Telefonía IP

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La telefonía IP (pronunciada “ telefonía IP ”) es una comunicación telefónica que utiliza el protocolo IP . La telefonía IP se refiere a un conjunto de protocolos , tecnologías y métodos de comunicación que proporcionan marcación telefónica tradicional , marcación y comunicación de voz bidireccional , así como comunicación de video a través de Internet o cualquier otra red IP. La señal se transmite digitalmente a través de un canal de comunicación y, por regla general, se convierte ( comprime ) antes de la transmisión para eliminar la redundancia de información y reducir la carga en la red de transmisión de datos..

Tipos de telefonía IP

  1. La comunicación se lleva a cabo entre computadoras con software apropiado (por ejemplo , softphones ), que están conectadas a través de Internet u otra red de computadoras a un servidor que realiza la conmutación de llamadas . También son posibles las llamadas a la red telefónica pública (PSTN) , en cuyo caso el servidor encuentra un servidor proxy (con puertas de enlace integradas ) de la red telefónica donde se encuentra el abonado deseado (por ejemplo, un usuario de Skype ).
  2. Un suscriptor que tiene un teléfono conectado a la PSTN llama al número de teléfono del proveedor de telefonía IP, se autentica mediante un código PIN y marca el número que necesita. El servidor proxy (con una puerta de enlace integrada) del proveedor encuentra un servidor proxy en Internet, conectado a través de la puerta de enlace a la red telefónica donde se encuentra el suscriptor deseado, y se conecta a él. Debido al hecho de que una conversación a larga distancia no se realiza a través de canales telefónicos, sino a través de la transmisión de tráfico de Internet , el costo de dicha llamada es mucho menor.
  3. Un abonado que dispone de un teléfono IP con pasarela VoIP integrada se conecta a través de Internet directamente al servidor proxy de su proveedor de telefonía IP, que, utilizando el número de teléfono marcado, busca en Internet el servidor proxy correspondiente y se conecta a él. Que, a su vez, a través del gateway, se conecta a la PSTN, donde se encuentra el abonado deseado. Cuando usted devuelve la llamada , la Sucursal Automática determina que el número pertenece al teléfono IP y lo envía al servidor proxy PSTN, que se conecta al servidor proxy del proveedor de telefonía IP correspondiente y este último envía una llamada a su abonado. Según este esquema, por ejemplo, las llamadas van a números con código DEF 800 conectados vía telefonía IP. El número de suscriptores de telefonía IP es similar al de los ordinarios. En lugar de un teléfono IP, puede usar una puerta de enlace VoIP con un teléfono normal conectado.
  4. La red telefónica de una empresa o una compañía de telecomunicaciones ( operador de telecomunicaciones ) se construye sobre la base de una red informática IP utilizando un softswitch , IP-PBX o PBX virtual . Dentro de esta red telefónica los usuarios se comunican mediante tecnología de telefonía IP, el control lo realiza un servidor VoIP. Conectarse a la PSTN significa interactuar a través de una puerta de enlace VoIP o directamente con otro softswitch o IP PBX a través de una red de datos (incluso, por ejemplo, a través de Internet).

¿Telefonía IP o VoIP?

La telefonía IP utiliza la tecnología VoIP ( Voz sobre IP ) más general para organizar la comunicación bidireccional .  La tecnología VoIP generalmente implica todas las opciones para la transmisión de voz sobre IP, incluidas aquellas que no tienen nada que ver con la telefonía y la comunicación humana. Por ejemplo, la tecnología VoIP se utiliza para transmitir sonido en sistemas de videovigilancia IP , en sistemas de megafonía , al emitir webinars , al ver películas online, etc.

Aplicación de telefonía IP

La comunicación de voz y video a través de redes informáticas se ha vuelto popular en todo el mundo desde finales del siglo XX (última década) y ahora es ampliamente utilizada tanto por usuarios privados como en el sector corporativo, así como por agencias gubernamentales. El uso de sistemas de telefonía IP permite a las empresas, operadores de telecomunicaciones, reducir significativamente el costo de las llamadas (especialmente las internacionales) e integrar la telefonía con los servicios de Internet , brindar servicios inteligentes.

Funcionalidad

La telefonía IP implementa tareas y soluciones que serían más costosas o mucho más difíciles de implementar utilizando la tecnología de la red telefónica pública .

