1 2007 Voz sobre IP Vicegerencia TIC – IKT Gerenteordetzak

2 2 Escenario tradicional de Redes de Comunicaciones Problemática del tráfico telefónico en redes de datos Requisitos de la red de datos para Voz sobre IP Red Privada de Comunicaciones de UPV/EHU Escenarios de Voz sobre IP con PBXs Evolución de la PBX Protocolos de comunicaciones VoIP Clientes de telefonía IP Maqueta de pruebas de ToIP INDICE

3 3 Comunicaciones en entornos empresariales basadas en dos redes independientes:  Red telefónica  Red de datos RTC/RDSI Red IP Escenario Tradicional de Redes de Comunicaciones

4 4 Síncronos Asíncronos No crítico Crítico Sensibilidad al Retardo e-Mail web traffic web radio video- games telefonía video conferencing financial transaction user authentification network monitoring Client server applications server backup network management Clasificación de los tipos de tráficos de comunicaciones Nivel de criticidad

5 5 Parámetros que influyenDefinición y Causas que lo originan Retardo Tiempo de propagación de la comunicación desde el usuario origen al usuario destino. Causa: los equipos y medios de comunicación requieren un tiempo para el tratamiento y trasmisión de los paquetes de datos. Jitter (variabilidad del retardo) El tiempo de propagación varía durante la comunicación, en función del tráfico total de datos existente en la red. Causa: los paquetes de datos se almacenan temporalmente en los equipos de comunicación hasta que son procesados. El tamaño de las colas de almacenamiento varía en función del tráfico existente. Pérdida de paquetes Los paquetes de datos no llegan al destino. Causa: Congestión en la red que hace que los equipos de comunicación eliminen paquetes. Eco El usuario escucha lo mismo que habla, pero con cierto retraso. Causa: desadaptación de impedancias entre micrófono y auricular Ancho de banda insuficiente Velocidad de transmisión insuficiente para la comunicación. Causas: baja velocidad de transmisión, exceso de tráfico concurrente, algoritmo de codificación de voz inadecuado. Degradación de la calidad de la comunicación telefónica Problemática del tráfico telefónico en redes de datos

6 6 Parámetros para garantizar calidad telefónica adecuada  Retardo de la comunicación extremo a extremo < 250 mseg.  Fluctuación del retardo (jitter) durante la conversación < 50 mseg.  Pérdida de paquetes de voz < 1% (en un periodo de 5 minutos)  El oído interpola el sonido de forma natural.  Ancho de banda disponible suficiente en la red ethernet:  83 kbps por conversación (sin compresión de voz: codec G.711)  22 kbps por conversación (utilizando compresión de voz: codec G.723.1) Requisitos de la red de datos para VoIP Hola¿Me oyes? Hola ¿Quedamos? ¿Qu…e..da..mo..s ?

7 7 Jitter Buffer 50 ms Propagation Delay

8 8 Requisitos de la red de datos para VoIP: Ancho de banda Red de datos: Ofrecer ancho de banda suficiente extremo-extremo Tráfico de broadcast/multicast < 10% Pérdida de paquetes < 1% (periodo de 5 minutos) Pico máximo de uso de los interfaces LAN < 75% Pico máximo de uso de los interfaces WAN < 75% Teléfonos: Codecs con compresión de voz: G.729A (8 kbps) G.723.1 (5,6 kbps) -> 20 kbps en ethernet Supresión de silencios (activación del codec por detección de voz)

9 9 Trama ethernet:Cálculo de ancho de banda: MAC-Header 26* bytesTamaño de trama = Cabeceras + Voz VLAN-Tag 4 bytesTamaño de trama = 26+4+20+8+12+200 = 270 Byte IP-Header 20 bytesRate = Tramas / seg = Codec Neto / Codec Payload UDP-Header 8 bytesRate = 64000 bit/s / 200 x 8 bit = 30 pps RTP-Header 12 bytesAncho de banda = Tamaño trama x Rate Total Cabeceras: 70 bytesAncho de banda = 270 x 8 bit x 30 pps = 82,5 kbit/s Voz(G.711) 64kbps*25ms 200 bytesCon codificación G.723.1 = 90 x 8 x 30 = 21,6 kbit/s * 8 Byte Preambel MACIPUDPRTPG.711FCS Cabeceras Voz Ancho de banda para telefonía con codificación G.711

