la red privada nacional (con
protocolos de señalización y políticas de accesos diferentes).
Las plataformas 3300 ICP que componen la red del MININT Cienfuegos ofrecen un
control de llamada robusto, basado en todas las ventajas de la telefonía IP y
soportan la telefonía tradicional para teléfonos analógicos y troncos digitales y
analógicos. Además, usan la red IP para conectar teléfonos y troncos IP y provee
un subsistema suplementario TDM para conmutar llamadas entre teléfonos
Capítulo 2: Soluciones de telefonía en el MININT Cienfuegos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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tradicionales. La posibilidad de emplear dos tipos de conmutación simultáneamente
significa que todo el tráfico es procesado con un mínimo de conversión entre IP y la
telefonía tradicional. Por otro lado se logra que la funcionalidad de gateway o E2T
(Ethernet to TDM) sea solo requerida para la comunicación entre redes IP y TDM.
De esta forma se consigue una migración a la telefonía IP eficaz y progresiva (Mitel,
2009b).
Los tres nodos que componen esta red telefónica privada tienen configuración de
unidades múltiples, las cuales están en red aunque cada elemento funciona
independientemente. A continuación se describe el funcionamiento y la
interconexión de los nodos de esta red telefónica privada.
2.1.1. Nodo Mxe CF I
El nodo principal se compone por una unidad modelo Mxe; el cual tiene la capacidad
de proporcionar dos configuraciones diferentes: configuración base y configuración
expandida. La primera es la empleada en la red del MININT, en la cual el controlador
3300 Mxe utiliza un solo procesador RTC para el control en tiempo real de las
llamadas y realiza la función de E2T. En esta configuración el controlador puede
admitir hasta 300 teléfonos IP o 300 usuarios SIP o 12 gabinetes SX 2000 con 196
teléfonos analógicos o digitales cada uno. Además, brinda la posibilidad de
funcionar como gateway para 64 canales (de IP a TDM o viceversa), 30 canales de
correo de voz, 64 canales de conferencia y 64 canales de compresión de voz.
Por su parte, la configuración expandida emplea un procesador E2T, además del
RTC. Esta permite soportar hasta 1400 teléfonos IP o 1000 usuarios SIP. Con este
otro procesador se incrementa la capacidad de funcionar como gateway con un total
de hasta 192 puertos y 192 capacidades para la compresión de voz, donde se
mantienen la misma cantidad de canales de conferencia y de correo de voz. Puede
manejar troncales IP para comunicarse con otras centrales similares o en formato
SIP para comunicarse con centrales públicas o de otros fabricantes (Mitel, 2009b).
La arquitectura del nodo principal integra un switch Ethernet L2 de dos puertos a
10/100/1000 Base T para conectarse a la red. El mismo permite que el controlador
realice el control de llamada, la señalización con los teléfonos IP y la
Capítulo 2: Soluciones de telefonía en el MININT Cienfuegos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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interconectividad de las plataformas a través de troncos IP. En la red telefónica
privada del MININT Cienfuegos se emplean dos enlaces Ethernet, una para cada
nodo secundario con 200 troncos IP cada uno usando IP/XNET. Es válido
mencionar que este nodo principal posee en el panel frontal cuatro ranuras para la
instalación de módulos de expansión que permiten agregar otras funcionalidades o
aumentar las capacidades básicas del controlador. En el controlador del nodo CF
Mxe se tienen instalados los siguientes módulos de expansión:
- Dual FIM (del inglés Dual Fiber Interface Module).
- 1 Módulo Dual T1/E1.
- 1 Módulo Quad DSP.
La unidad del nodo CF Mxe, está equipada con dos módulos Dual FIM. Uno se
emplea para conectar dos gabinetes periféricos SX-2000 y el otro para conectar un
gabinete y un NSU (del inglés Network Service Unit).
Por su parte, el módulo Dual T1/E1 es el que conecta al nodo con la red nacional
del MININT. Esto se realiza a través de un enlace E1 con señalización
DPNSS/MSDN por lo que solo se utiliza un conector.
Para conectar troncos analógicos y extensiones analógicas y digitales, se conectan
al controlador 3 gabinetes periféricos SX 2000. Además, en cada gabinete periférico
está instalada una tarjeta controladora del periférico PSC y un módulo, de interfaz
de fibra óptica FIM. El PSC controla todas las tarjetas de interfaz del gabinete y el
FIM conecta a través de fibra óptica el periférico con el controlador.
Cada periférico puede soportar 12 tarjetas de interfaz para proporcionar hasta 192
puertos ONS o DNI. Es necesario agregar que se pueden instalar varios tipos de
tarjetas, entre las cuales se encuentran: tarjetas de líneas DNI para teléfonos
digitales Mitel, tarjetas de troncos analógicos LS/GS, tarjetas de líneas ONS o de
lazo corto, tarjetas de líneas OPS o de lazo largo.
El nodo está equipado con un R2 NSU. Esto se utiliza para proveer conectividad de
troncos digitales entre el controlador y la PSTN empleando enlaces con señalización
R2. La R2 NSU es un conversor protocolar que permite acceder al sistema R2 de la
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Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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PSTN usando señalización de tronco digital MF-R2 y traducirlo al Sistema de
Señalización de Red Privada Digital (DPNSS) para el Controlador 3300 Mxe. Este
equipo, se conecta al controlador a través de fibra óptica y a la PSTN a través de
dos enlaces E1 independientes sobre cables de cobre.
El nodo principal tiene la función de conectar la red provincial del MININT a la red
nacional del Ministerio y a la red de ETECSA por lo que esta ha de implementar los
servicios de selección de rutas para las llamadas salientes; además, de la
programación de las restricciones de acceso. En la figura 2.1 se muestra un
esquema de la estructura del nodo y su conectividad.
Figura 2.1: Representación esquemática del nodo CF-Mxe. (Fuente: Hall, 2012: 6).
2.1.2. Nodos secundarios de la red
En la red telefónica del MININT de Cienfuegos los nodos secundarios que se
emplean son el CF AX I y CF AX II. Los mismos están constituidos por controladores
AX 3300 ICP; los cuales son controladores con un gabinete para tarjetas de interfaz
integrados en una misma unidad.
