VoIP

1. VoIP

2. 1. Qué es VoIP • “Voice Over Internet Protocol” • Transmisión de voz sobre redes IP (Internet, Intranet) • Usar Internet (o cualquier red IP) para hacer un servicio público de telefonía • Depende si discutimos técnicamente o en términos de regulación oficial

3. El servicio histórico: “PSTN” o “POTS” POTS = Plain Old Telephony Service, o PSTN = Public Switched Telephone Network Monopolio histórico (“natural”), altamente regulado, muchas veces de propiedad estatal (PTTs). Estado de monopolio natural disminuído por nuevos entrantes y competencia de nuevas tecnologías (Celulares, Radio Trunking, Internet) Actualmente en discusión regulatoria: Cómo tratar la nueva tecnología en comparación con los servicios regulados. Cómo prever consecuencias si resulta la tecnología dominante a futuro. Historia Referencia: http://www.unc.edu/courses/2004spring/law/357c/001/projects/jennwill/VOIP/sources.html

4. PSTN: Conmutación de Circuitos • Un par de canales dedicados (circuitos) se establecepor la duración de la trasmisión telefónica. • La señal es conmutada por una central que dirige la llamada a su destino por un “plan de encaminamiento”, que puede incluir múltiples centrales y compañías hasta su destino. • Un circuito se establece y permanece abierto para trasmitir información durante toda la duración de la llamada.

5. Definiciones PSTN • La red PSTN se divide en áreas locales de conmutación, que se combinan en áreas locales de conmutación y transporte. • En Chile hay, por ley, 24 “zonas primarias” (“Local Access and Transport Areas” - LATAs). • Llamadas a otras redes locales son ruteadas vía de portadores o “carriers” de Larga Distancia. • Empresa de Telefonía Local (o Local Exchange Carriers - LECs) es una empresa que provee llamadas locales dentro de una “zona primaria”

6. Historia VoIP • 1995 - Vocaltec Inc. • Primer software para enviar voz (comprimida) por Internet • Funciona de PC a PC • Opera con tecnología de la época: 486/33Mhz • 1998 • Primeros Gateway que permiten terminar la llamada desde la red IP en la red PSTN local • Primeros equipos considerados Switches (PBX) de VoIP

7. Historia (cont.) • 1999 • Primera estandarización – H.323 • Versión 0.1.0 Asterisk (Open Source PBX) • 2002 • Segunda estandarización – SIP • 2004 • Lanzamiento FWD y Skype

8. 2. Como Funciona • VoIP es la trasmisión de una llamada telefónica sobre la Internet u otra red IP. • La Internet envia paquetes de datos sobre una red via conmutación de paquetes o “packet switching”. • La conmutación de paquetes es muy eficiente porque minimiza el tiempo que una conexión es mantenida entre dos fuentes, bajando la carga de la red. • Una llamada VoIP puede ocurrir en varios escenarios. • Según el caso, para que ocurra se puede necesitar un computador conectado a una red de banda ancha, un gateway y un teléfono normal, un teléfono IP o un adaptador. • Los dispositivos deben usar el mismo protocolo de Telefonía IP para comunicarse.

9. Estándares para VoIP • H.323 de la International Telecommunications Union (ITU): • Especifica además de telefonía IP aplicaciones de videoconferencia e intercambio de información entre aplicaciones. • Define ademas tratamiento de trafico sensible a la demora para asegurar comunicaciones en “tiempo real” • International Telecommunications Union (ITU) has adopted and recommends H.323. • Session Initiation Protocol (SIP) de la Internet Engineering Task Force (IETF) • Es más simple que el H.323 porque aprovecha protocolos existentes para manejar distintas partes de la transmisión de VoIP. • Es específico para Telefonía IP.

10. Términos y Conceptos • Gateway • Adaptador(ATA: Analog Telephone Adaptor) • Teléfono IP (IP Phone) • Softphone • Switch VoIP (iPBX) • Puertos FXO, FXS

11. Gateways • Un Gateway interconecta en general dispositivos en 2 redes diferentes y les permite comunicarse entre si. • En el caso de VoIP, los Gateway PSTN conectan una llamada hecha en VoIP con las red PSTN, convirtiendo a los formatos de transmisión de cada tipo de red. • Los Gateways de VoIP tienen tarjetas para procesar la voz, para conectarse a Internet, y software para comprimir y convertir la llamadas. • La aplicación de las Gateways puede además permitir otros servicios, como IVR, conferencia telefónica, correo de voz, etc.

12. Adaptadores y Teléfonos IP • Adaptadores conectan un teléfono analogodirectakente a una conexión Internet. • Un teléfono IP es un teléfono directamente conectable a Internet. Es equivalente a un computador con una aplicación VoIP.