10 10 Red Privada de Comunicaciones Telefónicas de la UPV/EHU E.T.S. Ingenieros Bilbao Hicom 350H EUITI-Bilbao Hicom 330H Ing. Minas Hicom 330H E.U. Empresariales Hicom 330H E.T.S. Náutica Hicom 330H E. U. Magisterio Hicom 330H Col. Mayor Hicom 330H U.D. Basurto Hicom 330H EUITI-Eibar Hicom 330H Villa Asunción Hicom 330H Villa Soroa Hicom 330H F. Econ. y Emp. Sarriko Hicom 350H F. FARMACIA Hicom 350H LEIOA Hicom 350H IBAETA Hicom 350H 1 S 2 8 S 2 4 S 2 3 S 2 U.D. Medicina Hicom 330H Enfermería y U. Docentes Hicom 330H Aula Experiencia Hicom 310H 1 S 2 4 S 0 C. Social Hicom 330H U.D. Cruces Optipoint 400 1 S 2 2 S 0 1 S 2 4 S 0 1 S 2 4 S 0 1 S 2 RedIP 1 S 2 Zamudio AP 3500 1 S 2 2 S 0 Torre Arbide AP 3500 HiPath 4500 OVI Optipoint 400 C. Act. Física y Deporte HiPath 4300 1 S 2

11 11 Sistema telefónico HiPath 4000 Hicom 300 H S2 HiPath 3000 HiPath 4000 I and C Infrastructure (IP) HiPath 4000 HiPath AP 3500 IP OptiClient 130 OptiPoint 400 Fax con IP adapter HiPath AP 3300 IP Arquitectura distribuida IP: Estantes remotos conectados a la PBX principal a través de la red de datos VoIP Trunking: conexión entre PBXs a través de la red de datos ToIP: Teléfonos IP

12 12 Escenario 1: PBXs con arquitectura distribuida en IP  Campus Leioa - Zamudio  Campus Ibaeta - Torre Arbide Escenario 2: ToIP – terminales telefónicos IP  U.D. Medicina Cruces  O.V.I. Escenario 3: Interconexión de PBXs a través de la red de datos  (A corto plazo) Campus Vitoria - IVEF Escenarios de Voz sobre IP en UPV/EHU

13 13 HiPath 4000 Estante remoto AP 3500 Estante remoto AP 3500 Ruta de señalización Payload path Las llamadas locales se conmutan en el propio estante remoto Control de llamada Ibaeta Otro Torre Arbide Infrastructure IP Escenario 1 – HiPath 4000 con arquitectura distribuida en IP Estante remoto AP 3500 Estante remoto AP 3500

14 14 Control de llamada Llamadas entre los estantes remotos son conmutadas en la red de datos Ruta de señalización Payload path HiPath 4000 Infrastructure IP Ibaeta Estante remoto AP 3500 Estante remoto AP 3500 Torre Arbide Otro Escenario 1 – HiPath 4000 con arquitectura distribuida en IP Estante remoto AP 3500 Estante remoto AP 3500

15 15 Control de llamada Llamadas que no estan limitadas al estante remoto son conmutadas en la red de datos y en HiPath 4000 Ruta de señalización Payload path HiPath 4000 Infrastructure IP HG 3570 Ibaeta Estante remoto AP 3500 Estante remoto AP 3500 Torre Arbide Otro Escenario 1 – HiPath 4000 con arquitectura distribuida en IP Estante remoto AP 3500 Estante remoto AP 3500

16 16 HiPath 4000 Payload path Control de llamada Acceso a las lineas externas localmente o a través de Ibaeta Líneas I and C Infrastructure (IP) HG 3570 Ibaeta Estante remoto AP 3500 Estante remoto AP 3500 Torre Arbide Otro Escenario 1 – HiPath 4000 con arquitectura distribuida en IP Estante remoto AP 3500 Estante remoto AP 3500

17 17 HiPath 4000 Red IP Modem/Router Ruta de señalización Payload path Supervivencia de la señalización asegurando el control sobre el estante remoto si se pierde la señalización por fallo de red IP Infrastructure Red pública Infraestructura IP TrunkTrunk TrunkTrunk Supervivencia de la comunicación (payload) asegura la conectividad a través de la red pública en caso de fallo de red IP Torre Arbide Ibaeta Supervivencia de la señalización y de la comunicación Estante remoto AP 3500 Estante remoto AP 3500

18 18 HiPath 4000 Ruta de señalización Payload path Las llamadas locales se conmutan en la LAN Control de llamada Leioa OVI U.D.M. Cruces Infrastructure IP Escenario 2 – Terminales telefónicos IP LAN

19 19 Control de llamada Llamadas entre teléfonos IP de diferentes centros son conmutadas en la red de datos Ruta de señalización Payload path HiPath 4000 Infrastructure IP Leioa Escenario 2 – Terminales telefónicos IP U.D.M. Cruces LAN OVI