Estos poseen una arquitectura similar a las del 3300 Mxe, aunque no soportan la
instalación de un procesador E2T y solo cuentan con una ranura de expansión para
módulos adicionales. Al gabinete integrado se le pueden instalar solo tarjetas ONS
de 24 y 16 puertos en 12 ranuras, brindando de esta forma servicio a 288 teléfonos
analógicos. Integra un switch Ethernet L2 de dos puertos a 10/100/1000 Base T
para conectarse a la red con el propósito de interconectar otros controladores o
soportar hasta 100 teléfonos IP a través de switchs Ethernet L2.
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En la red del MININT ambos nodos tienen la función de concentración de
extensiones, aunque conmutan llamadas entre extensiones del nodo. En el caso de
CF AX II adicionalmente sirve como una segunda conexión a la PSTN a través de
un enlace E1 – PRI soportado por un módulo Dual T1/E1 instalado en la ranura de
expansión.
2.1.3 Interconexión de los elementos que componen la red telefónica privada
del MININT en Cienfuegos.
Para poder interconectar los nodos de la red, se emplea la aplicación IP Networking,
la cual brinda la opción para los clientes de unir los sistemas en la red y realizar el
trabajo como un conjunto. Los clientes pueden dirigir el tráfico de voz por la
infraestructura LAN/WAN existente, en vez de arrendar los circuitos de voz
especializados que proporciona la PSTN. El IP Networking soporta los protocolos
MSDN/DPNSS (del inglés Multi Service Data Network) sobre la infraestructura IP.
Los controladores pueden unirse, formando un clúster para proporcionar mayores
prestaciones que un controlador operando autónomamente. Estos pueden
conectarse a una misma red que esté geográficamente separada para compartir
información, servicios y costos de manera eficaz. El IP Networking puede usarse
como comunicación primaria entre los controladores. Además, se emplea como un
gateway TDM –IP que soporta los códecs de compresión G.711 y G.729a, hasta
999 conexiones con otros nodos de la red. Permitiendo un total de 2000 conexiones
a la red IP desde cualquier nodo y hasta 200 conexiones IP entre dos nodos. En la
red todos los controladores tienen habilitada esta aplicación, lo que permite la
conexión directa de los nodos secundarios al principal. Esta conexión es soportada
por una red Ethernet compuesta por un switch L2 externo que se conecta a un
puerto de cada switch L2 integrado en los controladores, como se muestra en la
figura 2.2.
Se habilitan en cada enlace 200 troncos IP, los cuales representan la cantidad de
conexiones simultáneas de llamadas soportadas. Los troncos IP funcionan en el
dominio IP del controlador. Una llamada desde un tronco, teléfono analógico o digital
Capítulo 2: Soluciones de telefonía en el MININT Cienfuegos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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que sea enrutado sobre un tronco IP consume un canal E2T independientemente
de la conexión IP que utilice.
Figura 2.2: Interconexión de los controladores en la red.
Por otra parte, para el trabajo con la aplicación IP Networking es necesario
considerar el ancho de banda, ya que un paquete IP que lleva información de voz
tiene un número de envolturas adicionales tales como: la dirección IP, la dirección
MAC y el tipo de red. Estas aumentan el tamaño del paquete, por lo que aumenta
el ancho de banda requerido para realizar su transportación.
La optimización del ancho de banda es uno de los requerimientos principales en un
sistema VoIP. El Controlador 3300 Mxe soporta compresión de voz G.729a, que
reduce el ancho de banda requerido en una llamada de voz estándar (G.711) desde
64 Kbps a 8 Kbps. Típicamente, el códec G.711 proporciona la mejor calidad de voz
y es comparable con las conexiones TDM. Por su parte, G.729a proporciona una
reducción óptima en el ancho de banda, con sólo una pérdida menor en la calidad
de voz. Dependiendo del ancho de banda disponible y la calidad de voz aceptable,
puede ser valioso usar el códec G.729a.
Cualquier reserva de ancho de banda debe considerar la señalización. Para redes
Mitel la reserva de un ancho de banda superior en un 10 % al inicialmente calculado,
es suficiente para la señalización (Mitel, 2009a).
El mecanismo para el manejo de los códec de voz es basado en conceptos de
zonas. El grupo de dispositivos IP en un Controlador 3300 Mxe conforman una zona
y los dispositivos IP de cada uno de controladores AX, conforman las otras zonas,
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las llamadas se comprimen entre zonas utilizando el códec G729a. Pero, para las
llamadas que se realizan en una misma zona no se requiere compresión.
2.1.4. Distribución de las extensiones de la red
Los cinco gabinetes de la red telefónica privada del MININT Cienfuegos tienen
instalados diferentes tipos de tarjetas de interfaz para dar servicio a diferentes tipos
de estaciones. Las tarjetas DNI dan servicios a teléfonos digitales y consolas Mitel,
mientras que las tarjetas OPS y ONS dan servicio a estaciones o teléfonos
analógicos. Las tarjetas OPS o de lazo largo, son empleadas para interconectar
otras PBX pequeñas, de marca Phillips, ubicadas en las unidades y departamentos.
Estas extensiones son conocidas como líneas de oficina central.
La siguiente tabla muestra la distribución de las extensiones según su tipo y el
controlador al que se encuentran conectados.
Nodo Analógicos DNI LÍNEAS CO
AX I 118 0 2
AX II 128 0 3
Mxe 277 83 12
Tabla 2.1: Distribución de la interfaz en la red telefónica privada del MININT
Cienfuegos
2.2. Estudio de ancho de banda en los municipios de Cienfuegos
La disponibilidad de ancho de banda en las delegaciones municipales es una parte
importante para determinar la factibilidad del servicio, así como el tipo de códec que
se debe emplear.
Para analizar el uso del ancho de banda en los municipios se muestreó la utilización
de este en cada uno de ellos. A continuación, en la figura 2.3, se muestra el tráfico
en ambas direcciones del enlace con el municipio de Abreus. Se escoge este
municipio debido a que es el que hace un mayor uso del ancho de banda.