Ejemplos:

se proporcionan mucho más fácilmente (a veces directamente en el terminal del usuario) y, por lo tanto, a menudo de forma gratuita, mientras que en las empresas de telecomunicaciones tradicionales estas características requieren el uso de equipos y tecnologías adicionales y generalmente se facturan como un servicio adicional.

Adicionalmente: la posibilidad de conectar números directos en cualquier país del mundo ( DID ).

Números de móvil

La portabilidad del número de teléfono ( eng.  Mobile number portability , MNP o English  Local Number Portability , LNP) es un servicio que permite a sus usuarios mantener un número de teléfono existente cuando se trasladan de un operador móvil a otro. La posibilidad de portar números de teléfono depende de la legislación de un país en particular. El servicio MNP/LNP tiene su impacto en el uso comercial de la telefonía IP por parte de los operadores de tránsito. La llamada de voz que llegó a través del canal de telefonía IP se enruta al teléfono móvil del operador móvil tradicional.

Costo mínimo de una llamada

El costo de una llamada en telefonía IP está determinado por el llamado “ Least Cost Routing System” (LCR), el cual se basa en que se verifica el destino de cada llamada telefónica tan pronto como se realiza dentro de la red, que le da al consumidor el precio más bajo.

Dada la compatibilidad con los números GSM que ahora está muy extendida, los proveedores de sistemas de enrutamiento de llamadas LCR ya no pueden confiar en el uso de un prefijo de número para determinar cómo redirigir (enrutar) una llamada. En su lugar, necesitan saber el nombre real de la red del operador móvil para cada llamada a fin de enrutarla.

Por lo tanto, la telefonía IP también es necesaria para gestionar la compatibilidad de números móviles MNP al enrutar una llamada de voz. En países sin una base de datos central, como el Reino Unido, a veces puede ser necesario consultar la red GSM sobre a qué red (operador) pertenece un teléfono móvil determinado. A medida que la telefonía IP comienza a ganar impulso en el mercado empresarial mediante el uso de las características del sistema de costo mínimo de enrutamiento de llamadas, es necesario proporcionar un cierto nivel de confiabilidad al administrar las llamadas.

Se necesitan verificaciones de compatibilidad de números móviles de MNP para garantizar que la calidad del servicio sea la esperada; Al realizar comprobaciones de compatibilidad de números móviles antes de que se enrute la llamada y, por lo tanto, garantizar que la llamada de voz realmente llegue a su destino previsto, las empresas de VoIP garantizan a sus clientes (consumidores) que encontrarán un proveedor de servicios de telefonía IP. El proveedor de servicios de buscapersonas de Internet registrado en el Reino Unido, Tyntec, proporciona el servicio Voice Network Query, un servicio que permite tanto a los operadores de voz tradicionales como a los operadores de VoIP enviar una consulta a la red GSM, una consulta destinada a encontrar la red local para el número portado.

Números de emergencia

Debido a las propiedades inherentes de la propia tecnología IP, es difícil localizar a un usuario. Las llamadas a los números de emergencia no se pueden enrutar (redireccionar) fácilmente a un centro de llamadas cercano (importante para los socorristas). A veces, estos sistemas pueden enrutar llamadas de emergencia en la red a líneas telefónicas que no son de emergencia en la ubicación correcta.

Identificador de llamadas

El soporte del servicio de identificación de llamadas puede variar entre los proveedores, aunque la mayoría Los proveedores de VoIP ofrecen un servicio de "identificación de identificación de llamadas (Caller ID)" con un nombre en las llamadas salientes. Cuando una llamada va a un número de red local de algún proveedor de VoIP, el servicio de identificación de llamadas no es compatible .

En algunos casos, los proveedores de VoIP pueden permitir que una persona que llama se haga pasar por una identificación de llamada que no es propia, lo que podría permitir que se muestre una identificación que en realidad no es el número de la persona que llama. El hardware y el software comercial de VoIP generalmente facilitan el cambio de la información del identificador de llamadas. Si bien este servicio puede proporcionar mucha libertad de acción (ver también DID y DOD ), también permite el abuso.

Los casos de sustitución malintencionada del identificador de llamadas por parte del proveedor están regulados por la ley.

Servicios adicionales

Los equipos para la provisión de telefonía IP le permiten implementar funciones adicionales, tanto disponibles en redes telefónicas convencionales como específicas, posibles solo mediante el uso de software y la integración con redes informáticas.

