curso protocolo sip junio 2013 v1.0

Protocolo SIP

Session Initiation Protocol

AECT-2013

Consideraciones del Curso

1

� Horario de Clases

� Dias

� Lunes, Martes, Miércoles y Jueves

� Horario

� 18:00 a 21:00 hrs.

� Evaluaciones

� 4 Parciales (40%)

� 1 Final (60%)

Temario

2

� Conceptos Básicos

� Señalización

� NGN/IMS

� Servicio VoIP

� Definiciones técnicas

� Soluciones VoIP

� Protocolos

� SIP

� Mensajes SIP

� Wireshark

� Laboratorios

� Material adicional

01

02

03

04

3

Conceptos Básicos

01

Razón Social: Telefónica Área: Lorem ipsum

Conceptos Básicos

4

Conceptos Básicos

Conceptos de Señalización

5

� Definición (UIT-T Q.9)

� Intercambio de información relacionada específicamentecon el establecimiento, la liberación y otras formas decontrol de las comunicaciones, y con la gestión de lared, en la explotación automática de telecomunicaciones

� Papel de la señalización

� Mecanismo para transferir información de control entrenodos del sistema de telecomunicaciones:

� Control de tráfico

� Acceso a bases de datos

� Gestión de la red

¿Para que se Utiliza la Señalización?

6

Servicio de Petición de la oficina central de conmutación “OC” (através del proceso de descolgar).

Proporcionar desde la oficina central de conmutación lainformación necesaria para enrutar una llamada telefónica (através de los dígitos DTMF en un formato específico).

Dirección de destino de alerta de llamada entrante (llamada).

Proporcionar información sobre el estado y la supervisión delproceso de facturación.

Gestionar líneas de la red / troncales (conexión y desconexión).

¿Dónde Ocurre la Señalización?

7

� Canal asociado (CAS, Channel Associated Signaling)

� En Banda

� Significa en el mismo circuito que la voz, dentro del rango defrecuencia de voz, entre 300 - 3400 Hz

� Tono de frecuencia sencilla o combinación de tonos (DTMF)

� Fuera de Banda

� Significa en el mismo circuito que la voz, fuera del rango defrecuencia de voz, entre 3400 - 3700 Hz

� Tono de frecuencia sencilla

� Señalización por Canal Común (CCS, Common Channel Signaling )

� Significa que la señalización ocurre en un circuito independiente porcompleto de los canales de voz y es común para un gran número deestos

Ubicación de la señalización

8

100 Hz 1 KHz 10 KHz

Frecuencia

100 KHz10 Hz

Pote

ncia

rela

tiva

0 dB

-20 dB

-40 dB

-60 dB

Canal telefónico

En banda Fuera de banda

VOZ

3,4 KHz300 Hz

Métodos de Señalización

9

� Señalización IN BAND es el intercambio de información de señalización sobre elmismo canal B utilizado para llamadas telefónicas (DTMF).

� CAS (Channel Associated Signaling).

� Señalización OUT-OF-BAND son aquellas por encima o debajo del espectroaudible en telefonía, como son las señales de campanilla (25Hz), tasación (12 o 16KHz), etc.

� Common Channel Signaling (CCS) tal como ISDN y SS7.

Voice + Signaling Link

Signaling Link

Voice Link

Loop de Abonado/Bucle/Lazo

10

Señalización de Progreso de Llamadas en Loop de Abonado

Call Progress Tone Descripción

Dial ToneIndica que la central telefónica esta trabajando, hareconocido un descolgado y esta listo para aceptardígitos.

Ringback ToneEste tono asegura a la parte que llama que una señal de llamada esta siendo enviada sobre la línea de la parte llamada.

Busy ToneIndica a la parte que llama que el usuario remoto esta ocupado.

Reorder Tone

(Fast Busy)

Indica que una persona ha discado un código invalido, oque todas las troncales están ocupadas y/o el llamadoesta mal enrutado.

11

DTMF. Dual Tone Multi-Frequency

12

� Método común de envíode información dediscado (remplaza aldiscado por pulso).

� Cada número esrepresentado por dostonos que sontransmitidossimultáneamentesobre el canal de voz.

Modelo UIT-T de la red Telefónica

13

Nueva Estructura de Red

14

Llamado Básico

15

Señalización de Supervisión

16

Sistema de Señalización

17

Conceptos de Señalización entre Centrales

Central Telefonica

Origen

Central Telefonica Destino

Inicio de la comunicación

Confirmación de la comunicación

Conversación

Fin de la comunicación

• Conjunto de informaciones que deben intercambiar los diferenteselementos que intervienen en una conexión con el objetivo de establecerla llamada, supervisarla, mantenerla y desconectarla.

Señalización por Canal Asociado (CAS)

18

� Información de configuración de llamada (descolgado, tono de marcado,números de direcciones, ringback, ocupado) se transmite en la mismabanda de frecuencias utilizadas por la señal de voz.

� Voz (hablar) el camino se corta en sólo cuando el establecimiento de llamada es completa, utilizando el mismo camino que el establecimiento de llamada señales utilizadas.

� SF (single frecuencia) de señalización utiliza tonos para representarcolgado o depósitos de teléfono público.

� MF (multi-frecuencia) de señalización se utiliza para el conmutador aconmutador de configuración de llamada.

� La principal ventaja de CAS es que no es caro de aplicar y puede serutilizado en cualquier medio de transmisión.

Señalización por Canal Asociado (CAS)

19

La interferencia entre los tonos de señalización utilizada por la red y frecuencias delos patrones del habla humana.

Uso de velocidad nominal de instalación y desmontaje es más lento, menos eficientede los recursos.

Fraude-"freaks teléfono" se puede construir cajas para jugar establecimiento dellamada y tonos de desmontaje.

Desventajas


20

Señalización E & M

Central

Telefonica

Central

Telefonica

EM

EM

ME

ME

Circuito 1

Circuito n

Voz

Señalización

• Tipo analógico.

• Cada circuito esta compuesto de 4 hilos.

• Interconexión de centrales privadas (PBX) con centrales telefónicas publicas.

•

•

•

•

E: (Ear)

M: (Mouth)


21

Señalización por Canal Asociado R2 Digital

Central

Telefónica

Central

Telefónica

Canal

Información

� Técnica de transmisión digital PCM.

� Canal 16: Señaliza los canales de información de (voz) 1 – 15 / 17 – 31).

� En cada trama señaliza 2 canales (4 bit por canal).

• • • •

31 016 1

Canal

Sincronismo

Canal

Señalización

Canal

información

• • •• • •


22

Señalización por Canal Asociado R2 Digital : Señalización de línea

Señalización por Canal Común (CCS)

23

� El sistema de señalización por Canal Común usa enlaces deseñalización para transportar los mensajes de señalización entredos puntos

� Circuito completamente distinto al de la información de la voz

� Transmite el establecimiento, la facturación y la información desupervisión de las llamadas.

� Diversos beneficios

� No absorbe ancho de banda del canal de voz.

� Establece las llamadas con mayor rapidez, reduciendo eltiempo de señalización y liberando recursos escasos.

� Su costo es menor.

� Mejora el rendimiento de la red.

Señalización por Canal Común (CCS)

24

Sistema de Señalización N° 7 (SS7)

25

� Sistema de Señalización 7 (Signaling System 7, SS7)� La versión internacional del Sistema de Señalización de

Canal Común 7 (CCS7) recomendada como la norma de laindustria de telecomunicaciones

� Desarrollada por la ITU-T para señalización entre oficinascentrales de telefonía publica

� Es una señalización de canal común, sofisticada que operafuera de banda sobre canales de 56/64 Kb/s

� Se podría pensar como equivalente a QSIG, en el entornoPrivado


26

Señalización por Canal Común N° 7

Central

Telefónica

Central

TelefónicaCanal

Información

• • • •

31 016 1

Canal

Sincronismo

Canal

información

• • •• • •

PTS

PTS: Punto de Transferencia de Señalización

• Con un solo enlace se puede señalizar una gran cantidad de canales.

• Mucho mas rápido y eficiente.

• La señalización sigue un camino diferente del seguido por la información (voz).

Trama Digital E1

Velocidad = 32 canales x 64 Kbps = 2.048 Kbps

27

Señalización por Canal Común ISDN PRI

28

• La señalización ISDN utiliza uno de los canales de la trama (canal 16) paraenviar la señalización de línea y registro de todos los canales de audiomediante un protocolo de señalización digital.

• Protocolo estandarizado por CCITT.

• Se dispone de uncanal digital de 64Kbps para enviar laseñalización de 30 omas canales.

Protocolo ISDN

29

� ISDN contiene un sistema complejo de mensajes entre los quese pueden mencionar:� Setup, Alerting, Connect, release, User Information, etc.

� La arquitectura de la ISDN se basa en el modelo OSI decapas.

� La Capa 1 o capa física establece como son los formatos delas tramas ISDN.

� La Capa 2 o capa de enlace, realiza el control de errores y elcontrol de flujo. Esta capa es llamada LAPD (Link AccessProcedure, D Channel).

� La Capa 3 o capa de red, es la que permite el intercambio deinformación entre origen y destino, mediante laimplementación de mensajería.

Red Digital de Servicios Integrados (RDSI)

30

Acceso Básico:2 canales B (64 Kbps)1 canal D (16 Kbps)

Acceso Primario:30 canales B (64 Kbps)1 canal D (64 Kbps)

Tipos de Accesos

Acceso Básico2B + D

144 Kbps

Acceso Primario30B + D

2.048 Kbps

Red Digital de Servicios Integrados (RDSI)

31

La señalización nodo-nodo es soportada por SS7 mediante la Parte de Usuarioapropiada para el servicioPara conmutación de circuitos:• PUT: Parte de Usuario de Telefonía• PU-RDSI: Parte de Usuario RDSI

PU-RDSI: Parte Usuario RDSI

32

� Categorías de servicios

� Servicios portadores: Ofrecen sólo la capacidad de la red paratransferir información

� 64 Kbps sin restricciones, audio a 3,1 Khz, etc.

� Teleservicios: Utilizan las capacidades de la red y de los terminales

� Telefonía, teletex, telefax, videotex, etc.

� Servicios suplementarios: Proporcionan capacidades adicionales a losservicios básicos

� Presentación de la Identificación de la Línea Llamante (PILL)

� Reenvío de Llamadas Incondicional (RLLI)

� Grupo Cerrado de Usuarios (GCU)

� Marcación Directa a Extensiones (MDE)

� Señalización Usuario-Usuario (SUU)

� Etc.

Llamada Normal Usuarios RDSI (Q.931)

33

Oficina Central Conmutador telefónico

Conmutación de circuitos

Dispositivos Telefónicos• Terminal.

• Fax.• Alarma.

• POS.• Centralita Tel.

• Contestadora Tel.

PSTN

PSTNTransporte

Enlaces, Troncales(SDH/PDH)

Accesos digitales• E1

• E1/R2• ISDN PRI (30B+D)•ISDN BRI (2B+D)

• PRI (NGN)•SIP TRUNK

PBX

Señalización de inicio de loop:• Colgado

• Descolgado.• Discado (DTMF).

• Ringing.• Conversación (circuito dedicado).

• Termino del llamado.

Modulación PCM• Muestreo (8000 muestras por segundo)

• Cuantificación.• Codificación (8 bits)

• DS0 = 8000 ms x 8 bits = 64.000 = 64Kbps• Códec G711 Ley A

TS0: SincronismoTS16: Señalización

Métodos de señalización• In-band: CAS (R2).

• Out-band: CCS IISDN/SS7

Visión General de la Red PSTN

34

Public SwitchingTelephony Network

35

New Generation Network

Que es una NGN?

36

• Es la evolución natural de las actuales centrales de conmutación.

• Es una red que aprovecha la tecnología moderna y se ajusta a las actualesy futuras necesidades de los clientes.

• Red Orientada a Servicios.

• Es un tipo de arquitectura de red abierta y distribuida.

• Es una Red basada en protocolos estándares y red de conmutación depaquetes (IP, MPLS, ATM, Ethernet).

• Es una red mucho más rentable (costo/beneficio) que las actualescentrales de conmutación:

� Menor tamaño (ej. Control de 2.000.000 de abonados en 5 bastidores)

� Menor costo de mantención y operación

� Red Multiservicio (Voz, Datos, Banda Ancha, Fax, Video)

� Conexión al mundo IP y con estos a nuevos Servicio.

Modelo de Referencia

37

Accesos TDM

Nivel de Aplicación

Nivel de Control

Nivel de Transporte

Servidores de Aplicaciones

Accesos IP fijos e inalámbricos

Softschitch

PSTN

INTERNET

Capa de Acceso

Capa de Transito

Switch IP

Gestión de R

ed y Servicios

Accesos TDM

Nivel de Aplicación

Nivel de Control

Nivel de Transporte

Servidores de Aplicaciones

Accesos IP fijos e inalámbricos

Softschitch

PSTN

INTERNET

Capa de Acceso

Capa de Transito

Switch IP

Gestión de R

ed y Servicios

Gestión de R

ed y Servicios

Concepto General NGN

38

� Una NGN es una red de paquetes capaz de proveer servicios detelecomunicaciones y capaz de hacer uso de tecnologías banda ancha ytecnologías de transporte con capacidades de QoS en donde las funcionesde servicio son independientes de las tecnologías de transporte.

� Ofrece acceso no restringido a usuarios de diferentes proveedores deservicios.

� Soporta movilidad generalizada la cual permitirá ofrecer serviciospermanentes a los usuarios

TDM v/s NGN

39

ConmutaciónConmutación

InterfaseAbonado

Procesador

Troncales

Red IP(Conmutación)

SS(Procesador)

MG(Troncales)

SS: SoftSwitchMG: Media GatewayUA: Univelsal Access

UA(Abonados)

NGN

O.C.

O.C.

NGN - Red Orientada a Nuevos Servicios

40

Red IP(Conmutación)

SS(Procesador)

MG(Troncales)

SS: SoftSwitchMG: Media GatewayUA: Univelsal Aceso

SS: SoftSwitchMG: Media GatewayUA: Univelsal Aceso

UA(Abonados)

O.C.

ServicioIP Centrex

ServicioR.I.

ServicioIVR

Servidor De Aplicación

SoftSwitch (SS)

41

� El SoftSwitch es aplicable a la capa de control de red del NGN

� Sus principales funciones son las siguientes:

o Control de llamadas

o Control de acceso al Media Gateway

o Asignación de recursos

o Procesamiento de protocolos

o Enrutamiento

o Autenticación

o Facturación

o Interfaces de programación de aplicaciones (API)

MGC o SS

Media Gateways (MG)

42

� El MG es aplicable a la capa de acceso de la red NGN

� Sus principales funciones son las siguientes:

o Interfaz entre la Red IP con la Red PSTN (E1 o STM-1)

o Provisión de servicios RDSI Primarios (solo Hig 1600)

o Generación de Codec (compresión de la voz)

o Cancelación de Eco

o Generación de Ruido confortable

MG

Estructura Plataforma VoIP

43

Vendor

AS CSWS MSNS

BS Licenses:

AS, NS, MS, WS 42.000 usersEnterprise Package 6.000 usersHotline Package 4.000 usersTrunk Package 4.000 trunks

Web Conference 300 portsMessaging 10.000 users

Application Server (AS): En este equipo seencuentra la lógica de Servicio. En el residenlas aplicaciones que interactúan con elusuario.

Network Server (NS): Lógica de Ruteo yControl, definición de recursos de red.

Media Server (MS): Recursos de Multimedia,IVR y Audio Conferencia de hasta 3.

Conferencing Server (CS): Permite realizaraudio conferencia para más de 3 usuarios yenvío vía WEB de documentos Office. (300puertos)

E-Mail Server (EMS): Permite Almacenar losmensajes de voz para las casillas de losusuarios.

Web Server (WS): Permite las conexiones víaWeb

44

Plataforma VoIP

MG PRIhiG1600

Red IP

PBX

CTX

SS7 PABXTDM

Softswitch

RTP

E1 PRI

MGhiG1200

MG1 PRIhiG1200

MG2 PRIhiG1200

MG3 PRIhiG1200

MGhiG1200

RTPCZona

centro

RTPCZona Norte

RTPCZonaSur

E1 SS7E1

STP

SBC

E1 E1 E1

POTSCTX

POTS CTX

POTSPOTS

POTS

IADInternet

Softphone

SIP/RTP

SIP

SIP/RTP

RTPRTPRTP RTP

RTP

C.C. C.C. C.C.

AS

NS

MS

CS

SIP/RTP

SIP/RTP

Grupo m

Grupo Centrex n

Grupo Centrex n

POTS CTX

Ax. 2POTS CTX

POTS CTX POTS CTX

PABX IP

VPN Cliente TE

BackbonePE-CTX

IP Phone

IADCPE

DSLAM

xDSL

VPN VoIP TE

Eth/ATM

Descripción General Servicio VoIP

45

Escenario FuturoIMS

IMS (IP Multimedia Subsystem)� Definición

� Es un subsistema de control

� Acceso de ejecución de servicios que se puede utilizar para todas las aplicaciones en el nuevomodelo de arquitectura de nueva generación.

� Ubicación

� Se encuentra en la capa de control de las redes de nueva generación

� Función

� Controlar la comunicación con los terminales de los clientes para establecer ciertas conexiones, queles ayuden a adquirir los servicios (voz, datos, video, etc.) que estos requieran. Ayuda a ofrecerservicios multimedia sobre infraestructura IP.

� Define

� La infraestructura y las capacidades del servicios que emplearan los operadores para establecer suoferta de servicios.

� El procedimiento de identificación de usuarios, servicios y nodos mediante URI (Universal ResourceIdentifier)

� Usuarios

� Desde el punto de vista de los usuarios, los servicios permiten comunicaciones

� Usuario a usuario

� Usuario a contenido, de varias maneras (voz, texto, fotos y video, o una combinación de estos) deuna forma personal y controlada.

46

IMS - Características

47

Fue especificado por el 3GPP/3GPP2, y en la actualidad está� Fue especificado por el 3GPP/3GPP2, y en la actualidad estásiendo acogido por otras entidades de estandarización comoETSI/TISPAN, OMA (Open Mobile Alliance) y JPC (JavaCommunity Process).

� Soporta múltiples tipos de acceso como pueden ser GSM,WCDMA, CDMA2000, banda ancha y WLAN.

� No solo sigue las directrices de un protocolo, si no que adoptacasi la totalidad de protocolos basados en SIP (Session InitiationProtocol).

� Solo se requiere conectividad IP por parte de la comunicación delcliente. Se trata además de un protocolo “agnóstico” al tipo deacceso.

� Movilidad generalizada entre distintas redes y entre distintosterminales.

Arquitectura IMS

48

Capa Aplicación:•MiO (RCS-e/Joyn).•MTAS (Servicios MMTel).

Capa Control:•CSCF (Control de señalización).•IP-Works (DNS).•HSS (Perfil usuarios).•MGCF (conversión SIP/ISUP).•BGCF (control IMS/PSTN).•MRFP (control de media).

Capa OSS/BSS:•EMA (Provisión).•EMM (Mediación).

Arquitectura IMS� En la capa superior (capa de aplicaciones)

� Se incluyen aplicaciones y contenidos de servidor para ejecutarservicios de valor añadido para el usuario.

� Permite que servicios genéricos definidos en IMS sean implementadoscomo servicios en un servidor de aplicación SIP.

� La capa de control

� Comprende servidores de control de red para mantenimiento dellamadas o establecer, modificar y liberar sesiones.

� El elemento más importante de esta capa es el CSCF (Call SessionControl Function), también conocido como servidor SIP.

� Esta capa también contiene un juego completo de funcionessoportadas, como suministro, tarificación y O&M.

49

50

Servicio ToIP

02


Servicios VoIP

51

Soluciones de VoIP

Consideraciones Servicio VoIP

52

Problema Solución

Latency ≤ 150msAumentar ancho de bandaElegir diferente tipo de codecFragmentar los paquetes de datosPriorizar los paquetes de voz

Jitter ≤ 30msUtilizar buffer dejitter

Bandwidth Calcular ancho de banda requerido, incluyendo los payload de voz, overhead y datos

Packetloss

Diseñar la red a la mínima congestiónPriorizar los paquetes de vozUtilizar códec, para minimizar pequeñas cantidades de perdida de paquetes.

Reliability Proveer redundancia para estos componentesHardwareEnlacesEnergía Realizar gestión proactiva de la red

Security Seguridad de estos componentesInfraestructura de redSistema de procesamientos de llamadosPuntos finalesAplicaciones

Descripción Servicio de VoIP

53

�� Plataforma de voz (Ericsson, Huawei, Broadsoft, etc.)

� Permite:

� Dar conectividad de voz.

� Realizar llamadas desde usuarios IP con la Red Telefónica PúblicaConmutada.

� Realizar llamadas a la red de las operadoras móviles, largadistancia nacional e internacional.

� La conexión del usuario IP se realizará directamente a la plataforma

de banda ancha a través de accesos xDSL o Fibra óptica.

� Para disponer de QoS, el servicio de voz requiere los mismos

parámetros de un enlace de banda ancha.

Características Servicio de VoIP

54

�� Utiliza protocolo SIP para el establecimiento y control de llamadas (RFC3261).

� Utiliza el protocolo RTP (Real-time Transport Protocol) para el transportede la media (RFC 3551).

� La señalización (SIP) será controlada por el Media Gateway Controller(MGC) y Session Border Controller SBC.

� La conectividad entre la red de voz y la NGN del opérador se realizatravés de una VPN IP.

� Para el servidor de tiempo NTP, se utilizará una dirección IP.

� El códec a configurar en los dispositivos CPE´s con primera prioridaddepende del operador.

� El ancho de banda definido para cada comunicación de voz a nivel IPdepende del códec a utilizar.

� Los terminales a conectar en las puertas de voz (FXS) de los GatewayVoIP pueden ser: Voz, Fax, Módem.

Servicio VoIP (xDSL/FTTx)

55

Descripción Servicio VoIP de x Líneas

56

�� Plataforma de voz (Ericsson, Huawei, Broadsoft, etc).

� Se requiere de un media gateway de voz de x puertas FXS (ATA: Adaptador deTerminal Analógico).

� Servicio a través de los siguientes tipos de accesos:

� xDSL

� FTTx.

� Los terminales a conectar en las puertas FXS pueden ser:

� Voz (Central telefónica, POTS.

� Datos (POS, Alarmas, etc.)

� Fax (t.30).

� La conexión del media gateway de voz será a través de una puerta Ethernet delCPE.

� Ruta estática entre el ATA e IP proxy.

� Para el servicio de voz en la red se pueden utilizaran las siguientes interfaces:

� PVC (ADSL2+)

� VLAN (VDSL2/FO)

Descripción Servicio VoIP de x Líneas (cont,)

57

�� Utiliza los siguientes protocolos:

� SIP para el establecimiento y control de llamadas (RFC 3261).

� Utiliza el protocolo RTP (Real-time Transport Protocol) para el transporte de lamedia (RFC 3551).

� Utiliza el protocolo SDP (Session Description Protocol) para describir losparámetros de inicialización de los flujos multimedia (RFC-4566)

� Dependiendo del servicio los códec a configurar en el media gateway de voz,pueden ser los siguientes:

� Voz

� G.711 Ley A

� G.729

� Datos

� PCMA

� Fax

� T.38

Servicio VoIP de x Líneas (xDSL/FTTx)

58

Servicios de Valor Agregados

59

� Básicos:

� Conferencia tripartita.

� Llamada en espera.

� Desvío de todas las llamadas.

� Desvío de llamadas en caso de ocupado.

� Desvío de llamadas en caso de no

respuesta.

� Visualizador de llamadas.

� No molestar.

� Retención de llamadas.

� Adicionales:

� Música en espera.

� Captura de llamadas.

� Candado digital.

� Discado abreviado 8.

� Discado abreviado 100.

� Transferencia de llamadas (Flash).

� Operación SVA’s se requiere que

el terminal telefónico posea tecla

Flash (300 ms).

SIP Trunk

60

� El servicio SIP Trunk entrega las mismas funciones de encaminamiento y servicios quelos entregados por los servicios Superlink de las PABX´s TDM con tramas E1 PRI/R2

� El servicio utiliza:

� Protocolo SIP para el establecimiento y control de llamadas (RFC 3261).

� El servicio utiliza el protocolo RTP (Real-time Transport Protocol) para el transportede la media (RFC-3551).

� El servicio permite establecer llamadas de:

� Usuarios de la PABX IP con PSTN

� PSTN hacia usuarios de la PABX IP

� Utilizando la red IP/MPLS y la NGN como elemento de interconectividad.

� En la red la señalización (SIP) es controlada por un Media Gateway Controller (MGC) ySBC.

� La conectividad entre la red de voz de cliente y la NGN se realiza través de una VPN IPconfigurada para disponer el QoS para los servicios de voz.

� Los anexos internos acceden a la PSTN a través de la PABX IP o FES.

� El acceso es inmediato al discar el prefijo y el tono de invitación a discar (si corresponde)es provisto por la misma PABX.

SIP Trunk (cont.)

61

� La interconexión de PABX´s IP a la red pública conmutada (PSTN) es a través de:

� Canales IP, estos canales corresponderán a su equivalente DS0.

� En el caso de que la PABX IP no maneje toda la señalización SIP y trafico RTP:

� Utilizar un dispositivo IP tipo Front End Systems (FES)

� IP-to-IP GWs para que maneje toda la señalización SIP, negociación de media(SDP) y trafico RTP entre la red del cliente y la NGN.

� Además, por la naturaleza del protocolo SIP que es ‘peer-to-peer’, se obliga acursar el trafico SIP y RTP de cada uno de sus dispositivos IP del cliente (IAD, IPPhone, SoftPhone, MS) contra la PABX IP o FES para estandarizar la conectividada la NGN.

� La PABX IP o FES deben actúan como B2BUAs.

� Entre el SBC y la PABX IP o FES se establece todo el tráfico de señalización SIP yRTP.

SIP Trunk (Red)

62

Señalización SIP Trunk

63

64

Protocolos

03


Protocolos de Señalización

65

Protocolos

El Modelo OSI

66

Ventajas del modelo OSI.

� Reduce la complejidad.

� Estandariza las interfaces.

� Facilita el diseño modular.

� Asegura la interoperatibilidad de latecnología.

� Acelera la evolución.

� Simplifica la enseñanza y el aprendizaje.

PDU (Protocol Data Unit)Capa Transporte (Capa 4)

67

Comparación entre TCP/IP y OSI

68

Aplicación

Transporte

Internet

Accesoa red

7 Aplicación

6 Presentación

5 Sesión

4 Transporte

3 Red

2 Enlace de Datos

2 Enlace de Datos

1 Física

Modelo OSI Modelo TCP/IP

Internet, LAN, WAN

FTP, HTTP, SMTP, DNS,

TFTP

TCP / UDP

IP

Protocolos

Protocolos VoIP y el Modelo OSI

69

7 Aplicación

6 Presentación

5 Sesión

4 Transporte

2 Enlace de datos

1 Física

Softphone, Call Manager, Human Speech

Códec

H.323/SIP/MGCP

RTP/UDP (media), TCP7UDP (signal)

IP

Frame Relay (FR),ATM, Ethernet, Multilink Point-to-Point Protocol (MLPPP), Point-to-Point Protocol

(PPP), High-Level Data Link Control (HDLC)

- - - - - -

3 Red

70

Protocolos de SeñalizaciónVoIP

Protocolos de Señalización VoIP

71

Protocolo Descripción

H.323 Protocolo estándar ITU para conferencia interactiva,evolucionado del estándar ISDN H.320, flexible y complejo

MGCP Estándar IETF para los Gateway de control PSTN, controlde dispositivos.

SIP Protocolo IETF para conferencias interactivo y nointeractivo, sencillo, pero menos maduros, que H.323

SCCP o Skinny Protocolo propietario de Cisco utilizado entre Cisco UnifiedCommunications Manager y teléfonos Cisco VoIP

H.323

72

� Aprobado en 1996 ITU-T.

� Diseñado para el transporte de audio, vídeo a través de red IP.

� Protocolo peer-to-peer donde el dispositivo final inicia las sesiones

� Extensamente utilizado con gateways, gatekeepers, o cliente deconferencia tripartita H.323, especialmente terminales de video enCisco Unified Communications.

� Los gateways H.323 nunca son registrados con Cisco UnifiedCommunications Manager, solamente la dirección IP esta disponible,para confirmar que la comunicación es posible.

� H.323 incluye los siguientes protocolos

� H.225 call signaling

� H.225 Registration, Admission, and Status (RAS)

� H.245 control signaling

� Audio codecs (G.711, G.722 (64, 56 y 48 kbps), G.723.1 (5,3 y 6,3kbps), G.728 (16 kbps) y G-729 (8 kbps))

� Video codecs (H.261)

Componentes de Red H.323

73

4Conversiónde señalizaciónde llamada4Conversiónde señalizaciónde medios4Conversiónde medios

4Terminal H.3234Unidad de control multidifusión MCU4Gateway4Gatekeeper

4Traducción dealias H.323 endirecciones de red4Control deadmisiones y anchode banda4Proporcionanadministración depolíticas

MGCP - (Media Gateway Control Protocol)

74

o

o Desarrollado en 1999 por IETF RFC 2705.o Protocolo Cliente/Servidor que permite a un dispositivo de control

de llamadas, tomar el control de un puerto específico sobre ungateway (modelo centralizado).

o Para que una interacción MGCP tenga lugar con Cisco UnifiedCommunications Manager, tiene que asegurarse de que el softwareCisco IOS o del sistema operativo Cisco Catalyst sea compatible conCisco Unified Communications Manager.

o La versión 0.1 de MGCP es soportada sobre Cisco UnifiedCommunications Manager.

o El concepto de backhaul PRI es uno de los conceptos más potentesde la aplicación MGCP con Cisco Unified Communications Manager.

o BRI hacia atrás es soportado en las recientes versiones de IOSCisco.

o No es un protocolo estándar.

MGCP - (Media Gateway Control Protocol)

75

� Inicialmente diseñado para simplificar en lo posible la comunicación conterminales como los teléfonos.

� Tiene tres componentes un MGC (Media Gateway Controller), uno o varios MG(Media Gateway) y uno o varios SG (Signaling Gateway), el primero tambiéndenominado dispositivo maestro controla al segundo también denominadoesclavo.

RG: Conecta la PBXtroncal a la red IP

RG: Conecta la PBXtroncal a la red IP

SCCP - (Skinny Client Control Protocol)

76

� Es un protocolo propietario de Cisco.

� Es el protocolo por defecto para terminales con elservidor Cisco Call Manager PBX que es el similar aAsterisk PBX.

� Usado entre el Cisco Call Manager (CCM) y teléfonos IPCisco

IP PhoneParte A

IP PhoneParte B

Señalización Real-Time Transport Protocol (RTP)

Protocolo Señalización SkinnyProtocolo Señalización SkinnyCCM

� El clienteSkinny usaTCP/IP paratransmitir yrecibirllamadas.

� Para el audioutiliza RTP,UDP e IP.

� Los mensajesSkinny sontransmitidossobre TCP yusa el puerto2000.

77

Comparación de Protocolos Señalización

VoIP

Suite H.323

78

o Protocolo peer-to-peero Configuración del Gateway es necesaria porque el gateway debe

mantener el plan de discado y el patrón de ruteo.o Ejemplos:

o Cisco VG224, gateway para teléfonos analógicos (solamenteFXS).

o Cisco serie 2800.o Router Cisco serie 3800.

MGCP

79

o Trabaja en una arquitectura Cliente/Servidoro Configuración simplificadao Cisco Unified Communications Manager mantiene el dial plan.o Ejemplos:

o Cisco VG224, gateway para teléfonos analógicos (solamente FXS).o Cisco serie 2800.o Router Cisco serie 3800.

o Ejemplo de operación de sistema MGCP con Cisco Catalysto Cisco Catalyst 6000 WS-X6608-T1o Cisco Catalyst 6000 WS-X6608-E1

SIP

80

o Protocolo peer-to-peero La configuración del gateway es necesaria porque el gateway debe

mantener un dial plan y el patrón de ruteo.o Ejemplos

o Cisco serie 2800o Cisco router serie 3800

SCCP

81

o Trabaja en una arquitectura Cliente/Servidoro Configuración simplificadao Cisco Unified Communications Manager mantiene el dial plan y patrones de

ruteo.o Ejemplos:

o Cisco VG224 (solamente FXS).o Cisco VG248 Gateway de voz analogica.o Cisco ATA 186o Cisco serie 2800 con router y puertas FXS.

82

Protocolo SIP

Que es el Protocolo SIP?

83

El Session Initiation Protocol (SIP) es un protocolo deseñalización que controla una iniciación, maneja y termina unasesión multimedia (voz y video) sobre una red de paquetes.

Este esta basado sobre una arquitectura cliente-servidor, en elcual el cliente inicia un llamado y el servidor responde elllamado.

Esto es una norma de la IETF RFC 3261.

Por qué SIP?

84

� Ventajas de los gateways SIP

� Configuración del Dial-plan directamente sobre el gateway.

� Traducciones definidas por el gateway.

� Soporte avanzado para la integración de sistemas de otrosfabricantes de telefonía.

� Interoperabilidad con gateways de voz de otros fabricantes.

� Soporta dispositivos finales de otros fabricantes (teléfonos SIP)

Como Trabaja SIP?

85

� El usuario se identifica por una dirección SIP única.

� sip:[email protected]

� Ejemplo: sip:[email protected]

� Los usuarios se registran con un Servidor de Registro usando ellos ladirección SIP asignada.

� Cuando el usuario inicia un llamado, una petición SIP es enviada alservidor SIP (PBX-IP, Plataforma, etc).

� La localización del usuario final puede ser dinámicamente registrada conel servidor SIP.

Fundamentos SIP

86

� SIP es un protocolo simple extensible.

� SIP es definido en IETF RFC 3261.

� SIP crea, modifica, y termina sesiones con uno o mas participantes.

� SIP aprovecha varios estándares: RTP, RTCP, HTTP, SDP, DNS, SAP,MGCP y RTSP.

� SIP realiza el direccionamiento E.164, correo electrónico, o registro delservicio DNS.

� SIP esta basado en texto ASCII para una fácil implementación ydepuración.

Fundamentos SIP (Cont.)

87

� SIP provee las capacidades:

� Determina la localización del punto final del destino.

� Determina la capacidad de la media del punto final del destino.

� Determina la disponibilidad del punto final del destino.

� Establece una sesión entre el origen y el punto final del destino.

� Maneja la transferencia y terminación de llamados

Que es ENUM?

88

�E.164 Number Mapping�Protocolo IETF definido en RFC-2916.�Numero E.164 que se utiliza para buscar Uniform Resource

Identifier (URI), direcciones Web mas comúnmente conocidas URI�Permite el uso de números E.164 en el contexto combinado PSTN

& servicios IP (correo electrónico, fax, direcciones SIP,coordenadas, enrutamiento de telefonía IP y otros)

�Integrador importante de PSTN, Internet y de otras redes basadasen IP.

Direcciones SIP

89

o Nombre de dominio completoo [email protected]

o Direcciones E.164o sip:[email protected]; user=name

o Direcciones mixtaso sip:14085551234; [email protected] sip:[email protected]

Funcionalidad SIP

90

� User location

� Descubre la localización del usuario final con el propósito deestablecer una sesión.

� User capabilities

� Determina la capacidad del medio del dispositivo en una sesiónestablecida.

� User availability

� Determina la tasación del usuario final.

� Session setup

� Establece los parámetros de sesiones de las partes involucradas enuna sesión.

� Session handling

� Habilita la modificación, transferencia y terminación de una sesiónactiva.

Entidades SIP

91

Entidades SIP (1)

92

� Proxy Server

� Encaminar un mensaje entre un agente de usuario cliente y unagente de usuario servidor normalmente se recurre a los servidores.

� Estos servidores pueden actuar de dos maneras:

� Como Proxy, encaminando el mensaje hacia destino.

� Como Redirector (Redirect) generando una respuesta que indicaal originante la dirección del destino o de otro servidor que loacerque al destino.

� La principal diferencia es que el servidor proxy queda formandoparte del camino entre el UAC y el (o los) UAS, mientras que elservidor de redirección una vez que indica al UAC cómo encaminarel mensaje ya no interviene más.

� Un mismo servidor puede actuar como Redirector o como Proxydependiendo de la solución a nivel de red.

Entidades SIP (2)

93

� Redirect Server

� Servidor que acepta solicitudes SIP

� Traduce la dirección SIP de destino en una o varias direcciones dered y las devuelve al cliente.

� De manera contraria al Proxy Server, el Redirect Server noencamina las solicitudes SIP.

� En el caso de la devolución de una llamada, el Proxy Server tienela capacidad de traducir el numero del destinatario en el mensajeSIP recibido, en un numero de reenvió de llamada y encaminar lallamada a este nuevo destino, y eso de manera transparente parael cliente de origen; para el mismo servicio.

� El Redirect Server devuelve el nuevo numero (numero de re-envió)al cliente de origen quien se encarga de establecer una llamadahacia este nuevo destino.

Entidades SIP (3)

94

User Agent (UA)

� UAC: Agente que inicia y/o termina la llamada

� UAS: Agente que recibe y/o termina la llamada

� En la mayoría de los casos las sesiones SIP que establecen los UA tienen como usuario unapersona, pero también pueden trabajar para otros protocolos, como en el caso de un Gateway

� El UA debe ser capaz de mantener el estado de las llamadas que se inician o están en curso.

� Esto es necesario para poder seguir los diálogos y para confiabilidad de la comunicación

� El Status mínimo de la llamada debe incluir:

� Tags

� Call-ID

� Cseq (local y remoto)

� Terminada la llamada, el UA debe mantener el status por al menos 32 seg. Esto permitirá tomaracciones en caso de perdida de mensajes o caída de la llamada

Entidades SIP (4)

95

� Register server

� Es un servidor que acepta solicitudes SIP REGISTER.

� Para ello se vale del mecanismo de registro.

� Cada usuario tiene una dirección lógica que es invariable respecto de la ubicación física delusuario.

� Una dirección lógica del protocolo SIP es de la forma usuario@dominio .

� La dirección física (denominada "dirección de contacto") es dependiente del lugar en dondeel usuario está conectado (de su dirección IP).

� El usuario indica por un mensaje REGISTER emitido al Registrar, la dirección donde eslocalizable (dirección IP).

� Cuando un usuario inicializa su terminal (por ejemplo conectando su teléfono o abriendo susoftware de telefonía SIP) el agente de usuario SIP que reside en dicho terminal envía unapetición con el método REGISTER a un Servidor de Registro, informando a qué direcciónfísica debe asociarse la dirección lógica del usuario. El servidor de registro realiza entoncesdicha asociación (denominada binding).

� Esta asociación tiene un período de vigencia y si no es renovada, caduca ( rec. 5 minutos)

� La forma en que dicha asociación es almacenada en la red no es determinada por elprotocolo SIP, pero es vital que los elementos de la red SIP accedan a dicha información.

Entidades SIP (5)

96

B2BUA

� Un B2BUA es un tipo de UA que recibe requerimientos SIP, los reformula yluego los envía cómo nuevos requerimientos

� En este sentido un B2BUA actúa cómo un proxy SIP, pero no sigue sus reglasde enrutamiento

� Se pueden utilizar para servicios de anonimato, evitando que dos UAinvolucrados en una sesión SIP puedan aprender el uno del otro

� Para estos fines el B2BUA puede reformular requerimientos enteramentetransformados, cambiando los campos From, Via, Contact y Call-ID

� También puede modificar la información de medios contenida en SDP,presentando los suyos como los del UA

� Un B2BUA quiebra la naturaleza de SIP cómo protocolo transparente end toend en Internet

� Un B2BUA es un punto único sin estado, generador de fallas potenciales enla red, reduciendo la confiabilidad de las sesiones SIP sobre Internet

Arquitectura SIP

97

Usuarios Agentes SIP

(UAC)Legacy

PBX

SIP SIP

SIP

RTP

PSTN

E1 o

PRI

SIP Proxy, Register,

Location y Redirect Servers

(UAS) (UAS)

Supervivencia

98

�Pre-configurar UA con al menos dos SIP Server

�Configurar UA con resolucion de direcciones de los server con DNS

Modelo SIP

� Cliente: lado que envía una petición.

� Ej.- teléfono SIP o pasarela que inicia una sesión.

� Servidor: lado que responde a una petición recibida.

� Ej.- teléfono SIP o pasarela destino.

� Transacción: petición + [respuesta (s) provisional (es)] + respuesta final

99

Peticiones SIP

100

Method Description

INVITE

Usado con el fin de establecer una sesión entre UAs.INVITE corresponde al mensaje ISUP IAM o al mensajeQ.931 SET UP y contiene las informaciones sobre el quegenera la llamada y el destinatario así como sobre el tipode flujos que serán intercambiados (voz, video,...).

ACK

Cuando un UA que emitió el método SIP INVITE recibeuna respuesta final a la invitación (ejemplo : 200 OK), elconfirma la recepción de esta respuesta por medio de unmétodo “ACK”.

BYE

Permite la liberación de una sesión anteriormenteestablecida.Corresponde al mensaje RELEASE de los protocolos ISUPy Q.931.Un mensaje BYE puede ser emitido por el que genera lallamada o el que la recibe.

Peticiones SIP (cont.)

101

Method Description

CANCEL

Es utilizado para pedir el abandono de la llamada encurso pero no tiene ningún efecto sobre una llamada yaaceptada.De hecho, solo el método “BYE” puede terminar unallamada establecida.

OPTIONS

Es utilizado para interrogar las capacidades y el estado deun User Agent o de un servidor .La respuesta contiene sus capacidades (ejemplo: tipo demedia siendo soportado, idioma soportado) o el hecho deque el UA sea indisponible.

REGISTEREs usado por una UA con el fin de indicar al Registrar lacorrespondencia entre su Dirección SIP y su dirección decontacto (ejemplo : dirección IP).

Peticiones SIP (cont.)

102

Method Description

INFOUsado como señalización en medio del llamado (DTMF,hook-flash, etc.)

REFER Usado para transferencia de llamadas

SUBSCRIBEUtilizado por un Agente de Usuario para establecer unasuscripción con el fin de recibir notificaciones

NOTIFYUtilizado por un Agente de Usuario para transmitirinformación acerca de la ocurrencia de un evento enparticular (tal como MWI)

PRACKSe utiliza para acusar recibo de las respuestasprovisionales fiables transportadas (1xx)

UPDATE Usado para indicar el estado de una sesión

Respuestas SIP

103

Informational

Indica el estado de la llamadaantes de completar

100 Trying

180 Ringing

181 Call is being forwarded

182 Call Queued

183 Session Progress

Redirection

Server ha devuelto posiblesubicaciones. El cliente debereintentar peticiónotro servidor.

300 Multiple Choices

301 Moved Permanently

302 Moved Temporarily

380 Alternative Service

Success

Peticiones logradas

200 OK

202 Accepted

Respuestas SIP (cont.)

104

Client Errors

La solicitud ha fallado debido a un error por parte del cliente.El cliente puede volver a intentar lasolicitar reformulando la respuesta.

400 Bad Request

401 Unauthorized

403 Forbidden

404 Not Found

405 Method not Allowed

407 Proxy Authentication Required

415 Unsupported Media

486 Busy Here

Respuestas SIP (cont.)

105

Server Failure

La solicitud ha fallado debido a unerror del servidor. La solicitudpuede ser analizada en otroservidor.

500 Server Internal Error

501 Not Implemented

502 Bad Gateway

503 Service Unavailable

Global Failure

La solicitud ha fallado y no debeser analizada de nuevo en este uotro servidor.

600 Busy Everywhere

603 Decline

604 Doesn’t Exist Anywhere

606 Not Acceptable

Donde esta SIP?

106

CodecsSDP

RTP DNSSIP

UDPTCP

RSTP

Ethernet

IP

Physical / Data Link

Network

Network

Application

¿Que Protocolos son utilizados para VoIP?

107

Facilidades Necesidad de la voz

TCP UDP RTP

Fiabilidad No Si No No

Reordenamiento Si Si No Si

Sellado de tiempo Si No No Si

Multiplexión Si Si Si No

� Fiabilidad: TCP orientado a la conexión. Para el transporte de la voz RTP y UDP también estánorientados a la conexión.

� Reordenamiento: En las redes IP los paquetes pueden arribar en diferente orden. Con RTPllegan en orden correcto.

� Time-stamp: Se debe conocer el tiempo relativo en que los paquetes son transmitidos. Elpaquete es correctamente reordenado. El paquete puede tener un apropiado delay insertadoentre paquetes.

� Multiplexión: Manejo de múltiples llamados. Manejo de puertas puertas UDP (16.384 a32.767)

Protocolos de Transmisión de Media

108

o Real-Time Transport Protocolo Ofrece el actual flujo de audio y video sobre la red.

o Real-Time transport Control protocolo Proporciona la información de control fuera de banda para un

flujo RTP.

o cRTPo Comprime las cabeceras IP/UDP/RTP sobre enlaces seriales de

baja velocidad.

o SRTPo Proporciona la encriptación, mensajes de autenticación y la

integridad y protección de repetición de los datos RTP

Real-time Transport Protocol (RTP)

109

� IETF RFC 3550

� Proporciona funciones de red de extremo a extremo y servicios de entrega en caso de retraso sensible, datoen tiempo real, tal como voz y video.

� Se ejecuta en la parte superior de UDP

� Funciona bien con la cola para trafico de voz sobre otros tráficos.

� Incluye servicios:

� Identificación de payload-type

� Secuencia numérica

� Time stamping

� Monitoreo de la entrega

Real-Time Transport Control Protocol (RTCP)

110

� RFC 1889, 3550

� Provee control de la información fuera de banda para un flujo RTP.

� Utilizado para reportes de QoS.

� Monitorea la calidad de la distribución de datos y provee control de lainformación.

� Proporciona información sobre las condiciones actuales de la red.

� Permite acogida que participe en una sesión de RTP para el intercambiode información sobre la supervisión y el control de la sesión.

� Proporciona un flujo separado de RTP para uso de transporte UDP.

Compresión RTP

111

� RFCs

� RFC 2508, compresión de las cabeceras IP/UDP/RTP, para enlace seriales de bajavelocidad.

� RFC 2509, compresión de la cabeceras IP sobre PPP.

� CRTP mejorado.

� RFC 3545, mejora la compresión RTP (CRTP) para enlaces con alto retardo, perdida depaquetes y reordenamiento.

� Comprime las cabeceras de 40 byte a aproximadamente 2 a 4 bytes.

Seguridad RTP

112

� RFC 3711

� Proporciona.

� Encriptación

� Advanced Encryption Standard (AES)

� Mensajes de integridad y autenticación

� Hashed Message Authentication Code-Secure Hash Algorithm I (HMAC-SHA-I) RFC 2104

� Protección de repetición (sin desincriptación)

Session Description Protocol (SDP)

113

� IETF RFC 2327

� “SDP está destinado a describir sesiones multimedia a los efectos deanuncio de la sesión, la invitación de sesiones, y otras formas deiniciación de sesión multimedia.”

� Incluye SDP:

� El tipo de media (video, audio, etc.)

� El protocolo de transporte (RTP/UDP/IP, H.320, etc.)

� El formato de la media (H.261 video, MPEG video, etc.)

� Información que reciben los medios (direcciones, puertos, formatos yasí sucesivamente)

Descripción de Sesión

114

� v= protocol version

� o= originator and session identifier

� s= session name

� i= session information

� u= URI of description

� e= email address

� p= phone number

� c= connection information

� b= zero or more bandwidth information Lines

� z= time zone adjustments

� k= encryption key

� a= zero or more session attribute lines

� t= time the session is active

� r= zero or more repeat times

Descripción de Media

115

� m= media name and transport address

� i= media title

� c= connection information

� b= zero or more bandwidth information Lines

� k= encryption key

� a= zero or more media attribute lines

Ejemplo – SDP (Session-Level Information)

116

Session Descripcion Protocol

Session Descripcion Protocol version (v):0

Owner/Creator, Session Id (o): AudiocodesGW 32878409 32878301 INIP4 10.194.172.2

Session Name (s): Phone-Call

Connection Information (c): IN IP4 10.194.172.2

Time Description. Active time (t): 0 0

Ejemplo – SDP (Session Level Information)

117

Ejemplo – SDP (Media-Level Information)

118

Media Description, name and address (m): audio 6000 RTP/AVP 8 18 96 100

Media Attribute (a): rtpmap: 8 PCMA/8000

Media Attribute (a): fmtp: 8 vad=no

Media Attribute (a): rtpmap: 18 G729/8000

Media Attribute (a): fmtp: 18 annexb=no


Media Attribute (a): gpmd: 96 vbd=yes

Media Attribute (a): rtpmap: 100 telephone-event/8000

Media Attribute (a): fmtp: 100 0-15

Media Attribute (a): ptime:20

Media Attribute (a): sendrecv

Media Attribute (a): rtcp:6001 IN IP4 10.194.172.2

Ejemplo – SDP (Session Media Information)

119

AVP = Audio Video profileover UDP [RFC 3551]

120

Registro SIP

Dirección de Registro

121

SIP UACsSIP UACs

Proxy SIP (UAS)

RegisterAquí yo

soy

Gateway SIP

Servidor Registro

Servidor Redirect

Base de datos de

Localización

o Dirección IP Registroo Dirección IP Proxyo Dirección IP Outbound Proxyo Useragent Domaino Usernameo Password

SIP Registration

122

SIP Registration

123

REGISTER

SIP Server

UAC

REGISTER sip:172.22.16.35:5060;transport=UDP SIP/2.0From: <sip:[email protected]:5060>;tag=1465e88-ab2d088-13c4-50029-1653-d39827-1653To: <sip:[email protected]:5060>Call-ID: 14b25d0-ab2d088-13c4-50029-1653-67df03f9-1653CSeq: 1 REGISTERVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.136:5060;branch=z9hG4bK-1653-573596-880e9edMax-Forwards: 70Supported: replaces,100relUser-Agent: Thomson TG789vn Build 8.4.3.UExpires: 300Contact: <sip:[email protected]:5060>X-Serialnumber: CP1151QTACYAccept: application/dtmf-relay, x-application/dtmf-relay, application/sdpContent-Length: 0

SIP Registration

124

REGISTER

401 Unauthorized

SIP ServerUAC

SIP/2.0 401 UnauthorizedFrom: <sip:[email protected]:5060>;tag=1465e88-ab2d088-13c4-50029-1653-d39827-1653To: <sip:[email protected]:5060>;tag=465014615-1350534427299Call-ID: 14b25d0-ab2d088-13c4-50029-1653-67df03f9-1653CSeq: 1 REGISTERVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.136:5060;branch=z9hG4bK-1653-573596-880e9edWWW-Authenticate: Digest realm="BroadWorks",nonce="BroadWorksXh8fdbterTmknsx0BW“,algorithm=MD5,qop="auth"Content-Length: 0

SIP Registration

125

REGISTER

401 Unauthorized

SIP Server

REGISTER

UAC

REGISTER sip:172.22.16.35:5060;transport=UDP SIP/2.0From: <sip:[email protected]:5060>;tag=1465e88-ab2d088-13c4-50029-1653-d39827-1653To: <sip:[email protected]:5060>Call-ID: 14b25d0-ab2d088-13c4-50029-1653-67df03f9-1653CSeq: 2 REGISTERVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.136:5060;branch=z9hG4bK-1653-5735b8-2f6328e3Max-Forwards: 70Supported: replaces,100relUser-Agent: Thomson TG789vn Build 8.4.3.UExpires: 300Authorization: Digest username="58222041",realm="BroadWorks",nonce="BroadWorksXh8fdbterTmknsx0BW",uri="sip:172.22.16.35:5060;transport=UDP",response="780b24c88eec8187a8fb55bf5c48fcac",algorithm=MD5,cnonce="5735b8",qop=auth,nc=00000001Contact: <sip:[email protected]:5060>X-Serialnumber: CP1151QTACYAccept: application/dtmf-relay, x-application/dtmf-relay, application/sdpContent-Length: 0

SIP Registration

126

REGISTER

401 Unauthorized

SIP Server

REGISTER

200 OK

UAC

SIP/2.0 200 OKFrom: <sip:[email protected]:5060>;tag=1465e88-ab2d088-13c4-50029-1653-d39827-1653To: <sip:[email protected]:5060>;tag=691330922-1350534427337Call-ID: 14b25d0-ab2d088-13c4-50029-1653-67df03f9-1653CSeq: 2 REGISTERVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.136:5060;branch=z9hG4bK-1653-5735b8-2f6328e3Contact: <sip:[email protected]:5060>;expires=300;q=0.5Allow-Events: call-info,line-seize,dialog,message-summary,as-feature-event,x-broadworks-hoteling,x-broadworks-call-center-statusContent-Length: 0

127

Flujo de Llamada SIP

Flujo General Llamada SIP

128

Voice (Flujo RTP)

Red IP

UAC

Analog Phone

Off-hook Dial Tone

DialingINVITE

100 Trying

180 RingingRingback Tone

200 OK (SDP)

ACK

On-hook BYE

200 OK

VVVV

DSLAM

INVITE

129

UAC

INVITE

VVVVFXS

SIPServer

INVITE

130

INVITE sip:[email protected]:5060;transport=UDP SIP/2.0From: "23499026"<sip:[email protected]:5060>;tag=150c600-ab2d089-13c4-50029-11b29-1832eb4f-11b29To: "96912384"<sip:[email protected]:5060>Call-ID: 1503b60-ab2d089-13c4-50029-11b29-2c1bf4a1-11b29CSeq: 1 INVITEVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.137:5060;branch=z9hG4bK-11b29-4521aad-5d81f5Max-Forwards: 70Supported: replaces,100relUser-Agent: Technicolor TG789vn v3 Build 10.2.1.4Contact: <sip:[email protected]:5060>X-Serialnumber: CP1201RA9N6Accept: application/dtmf-relay, x-application/dtmf-relay, application/sdpAllow: INVITE, ACK, BYE, REFER, NOTIFY, CANCEL, OPTIONS, INFO, UPDATE, PRACKContent-Type: application/sdpContent-Length: 271

v=0o=789vn_v3 946761472 946761472 IN IP4 10.178.208.137s=-c=IN IP4 10.178.208.137t=0 0m=audio 1102 RTP/AVP 8 18 97a=rtpmap:8 PCMA/8000a=rtpmap:18 G729/8000a=fmtp:8 vad=noa=fmtp:18 annexb=noa=ptime:20a=rtpmap:97 telephone-event/8000a=fmtp:97 0-15

100 Trying

131

100 Trying

UAC

INVITE

VVVVFXS

SIPServer

SIP/2.0 100 TryingFrom: "23499026"<sip:[email protected]:5060>;tag=150c600-ab2d089-13c4-50029-11b29-1832eb4f-11b29To: "96912384"<sip:[email protected]:5060>Call-ID: 1503b60-ab2d089-13c4-50029-11b29-2c1bf4a1-11b29CSeq: 1 INVITEVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.137:5060;branch=z9hG4bK-11b29-4521aad-5d81f5

180 Ringing

132

100 Trying

UAC

INVITE

VVVVFXS

SIPServer

180 Ringing

180 Ringing

133

SIP/2.0 180 RingingFrom: "23499026"<sip:[email protected]:5060>;tag=150c600-ab2d089-13c4-50029-11b29-1832eb4f-11b29To: "96912384"<sip:[email protected]:5060>;tag=590598661-1349957798656Call-ID: 1503b60-ab2d089-13c4-50029-11b29-2c1bf4a1-11b29CSeq: 1 INVITEVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.137:5060;branch=z9hG4bK-11b29-4521aad-5d81f5Supported:Contact: <sip:[email protected]:5060;transport=udp>Allow: ACK,BYE,CANCEL,INFO,INVITE,OPTIONS,PRACK,REFER,NOTIFY,UPDATEContent-Type: application/sdpContent-Length: 273

v=0o=BroadWorks 16592133 1 IN IP4 172.22.16.35s=-c=IN IP4 172.22.16.35t=0 0m=audio 39412 RTP/AVP 8 18 97a=rtpmap:8 PCMA/8000a=fmtp:8 vad=noa=rtpmap:18 G729/8000a=fmtp:18 annexb=noa=rtpmap:97 telephone-event/8000a=fmtp:97 0-15a=sendrecva=ptime:20

200 OK with Session Description Protocol

134

100 Trying

UAC

INVITE

VVVVFXS

SIPServer

180 Ringing

200 OK, with SDP

200 OK with Session Description Protocol

135

SIP/2.0 200 OKFrom: "23499026"<sip:[email protected]:5060>;tag=150c600-ab2d089-13c4-50029-11b29-1832eb4f-11b29To: "96912384"<sip:[email protected]:5060>;tag=590598661-1349957798656Call-ID: 1503b60-ab2d089-13c4-50029-11b29-2c1bf4a1-11b29CSeq: 1 INVITEVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.137:5060;branch=z9hG4bK-11b29-4521aad-5d81f5Supported:Accept: application/media_control+xml,application/sdpContact: <sip:[email protected]:5060;transport=udp>Allow: ACK,BYE,CANCEL,INFO,INVITE,OPTIONS,PRACK,REFER,NOTIFY,UPDATEContent-Type: application/sdpContent-Length: 273

v=0o=BroadWorks 16592133 1 IN IP4 172.22.16.35s=-c=IN IP4 172.22.16.35t=0 0m=audio 39412 RTP/AVP 8 18 97a=rtpmap:8 PCMA/8000a=fmtp:8 vad=noa=rtpmap:18 G729/8000a=fmtp:18 annexb=noa=rtpmap:97 telephone-event/8000a=fmtp:97 0-15a=sendrecva=ptime:20

ACK

136

100 Trying

UAC

INVITE

VVVVFXS

SIPServer

180 Ringing

200 OK, with SDP

ACK

ACK

137

ACK sip:[email protected]:5060;transport=udp SIP/2.0From: "23499026"<sip:[email protected]:5060>;tag=150c600-ab2d089-13c4-50029-11b29-1832eb4f-11b29To: "96912384"<sip:[email protected]:5060>;tag=590598661-1349957798656Call-ID: 1503b60-ab2d089-13c4-50029-11b29-2c1bf4a1-11b29CSeq: 1 ACKVia: SIP/2.0/UDP 10.178.208.137:5060;branch=z9hG4bK-11b2c-4522610-1fad61daMax-Forwards: 70User-Agent: Technicolor TG789vn v3 Build 10.2.1.4Contact: <sip:[email protected]:5060>X-Serialnumber: CP1201RA9N6Accept: application/dtmf-relay, x-application/dtmf-relay, application/sdpContent-Length: 0

Voice Flow RTP

138

100 Trying

UAC

INVITE

VVVVFXS

SIPServer

180 Ringing

200 OK, with SDP

ACK

Voice RTP

BYE

139

100 Trying

UAC

INVITE

VVVVFXS

SIPServer

180 Ringing

200 OK, with SDP

ACK

Voice RTP

BYE

BYE

140

BYE sip:[email protected]:5060 SIP/2.0From: "96912384"<sip:[email protected]:5060>;tag=590598661-1349957798656To: "23499026"<sip:[email protected]:5060>;tag=150c600-ab2d089-13c4-50029-11b29-1832eb4f-11b29Call-ID: 1503b60-ab2d089-13c4-50029-11b29-2c1bf4a1-11b29CSeq: 669033385 BYEVia: SIP/2.0/UDP 172.22.16.35:5060;branch=z9hG4bKkpug9n2080sgim8dq0k1sd71o7qk2.1Max-Forwards: 9Content-Length: 0

200 OK

141

100 Trying

UAC

INVITE

VVVVFXS

SIPServer

180 Ringing

200 OK, with SDP

ACK

Voice RTP

BYE

200 OK

200 OK

142

SIP/2.0 200 OKFrom: "96912384"<sip:[email protected]:5060>;tag=590598661-1349957798656To: "23499026"<sip:[email protected]:5060>;tag=150c600-ab2d089-13c4-50029-11b29-1832eb4f-11b29Call-ID: 1503b60-ab2d089-13c4-50029-11b29-2c1bf4a1-11b29CSeq: 669033385 BYEVia: SIP/2.0/UDP 172.22.16.35:5060;branch=z9hG4bKkpug9n2080sgim8dq0k1sd71o7qk2.1Supported: replaces,100relUser-Agent: Technicolor TG789vn v3 Build 10.2.1.4X-Serialnumber: CP1201RA9N6Accept: application/dtmf-relay, x-application/dtmf-relay, application/sdpContent-Length: 0

143

Extensiones del Protocolo SIP

CANCEL

144

100 Trying

UAC

INVITE

VVVVFXS

SIPServer

180 Ringing

CANCEL

El método “CANCEL” es utilizado para pedir al abandono de la llamadaen curso pero no tiene ningún efecto sobre una llamada ya aceptada. Dehecho, solo el método “BYE” puede terminar una llamada establecida.

CANCEL

145

OPTIONS

146

200 OK

PBX IP

OPTIONS

FXS

SBC

El método “OPTIONS” es utilizado para interrogar las capacidades y elestado de un User Agent o de un servidor . La respuesta contiene suscapacidades (ejemplo: tipo de media siendo soportado, idioma soportado)o el hecho de que el UA sea indisponible.

INFO

147

100 Trying

UAC

INVITE

VVVVFXS

SIPServer

180 Ringing

200 OK, with SDP

ACK

Voice RTP

INFO

200 OK

Evento de Flash

� El método INFO (RFC 2976)permite transferirinformaciones deseñalización durante lallamada.

� Entre los ejemplos deinformación se encuentranlos dígitos DTMF, lasinformaciones relativas a latasación de una llamada,las imágenes etc...

INFO

148

REFER

149

Examples

Refer-To: sip:[email protected]: sip:[email protected]?Accept-Contact=sip:bobsdesk.biloxi.example.net&Call-ID%3D55432%40alicepc.atlanta.example.comRefer-To: sip:[email protected]?Replaces=12345%40192.168.118.3%3B to-tag%3D12345%3Bfrom-tag%3D5FFE-3994Refer-To: sip:[email protected];method=SUBSCRIBERefer-To: http://www.ietf.org Long headers field values are line-wrapped here forclarity only.

El método REFER (RFC 3515) renvía el receptor hacia un recursoidentificado en el método. REFER permite emular distintos servicios oaplicaciones incluyendo la transferencia de llamada.

SUBSCRIBER

150

� Una entidad SIP se puede suscribir a un evento con el fin de sernotificada de su ocurrencia.

� El requerimiento SUBSCRIBE permite la suscripción mientras elrequerimiento NOTIFY es utilizado con el fin de notificar (RFC 3265).

200 OK

UAC

SUBSCRIBER

VVVVFXS

Server

NOTIFY

151

� La respuesta a un mensajeSubscribe normalmente esun mensaje NOTIFY (RFC3265).

� Este tipo de mensaje, notificael estado de presencia delusuario, y transporta elestado en el que se encuentrael usuario.

� Con la respuesta Notify seconfecciona una lista deusuarios “notify list”.

200 OK

UAC

SUBSCRIBER

VVVVFXS

SIPServer

NOTIFY

200 OK

PRACK

152

El método PRACK (RFC 3262) ha sido definido con el fin de satisfacerla recepción de respuestas temporarias de tipo 1XX.

100 Trying

UAC

INVITE

VVVVFXS

SIPServer

180 Ringing

PRACK

200 OK, with SDP

Voice RTP

BYE

200 OK

UPDATE

153

o El método UPDATE (RFC 3311) permite a un terminal SIP actualizarlos parámetros de una sesión multimedia (ejemplo : flujo media y suscodecs).

o El método UPDATE puede ser enviado antes de que la sesión seaestablecida.

o UPDATE es entonces particularmente útil cuando se trata de poneral día los parámetros de sesión antes de su establecimiento, porejemplo una puesta en espera del destinatario.

200 OK

UAC

UPDATE

VVVVFXS

SIPServer

MESSAGE

154

• El método MESSAGE (RFC 3428) ha sido propuesto como extensiónal protocolo SIP con el fin de permitir la transferencia de mensajesinstantáneos.

• La mensajería instantánea o “Instant Messaging” o “IM” consiste enel intercambio de mensajes entre usuarios en seudo tiempo real.

• Este nuevo método hereda de todas las funciones ofrecidas por elprotocolo SIP tales que el enrutamiento y la seguridad.

• El requerimiento MESSAGE puede transportar varios tipos decontenidos basándose sobre la codificación MIME.

155

Flujo de Llamada SIPMedia (Códec)

Captura de Sesiones de Voz

156

Mensajes SIP

Session Initiation Protocol

Llamado Básico SIP (INVITE)

157

Llamado Básico SIP (200 OK SDP)

158

Configuración Llamado Usando un Servidor Proxy

159

Red IP

Gateway SIP Gateway SIP

Parte Llamador INVITE (SDP)

100 Trying

180 Ringing

200 OK (SDP)

ACK

Flujo RTP

BYE

200 OK

Parte Llamado

Señalización SIP y SDP

(UDP o TCP)

Portadora o medio(UDP)

INVITE (SDP)

100 Trying

180 Ringing

200 OK (SDP)

ACK

BYE

200 OK

Servidor Proxy

Configuración Llamado Usando un Servidor de Redirección

160

Red IP

Gateway SIP Gateway SIP

Parte Llamador

INVITE (SDP)

100 Trying

180 Ringing

200 OK (SDP)

ACK

Flujo RTP

BYE

200 OK

Parte Llamado

Señalización SIP y SDP

(UDP o TCP)

Portadora o medio(UDP)

INVITE (SDP)

Moved

Servidor Redirect

161

SIPAtributos de Negociación

Ejemplo – Negociación de VAD

162



Owner/Creator, Session Id (o): AudiocodesGW 32878409 32878301 IN IP4 10.194.172.2















Media Attribute (a): pmft:T38


Ruido de Fondo - (Comfort Noise)

163

Network

Transmisor Receptor

Iniciaconversación

GatewayVoz

GatewayVoz

RTP (CN) RTP (CN)

Ruido de fondo

VAD VAD

� Comfort Noise es un ruido blanco.

� Inyectado en los intervalos de silencio de una comunicación.

� Voice activity detection (VAD)

Ejemplo – Negociación de Anexo B

164



Owner/Creator, Session Id (o): AudiocodesGW 32878409 32878301 IN IP4 10.194.172.2
















Ejemplo – Negociación VBD (Voice Band Data)

165













Recomendación V.152

Session Descripcion ProtocolSession Descripcion Protocol version (v):0Owner/Creator, Session Id (o): AudiocodesGW 32878409 32878301 IN IP4 10.194.172.2Session Name (s): Phone-CallConnection Information (c): IN IP4 10.194.172.2Time Description. Active time (t): 0 0

Tipos de Transporte DTMF

166

En VoIP los Dual-Tone Multi Frequency pueden ser enviados a través de 3 modos:

• In-band: La información DTMF es enviada junto con el flujo de voz. Este método esel menos confiable. Se aconseja utilizar este método solamente en combinación concódec de alta velocidad (tales como los codec G711 ley A y ley u).

• Señalización o vía mensaje SIP INFO: La información DTMF es enviada a lo largo delcanal de comunicación del llamado. Para mayor información esta puede serencontrada en la RFC-2976.

• RFC-2833: En este modo, los dígitos DTMF son transportados al lado remoto comoparte de un flujo RTP (Real-Time Transport Protocol). Este método garantiza la altacalidad y escalabilidad.

SIP: Evento RTP - DTMF

167

RTP / DTMF 9

168

SIPTransporte de Datos

Transporte de Datos Modulados sobre Redes IP

169

� El trafico de Fax y modem, consiste en un dato digital modulado entonos de alta frecuencia.

� En contraste a la voz, la perdida de paquetes es mucho más criticapara las comunicaciones de fax y modem.

� Los algoritmos de compresión VoIP, son diseñados para la voz, nopara frecuencias de datos como fax o modem.

� Métodos de transmisión de fax o modem sobre redes IP:

� Terminación y transmisión de datos sobre un gateway (fax relay)

� Envío de datos en banda en el flujo RTP (stream).

� Recepción y conversión de faxes a archivos usando T.37 (store-and-forward)

Fax G3 T.30 sobre PSTN

170

� La especificación ITU T-30 describe el procedimiento para el control desesión.

� La especificación ITU T.4 describe el procedimiento de transferencia deimagen.

� El canal 2 de modem a 300 bps half-duplex, es seleccionado comomodem handshake T.30 y para la transferencia de imágenes T.4 aplicanvarios métodos.

� Procedimiento del control de sesión (fases)

Fase A: Configuración de llamada.

Fase B: Proced. pre mensaje para identificar y seleccionar el facsímil.

Fase C: Transferencia de imagen.

Fase D: Proced. pre mensaje incluyendo multi paginas y proced. deseñalización de fin.

Fase E: Liberación del llamado.

Flujo de Llamado Fax (T.30) sobre PSTN

171

Fase AEstablecimiento del llamado

Fase BControl &

Capacidad de Conmutación

Fase CTransferencia

de Paginas

Fase DMensaje de

procedimiento Posterior

Fase ELiberación del

Llamado

Fax LlamadoFax Llamante

Consideraciones Fax Relay

172

� El fax relay T.38 incluye estas funcionalidades:

� Oculta los paquetes perdidos en fax relay.

� MGCP basado en fax (T.38) y DTMF relay.

� SIP fax relay T.38.

� Fax relay T.38 para gateway fax T.37 / T.38.

� Fax relay T.38 para VoIP H.323.

Transmisión de Fax T.38

173

Digitalrepresentation

of image

T.30Handshake

AnsweringFax

IPUDP IPT.38

T.30Handshake

• T.38 es una recomendación ITU para el envío de mensajes de fax sobreredes IP en tiempo real pero encapsulando un estándar fax G3 en unflujo de datos.

OriginatingFax

Gateway Gateway

SIP T.38 Relay

174

Red IP

Fax G3Inicia el llamado

Gateway GatewayFax G3

T.30

Tono CED

Mensaje DIS

T.30Llamado de voz

INVITE (T.38 en SDP)

200 OK (SDP)

ACK

T.38 en paquetes

UDP

INVITE T38

175



Owner/Creator, Session Id (o): Broadworks 5786855 3 IN IP4 172.22.16.35

Session Name (s): -



Media Description, name and address (m): image 54524 udptl t38

Media Attribute (a): T38FaxVersio:0

Media Attribute (a): T38MaxBitRate: 14400

Media Attribute (a): T38FaxRateManagement:transferedTCF

Media Attribute (a): T38FaxUdpEC:t38UDPRedundancy

Media Attribute (a): T38FaxMaxDatagram:1472


Negociación de fax con protocolo t38

Flujo Fax T.38

176

Audio

Datos

Fax

Fax=1100HzModem=1300Hz

Flujo Fax T.38

177

Desconexión

Consideraciones Modem Relay

178

� El módem relay incluye estas funcionalidades:

� Detección de tono de módem y señalización.

� Switchover relay.

� Payload redundante.

� Tamaño del paquete.

� Buffer para jitter dinámico y estático.

Topología Relay

179

Red IP

Modulación DSPDemodulador DSP

Transmisión TCP de paquetes de datos

Dato Analógico

0110011

0110011

0110011

0110011

Dato Analógico

Conexión 2Conexión 1 Conexión 3

• Este método no usa códec.• Modula y demodula en 4KHz

SIP Modem Pass-Through

180

Red IP

Modem/POS Gateway Gateway Módem/POS

T.30

Tono CED

Mensaje DIS

T.30Llamado de voz

INVITE (G.711A / SDP)

200 OK (SDP)

ACK

RTP en paquetes UDP

Modem SIP

181

SIP Phone (UAS)SIP Phone (UAC)

INVITE (g729 g711A PCMA)

100 Trying

180 Ringing

200 OK (g729 g711A PCMA)

ACK

BYE

200 OK

RTP (PCMA)

RTP (PCMA)Switch on the flight

v.152

POSTransbank

Trace Modem SIP

182

Switch on theflaigh

183

Estándares SIP

SIP Standards

Sólo una muestra de los trabajos de normalización del IETF …

IETF RFCs http://ietf.org/rfc.html

� RFC3261 Core SIP specification – obsoletes RFC2543

� RFC2327 SDP – Session Description Protocol

� RFC1889 RTP - Real-time Transport Protocol

� RFC2326 RTSP - Real-Time Streaming Protocol

� RFC3262 SIP PRACK method – reliability for 1XX messages

� RFC3263 Locating SIP servers – SRV and NAPTR

� RFC3264 Offer/answer model for SDP use with SIP

184

SIP Standards (cont.)

� RFC3265 SIP event notification – SUBSCRIBE and NOTIFY

� RFC3266 IPv6 support in SDP

� RFC3311 SIP UPDATE method – eg. changing media

� RFC3325 Asserted identity in trusted networks

� RFC3361 Locating outbound SIP proxy with DHCP

� RFC3428 SIP extensions for Instant Messaging

� RFC3515 SIP REFER method – eg. call transfer

� SIMPLE IM/Presence - http://ietf.org/ids.by.wg/simple.html

� SIP authenticated identity management -

http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-sip-identity-02.txt

185

186

04WiresharkLaboratoriosMaterial adicional

187

Wireshark

Consideraciones

188

� Descargar software analizador de trafico.

� Cargar software en PC.

� La captura de trace se realiza a través de la tarjetade red del PC.

� Configuración básica, para comenzar a capturartrafico SIP.

Configuración Básica de Wireshark

189

� En opción Capture

� Seleccionar Options

� Realizar configuración básica

�En Options

�Habilitar Capture packets inpromiscous mode

�Deshabilitar Automatic scrolling in livecapture

�Captures, para comenzar captura

�En campo Filter SIP y Apply

Barra de Tareas (funciones básicas)

190

Iniciar nueva

captura

Detener captura

Re iniciar captura

Diagrama de Flujo

191

Diagrama de Flujo (cont.)

192

Análisis con Filtros

193

Filter: ip.dst == dirección IP

194

Laboratorios

Laboratorio 1

195

� Objetivo

� El alumno será capaz de cargar software analizador de protocolos(Wireshark)

� El alumno será capaz de manejar las funciones básicas, paraanálisis de señalización del protocolo SIP.

� Actividad

� Analizar en forma individual archivo de captura y dejar por escritosus observaciones.

Laboratorio 2

196

� Objetivo

� El alumno será capaz de interpretar e identificar los mensajes yatributos del protocolo SIP.

� Actividad.

� Cada alumno en forma individual analizara muestras deseñalización (traces), donde deberá dejar por escrito su análisis.

Laboratorio 3

197

� Objetivo

� El alumno será capaz de interpretar e identificar los mensajes yatributos del protocolo SIP.

� Actividad

� Trabajo grupal

� A cada grupo se le entregara archivo con captura defectuosa,para su análisis y comentar.

Laboratorio 4

198

� Objetivo

� El alumno será capaz de cargar y configurar softphone conparámetros que serán entregados.

� Actividad

� Cargar en PC software sofphone

� Configurar softphone

� Tomar traces de los eventos de llamadas de entrada y salida.

� Para simular defectos, cambiar parámetros SIP:

� IP Proxy

� Domain

� Usersip

� Password

� Tomar traces.

Test Final

199

� Objetivo

� El alumno en forma individual, será capaz de responder lasincógnitas planteadas en test final, aplicando todos losconocimientos adquiridos durante la etapa de instrucción (60%)

Gracias

201

Material adicional

202

Gateways VoIP

Interfaces Analógicas

203

Tipo de interfaces analógicas

Descripción

FXS Usado por el lado de la PSTN o PBX en una conexión FXS-FXO

FXO Usado por el dispositivo final (Teléfono) de una conexión FXS-FXO

E&M Usado entre switches troncales

Gateways FXS

204

� FXS - (Foreign Exchange Station)

� Emula una PSTN/PBX.

� Provee energía de batería, envía tono de discar y genera voltajes de ringer.

� Teléfonos estándar / maquinas de fax, conectadas tal como la interfacerecibiera el servicio de telefonía.

FXS Gateway

IPLocal Loop

IP Phone

IP Signaling

IP Voice

Gateways FXO

205

• FXO - (Foreign Exchange Office)• Genera los indicadores con el teléfono colgado y descolgado utilizados para

indicar un bucle de cierre al final del circuito de los FXS.• Aparatos telefónicos analógicos, máquinas de fax y (analógicas) módems son

dispositivos FXO• Gateways FXO convertir (en tiempo real) Inicio de bucle de señalización de

SIP y la variable de corriente eléctrica para RTP

Local Loop

FXO Gateway

PBX

IP

IP Phone IP Signaling

IP Voice

Interfaces Digitales

206

Interface Canales de voz (64 kbps) Señalización Framing Overhead

Ancho de banda total

BRI 2 1 canal (16 kbps) 48 kbps 192 kbps

T1 CAS 24 (no limpia la señalización de 64 kbps de

los bit robados)

En banda (bits robados en el canal de voz)

8 kbps 1544 kbps

T1 CCS 23 1 canal (64 kbps) 8 kbps 1544 kbps

E1 CAS 30 1 canal (64 kbps) 64 kbps 2048 kbps

E1 CCS 30 1 canal (64 kbps) 64 kbps 2048 kbps

207

Voice sobre IP (VoIP)

Qué es VoIP

208

� VoIP es un conjunto de tecnología que permite la transmisión de trafico devoz sobre redes basado en IP en vez de la Plain Old Telephone System (POTS)

� VoIP (Voice over Internet Protocol).

� Algunas veces referida como telefonía sobre Internet.

� Es un método de digitalización de la voz.

� La voz digitalizada se encapsula en paquetes.

� Estos paquetes son transmitidos sobre una red IP.

� En lugar de la Plain Old Telephone System (POTS).

Qué es ToIP

209

� ToIP (Telephony over Internet Protocol).

� Telefonía IP es un concepto amplio, que se preocupa de la problemáticade reproducir en redes IP todos los servicios que ofrece la Red TelefónicaPública Conmutada (incluyendo, por ej., fax, ISDN, interconexión contodo tipo de redes fijas y móviles).

� Utiliza numeración E.164

� VoIP se refiere a la tecnología usada para transmitir voz por redes IP,sean estas redes privadas o Internet.

� No obstante a veces, erróneamente, ambas expresiones se usan comosinónimos.

Telefonía IP (ToIP)

210

� Ventajas:

� Reducción de distancias (y costes) en la red telefónica� Fácil enrutamiento alternativo en caso de averías en la red (servicio no

orientado a conexión)� Compresión de la voz (G.729, G.723.1)� Supresión de silencios� Posibilidad de ofrecer servicios de voz de alta calidad (G.722, 7 KHz)

� Inconvenientes

� Degradación de la calidad cuando hay congestión (si no hay QoS).� Mayores retardos (>200ms), posibles problemas de ecos

Evolución de la Telefonía

211

Red Telefónica

Red IP

Call Manager Call Manager

Red IP

Telefonía Tradicional

Telefonía tradicional sobre backbone IP

Telefonía IPV: voice card con gateway

Transporte de la Voz en Redes con Conmutación de Circuitos

212

� Terminales telefónicosconectados a los switchesOC.

� Los switches OC realizanla conversión de análogo-digital.

� Antes que un llamado seagenerado, la PSTN provee.

� Circuito dedicado puntoa punto para el llamado(DS0: Digital Signal 0)

� Transmisiónsincronizada con anchode banda fijo con muybajo retardo

OC OC

PSTN con línea

digital

Conversión Análogo – Digital

(G.711A)

Conmutación de Circuito vs. Paquete

213

� Conmutación de Circuito - Llamadas de voz tradicionales, que operansobre la PSTN, se realizan con conmutación de circuitos, donde uncircuito exclusivo o canal establecido entre dos puntos antes de que losusuarios hablen entre sí.

Conmutación de Circuito vs. Paquete

214

� Conmutación de Paquetes - La técnica de transmisión de datos en los que los datosse dividen en pequeños “paquetes”, cada uno con su propia información deenrutamiento y, a continuación, se envían a través de la red. En el otro extremo lospaquetes son ensamblado en el formato de los datos originales. En este método sólose utiliza el ancho de banda, cuando sólo se transmite.

Transporte de la Voz en Redes IP

215

� Terminales telefónicos conectados a los Gateway de voz

� Los Gateway de voz realizan la conversión de análogo y digital.

� Antes que un llamado sea generado, la red IP provee.

� Distribución de paquete a paquete a través de la red

� Reserva de ancho de banda, gran y retardos variables

AnálogoAnálogo

IP

Conversión Análogo – digital

(G.711)

DD

V

V

D

D

V

Gateway Voz

Gateway Voz

Beneficios de las Redes Telefónicas de Conmutación dePaquetes

216

� Mayor eficiencia en el uso del ancho de banda y equipamientos.

� Bajo costo de transmisión.

� Gastos consolidados de red.

� Mejor empleo de la productividad a través de las facilidadesproporcionada por la telefonía IP.

� Teléfonos IP como dispositivos de negocios.

� Aplicaciones de bases de datos (XML) como Directorios telefónicos.

� Integración de la telefonía en cualquier aplicación de negocios.

� Terminales inalámbricos, basados en software que permitenmovilidad.

� Acceso a nuevos dispositivos de comunicación (tales como, PDAs,Softphone, etc.).

Codificación Básica de la Voz -Conversión Análogo a Digital

217

Transmisión de Voz

Conversión Digital a Análogo

Conversión Análogo a

Digital

Señal Analógica

Señal Analógica

VozVoz

Codificación Básica de la Voz -Conversión Digital a Análogo

218

Transmisión de Voz

Conversión Análogo a

Digital

Conversión Digital a Análogo

Señal Analógica

Señal Analógica

VozVoz

Códec de Voz

219

� La comunicación de voz es analógica, mientras que en la red de datos es digital

� El proceso de convertir ondas analógicas a información digital se hace con uncodificador-decodificador (CODEC) .

� La mayoría de las conversiones se basan en la modulación codificada mediantepulsos (PCM) o variaciones

� El CODEC comprime la secuencia de datos, y proporciona la cancelación del eco.

� La compresión de la forma de onda representada puede permitir el ahorro delancho de banda.

� Usar la compresión y/o la supresión del silencio puede dar lugar a un ahorroimportante del ancho de banda. Sin embargo, hay algunos usos que se podrían verafectados por la compresión

� Algunos gateways pudieron implementar una cierta inteligencia en ejecución quepuede detectar el uso de módem e inhabilitar la compresión.

� La salida del CODEC es una secuencia de datos que se pone en los paquetes IP yse transporta a través de la red a un destino.

Transmisión de Voz sobre Redes de Datos

220

Cabecera del Enlace de Datos esDiferente por Enlace

221

VLAN VozConfigurada

Multilink PPP

Ejemplo - Encapsulación de la Voz

222

20 8 12 160

IP UDP RTP G.711 (20ms de voz)

20 8 12 20

IP UDP RTP G.729 (20ms de voz)

� La voz digitalizada es encapsulada en RTP, UDP e IP.

� Por defecto, 20 ms de voz son empaquetada en un simple paquete IP.

Como el Periodo de Paquetización Impacta en la Velocidad y Tamaño del Paquete de Voz

223

� Resultado del gran periodo de paquetización en:

� Tamaño de un gran paquete IP (agrega payload)

� Baja velocidad del paquete (reduciendo la cabecera IP)

Muestra de 20 ms (tamaño paquete 160B)50 por segundos

64000*20ms = 160B8

1000ms = 50pps20 ms

Muestra de 30 ms (tamaño paquete 240B)33,33 por segundos

64000*30ms = 240B8

1000ms = 33,3pps30 ms

G.711A

G.711A

Ejemplo - Calculo de Ancho de Banda

224

� Ventana = 20 ms.

� Bytes de voz/trama = 64kbps*20ms = 160 bytes.

8

� Bytes de paquetes IP = 160 + 40 = 200 bytes

� Bytes de trama Ethernet = 200 + 26 = 226 bytes

� Ancho de banda LAN = 226 * 8 = 90,4 kbps

20ms

Características de los Códec de Voz

225

Códec Bandwidth Sampleperiod

Framesize

Frames/packet

EthernetBandwidth

G.711 (PCM) 64 Kbps 20 ms 160 1 95,2 kbps

G.723.1A (ACELP) 5.3 kbps 30 ms 20 1 26.1 kbps

G.723.1A (MP-MLQ) 6.4 kbps 30 ms 24 1 27.2 kbps

G.726 (ADPCM) 32 kbps 20 ms 80 1 63.2 kbps

G.728 (LD-CELP) 16 kbps 2.5 ms 5 4 78.4 kbps

G.729a (CS-CELP) 8 kbps 10 ms 10 2 39.2 kbps

AMR-WB/G.722.2 (ACELP)

6.6 kbps 20 ms 17 1 38.0 kbps

La calidad de un códec puede ser medida por varias mediciones; el métodoMean Opinion Score (MOS), es usado en forma común.

Ejercicio 1 - Calculo de Ancho de Banda

226

� Se tiene el códec G729A y se toman 2 muestras de voz de 10mscada una, para encapsular o paquetizar, las cuales serántransportadas por una red Frame Relay.

� ¿Calcular el ancho de banda a utilizar por una comunicación devoz?

Ejercicio 2 - Calculo de Ancho de Banda

227

� Se tiene el códec G711 y se toman 2 muestras de voz de 20ms cadauna, para encapsular o paquetizar, las cuales serán transportadas poruna red Ethernet.

� ¿Calcular el ancho de banda a utilizar por una comunicación de voz?

Códec G.729

228

� Es un algoritmo de compresión de datos para voz.

� Mediante la predicción lineal con excitación por código algebraico deestructura conjugada.

� Comprime audio de voz en trozos de 10 milisegundos.� Bajo requerimiento de ancho de banda.� Opera a una tasa de bit de 8Kbps.� Existen extensiones con 6,4Kbps y de 11,8Kbps.� Rango de frecuencia acústica de 50Hz a 7KHz� Extensiones de G.729:

� G.729.A (Annex A)

� G.729 AnnexB

� G.729 Annex D

� G.729 Annex E

Recomendación UIT-T G.729 Anexo B

229

� Es un esquema de compresión del SILENCIO

� Ofrece una descripción de los algoritmos de detección de actividad vocal.

� El cual tiene un módulo de VAD (Voice Activity Detection) el cual se usa paradetectar la actividad de la voz.

� También incluye un módulo DTX (discontinuous transmission) el cual decideactualizar los parámetros de RUIDO DE FONDO para la ausencia deconversación (entornos ruidosos).

� También hay un generador de RUIDO COMFORT (Confort Noise Generation),dado que en un CANAL DE COMUNICACIÓN, si se para la transmisión, acausa de ausencia de conversación, entonces el receptor puede suponer que elenlace se ha liberado.

� Estos algoritmos se utilizan para reducir la velocidad de transmisión durante losperiodos de silencio en la conversación.

Códec G.711

230

� Es el más común de los códec

� Usado en redes telefónicas en conmutación de circuitos

� PCM, Pulse-Code Modulation

� Cuantización uniforme

� 12 bits * 8 k/seg = 96 Kbps

� Cuantización no uniforme

� 64 Kbps de velocidad (DS0)

� Ley u

� Norte América

� Ley A

� Otros países, un poco mas amigables para reducir el nivel de señal.

� Un MOS alrededor de 4.3

Recomendación UIT-T G711 Apéndice II

231

� Definición de la cabida útil de ruido de confort para utilización segúnla Recomendación UIT-T G.711 en los sistemas de comunicacionesmultimedios por paquetes.

� Apéndice II

� Alcance.

� Definición de la cabida útil de ruido de confort

� Directrices de uso.

� Resultados de calidad de funcionamiento

� Ejemplo de solución

Voice Activity Detection (VAD)

232

� Clasifica la señal de entrada en señal vocal activa y señal vocal inactiva oun ruido de fondo.

� La clasificación incorrecta de señal vocal inactiva como señal vocal activatiene un efecto adverso en la eficiencia del sistema, al aumentarinnecesariamente la velocidad de transmisión.

� En este caso, la calidad vocal no es afectada.

� Sin embargo, cuando la señal vocal activa se clasifica indebidamentecomo inactiva, se recorta la señal vocal y se degrada la calidad vocal.

� La mayoría de los algoritmos DTX emplean un periodo de retencióncuando pasan de señal vocal activa a inactiva a fin de evitar recortar elextremo de cola de la señal vocal.

� Durante el periodo de retención, las tramas de señal vocal inactiva sereclasifican como señal vocal activa.

� El periodo de retención es también importante a fin de que el codificadorde CNG obtenga una estimación exacta del ruido ambiente.

Comfort Noise Generation (CNG)

233

� El papel del CNG es describir y reproducir el ruido ambiente.

� El ruido puede describirse adecuadamente por su energía y contenidoespectral.

� A fin de evitar cambios bruscos en el carácter del ruido de confort, esimportante promediar la estimación del parámetro en un periodo detiempo.

� La cantidad de pro mediación apropiada depende del ruido ambiente, lacalidad de funcionamiento y la retención del VAD, así como de lavelocidad de actualización del DTX.

� El orden óptimo es dependiente del ruido ambiente presente y de laanchura de banda de la señal.

� Es también importante adaptar el carácter espectral del ruido producidopor el CNG con el del códec vocal.

� Por consiguiente, se sugiere que todo procesamiento previo de la señal deentrada antes del análisis dentro del codificador vocal se efectúe tambiéndentro del codificador de ruido de confort.

Recomendación ITU-T g711 vbd

234

� Garantizar la calidad del servicio de datos sobre una red IP.

� Distribución satisfactoria y transparente de datos en banda vocal (VBD) modulado como audiocodificado por IP.

� Módem de datos.

� Terminales facsímiles.

� Teléfonos con texto

� Recomendación UIT-T V.152.

� Describe el funcionamiento de los datos en banda vocal (VBD, voice-band data) por los

gateways media gateway que aceptan la voz sobre el protocolo Internet (VoIP, voice-over-Internet

protocol).

� El término "VBD" se refiere únicamente a la utilización de códecs en banda vocal apropiadospara el transporte de cabida útil de datos por el protocolo de transferencia en tiempo real (RTP,real-time transfer protocol).

� Debe soportar como mínimo los códec Ley A G.711 y Ley u G.711.

� SDP utilizara los siguientes atributos:

� a=gpmd (descriptor de medios de uso general) <format> <parameter list>

� (a):gpmd: 96 VBD=yes

� (a):maxmptime:20ms (máximo ptime múltiple)

� (m): audio 6010 RTP/AVP 18 8 96 100 (formato de medios de línea)

Factores que Afectan la Calidad de la Voz

235

236

� Fidelidad: Exactitud o calidad del audio

� Eco: Diferencia de impedancia.

� Jitter: Variación en la llegada de los paquetes de voz.

� Delay: Tiempo que tarda la señal para propagarse de un extremo al otroextremo de la conversación.

� Perdida de paquetes: Perdida de paquetes sobre la red.

� Tono local: Permite escuchar su propia voz.

� Ruido de fondo: Ruido de bajo volumen oído en el otro extremo de laconversación.


Desafíos de la VoIP

237

� DELAY – Cada componente en el camino agrega delay (sender,network, receiver). ITU-T G.114 recomienda 150 msec como máximodeseado delay a archivos de alta calidad de voz.

� JITTER – Variación en el delay. Los efectos de la fluctuación puedeser mitigado mediante el almacenamiento de los paquetes de voz enun buffer de jitter a su llegada y antes de la producción de audio(20ms).

� PACKET LOSS - Se produce ya sea en ráfagas o debido a lacongestión de red. la perdida periódico de más de un 1-5% de todoslos paquetes de VoIP pueden degradar significativamente la calidadde voz.


238

� A continuación se observan parámetros estándares de calidad de servicio en una red de múltiples servicios.

Parámetros de calidad de servicio

Jitter Delay Packet Loss

Voz < 15 ms < 75 ms (PE-PE) < 0,1%

Datos NA < 100 ms (PE-PE) < 0,5%

Internet NA NA < 1%

ECO

239

� Se genera en los equipos analógicos.

� Las características de latencia y jitter pueden producir eco sobre la señaltelefónica, lo cual hace necesario el uso de canceladores de eco (ITU G.168).

� El cancelador consiste en usar una parte de la señal de transmisión paracancelar el eco producido por la desadaptación de impedancias en el circuitohíbrido que convierte de 4 a 2 hilos.

HIBRIDOHIBRIDO

2-Hilos4-Hilos2-Hilos

Eco lejanoEco cercano

Jitter (Variación del Delay)

240

� Se produce cuando los paquetes de voz sufren diferentes retrasos detránsito, provocando la variación en los tiempos de llegada en elreceptor.

� El buffer de jitter recopila paquetes de voz, almacena y los envía alprocesador de voz en intervalos espaciados uniformemente (20ms).

tttt

tttt

SenderSenderSenderSender

ReceivesReceivesReceivesReceives

AAAAAAAA BBBBBBBB CCCCCCCC

AAAAAAAA BBBBBBBB CCCCCCCC

DDDD1111 DDDD2 2 2 2 = D= D= D= D1111 DDDD3 3 3 3 = D= D= D= D2222DDDD3 3 3 3 = D= D= D= D2222

Jitter (variación del delay)

241

Flujo constante de paquetes

Tiempo

El mismo flujo de paquetes después de congestión o cola inapropiada

Ejemplo: Ho…la co……moes……tas

Delay

242

� Cada componente en el camino agrega delay (sender, network,receiver). ITU-T G.114 recomienda 150 msec como máximo deseadodelay a archivos de alta calidad de voz

Packet X Transmitted

Network

Sender Receiver

tNetwork Transit

DelayProcessingDelay

ProcessingDelay

End-to-End Delay

Packet X Arrive

Start Hear

Delay Aceptable: G.114

243

Rango (ms) Descripción

0 – 150 Aceptable para la mayoría de las aplicaciones de usuario

150 – 400 Aceptable, a condición de que el administrador esconsciente del tiempo de transmisión y su impacto en lacalidad de transmisión de las aplicaciones de usuario

Sobre 400 Inaceptable para los fines generales de planificación de lared (sin embargo, se reconoce que en algunos casosexcepcionales, ese límite se superará)

Perdida de Paquetes - (Packet Loss)

244

� Se produce ya sea en ráfagas o debido a la congestión de red.

� La perdida periódico de más de un 1-5% de todos los paquetes deVoIP pueden degradar significativamente la calidad de voz.

� La pérdida de paquetes en el trayecto extremo-extremo, provocacomo efecto pérdidas de sonidos, que son aún más molestas.

Paquete 1 Paquete 2 Paquete 3

Perdida Audio

Ejemplo:

estas?

Ejemplo:¿Hola como

estas?

¿Hola

como Estas?

Tono Local o Lateral

245

� El tono lateral es necesariopara que la persona que hablapueda escuchar supropia voz del receptor parapoder determinar cuan fuerteesta hablando.

� El tono lateral debe tener unnivel adecuado, porque untono lateral muy fuerte puedecausar que la persona habledemasiado despacio paratener una buena recepción delotro lado.

� A la inversa, un tono lateralmuy bajo causara una vozmuy fuerte que puede parecerun grito del otro lado delreceptor.

curso protocolo sip junio 2013 v1.0

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