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Figura 2.3: Uso del enlace de ancho de banda en el enlace al municipio Abreus.
En la gráfica se observa el consumo del ancho de banda en el enlace al municipio
de Abreus, el cual es de menos de 1Mbps como promedio.
Realizando un estudio de estos enlaces en todos los municipios se puede
determinar que los enlaces tienen una capacidad de 2Mbps. Aunque el tráfico real
no sobrepasa un 1 Mbps como promedio en el enlace más ocupado.
En la tabla 2.2 se muestra el ancho de banda necesario para los diferentes
protocolos de red utilizando los códec G.711 y G.729.
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Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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Tabla 2.2: Ancho de banda necesario para G711 y G729. (Fuente: Mitel, 2004).
Como se observa en los enlaces con los municipios se cuenta con suficiente ancho
de banda para soportar 10 servicios de telefonía IP sin causar serias afectaciones
al tráfico actual.
2.3. Facilidades de administración de la red
Los controladores 3300 ICP cuentan con un sistema operativo llamado Mitel Call
Director (MCD). Este ofrece un ambiente web para administrar el sistema y trae una
serie de aspectos para el trabajo en la red con una configuración ya establecida por
el fabricante.
La interfaz web es fácil de entender y está bien organizada pero ofrece pocas
estadísticas importantes de tiempo real. No incluye reportes si no es con la
instalación de software adicional. Varios eventos solo son descifrables por el
personal de Mitel con el uso del System Engeenery Tool (al cual se accede si está
conectado el sistema a internet).
Capítulo 2: Soluciones de telefonía en el MININT Cienfuegos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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La interfaz web para la configuración del sistema recibe el nombre System
Administration Tool y se accede a través de la dirección IP del procesador RTC del
controlador. En la interfaz, la configuración se realiza por categorías cada una de
las cuales agrupan las diferentes tablas de configuración.
2.3.1. Sincronización de datos del sistema
Los sistemas Mitel son configurables a nivel de red, lo que da la posibilidad de que
al conectarse a la herramienta de administración desde un nodo se pueda
programar otro nodo sin estar conectado directamente. O sea, si se está conectado
al nodo MXE se podrá configurar cualquiera de los otros nodos. Además, el sistema
puede compartir los directorios de todas las extensiones así como su programación.
Esto es posible gracias al SDS (del inglés System Data Syncronitation). En una red
Mitel el SDS transporta los datos de programación actualizando las tablas de
restricción de interconexión, los códigos de acceso y las opciones de clase de
servicio, para que estas sean idénticas en cada elemento. Sin este sistema el
administrador tendría que programar cada nodo de forma independiente. Entonces
se debería asegurar que los datos sean los mismos en cada elemento, o programar
una base de datos central y hacer que cada elemento actualice sus tablas por esta.
El administrador tiene la opción de seleccionar que tablas va a compartir. Así todas
las modificaciones a los datos de una tabla compartida son automáticamente
distribuidas a los otros elementos de la red modificando la tabla correspondiente en
cada uno. En la red del MININT Cienfuegos se comparten muchas de las tablas de
configuración. De esta forma el administrador puede configurar las tablas que rigen
el funcionamiento de la red sin importar el nodo al que estén conectados. Este es el
caso de la tabla de asignación de grupos de COR que al ser compartida permite
que un número de COR tenga el mismo nivel de restricción en todas las llamadas
de la red.
2.4. Propuesta de diseño
Para enlazar la red del MINIT de Cienfuegos con los municipios se propone un
esquema en el cual todas las llamadas entre las delegaciones municipales y la
provincial se realicen dentro de la red del MININT. Para integrar las unidades
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Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos se
deben instalar servidores Asterisk en cada uno de los municipios. Estos servidores
contarán con al menos 10 extensiones de teléfonos IP. Lo cual como se demostró
anteriormente es posible debido al ancho de banda que tienen cada uno de estos
municipios. Estos servidores se conectarán directamente con la PBX Mitel 3300
MXE utilizando el protocolo de señalización SIP. De esta forma se logra una
disminución en los costos de las llamadas, así como también se obtiene una mayor
seguridad de las mismas. Esto es imprescindible debido a la confiabilidad de la
información que se transmite en esta institución.
CAPÍTULO III Propuesta de inserción de
servidores Asterisk a la Red Telefónica Privada del MININT
Cienfuegos
Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la RTP del MININT Cienfuegos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la Red
Telefónica Privada del MININT Cienfuegos
El presente capítulo describe el diseño del esquema para conectar las unidades
municipales de la PNR en Cienfuegos a la Red Telefónica Privada del MININT. O
sea, como se había mencionado en el capítulo II se propone instalar servidores
Asterisk en cada uno de los municipios; los cuales contarán al menos con 10
extensiones de teléfonos IP. Estos servidores se conectarán directamente con la
PBX Mitel 3300 MXE utilizando el protocolo de señalización SIP. Es necesario
acotar que se propone utilizar en la instalación de los servidores Asterisk, la
distribución de software libre de Servidor de Comunicaciones Unificadas, Elastix.
Para una mejor comprensión del diseño propuesto se exponen, a continuación, los
diferentes pasos a seguir.
3.1. Requerimientos de hardware
Cuando se selecciona el hardware necesario para la instalación de Elastix, no existe
un método fiable para dimensionar el mismo, debido a los diferentes factores que
intervienen a la hora de tomar una decisión. Algunos de los aspectos que se deben
tener en cuenta son: la cantidad de extensiones que se van a conectar, cuantas
llamadas simultáneas se desean ofrecer, que códec se va a utilizar y los servicios
que se utilicen (grabación de llamadas, video conferencia, transferencia de
llamadas, transcodificación, entre otros) (Landívar, 2008).