Estos incluyen: sustitución de pitidos para control de timbre , buzón de voz , grabación de conversaciones y muchos otros, dirigidos tanto a particulares como a suscriptores de redes telefónicas internas de organizaciones, comunicaciones corporativas.

El paquete de servicios que brindan los operadores de telecomunicaciones para las redes telefónicas de las organizaciones suele denominarse IP-Centrex o PBX virtual .

El servicio FMC permite a los usuarios de una misma organización proporcionar la capacidad de utilizar teléfonos móviles y teléfonos IP fijos, teléfonos analógicos (a través de una puerta de enlace VoIP) y softphones como dispositivos telefónicos con extensiones de red telefónica.

El servicio de fax virtual permite, por un lado, enviar un documento electrónico o una imagen en forma de mensaje de fax y, por otro lado, recibir un mensaje de fax entrante en forma de imagen (incluido el envío automático al correo electrónico del usuario).

Hardware y software

Para implementar las funciones de la telefonía IP, al establecer una conexión, se utilizan equipos y software heterogéneos. El equipo cliente o software es utilizado por el usuario final para conectarse a otro dispositivo cliente (programa), oa un servidor de telefonía IP, IP PBX a través de cualquier red informática. En el caso de utilizar estándares y protocolos abiertos, pueden interactuar aplicaciones y dispositivos de diferentes fabricantes.

Hardware del cliente

La tecnología WebRTC hizo posible usar cualquier navegador web moderno en cualquier PC como softphone. El uso de softphones en dispositivos móviles con acceso a Internet ha dado lugar a la aparición del término " telefonía IP móvil " (mobile VoIP, mVoIP).


Recientemente[ ¿cuándo? ] hay una tendencia a utilizar funciones de VoIP en sistemas domésticos inteligentes para el control remoto de audio y vídeo. Como resultado, aparecieron los intercomunicadores IP y varias cámaras de videovigilancia con funciones de VoIP, lo que permite al propietario recibir automáticamente una llamada entrante a un número predeterminado cuando ocurre un evento importante o, por el contrario, permitir que el propietario realice una llamada a un número predeterminado. número especial y controle el sistema utilizando una marcación por tonos como en el menú de voz .

Equipo servidor ( IP-PBX ) y equipo de acceso

Para trabajar en una red compleja con una gran cantidad de usuarios, se requiere un conmutador centralizado: un dispositivo o programa que implemente la funcionalidad de una central telefónica automática en una red IP, un servidor VoIP . Los servidores de telefonía IP incluyen:

También hay pasarelas de transmisión: dispositivos que le permiten conectar una central telefónica analógica o digital a otra IP-PBX a través de una red informática e implementar la función de conversión.

Protocolos

Los protocolos proporcionan el registro de un dispositivo cliente ( puerta de enlace , terminal o teléfono IP ) con un servidor o un llamado proveedor de acceso , llamadas y/o desvío de llamadas, establecimiento de conexión de voz o video, transferencia del nombre y/o número de un suscriptor. Los siguientes protocolos son actualmente de uso generalizado:

Codificación de voz

Para transmitir voz a través de una red IP, se digitaliza una voz humana utilizando modulación de código de pulso , se comprime (codifica) y se divide en paquetes. En el lado receptor, ocurre el procedimiento inverso: los datos se extraen de los paquetes, se decodifican y se vuelven a convertir en una señal analógica .

La codificación introduce un retraso adicional del orden de 15-45 ms, que se produce por las siguientes razones:

Aparece un retraso similar cuando se decodifica el habla en el otro lado.

El retraso del códec debe tenerse en cuenta al calcular los retrasos de un extremo a otro (ver más arriba ). Además, los algoritmos complejos de codificación/descodificación requieren recursos computacionales más serios del sistema.

El análisis de la calidad de la transmisión de datos de voz a través de Internet realizado por varios grupos de investigación muestra que la principal fuente de distorsión, reducción de la calidad e inteligibilidad del habla sintetizada es la interrupción del flujo de datos de voz causada por:

Esto requiere resolver el problema de optimizar los retrasos de la red y crear algoritmos de compresión de voz que sean resistentes a la pérdida de paquetes (recuperación de paquetes perdidos).

Códecs

Los algoritmos utilizados para la compresión de voz durante la transmisión a través de una red IP son bastante diversos. Algunos prácticamente no comprimen la voz, dejándola al nivel de modulación de código de pulso (es decir, 64 kilobits / s), otros códecs le permiten comprimir el flujo de voz digital 8 o más veces debido a algoritmos de codificación efectivos. Hay muchos buenos códecs gratuitos que no requieren una licencia para usar. Para otros, se requiere lograr la certificación de licencia correspondiente entre el fabricante del hardware (software) y los autores del método de compresión.