13. iPBX Gateway Red Pública Telefónica E1 FXS Internet Intranet Phone FXO Gateway Red Pública Telefónica ATA Softphone IP Phone Phone Ejemplo de Configuración

14. Comunicación de datos • Protocolos sesión • H.323, SIP • Manejan la señalización de la llamada • Por lo general sobre TCP • Protocolos de streaming de audio (y/o video) • Envía el contenido de la llamada • RTP • Sobre UDP

15. Protocolos de sesión • H.323 • Creado por la industria de telecomunicaciones • Conjunto de protocolos para diferentes tareas • No muy “firewall friendly” • SIP • Creado por la industria “Internet” • Un solo protocolo para todo • Texto plano - “Human readable” • Considera los firewall – NAT Traversal.

16. Codecs • Permiten compresión • A mayor compresión, peor calidad Codec BR (Kbps) NEBW (Kbps) G.711 64 87.2 G.726 32 55.2 G.728 16 31.5 iLBC 13.3 N/A GSM 13.2 N/A G.729 8 31.2 G.723.1 6.4 21.9 BR: Bit Rate; NEBW: Nominal Ethernet Bandwidth (incl overhead)

17. Escenarios • Aunque la llamada sigue el mismo formato básico hay algunas diferencias según el origen y destino de la llamada: • De Computador a Computador • De Teléfono a Teléfono • De Teléfono a Computador o viceversa

18. Computador a Computador • Dos computadores equipados con conexión a Internet, software VoIP y tarjetas de sonido, micrófono y parlante pueden permitir una comunicación de voz empleando 2 canales para cada dirección. • Normalmente no hay cargo adicional al servicio del ISP para la comunicación.

19. Teléfono PSTN a TeléfonoPSTN • La llamada primero se conecta a un Gateway, marcando un número PSTN del Gateway • Puede ser transparente si el servicio lo presta un operador PSTN). • Luego el Gateway debe recibir el número PSTN del destino • El Gateway mapea el número de destino a otro Gateway, lo más “cerca” posible de la red PSTN del número de destino e inicia 2 canales entre las gateways, una para cada dirección. • Cada Gateway digitaliza la voz, la comprime en paquetes IP y la rutea a través de la Internet. • Las Gateway en cada extremo mantienen un circuito PSTN abierto durante la duración de la llamada. • Cuando el llamante cuelga, el Gateway libera su circuito PSTN e informa al otro Gateway para que haga lo mismo, y cada teléfono PSTN quede libre para hacer otras llamadas.

20. Computador a Teléfono • Además de la tarifa ISP, este tipo de llamada puede tener una tarifa correspondiente a la llamada entre el Gateway de origen o destino y el teléfono de la red PSTN

21. Proveedores de Servicios • Skype • Vonage • Net2Phone • AT&T • FWD – Free World DialUP En Chile • RedVoiss

22. Proveedores de Tecnología • Cisco • Avaya • Microsoft (Soporte de VoIP en Windows CE) • VoIP-info.org (The VoIP Wiki Reference Guide) • Asterisk (Open Source IP PBX sobre Linux)

23. VoIP Open Source: Asterisk • Open Source PBX • IVR • Voice Mail • AGI (Asterisk Gateway Interface) • IAX

24. Directorios para VoIP • ENUM • DNS Usado como directorio • Skype • Directorio tipo P2P • DUNDI • Directorio Open Source (tipo Skype) ¿Como encuentro a alguien?

25. Regulación de VoIP • Varios temas se discuten previos a permitir la adopción de telefonía IP como sustituto equivalente de la PSTN • La competencia con el sector PSTN regulado es la principal complicación: • La calidad no es la misma • Las obligaciones impuestas a los proveedores de servicios no son iguales • Las normas internacionales actuales no aplican • Los impuestos y subsidios deben ser revisados • Existe el precedente de la telefonía móvil

26. Calidad de Servicio • La calidad es una medida subjetiva. Existe la medida Mean Opinion Score (MOS) que va de 1 (malo) a 5 (excelente). MOS = 4 es considerado calidad adecuada • La ITU tiene un modelo matemático, el E-Model, para predecir calidad a partir de medidas objetivas.El E-Model va desde 0 (no recomendable) a 100 (muy satisfactorio). Un valor de 80 en E-Model es considerado equivalente a un MOS 4.

27. Calidad de Servicio • VoIP tiene problemas de confiabilidad y calidad de sonido debido a limitaciones en el ancho de banda de Internet y la tecnología de compresión de voz. • Hay problemas de interoperabilidad entre protocolos de codificación y compresión de la voz. • Los factores que deben controlarse son: • Demoras • Perdida de paquetes • Ancho de Banda • Eco.

28. Demoras • Latenciadescribe el tiempo requerido para codificar, trasmitir y decodificar un paquete de voz. Si la atencia de la red se acerca a 200 milisegundos, la conversación se distorsiona. • En Internet no todos los paquetes siguen necesariamente la misma ruta, lo que puede ocasionar intervalos excesivos para algunos.Cuando la latencia es irregular entre paquetes, se denomina “jitter”. • Para disminuir el efecto del “jitter” los paquetes de juntan en buffers en el destino, lo que debe hacerse óptimamente para no producir excesiva latencia efectiva.

29. Pérdida de Paquetes • Los paquetes de voz, como los paquetes de datos sufren pérdidas por congestión y no pueden ser retransmitidos sin degradar la calidad. Su pérdida significa periodos de “silencio” en la conversación telefónica, voz “cortada”. • El “sidetone” de los teléfonos convencionales trasmitido con demoras -debido a problemas de trasmisión en VoIP-es percibido como eco.

30. Seguridad • La reglas que permiten a los organismos judiciales de acuerdo a la ley escuchar y grabar conversaciones en casos especiales pueden no ser posibles de lograr en comunicaciones de VoIP encriptadas (p.ej. Via VPN).

31. Servicios de Emergencia • No hay garantía de “localización” de una llamada a servicios de emergencia tipo “911”. • Si el servicio de alimentación eléctrica no está disponible, probablemente tampoco lo estará el computador o teléfono IP, que no es alimentado desde la central telefónica, como era el caso en PSTN.

32. Regulación Internacional • Varios países, entre ellos Chile, están efectuando consultas públicas. • Temas discutidos en la mesa en otros países: • Autorizada sólo como segunda línea. • Numeración especial o convencional • Sin/con exigencias de calidad, acceso a Emergencia ni a Directorio (guía telefónica). • Con autorización formal del Regulador o libre.

33. Regulación en Chile • En Chile la Subtel propone una regulación “liviana”, a los proveedores de Telefonía “sobre Internet de Banda Ancha”: • Con numeración nacional tipo celular • Regulando la interconexión con los proveedores tradicionales • Asegurando pago de cargos de acceso mutuos • Sin uso de carriers de larga distancia

34. Cargos de Acceso • En Chile, la Ley de Telecomunicaciones obliga a la interconexión entre los concesionarios de telefonía pública (empresas expresamente autirizadas para dar el servicio en un área, que tienen en contraparte obligaciones de oportunidad y calidad de prestación del servicio). • Un concesionario cuyo cliente origina una llamada que termina en la red de otro concesionario, debe pagar un “cargo de acceso” a esa red. Los cargos de acceso son fijados por la Subtel a través de un proceso normado en la Ley. • Hay Cargos de Acceso a pagar por terminar una llamada en las redes de las empresas de telefonía local y telefonía móvil. Los operadores de larga distancia pagan cargos de acceso por iniciar y terminar las llamadas en ambos tipos de redes anteriores.

35. Tasas Internacionales PSTN versus VoIP • Cada carrier (compañias telefónica de larga distancia) negocia un tasa con un proveedor similar en el país de destino. • Los Carriers deben pagarse mutuamente la mitad de las tasas. Si uno origina más llamadas que el otro, hay un desbalance que debe ser ajustado. • Las llamadas VoIP no siguen esta modalidad, aunque en algunos países (caso de Chile) no es permitido para llamadas entrantes que lleguen a la red PSTN.

36. La Telefonía IP en el mundo • Países que permiten VoIP: Australia, Canada, the European Union, Japan, New Zealand, Peru, Korea, Singapore, Switzerland, and the United States.  • Países que Restringen VoIP: Hungría, India, Brasil, China, Colombia, República Checa, Paraguay y Polonia. • Países que Prohíben VoIP: Albania, Bahrain, Botswana, Burundi, Cuba, Chipre, Jordania, Kenya, Mauricio, Mexico, Nepal, Pakistan, Panama, Eslovaquia, Sud Africa, Tailandia, Turquia, Venezuela, Vietnam, y Yemen. 

37. Uso Mundial de VoIP • Ya en 1998 el tráfico Internet internacional supera al telefónico

38. La estimación de minutos internacionales en VoIp

39. Distribución por Región

40. 3. Oportunidades de Uso Corporativo • El uso combinado de las redes IP internas en las empresas y con sus clientes o distribuidores es el área más prometedora para la VoIP. • La red corporativa extendida a clientes, proveedores y empleados fuera de la oficina permite llamadas entre oficinas y sucursales sin costo adicional por tiempo. • Además de VoIP se puede explorar Videoconferencia y mensajería instantánea complementariamente • La llamada externa puede viajar por la red interna hasta el punto de acceso más cercano a su destino en la red PSTN externa

41. Costos y Beneficios • El proyecto de emplear VoIP es por ahora principalmente un “proyecto tecnológico”: puede ahorrar en costos de comunicación debido a que no paga los servicios tarificados de las redes PSTN. Un nuevo proveedor telefónico basado en redes IP puede tener costos de inversión hasta un tercio a un cuarto inferiores a una red PSTN • Al interior de empresas, los costos internos de operación pueden reducirse al combinar voz y datos en una sola red. • Dentro del TCO a considerar se debe incluir el equipamiento necesario, las mejoras a la red de datos para permitir la calidad y el uptime requerido por la voz. • Las llamadas internacionales son las que enfrentan un ahorro mas significativo por ahorro de Tasas Internacionales.