3.2. Instalación de Elastix
Para comenzar la instalación se debe tener el CD con la versión de Elastix que se
desea instalar. El mismo se insertará en la computadora en el momento de
encenderla. La computadora debe arrancar de la unidad de CD-ROM, de no ser así
se debe habilitar esta opción en el BIOS de la PC. Posteriormente, en la pantalla
aparecerá la información que se muestra en la figura 3.1:
Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la RTP del MININT Cienfuegos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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Figura 3.1: Pantalla de instalación inicial
El CD de instalación iniciará la instalación automáticamente. Después, se escoge el
tipo de teclado de acuerdo al idioma. Si el teclado es de idioma español se
selecciona la opción es. Más adelante, según plantea Muñoz (2010), se muestra
una pantalla de recibimiento, donde se da la bienvenida a Elastix. Posteriormente,
se opta por la opción aceptar y aparece una opción donde se debe elegir el tipo de
partición del disco duro y como se deberán distribuir dichas particiones. Lo
recomendable es dejar que el sistema haga sus particiones automáticamente ya
que viene optimizado para ello. Llegado a este punto, saldrá un mensaje
preguntando si se quiere revisar cómo han quedado las tablas de particiones. Se
recomienda escoger la opción no y entonces, aparecerá una pantalla donde pide
que se seleccione el gestor de arranque. En este caso, se escoge TAB y luego,
aceptar. En las dos pantallas siguientes se deben seleccionar las primeras
opciones, (las cuales vienen por defecto). Después, se escoge la zona horaria de la
región en este caso América/Habana.
Luego, se escribe la contraseña que será usada por el administrador de Elastix, para
acceder al servidor a través de la interfaz web. A continuación, aparecerá un cuadro
Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la RTP del MININT Cienfuegos
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como se muestra en la figura 3.2, donde se debe asignar una contraseña al usuario
root, que es el administrador del sistema. Esta contraseña debe ser al menos de 6
caracteres.
Figura 3.2: Escogiendo la contraseña de root.
Finalizado ese cuadro, aparece el que solicita los paquetes que se quieren instalar;
este cuadro se deja intacto y se da aceptar.
Inmediatamente, el sistema comenzará a hacer unas rutinas de preparación,
verificando dependencias, paquetes, entre otros elementos. Cuando esto finalice,
aparecerá una ventana donde se muestra que todas las actividades del proceso de
instalación estarán disponibles en un archivo de log cuando el sistema se haya
puesto a arrancar.
Después, comenzará con el formateo de las particiones ya creadas y los sistemas
de archivos. Al término de esto, aparece una pantalla donde se mostrarán las
instalaciones de cada uno de los paquetes que componen Elastix.
Cuando el sistema esté instalado completamente, el mismo se reiniciará y mostrará
una pantalla similar a la que aparece cuando se introduce el CD de instalación, (ver
figura 3.3).
Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la RTP del MININT Cienfuegos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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Figura 3.3: Comienzo de Elastix.
En seguida, la PBX ejecutará una serie de procesos de arranque y scripts de inicio
hasta que finalmente se arribe a la pantalla de bienvenida, (ver figura 3.4).
Figura 3.4: Pantalla de autenticación para ingresar a Elastix desde consola.
Luego, se ingresa como usuario root y la contraseña digitada al momento de la
instalación; después de haber ejecutado estos pasos ya estará instalado Elastix en
la computadora. Cuando la instalación se haya completado se debe realizar la
configuración básica y avanzada de Elastix. A continuación se exponen algunas
características de la configuración básica.
3.3. Configuración Básica
Para realizar la configuración básica de Elastix, según plantea Landívar (2008), se
debe configurar la red y crear extensiones. Seguidamente, se exponen algunas
características que hay que tomar en consideración para configurar la red y crear
extensiones.
Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la RTP del MININT Cienfuegos
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3.3.1. Configuración de red
Para configurar la red se accede a la interfaz web de Elastix, en la cual se puede
realizar todas las configuraciones necesarias para el correcto funcionamiento del
servidor Asterisk. Para acceder a la interfaz web se abre un navegador y se escribe
la dirección IP del servidor Asterisk. Inmediatamente, se muestra la pantalla de
bienvenida en la cual se escribe como nombre de usuario admin y la contraseña
escrita para acceder como administrador en el momento de la instalación (ver figura
3.5).
Figura 3.5: Ingresar usuario y contraseña.
Luego, se selecciona la opción ‘‘Network’’ del menú ‘‘System’’ de Elastix, la cual
permite visualizar y configurar los parámetros de red del servidor, (ver figura 3.6).
Figura 3.6: Configuración de parámetros de red.
Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la RTP del MININT Cienfuegos
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Para una mejor comprensión de la figura 3.6 se hace necesario esclarecer que: host
es el nombre del servidor; en Puerta de Enlace se pone la dirección IP de la Puerta
de Enlace (Gateway); en DNS Primario se escribe la dirección IP del Servidor de
Resolución de Nombres (Primary DNS) y en DNS Secundario se especifica la
dirección IP del Servidor de Resolución de Nombres (Secondary DNS) o Alternativo.
Para modificar estos parámetros se selecciona la opción Edit network parameters y
para cambiar la dirección IP y máscara de red, se debe dar click sobre Ethernet 0.
Después de introducir los datos necesarios para realizar la configuración de la red
se deben comenzar a crear las extensiones. A continuación se explican los pasos
más importantes que se deben realizar para la creación de una extensión SIP, ya
que es la que se utilizará en el diseño.
3.3.2 Creando una extensión
Para crear una nueva extensión se entra al Menú PBX (todas las configuraciones
necesarias para el presente diseño se realizarán en este menú). En seguida, se
accede por defecto, a la sección PBX configuration; aquí se debe escoger del panel
izquierdo la opción extensions. Más tarde, se accede a una ventana como la
mostrada en la (figura 3.7), donde primero se escoge el dispositivo entre las
opciones disponibles. En este caso Generic SIP Device, es el protocolo que se
utilizará en el diseño.
Figura 3.7: Creando nueva extensión
Una vez seleccionado el dispositivo se da click en submit y aparecerá un formulario
como el que se muestra en la figura 3.8, ya que se ha seleccionado SIP.
Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la RTP del MININT Cienfuegos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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Figura 3.8: Formulario de creación de nueva extensión SIP
Como se puede observar existen varios parámetros que se configuran pero no todos
los datos son necesarios para conseguir una extensión funcional, por lo que solo se
detallarán los más importantes, como bien expresa Landívar (2008).
User extension: Debe ser único. Éste es el número que se puede marcar de
cualquier otra extensión.
Display Name: Es el nombre del usuario que realiza la llamada. Las llamadas de
este usuario serán fijadas con ese nombre.
Outbound CID: En este campo se puede colocar un identificador de número
diferente al de la central cuando se esté marcando fuera de esta.
Call Waiting: Se usa para llamadas en espera, es de suma importancia que esta
opción este habilitada, porque de aquí depende que el teléfono pueda recibir otra
llamada cuando se tenga la línea ocupada.
Secret: Esta es la contraseña que se asigna a la extensión y es usada por el
dispositivo de telefonía para autenticar al servidor de Asterisk.
Dtmfmode: (Multifrecuencia de doble tono). Tonos en diferentes hertz que utiliza una
telefonía para marcar números. Cada número u opción del teléfono tiene un tono
propio que es identificado en la telefonía.
Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la RTP del MININT Cienfuegos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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Language Code: Con esta opción, si están instaladas las voces en español e inglés,
cuando se especifique es todos los avisos o anuncios se escucharan en español,
como son los de buzón de voz.
Con estos campos configurados, debe ser suficiente para tener una extensión lista
para ser utilizada.
3.4. Configuración avanzada
En este epígrafe se explican algunas de las configuraciones necesarias para brindar
varios servicios que se requieren para el óptimo funcionamiento de un servidor
Asterisk estos son: el ruteo de llamadas y la configuración de los troncales.
3.4.1 Ruteo de llamadas
Para lograr el funcionamiento del ruteo de llamadas se debe configurar las rutas
salientes. Estas son importantes en conjunto con los patrones de marcado a la hora
de tomar decisiones para utilizar los diferentes troncos. Para realizar dicha
configuración se selecciona la opción outbound routes y aparece el formulario de
creación de una nueva ruta saliente como se muestra en la figura 3.9.
Figura 3.9: Formulario de creación de una nueva ruta saliente.
Algunos de los parámetros que se refieren en este formulario (mostrado en la figura
3.9) se explican a continuación:
Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la RTP del MININT Cienfuegos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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Route Name: En este campo se especifica un nombre descriptivo para la troncal
(esto debe facilitar la administración de las mismas).
Route Password: Si se llena este campo cada vez que una llamada salga por una
troncal, al llamador le será solicitada una contraseña. Si la contraseña es ingresada
correctamente la llamada es conectada, en caso contrario la llamada es descartada.
Dial Patterns: El patrón de marcado es el conjunto de dígitos que Asterisk usa para
verificar el match con los dígitos marcados por un usuario y así determinar el canal
por donde se debe enviar la llamada. Las reglas pueden ser especificadas mediante
la siguiente sintaxis:
Patrón Descripción
X Representa cualquier dígito de 0-9.
Z Representa cualquier dígito de 1-9.
N Representa cualquier dígito de 2-9.
[1237-9] Representa cualquier dígito entre corchetes.
. Representa uno o más caracteres.
| Separa el número ubicado a la izquierda del número marcado. Por
ejemplo: 9|NXXXXXX debería representar los números marcados
como “92234567” pero sólo debería pasar “2234567”.
Un ejemplo de cómo puede ser utilizado el patrón de marcado se muestra en la
figura 3.10. En esta los números se marcarán con el 50 delante y el servidor
entiende que tiene que quitar el 50; además, permitirá la salida a todos los números
de dos dígitos en adelante (XX.).
Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la RTP del MININT Cienfuegos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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Figura 3.10: Ejemplo del patrón de marcado.
En el campo Trunk Sequence for matches routes se lista e indica el orden en que
se debe intentar el uso de las troncales. Cuando un número digitado por un usuario
es matcheado por el patrón de marcado especificado antes, Asterisk intentará
realizar la llamada por las troncales especificadas en esta opción en el orden en que
son listadas.
No es necesario configurar las rutas entrantes ya que todas las llamadas entrantes
serán tratadas como usuarios. Esto se debe a que el contexto que se utilizará es
inter-office–in, lo cual se configura en los troncales.
3.4.2. Troncales
Un troncal es un medio de transmisión por el que se pueden manejar varias
comunicaciones o canales, simultánea o pseudo-simultáneamente; esta última
expresión, se debe a que el mecanismo luce como simultáneo para el usuario,
aunque estrictamente no lo sea, según plantea Muñoz (2010). O sea, un troncal es
el que permite llevar una llamada a cualquier proveedor de servicio de voz o a
cualquier dispositivo que reciba su intento de llamada y la gestione a otro destino.
Algunos de los tipos de troncales son: SIP, IAX2, ZAP y Custom.
Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la RTP del MININT Cienfuegos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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Para configurar los troncos se selecciona la opción troncos y se escoge Add SIP
trunk, ya que es un tronco SIP el que se quiere configurar (ver figura 3.11).
Figura 3.11: Selección de tronco.
A continuación se exponen algunos de los parámetros a configurar cuando se crea
un tronco SIP, los cuales se muestran en la figura 3.12.
Figura 3.12: Configuración de un tronco SIP.
Truk name: se refleja el nombre que se le da al tronco.
Outbound Caller ID: En esta opción se especifica el identificador de llamada con el
que se quiere que salga una llamada que es colocada en este troncal.
Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la RTP del MININT Cienfuegos
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El formato utilizado es: “Nombre del llamador” <###########> ejemplo: “Carlos
Andris” <8098767601>. Si no se quiere usar un identificador de llamada, se puede
dejar en blanco esta opción.
Maximun Channels: Esta opción limita el número de canales que pueden ser usados
en una troncal.
Disable Trunk: sirve para deshabilitar el troncal.
Monitor Trunk: con este parámetro se puede agregar un mensaje que se ejecute en
caso de que el troncal falle y lo notifique mediante un e-mail.
Dialed number manipulation Rules: Las reglas de marcado indican como Asterisk
debería marcar para hacer la llamada en una troncal. Esta opción puede ser usada
para adicionar o remover prefijos. Las reglas pueden ser especificadas mediante la
siguiente sintaxis:
Patrón Descripción
X Representa cualquier dígito de 0-9.
Z Representa cualquier dígito de 1-9.
N Representa cualquier dígito de 2-9.
[1237-9] Representa cualquier dígito entre corchetes.
. Representa uno o más caracteres.
| Separa el número ubicado a la izquierda del número marcado. Por
ejemplo: 9|NXXXXXX debería representar los números marcados
como “92234567” pero sólo debería pasar “2234567”.
+ Adiciona un prefijo al número marcado. Por ejemplo:
001+NXXNXXXXXX debería agregar el 001 al número 3058293438
cuando este es marcado.
Además de las configuraciones referenciadas anteriormente, se deben especificar
las configuraciones entrantes y salientes. Estas pueden incluir username, password,
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códec utilizado, el host con el cual debe de registrarse, entre otros aspectos (ver
figura 3.13).
Figura 3.13: Configuración de troncos SIP.
Para realizar estas configuraciones se selecciona el cuadro Trunk Name y se
escribe el nombre del tronco. Luego, se configuran las opciones del PEER en el
cuadro que dice PEER Details y en USER Context se escribe el nombre del contexto
que se va a utilizar. Posteriormente, se configuran las opciones del USER en el
cuadro que dice USER Details. Estos campos pueden ser rellenados con distintas
opciones (ver anexo I).
A continuación, se debe llenar el Register String el cual es un parámetro que se
utiliza en algunos casos para estar registrados con el servidor cuando la dirección
IP pública es dinámica. En el caso del diseño propuesto no es necesario ya que la
dirección IP es estática y el formato es: myusername:mypassword@host.
Luego de haber realizado las configuraciones necesarias en el servidor Asterisk es
necesario configurar las extensiones que se utilizarán. A continuación se explica la
configuración de un teléfono IP.
3.5. Configuración de teléfono IP
Los teléfonos IP pueden ser teléfonos físicos (hardware) denominados hardphones
o teléfonos de software (instalado en los propios computadores de los usuarios)
Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la RTP del MININT Cienfuegos
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denominados softphones (Rodríguez, 2010). En la presente investigación se
explicará la configuración de un teléfono IP físico.
La configuración de un teléfono IP es bastante sencilla. Como mínimo un teléfono
IP necesita 3 valores para funcionar: el IP del servidor PBX (en este caso Elastix),
el usuario (comúnmente la extensión) y la contraseña de dicho usuario.
En el presente diseño se explica la configuración de un teléfono Mitel 5304 SIP,
puesto que son los empleados por el MININT Cienfuegos.
Primero, se asigna una dirección IP al teléfono la cual debe ser única en la red,
seguidamente, se ingresa la máscara de red y por último, el IP de la puerta de
enlace. Estos pasos se realizan directamente en el teléfono a través del menú que
ellos tienen.
Después de haberle asignado al teléfono los datos necesarios para ser utilizado, se
registra con el servidor Elastix. Esto se hace a través del navegador web, y para
esto se accede al teléfono introduciendo la dirección IP del mismo en el navegador.
Inmediatamente, se selecciona el menú Herramienta de administración y se escoge
la opción comienzo rápido. Luego, se rellenan los campos siguientes en Detalles de
Usuarios (ver figura 3.14):
User ID or extension: se debe especificar el número de teléfono.
User display name: se refleja el nombre que aparecerá en otra extensión cuando se
realice una llamada hacia ella.
SIP authentication user name: se especifica el número de la extensión para el
protocolo SIP.
SIP authentication password: se debe introducir la contraseña de SIP.
Luego, se debe proceder a especificar en SIP servers los campos siguientes (ver
figura 3.14):
SIP proxy server: se refleja la dirección IP del servidor Elastix.
Port: se debe referenciar el puerto
Schema: aquí se plasma el protocolo de transporte que se utilizará
SIP registry server: se debe colocar la dirección IP del servidor.
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Figura 3.14: Configuración del teléfono Mitel 5304 SIP.
Posteriormente, en la opción media cofiguration se establecen los parámetros para
enviar y recibir las señales de audio en la red IP (ver figura 3.15). Aquí se rellenan
los siguientes campos:
Audio codec type: se debe escoger el tipo de códec que se va a utilizar.
Frame size: se selecciona el tiempo de paquetización.
Media start port: se referencia el puerto de entrada de las llamadas.
Media end port: se refleja el puerto de salida de las llamadas.
Figura 3.15: Configuración del teléfono Mitel 5304 SIP.
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Luego de haber configurado estos parámetros ya se tiene una extensión registrada
en el servidor Elastix.
Tras realizar las configuraciones necesarias en los servidores Asterisk y en las
extensiones, se deben hacer las configuraciones en la PBX Mitel. De esta forma se
debe lograr la conexión de los servidores con ella, utilizando el protocolo SIP.
3.6. Configuración de los troncos SIP en la PBX MITEL 3300 ICP
Para poder lograr la conexión de los servidores Asterisk con la PBX Mitel 3300 ICP,
utilizando el protocolo de señalización SIP, es necesario configurar los troncos SIP
en la PBX. A continuación se exponen los pasos que se siguen para configurar los
troncos SIP.
Primero, se agregan los nuevos elementos a la red, en este caso los servidores
Asterisk. Para agregar un servidor Asterisk se debe acceder a la interfaz web de la
PBX Mitel 3300 ICP a través del Internet Explores. Después, en el menú voice
network se selecciona la opción network elements y se da click en la opción agregar
un nuevo elemento. Inmediatamente, se rellena un formulario con algunos
parámetros (ver anexo II), a continuación se explican los necesarios en el presente
diseño.
En la casilla name se escribe el nombre del nuevo elemento y en el campo type se
selecciona el tipo de elemento, pero como los servidores no vienen especificados
se debe escoger la opción other. En FQDN or IP address se coloca la dirección IP
del servidor y en SIP peer transport, se refleja el protocolo que se utilizará para el
transporte, (en el caso del diseño es User Datagram Protocol). En el campo SIP
peer port se refiere el puerto de entrada y en el campo External SIP proxy FQDN or
IP address se escribe la dirección IP del servidor Asterisk. Además, en SIP peer
status se especifica que este siempre activa la conexión.
Tras haber agregado los nuevos elementos de red se debe crear el perfil SIP. Para
esto se accede al menú SIP, se selecciona la opción SIP peer profile y se agrega.
Luego, es necesario rellenar los campos que aparecen en el anexo III.
Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la RTP del MININT Cienfuegos
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En este formulario no se deben obviar los siguientes campos (los cuales son de
importancia para el presente diseño): network element, en este campo se selecciona
el elemento de red al cual se va a conectar; address type, se debe especificar el tipo
de dirección IP y en maximun simultaneous call el número máximo de llamadas
simultáneas, el cual depende del ancho de banda disponible.
Luego de crear el perfil SIP, se deben configurar los atributos del tronco. Para esto
se selecciona el menú trunks y en este la opción trunk attributes, donde se escoge
un número de servicio para el tronco. Después, se llenan los campos que aparecen
en el anexo IV. En este campo hay que seleccionar la clase de servicio y la clase
de restricción.
Cuando se hayan realizado estos pasos ya se han creado los troncos y se tienen
que crear las rutas necesarias para los troncos.
Para configurar las rutas se selecciona el menú automatic route selection (ARS) y
se elige la opción digit modification plans (ARS), (ver anexo V). En estos campos
que aparecen se pueden escoger cuantos dígitos absorber y cuantos insertar a los
números que pasen por esta ruta. Inmediatamente, se selecciona la opción ARS
route para llenar los diferentes campos que aparecen en el anexo VI. A continuación
se explican algunos de estos campos:
En la casilla routing medium se opta por la opción SIP trunk (ya que es un tronco
SIP el que se va a utilizar). Luego, se escoge el perfil del par (SIP peer porfile), el
cual ya se creó anteriormente. En el campo digit modification number se elige el
plan de modificación deseado de los creados en el plan de modificación de dígitos.
Por último, se elige la opción ARS digits dialed y se especifican los números de las
extensiones y la rutas por la que se deben enviar las llamadas (ver anexo VII). Tras
realizar estos pasos deben quedar configurados lo troncos SIP en la PBX Mitel 3000
ICP.
3.7. Prueba de Compatibilidad
Se realizó una prueba con el objetivo de comprobar que no existían problemas de
compatibilidad entre los equipos que se proponen utilizar en el presente diseño; así
Capítulo III: Propuesta de inserción de servidores Asterisk a la RTP del MININT Cienfuegos
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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como para corroborar la fiabilidad de las configuraciones descritas anteriormente.
Para la realización de la misma se utilizó una PC con 80Gb de disco duro, 512 Mb
de memoria RAM, un procesador Pentium 4 a 1.6gh, fuente interna de 350 Watts y
sistema operativo Linux 2.6.36.
Se instaló la distro de Elastix versión 2.4.0 y a través de la interfaz web de Elastix
se configuró la red con la dirección IP del servidor. Después, se creó una extensión
SIP con nombre y número de usuario, los otros campos se mantuvieron como
estaban por defecto. Luego, se configuraron las rutas salientes y se le asignó un
nombre a la ruta. Mientras tanto, en el patrón de marcado se indicó que los números
se marcarán con el 20 delante, el servidor quita estos dos dígitos y permite las
llamadas que se marquen con dos dígitos o más (xx.). Posteriormente, se creó un
tronco SIP, al cual se le estableció un nombre y en Peer Details se especificó que
era de tipo peer. En user context se definió Inter-office-in, el cual es un contexto en
el que no es necesario configurar las rutas de llamadas entrantes ya que las mismas
serán tratadas como usuarios. Más adelante, en user datails se especificó que era
de tipo usuario.
A continuación, se realizó la configuración de un teléfono Mitel 5304 SIP, al cual se
le asignó una dirección IP y una máscara de subred. Luego, a través de la interfaz
web se especificó su número, el protocolo de transporte que utilizaría y la dirección
IP del servidor Asterisk.
Seguidamente, se realizaron las configuraciones en la PBX Mitel 3300 ICP
agregando, primeramente, el servidor Asterisk a la red. Después, se creó un perfil
SIP, en el cual se especificó la dirección IP del servidor y el número máximo de
llamadas. Además, se configuraron los atributos del tronco y se crearon las rutas
necesarias para el tronco. Por último, en la opción ARS digits dialed se especificó
el número de la extensión y la ruta por la que se debe enviar la llamada.
Tras haber ejecutado estas configuraciones se procedió a realizar llamadas desde
la extensión creada hacia otras extensiones de la red telefónica privada del MININT
Cienfuegos y viceversa, lográndose con éxito dicha comunicación.
CONCLUSIONES
Conclusiones
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A partir del análisis expuesto, se llega a las siguientes conclusiones:
-La red telefónica privada del MININT en Cienfuegos está integrada por tres nodos
controlados por plataformas 3300 ICP. Estos nodos son: uno modelo Mxe y dos AX
interconectados por troncales IP.
-En los municipios existe red de datos; la cual permite la conexión de la red
telefónica privada del MININT Cienfuegos con cada delegación municipal, esta
conexión se realiza a través de un enlace con una capacidad de 2 Mbps.
-Se propone un esquema en el cual todas las llamadas entre las delegaciones
municipales y la provincial se realicen dentro de la red del MININT, instalando
servidores Asterisk en cada uno de los municipios; los cuales contarán al menos
con 10 extensiones de teléfonos IP.
-Se propone instalar servidores Asterisk en cada una de las delegaciones
municipales; los cuales se conectarán directamente con la PBX Mitel 3300 MXE
utilizando el protocolo de señalización SIP.
-Para la instalación de los servidores Asterisk se plantea utilizar la distribución de
software libre de Servidor de Comunicaciones Unificadas (SCU), Elastix.
- Se realizó una prueba de compatibilidad con el objetivo de comprobar que no
existieran problemas en el diseño propuesto. Luego de haber ejecutado las
configuraciones pertinentes se realizaron llamadas desde la extensión creada hacia
otras extensiones de la red telefónica privada del MININT Cienfuegos y viceversa,
lográndose con éxito dicha comunicación.
RECOMENDACIONES
Recomendaciones
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-Realizar estudios de calidad de servicio en los enlaces que se proponen con los
municipios, ya que en este diseño solo se consideró la capacidad de ancho de
banda.
-Implementar el diseño propuesto, para poder disminuir los costos de las llamadas;
así como para obtener mayor seguridad en el manejo de información confidencial
que se transmite por este medio en dicha institución.
-Implementar medidas y prácticas que garanticen la seguridad del servidor Asterisk
(ver Anexo VIII).
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
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ANEXOS
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
I
Anexo I
En las siguientes columnas tenemos las posibilidades de configuración para los
tipos "user" y "peer".
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II
Fuente: Muñoz, 2010: 291-292.
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
III
Anexo II
Figura I: Agregar nuevos elementos de red.
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
IV
Anexo III
Figura II: Creación de un perfil SIP.
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
V
Anexo IV
Figura III: Atributos de los troncos.
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
VI
Anexo V
Figura IV: Plan de modificación de dígitos.
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
VII
Anexo VI
Figura V: Rutas ARS.
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
VIII
Anexo VII
Figura VI: Cambio del rango de programación – ARS Marcado de Dígitos.
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
IX
Anexo VIII: Prácticas recomendadas para la seguridad del servidor Asterisk.
Existen ciertas prácticas, de aplicación inmediata, que eliminan muchos de los
problemas de seguridad, protegiendo al servidor Asterisk de los barridos masivos y
ataques posteriores. A continuación se proponen algunas prácticas para garantizar
la seguridad del sistema según plantea Cornu, (2011):
-Tener una política adecuada de acceso físico al servidor.
-Tener listas de Acceso (ACL) para el registro de las extensiones.
-Políticas de acceso remoto limitado por firewall, ACL, y usuarios.
-Llevar un control exhaustivo del sistema.
-Estar al día con las actualizaciones, vulnerabilidades y soluciones.
-Llevar un mantenimiento continuo y observar los logs del sistema.
-Evitar utilizar puertos estándares.
-Utilizar herramientas como fail2ban y portsentry para evitar escaneos y ataques
DoS.
-Denegar peticiones al 5060/4569 UDP desde el exterior siempre que no tenga
usuarios SIP/IAX externos.
-DROPear cualquier paquete procedente de cualquier IP que no sea de su red de
confianza.
-No dejar los usuarios y password por defectos de Elastix; además de rotar
password periódicamente.
-No permitir llamadas sin autentificar.
-Validar la integridad de los ejecutables del sistema.
-Tener un control de la integridad de los directorios y archivos.
-Correr solo los servicios que realmente sean necesarios.
Además, se deben tener en cuenta los siete pasos para mejorar la seguridad SIP
en Asterisk que fueron publicados por DIGIUM, según refiere Cornu, (2011).
1) No aceptar pedidos de autenticación SIP desde cualquier dirección IP. Utilizar las
líneas “permit=” y “deny=” de sip.conf para sólo permitir un subconjunto razonable
Diseño de un esquema para conectar las unidades municipales de la PNR a la Red Telefónica Privada del MININT Cienfuegos, utilizando el protocolo SIP. Autor: Carlos A. De Dios Loyola. Trabajo de Diploma en opción al Título de Ing. en Telecomunicaciones y Electrónica. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, 2014.
X
de direcciones IP alcanzar cada usuario/extensión listado en el archivo sip.conf. Aun
aceptando llamadas entrantes desde “anywhere” (vía [default]) no se debe permitir
a esos usuarios alcanzar elementos autenticados.
2) Establecer el valor de la entrada “alwaysauthreject=yes” en el archivo sip.conf.
Esta opción está disponible desde la versión 1.2 de Asterisk, pero su valor por
defecto es "no", lo que puede ser potencialmente inseguro. Estableciendo este valor
en "yes" se rechazarán los pedidos de autenticación fallidos utilizando extensiones
válidas. Es decir envía un mensaje SIP 404 not found, en lugar del clásico 403
forbidden.
3) Utilizar claves SEGURAS para las entidades SIP. Este es probablemente la más
importante medida de seguridad. Los programas que generan y prueban claves por
fuerza bruta son accesibles desde la web.
4) Bloquear los puertos del Asterisk Manager Interface. Usar “permit=” y “deny=” en
manager.conf para limitar las conexiones entrantes sólo a hosts conocidos. Una vez
más utilizar claves seguras aquí también, al menos 12 caracteres de longitud en
una combinación de números, letras y símbolos.
5) Permitir sólo una o dos llamadas por vez a entidades SIP cuando sea posible.
Limitar el uso no autorizado de las líneas VoIP. Esto también es útil para el caso
que usuarios legítimos hagan pública su clave y pierdan control de su uso.
6) Los nombres de usuarios SIP deben ser diferentes a los de sus extensiones. A
pesar de ser conveniente tener una extensión “1234” que mapee a una entrada SIP
“1234”, la cual es también el usuario SIP “1234”. Esto facilita a los atacantes para
descubrir nombres de autenticación SIP. En su lugar usar las direcciones MAC del
dispositivo, o alguna combinación de frases comunes + extensión MD5 hash.
7) Asegurarse que el contexto [default] sea seguro. No permitir que llamadores no
autenticados alcancen contextos que les permitan llamar. Permitir que sólo una
cantidad limitada de llamadas activas pasen por el contexto default (utilizar la
función “GROUP” como contador). Prohibir totalmente las llamadas no autenticadas
(si es que así lo queremos) estableciendo “allowguest=no” en la parte [general] de
sip.conf.