20 20 Control de llamada Llamadas que no estan limitadas al propio Centro son conmutadas en la red de datos y en HiPath 4000 Ruta de señalización Payload path HiPath 4000 Infrastructure IP HG 3530 Leioa Escenario 2 – Terminales telefónicos IP LAN OVI U.D.M. Cruces

21 21 HiPath 4000 Red IP Modem/Router Ruta de señalización Payload path Supervivencia de la señalización asegurando el control sobre el estante remoto si se pierde la señalización por fallo de red IP Infrastructure Red pública Infraestructura IP TrunkTrunk TrunkTrunk Supervivencia de la comunicación (payload) asegura la conectividad a través de la red pública en caso de fallo de red IP U.D.M. Cruces Leioa Supervivencia de la señalización y de la comunicación HiPath 2000

22 22 Control de llamada Las HiPath tienen autonomía completa en las llamadas internas (locales) y utilizan la red de datos como medio de transporte para llamadas entre centros Ruta de señalización Payload path HiPath 4000 Infrastructure IP HG 3550 Vitoria Escenario 3 – Interconexión entre PBXs IVEF HiPath 4000 Control de llamada

23 23 Teléfonos Líneas Circuitos conexión extensiones Circuitos conexión extensiones Circuitos conexión enlaces Circuitos conexión enlaces Conmutación Control PBX LAN Interfaz Ethernet Gateway VoIP Gatekeeper Red IP Corporativa Red pública Teléfonos IP Conmutación en LAN Conmutación en LAN Evolución de la PBX

24 24 Circuitos conexión enlaces Circuitos conexión enlaces Control PBX LAN Interfaz Ethernet Gateway VoIP Teléfonos IP Conmutación en LAN Conmutación en LAN Red IP Corporativa Gatekeeper Red pública Líneas Evolución de la PBX

25 25 Líneas Circuitos conexión enlaces Circuitos conexión enlaces LAN Gateway Red IP Corporativa Red pública Conmutación en LAN Conmutación en LAN Evolución de la PBX SOFTSWITCH Media Server Servidores Aplicaciones

26 26 Protocolos de comunicaciones VoIP CaracterísticasSIPH.323 AlcanceVoIP y aplicaciones multimedia DesarrolloIETFITU-T ArquitecturaModular - DistribuidaMonolítica - Distribuida ModeloInternet / WWW Estándares de telecomunicaciones Protocolo de TransporteUDP or TCPTCP (UDP optional) Protocolo de AplicaciónRTP Codecs soportadosTodos los Codecssólo ITU-T Codecs Protocolos relacionadosHTTP Q.931, Q.SIG (señalización RDSI) ComplejidadBajaAlta EscalabilidadAltaBaja CosteBajoAlto Otros protocolos: − Estandarizados: MGCP / Megaco − Propietarios: Skinny, P2P-Skype,…

27 27 G.711 G.722 G.723.1 G.728 G.729A H.261 H.263 H.225 RAS Channel H.225 Call Signaling Channel H.245 Call Control (Bearer) PPPAAL3/4AAL5 ATMSonetV.34 Ethernet IPv4, IPv6 UDP RTPX.224 Class 0 SIP SDP RTCP RSVP RTSP MGCP/ Megaco T.124 upper layers transport network data link physical T.125 T.123 AudioVideoT. Control & ManagementDataT. Control & Management TCP SIP MGCP/ Megaco TCP...other SIP H.323 Arquitectura SIP y H.323

28 28 Clientes de telefonía IP Hardphones: teléfonos con conectividad IP  Pantalla para visualización del número llamante  Menú integrado para prestaciones telefónicas y configuración  En general, pueden configurarse vía web  Posibilidad de miniswitch para conexión del PC (ahorro de tomas de datos)  Alimentación a 220 V., o a través de la toma de datos (802.3af) Softphones: software de telefonía para PC  Requieren tarjeta de sonido full-dúplex, micrófono y altavoces (o casco telefónico) en PC  Marcación, activación de prestaciones y configuración en el propio PC  Posibilidad de importación de contactos de Outlook o acceso a directorios LDAP para marcación telefónica  Posibilidad de personalización del interfaz de usuario  Ahorro de tomas de datos al utilizar la propia toma del PC  Posibilidad de servicios adicionales: mensajería instantánea, buzón de voz, transferencia de ficheros, videoconferencia, señalización de presencia on-line, etc.

29 29 Ejemplos de hardphones y softphones Thomson ST2030 SIP Optipoint 410 Economy H.323 Gigaset C450 IP SIP SJPhone SIP Linksys SPA921 SIP Linksys PAP2 Adapter SIP

30 30 Maqueta de pruebas de ToIP HiPath 2030 Hicom 300H 4 S 0 LAN ethernet Ext. analógica 5955 8258 8253 8231 8256 8255 8257