Principios Prácticos de VoIP y sus componentes

Autor: Josue Molina - CCNP R&S, CCNA Collaboration
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La voz sobre IP tiene ciertos principios que deben ser tomados en cuenta cuando queremos hacer troubleshooting, sea break/fix o una implementación nueva.

Primero debemos considerar lo siguiente:

  1. Existen dos tipos de tráfico con referente a la voz sobre IP: Paquetes que llevan el flujo de audio, llamado coloquialmente como RTP stream el cual viaja por medio de UDP, y paquetes de Call Control, que pueden viajar por encima de UDP o TCP, dependiendo de la configuración. Existe otro tipo de tráfico que se establece inmediatamente al lado de RTP, llamado RTCP el cual posee información del transcurso de la llamada como Jitter, Delay, conteo de paquetes perdidos y enviados.
  2. El tráfico de voz siempre viaja directamente de teléfono a teléfono, o de Voice Gateway a teléfono. Lo ilustraremos más adelante.
  3. Los puertos utilizados para el tráfico de voz, no son los mismos puertos utilizados para los protocolos de call control también conocidos como protocolos de señalización.
  4. Existen diferentes codecs para poder digitalizar la voz, estos a su vez se clasifican en dos subcategorías: codecs para compresión de audio, normalmente utilizados para viajar por enlaces WAN, y codecs naturales que no comprimen la voz (como G.711 o G.722) normalmente utilizados en LAN.

Componentes utilizados para soportar voz sobre IP.

  1. Teléfonos IP o dispositivos multimedia: utilizados para digitalizar la voz y ser transmitida en paquetes por medio de protocolo UDP.
  2. Switches y routers: Utilizados para transportar los paquetes RTP y protocolos de señalización.
  3. Un Voice Gateway: Un nombre dado a un router que funcione como punto de entrada de llamadas provenientes de la PSTN.
  4. Cisco Unified Communication Manager (CUCM) o Call Manager Express (CME): La diferencia entre un CUCM y un CME es que el CUCM es un software instalado en un servidor UCS y soporta una alta densidad de servicios y características y el CME es un ISR utilizado para  registrar teléfonos y proveer capacidades básicas de telefonía IP, estos routers pueden ser de la serie 3945 por ejemplo, el cual soporta hasta 450 telefonos IP. Normalmente un voice gateway funciona también como un CME.

Modelos de flujo de llamadas.

 

Flujo de llamadas internas con teléfonos registrados en CME.

voip principios 1

  1. Supongamos que la extensión 1000 quiere establecer una llamada a la 1001. Ambos teléfonos se registran al CME vía SIP o SCCP, los cuales son protocolos de señalización.
  2. La extensión 1000 al levantar el auricular recibe tono del CME.
  3. Al marcar 1001, el CME recibe los dígitos marcados y analiza la ruta por medio de dial-peers y envía la señalización al teléfono 1001.
  4. 1001 envía mensajes de tono para que el teléfono 1000 los reciba.
  5. Cuando el teléfono 1001 contesta, se establece un flujo RTP entre los teléfonos. En este punto el CME no tiene nada que ver en medio de esta comunicación. CME puede incendiarse y la conversación entre los dos teléfonos sigue sin ser interrumpida, sin embargo cualquier utilidad como poner en espera o transferir llamadas no estará disponible, y cualquier intento de una nueva llamada fracasara.
  6. Es de notar que en este tipo de llamada no hay traducción de codecs ya que ambos teléfonos utilizan codecs digitales sea este G.711 o G.729.
  7. Al finalizar la llamada, CME recibe todos los datos estadísticos recolectados de RTCP para tener información de la llamada en sus registros.

Es importante hacer mención que en medio del CME y los teléfonos o de teléfono a teléfono puede haber una N cantidad de equipos de por medio, sean estos switches, routers, firewalls, balanceadores, etc., sobre los cuales los paquetes de voz viajan, algún fallo en estos componentes corta el flujo de voz inmediatamente, haciendo que la llamada quede en silencio.

 

Flujo de llamadas externas con telefonos registrados en CME

En este flujo de llamadas, el CME funciona también como un voice gateway dado que traduce los codecs que son utilizados en la PSTN para que la comunicación pueda establecerse con la red IP.

voip principios 2

 

  1. El teléfono 1000 recibe tono del CME al ser levantado del auricular.
  2. Al marcar el teléfono análogo  de la PSTN, el CME recibe los dígitos, los analiza y los redirecciona a la PSTN, traduciendo del códec utilizado en la red IP al códec utilizado en la PSTN.
  3. El teléfono análogo o digital de la PSTN recibe la llamada.
  4. El audio RTP ahora viaja a través  del CME para llegar al Teléfono de la PSTN.
  5. Ahora, el CME se vuelve en una parte crítica del flujo de llamada ya que el audio es traducido al códec correcto, de salida a la PSTN o entrada de la PSTN. Perder el CME significa perder la llamada.

 

Flujo de llamadas internas con teléfonos registrados en CUCM.

voip principios 3

  1. Cuando la extensión 1000 marca la extensión 1001, CUCM envía tono a la extensión 1000 y también a la extensión 1001.
  2. Cuando la extensión 1001 contesta, el CUCM avisa a la 1000 que si hubo respuesta.
  3. Ahora el flujo de audio viaja directamente de teléfono a teléfono, atravesando cualquier dispositivo de red que se encuentre en el camino.
  4. El CUCM solo entra en acción cuando se necesitó alguna función o utilidad como Music on Hold, conferencias, transferencias, directorios, servicios, etc.
  5. Si el CUCM se desconecta, la llamada sigue sin problemas, pero las funciones o utilidades del CUCM no estarán disponibles para los teléfonos.
  6. Al terminar la llamada, los teléfonos no podrán establecer nuevas llamadas y quedaran en un ciclo de registro, intentando encontrar un CUCM activo para poder volver a registrarse.

 

Flujo de llamadas externas con teléfonos registrados en CME

voip principios 4

 

  1. Se sigue la misma lógica, el teléfono con extensión 1000 es levantado y se digitan los números para el teléfono de la PSTN.
  2. El CUCM analiza los dígitos y manda la llamada al Voice Gateway.
  3. El Voice Gateway a su vez, tiene dial-peers utilizados para saber dónde debe mandar la llamada. Estos deben apuntar a la PSTN para que la señalización se establezca con el switch del carrier.
  4. Una vez el teléfono de la PSTN es contestado, el audio viaja a través de toda la red en el audio RTP  (también conocidos como paquetes RTP), llegando al voice gateway y saliendo por la PSTN.
  5. En este modelo, el call manager también sale del proceso, y solo el Voice Gateway queda actuando un papel crítico para este flujo. La desconexión con el Voice Gateway desconectaría la llamada.
  6. Las consecuencias de perder el CUCM son las mismas que se mencionaron el flujo anterior.

 

Es importante notar que todos estos tipos de llamada pueden darse en una misma red sin realizar cambio alguno.

 

 

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