Abierto:

Propiedad:

Características comparativas de los códecs VoIP: [1]

códec Carga útil del paquete
, bytes
Tasa de transferencia,
kbps
Retraso algorítmico
, milisegundos
Flujo ocupado, kbps
paquetes IP tramas de Ethernet
G.711 160 64 veinte 78 80
G.723.1(6.3) 24 6.3 37.5 6.9 17.1
G.723.1(5.3) veinte 5.3 37.5 5.9 dieciséis
G.726-32 160 32 veinte 32.8 42.7
G.726-24 160 24 veinte 24,8 34.7
G.726-16 160 dieciséis veinte 16.8 26.7
G.729(8) veinte ocho 25 8.8 18.7
G.729(6.4) dieciséis 6.4 25 7.2 17.1

Optimización de latencia de red y reducción de carga

La principal ventaja de la telefonía IP es la reducción de los requisitos de ancho de banda, que se garantiza teniendo en cuenta las características estadísticas del tráfico de voz:

Al mismo tiempo, los retrasos de los paquetes en la red son críticos para la telefonía IP, aunque la tecnología tiene cierta tolerancia (estabilidad) a la pérdida de paquetes individuales. Así, la pérdida de hasta el 5% de los paquetes no conlleva un deterioro de la inteligibilidad del habla.

Al transmitir tráfico telefónico utilizando tecnología IP, los estrictos requisitos del estándar TL9000 para la calidad de los servicios, que caracterizan:

  1. calidad del establecimiento de la conexión, determinada principalmente por la velocidad de establecimiento de la conexión,
  2. calidad de la conexión, medida por los retrasos de extremo a extremo (percibidos por el usuario) y la calidad del habla percibida.

El retardo total aceptable según la norma no supera los 250 ms [2] . Las causas de los retrasos en la transmisión de datos de voz a través de una red IP están relacionadas en gran medida con las peculiaridades del transporte de paquetes. El protocolo TCP brinda control sobre la entrega de paquetes; sin embargo, es lo suficientemente lento y, por lo tanto, no se usa para la transmisión de voz. UDP envía paquetes rápidamente, sin embargo, la recuperación de datos perdidos no está garantizada, lo que resulta en la pérdida de partes de la conversación cuando se restaura el audio (retransformado). El jitter (desviaciones en el período de llegada-recepción de paquetes) trae problemas considerables , que aparece cuando se transmite a través de una gran cantidad de nodos en una red IP cargada. Un ancho de banda de red insuficientemente alto (por ejemplo, con carga simultánea de varios usuarios) afecta seriamente no solo los retrasos (es decir, el aumento de la fluctuación de fase), sino que también provoca grandes pérdidas de paquetes.

Para solucionar tales problemas, se propone un conjunto de medidas [2] :

Seguridad de conexión

Muchas implementaciones de telefonía IP para consumidores no admiten el cifrado criptográfico, a pesar de que tener una conexión telefónica segura es mucho más fácil de implementar con la tecnología IP que con las líneas telefónicas tradicionales. Como resultado, utilizando un analizador de tráfico, es relativamente fácil establecer la escucha de llamadas IP y, con algunos trucos, incluso cambiar su contenido [3] [4] .

Un intruso que utilice un rastreador de paquetes de red tiene la capacidad de interceptar llamadas IP si el usuario no se encuentra dentro de una red virtual VPN segura [5] . Esta vulnerabilidad de seguridad podría provocar ataques de bloqueo (denegación de servicio) en un usuario o alguien cuyo número pertenezca a la misma red. Estas denegaciones de servicio pueden destruir completamente la red telefónica, llenándola de tráfico basura y creando una señal de ocupado constante y aumentando el número de desconexiones de suscriptores [6] .

Sin embargo, este problema también se aplica a la telefonía tradicional, ya que no existen métodos de comunicación absolutamente seguros [3] [6] [7] .

Los consumidores pueden asegurar su red restringiendo el acceso a la VLAN de datos, ocultando su red de voz de los usuarios. Si el consumidor mantiene una puerta de enlace de acceso controlado segura y correctamente configurada, estará a salvo de la mayoría de los ataques de piratas informáticos. Existe un software gratuito como Wireshark que facilita el análisis del tráfico de conversaciones IP [8] .

Algunos proveedores utilizan la compresión para dificultar las escuchas. Se cree que la verdadera seguridad de la red requiere un cifrado criptográfico completo y una autenticación criptográfica. Sin embargo, según algunos parámetros, la telefonía IP supera a la tradicional en términos de seguridad [6] .

El estándar de seguridad SRTP actual y el nuevo protocolo ZRTP están disponibles en algunos modelos de teléfonos IP ( Cisco , Yealink SNOM , etc.), adaptadores de teléfonos analógicos (Analog Telephone Adapters, ATAs), gateways , así como en varios softphones . Puede usar IPsec para asegurar VoIP P2P usando encriptación oportunista. Skype no usa SRTP, pero sí usa un sistema de cifrado que es transparente para el proveedor de Skype [3] .

La solución Voice VPN (que es una combinación de tecnología VoIP y VPN) brinda la capacidad de crear una conexión de voz segura para las redes VoIP dentro de una empresa al aplicar el cifrado IPSec al flujo de datos de voz digitalizados.

También es posible realizar el cifrado multinivel y la anonimización de todo el tráfico de VoIP (voz, video, información de servicios, etc.) utilizando la red I2P .

Estadísticas de tráfico

Cualquier conexión VoIP tiene una serie de parámetros que generalmente se aceptan como indicadores precisos de la calidad de la conexión. Además, la mayoría de los operadores de telefonía IP existentes, al brindar servicios, incluso le permiten elegir el nodo por el cual pasará la llamada, no solo guiado por el precio, sino también por parámetros estadísticos adicionales que caracterizan la calidad de la comunicación:

En ocasiones , los operadores de telecomunicaciones también utilizan otros parámetros estadísticos para estimar la dirección: carga en erlangs , retraso posterior al marcado (PDD), porcentaje de pérdida de paquetes ( QoS ), aumento máximo de llamadas por segundo (Calls per second, CPS).

La estación/servidor de telefonía IP registra información detallada sobre cada llamada específica en forma de registros CDR (registros de llamadas detallados). Cada entrada contiene el número de la persona que llama (número A) y el llamado (número B), suscriptores, direcciones IP (o nombres de dominio), hora y duración de la llamada, así como el iniciador y el motivo de terminación . Los registros de llamadas detallados (Registro de detalles de llamadas ) a menudo se cargan en el sistema de facturación para su análisis y posterior bloqueo de la cuenta de la persona que llama si es necesario para autorizar llamadas ( RADIUS ). Este método de verificación suele ser típico de los sistemas de pago de pospago .

La contabilidad en línea también se utiliza en la facturación a través del procedimiento de Contabilidad en el protocolo RADIUS , lo cual es conveniente en los sistemas de pago prepago .

Véase también

Puertos Otro

Notas

  1. Ver: Capítulo 2. Aplicaciones de voz de redes multiservicio // Alexander Filimonov. Construcción de redes Ethernet multiservicio. BHV-Petersburgo , 2007. ISBN 978-5-9775-0007-4
  2. 1 2 Skusnov Alejandro. "Enfermedades crónicas" VoIP (Adobe Flash). Días de decisión. Archivado desde el original el 19 de enero de 2012. (presentación, 16 minutos)
  3. 1 2 3 Berndt Butner. Seguridad de VoIP: nuevos desafíos (enlace muerto) (17 de noviembre de 2005). Fecha de acceso: 27 de enero de 2013. Archivado desde el original el 8 de septiembre de 2011. 
  4. Ataque a VoIP: Espionaje (enlace descendente) . Archivado desde el original el 30 de marzo de 2012. 
  5. Ataque a VoIP: Intercepción (enlace descendente) . Consultado el 7 de septiembre de 2006. Archivado desde el original el 3 de abril de 2008. 
  6. 1 2 3 VoIP es más seguro que la telefonía convencional . NAG LLC (1 de abril de 2006). Archivado desde el original el 1 de febrero de 2013.
  7. ‌ . IMF blanda. Archivado desde el original el 1 de febrero de 2013.  — Garda — sistema de control de tráfico corporativo
  8. Monitoreo de VoIP  (inglés)  (enlace inaccesible) . infomundo . La Red IDG (31 de julio de 2008). Fecha de acceso: 27 de enero de 2013. Archivado desde el original el 22 de abril de 2009.