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Análisis y diseño de un sistema de telefonía IP basado en software libre a través de softswitch con priorización de voz Caso empresa SERVIMECA, C.A. Universidad Católica Andrés Bello Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería de Telecomunicaciones Análisis y diseño de un sistema de telefonía IP basado en software libre a través de softswitch con priorización de voz Caso empresa SERVIMECA, C.A. UNIVERSIDAD CATÓLICA ANDRÉS BELLO Como parte de los requisitos para optar al título de INGENIERO EN TELECOMUNICACIONES EFECTUADO POR: Daniel Prado TUTOR Ing. Wilfredo Torres Caracas, 13 de Febrero de 2012 Página I Análisis y diseño de un sistema de telefonía IP basado en software libre a través de softswitch con priorización de voz Caso empresa SERVIMECA, C.A. Universidad Católica Andrés Bello Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería de Telecomunicaciones Análisis y diseño de un sistema de telefonía IP basado en software libre a través de softswitch con priorización de voz Caso empresa SERVIMECA, C.A. EFECTUADO POR: Daniel Prado TUTOR Ing. Wilfredo Torres Caracas, 13 de Febrero de 2012 Página II Análisis y diseño de un sistema de telefonía IP basado en software libre a través de softswitch con priorización de voz Caso empresa SERVIMECA, C.A. ANÁLISIS Y DISEÑO DE UN SISTEMA DE TELEFONÍA IP BASADO EN SOFTWARE LIBRE A TRAVÉS DE SOFTSWITCH CON PRIORIZACIÓN DE VOZ CASO EMPRESA SERVIMECA, C.A. Prado, Daniel [email protected] El presente trabajo busca dar solución a la actual situación de SERVIMECA, C.A la cual factura grandes cantidades de dinero en llamadas, a través de una plataforma de telefonía IP cuyo objetivo principal es “Diseñar un Sistema de Telefonía IP basado en software libre para la interconexión de usuarios en las sedes de SERVIMECA C.A, optimizando el tráfico de voz con mecanismos de Calidad de Servicio” permitiendo reducir los costos manteniendo una calidad equivalente al sistema anterior y añadiendo nuevas características, lo que lo convierte en una excelente oportunidad de negocio bajo una buena administración. Esto se logrará desarrollando una metodología separada en 4 fases respondiendo a unos objetivos específicos, las cuales son las siguientes: Fase I: Investigación Documental y Levantamiento de Información, Fase II: Diseño, Fase III: Pruebas y Ajustes y Fase IV: Desarrollo de Propuesta. La plataforma está diseñada sobre la red de datos de la compañía, con un previo análisis de tráfico de llamadas para determinar un número de líneas externas al sistema y otro realizado para comprobar si cumple con unos requerimientos mínimos de hardware, optimizando el uso de los equipos. Entre los resultados mas destacados de éste estudio se encuentran las pruebas realizadas en los enlaces críticos de la compañía, en las cuales se verificó cómo, con mecanismos de calidad de servicio (Quatily f Service Qos), se logra priorizar el tráfico de voz sobre datos bajos condiciones de congestionamiento. Palabras Clave: Voz sobre IP, Calidad de Servicio, Software Libre. Página III Análisis y diseño de un sistema de telefonía IP basado en software libre a través de softswitch con priorización de voz Caso empresa SERVIMECA, C.A. INTRODUCCION La telefonía IP es una nueva rama de las telecomunicaciones que en los últimos años se ha vuelto cada vez más atractiva para la industria, ésta permite realizar llamadas telefónicas a través de Internet transformando la voz señales digitales y poder ser transmitidas en paquetes IP. Se han desarrollado múltiples tecnologías tal como lo es VoIP (Voice Over IP), protocolos para su gestión, señalización, control y mecanismos de calidad de servicio que permiten establecer comunicaciones de voz con características equivalentes a los sistemas de telefonía tradicional mejorando y añadiendo nuevos servicios. Hoy en día es difícil encontrar una empresa donde no se cuente con sistemas de telefonía, tal como lo es el caso de SERVIMECA, C.A que desde sus comienzos sostiene una plataforma tradicional para las llamadas internas y externas, viéndose en la necesidad de contratar a compañías proveedoras de servicio. En tal sentido, en el presente trabajo se diseña una plataforma de Telefonía IP que responda a los requerimientos específicos de SERVIMECA, C.A. En el Capitulo I se describen los objetivos propuestos, la problemática presentada en la compañía y hasta donde se pretende llegar. