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ELASTIX 1O1
Sistemas de Telefonía
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Lectura Recomendada
Este capítulo corresponde a lectura recomendada e incluida en
el examen de certificación de Elastix.
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La Voz (1)
En fonología, la voz es el sonido que producen las cuerdas
vocales mediante el aire expulsado por nuestros pulmones.
Esta viaja en ondas acústicas a través del aire a la velocidad del
sonido, esto es a 1244 Km/h (o 340 m/s).
Estas ondas se atenúan rápidamente por lo que no llegan a
grandes distancias.
La Voz (2)
La Voz (3)
El principio inicial de la transmisión de voz radica en lograr que
esas ondas no se atenúen y puedan ser escuchadas por alguien
más a una distancia considerable.
Alguien lo suficientemente listo descubrió que se podía controlar
la atenuación de las ondas eléctricas sobre un cable conductor
para llegar a grandes distancias.
Ahora solo había que lograr que las ondas acústicas se
transformen en ondas eléctricas.
La Voz (4)
La Voz (5)
La transformación se hace mediante un dispositivo llamado
micrófono.
Cada “Oficina Central” genera voltaje de alimentación para
cumplir este objetivo.
El voltaje de colgado es -48 Voltios.
¿Alguna vez tocaste un par de cobre telefónico con ambas
manos?
La Voz (6)
La Voz (7)
¿Cómo es el proceso si incluimos a la
digitalización de la voz?
La Voz (8)
Para muestrear una señal análoga se usa modulación PCM a 8
bits. Mas adelante hablaremos de la digitalización y
codificación de la voz.
¿Seguimos transportando ondas actualmente?
La Voz (9)
La voz ocupa un amplio espectro de frecuencias que van de
graves a agudos en un rango aproximado de 20Hz a 20kHz, "la
frecuencia audible típica para el oído humano".
El rango en el que se transmite la voz en los teléfonos
comerciales es 400Hz-4kHz, aproximadamente 4K.
Para transmitir voz "entendible" no es necesario transmitir todas
las frecuencias sino un rango mucho menor.
Telecomunicación (1)
Al hablar de telecomunicaciones nos estamos refiriendo a:
“comunicación a distancia”
A un proceso que consiste en trasmitir un mensaje e
intercambiar información a otras personas desde un punto a
otro.
Telecomunicación (2)
La definición de la ITU (International Telecommunication Union)
es:
“toda emisión, transmisión y recepción de signos, señales,
escritos e imágenes, sonidos e informaciones de cualquier
naturaleza, por hilo, radioelectricidad, medios ópticos u otros
sistemas electromagnéticos”
Sistemas de comunicación
Podemos definir a un sistema de comunicación como el
conjunto de elementos que intervienen en el proceso de
intercambio de información.
Componentes:
Conmutación de circuitos (1)
Es una metodología de implementación de redes de
telecomunicaciones, en la cual dos nodos de la red
establecen un canal de comunicación dedicada antes de que
los nodos puedan comunicarse.
En una red orientada a circuitos, el circuito garantiza el ancho
de banda completo en el canal y permanece conectado
durante la sesión de comunicación.
Conmutación de circuitos (2)
El ejemplo principal de una red conmutada es la red
telefónica analógica del siglo pasado.
Cuando la llamada es hecha de un teléfono a otro la
conexión crea un circuito continuo ente ambos teléfonos
mientras la llamada dura.
El delay/retraso de bits es constante durante la conexión en
contra posición a una red orientada a paquetes.
Conmutación de circuitos (3)
La PSTN o Public Switched Telephone Network es una red
orientada a circuitos.
En el ejemplo del Servicio telefónico Ordinario Antiguo
(POTS), aunque provee características limitadas, un bajo
ancho de banda y no es móvil, la disponibilidad de tono es
mayor al 99.999%
Esto ha sido citado muchas veces como un estándar de
confiabilidad relacionado con telefonía.
Conmutación de circuitos (4)
Parte de la razón por la cual aun seguimos viendo con
importancia redes orientadas a circuitos está relacionado
con el concepto de "última milla".
Esta se refiere de manera metafórica al tramo final de las
redes de telecomunicaciones, que involucra por lo general al
usuario final.
Y es justamente el usuario final quien califica el servicio de
comunicaciones y quien usa cualquier herramienta
relacionada.
Conmutación de circuitos (5)
La PSTN (1)
Es la red pública de las redes de telefonía conmutada.
Incluye líneas telefónicas, cableado de fibra óptica, redes
celulares, satélites de comunicaciones, cables de telefonía
submarinos y varios otros medios de transmisión.
Public Switched Telephone Network
(Red Telefónica Conmutada)
La PSTN (2)
Todos estos medios están interconectados por oficinas
centrales de telefonía.
Estas incluyen los operadores y proveedores de servicio.
Aunque originalmente se componía por líneas fijas análogas,
en la actualidad está compuesta mayormente por
infraestructura digital que incluye líneas fijas y móviles.
La PSTN (3)
Actualmente un subscriptor en alguna parte del mundo puede
marcar de manera transparente su teléfono hacia otro
subscriptor.
Esto es el producto de la combinación de redes
interconectadas creadas bajo los estándares del ITU-T,
El usuario percibe con sencillez la operación de
comunicación, mientras a un nivel más bajo tecnología de
avanzada se está implementando.
La PSTN (4)
La PSTN consta de 4 elementos principales para su
funcionamiento:
Periféricos, terminales de abonado, línea telefónica
Centrales de Conmutación
Sistemas de transmisión
Sistemas de señalización
La PSTN (5)
Muchos subscriptores aun reciben el servicio telefónico a
través de un par de cobre.
A través de el se transmite la señal eléctrica y la señalización
necesaria para establecer, mantener y terminar una llamada.
Eso es parte de lo que llamamos anteriormente "la última
milla"
La PSTN (6)
La PSTN (7)
En la actualidad, aunque se ha masificado la infraestructura
digital, esta también es transportada por un cable de cobre.
La tecnología evolucionó de tal manera que en un solo cable
se pudiera mantener varios canales de comunicación.
Actualmente hay esfuerzos de operadores en implementar
infraestructura basada en fibra óptica, el medio ambiente ideal
para transmisiones de datos.
La PSTN (8)
¿Cómo se adaptaría la voz sobre IP a esta
infraestructura?
…Lo veremos más adelante
¿Qué es una PBX? (1)
PBX = Private Branch Exchange
Es un sistema de intercambio de telefonía que interconecta
subscriptores o circuitos virtuales de sistemas digitales para
establecer llamadas entre estos subscriptores.
Un sistema de intercambio de telefonía, se encuentra
normalmente en una oficina central, de ahí la relación con
central telefónica.
¿Qué es una PBX? (2)
Una oficina central en este caso corresponde a un operador
de telefonía que provee el servicio a la PSTN.
“Oficina Central”… ¿Escuché esto antes?
Aunque tecnológicamente dista mucho de las primeras
oficinas centrales, el concepto es el mismo.
¿Qué es una PBX? (3)
Una PBX o en español un ramal de conmutación privado es
un sistema de intercambio que realiza funciones similares al
de una oficina central pero en un entorno empresarial.
En ocasiones estos sistemas rivalizan con los los sistemas de
una oficina central en capacidad y funcionalidades.
Este es el caso de Elastix, el cual ofrece de manera interna
mayores funcionalidades que las ofrecidas por un operador de
telefonía en la actualidad.
Una PBX común
Otras PBX (1)
El desarrollo de la telefonía y el circuito integrado dio paso a
mejores diseños en equipos de intercambio telefónico.
La mayor parte de la oferta tecnológica estaba centrada en
soluciones propietarias que incluían la PBX y los equipos de
usuario final de manera conjunta.
Muchas marcas se volvieron un estándar en diferentes niveles
corporativos a costos elevados.
Otras PBX (2)
El desarrollo de la voz sobre IP dio paso a nuevas
funcionalidades con altos precios basados principalmente en
licenciamiento por concurrencia, canales o número de
usuarios.
En 1999 nace Asterisk como una alternativa de código abierto
y la telefonía IP cambia para siempre.
Elastix es una distribución basada en Asterisk.
Otras PBX (3)
Muchas de las PBX tradicionales incluyen las siguientes
funcionalidades:
IVR, Llamadas entre internos, Transferencias,
Buzones de voz, Callgroups – Callpickup
De hecho, estas funcionalidades marcaron el estándar de
cómo utilizamos una PBX y parte del desarrollo de
distribuciones IPPBX se basa en ello.
Sistemas de Telefonía (1)
Elementos básicos y exclusivos de una red convencional:
Dispositivos, mensaje, medio y reglas/acuerdos
Sistemas de Telefonía (2)
El “mensaje” son comunicaciones de voz
El medio puede ser aire, cables cobre o fibra óptica
La combinación de dispositivos con reglas/acuerdos propios
del sistema, forman la red telefónica PSTN
Sistemas de Telefonía (3)
El concepto original del intercambio de telefonía se basa en
jerarquías.
En este concepto si una central local no puede manejar una
llamada la pasa a una de jerarquía mayor.
Esto mantiene el tráfico local separado y reduce el número de
troncales necesarias entre operadores para largas distancias.
Sistemas de Telefonía (4)
La tecnología actual ha reducido mucho los costos de
transmisión y ha permitido reducir el número de jerarquías.
En ocasiones hay empresas que tienen una línea telefónica
conectada directamente a un proveedor internacional.
Nos acercamos más al VoIP
Sistemas de Telefonía (5)
Sistemas de Telefonía (6)
Señalización
Redes de información / datos
Si bien varían en tamaño, capacidad o complejidad, todas las
redes tienen cuatro elementos básicos en común
Redes de Comunicación
Esta es la infraestructura convencional de comunicación
Infraestructuras independientes… sin embargo tiende a
desaparecer
Convergencia de sistemas de comunicaciones
Esta es la razón por la cual estamos aprendiendo
Elastix
Por último pero no menos importante
Los circuitos analógicos, comúnmente pares de cobre, llegan
a los abonados del servicio telefónico y es por donde se
transmite la señal eléctrica (analógica) de la voz.
Las PBX tienen dos formatos para el manejo de esta
transmisión:
FXO
FXS
Formatos de Circuitos (1)
FXO (Foreign eXchange Office): es una interfaz de
señalización telefónica que recibe poder, señalización y es la
línea final en oficina.
Son los puertos de la PBX donde se conecta la línea del
servicio telefónico.
Formatos de Circuitos (2)
FXS (Foreign eXchange Station): es una interfaz de
señalización telefónica que genera poder y señalización.
Son los puertos de la PBX que generan voltaje y que se
dirigen hacia teléfonos convencionales y/o fax.
Formatos de Circuitos (3)
Los circuitos digitales son los que llevan información
digital.
Realmente transportan esa información digital sobre
portadoras analógicas.
Llevan información digital muchas veces multiplexada, lo
cual optimiza recursos.
Circuitos Digitales (1)
Mejoran la señal vs. ruido.
Esto se traduce en una mejor calidad de audio.
La unidad más estándar es el DS-0 que representa un canal
de 64Kbit/s, luego de esto vienen los múltiplos de DS-0.
Circuitos Digitales (2)
Circuitos T-carrier y E-carrier (1)
T-carrier (o portadora-T) fueron diseñados como nomenclatura
para circuitos digitales mutiplexados.
Fueron desarrollados por Bell Labs hace más de cincuenta años.
T-carrier en USA, E-carrier en Europa y J-carrier en Japón.
Los más conocidos son los famosos T1 y E1.
Un T1 es un circuito digital compuesto de 24 DS-0´s y tiene una
capacidad de 1.544 Mbit/s.
Un E1 está compuesto por 32 DS-0´s y trafica 2.048 Mbit/s.
Existen muchos modelos de tarjetas telefónicas digitales
compatibles con Asterisk en formato E1/T1
Luego de los T1´s tenemos múltiplos mayores como T2, T3, T4 y
T5.
Circuitos T-carrier y E-carrier (2)
ISDN (1)
ISDN (Integrated Services Digital Network) nos permite transmitir
voz y datos simultáneamente sobre pares telefónicos de cobre
con calidad superior a las líneas telefónicas analógicas.
Existen dos variaciones llamadas BRI y PRI.
BRI (Basic Rate Interface) es para usuarios finales y está
compuesto de 2 canales de datos de 64Kbit/s cada uno, más uno
de señalización de 16Kbit/s. En total 144Kbit/s.
Los canales de datos se denominan canales B y los de
señalización canales D.
PRI (Primary Rate Interface) se usa para empresas y contiene
muchos canales B.
En USA PRI tiene 23 canales tipo B y un canal D (23B+D), todos
de 64Kbps, lo que da un total de 1,536Kbps.
En Europa PRI tiene 30 canales tipo B y un canal D (30B+D),
todos de 64 Kbps, lo que da un total de 1,984 Kbps.
ISDN (2)
El conocimiento de la nomenclatura es importante principalmente
por el servicio que otorgan los operadores.
Algunas empresas tienen muchas líneas analógicas y debemos
diseñar la implementación con ese número de puertos FXO
Otras empresas han invertido en tecnología y tienen uno o varios
E1's T1's, que proporcionar un mayor numero de líneas
telefónicas por conexión (30 - 23 canales respectivamente)
Sobre los formatos de conexión (1)
Si el mundo debiera seguir una tendencia, el servicio debería
estar migrando de telefonía análoga a digital.
De tener puertos FXO a puertos EI, T1, o BRI (en el caso del
mercado de domicilios).
Sin embargo algunos países están obviando este paso lógico
yendo de telefonía análoga a VoIP.
Sobre los formatos de conexión (2)
La telefonía digital no es precisamente nueva y los usuarios
reclaman mayor funcionalidad.
En algún momento en los próximos 5 años el 80% de las
comunicaciones se realizarán con tecnología VoIP
¿Cuál es la ventaja de Elastix?
Es nativa para VoIP
Sobre los formatos de conexión (3)
La troncalización es un método por el cual un sistema puede
proveer acceso a su red a muchos clientes, en lugar de proveerlas
de manera individual.
Eso es análogo a la estructura de un árbol con un tronco y
muchas ramas.
Una troncal es una canal de transmisión simple entre dos puntos,
cada punto siendo bien el conmutador o el nodo.
Troncalización (1)
En nuestro caso, una troncal es la conexión entre el servicio del
operador y nuestra central telefónica.
Una troncal representa entonces una línea o un conjunto de líneas
telefónicas enlazadas a nuestra central.
El servicio provisto a través de estas líneas es a su vez distribuido
entre los usuarios por la central.
Troncalización (2)
Un ejemplo de troncalización básico dio paso a la creación de la
central telefónica.
En una misma empresa hay 5 personas que necesitan tener
comunicación con el exterior.
Al no existir un sistema de conmutación cada uno tiene asignada
una línea telefónica del proveedor.
Troncalización (3)
Troncalización (4)
Operador
Usuarios
1
2
n
Esto es ineficiente porque los usuarios probablemente usan el
servicio el 40% del tiempo que están en oficina.
Si cada línea telefónica paga un básico mensual estamos
pagando 5 veces el servicio básico.
En un sistema troncalizado, la línea llega hasta la PBX y ahí está
disponible para los 5 usuarios, formando un ramal.
Troncalización (5)
Troncalización (6)
Operador
Usuarios
1
2
n
Una ventaja de la troncalización es que permite aprovechar de
manera eficiente un pequeño número de canales disponibles
entre un número relativamente grande de usuarios.
Una troncal puede estar compuesta por una o varias líneas, como
es el caso de 1E1 que tiene una disponibilidad de 30 canales y 2
de señalización.
Troncalización (7)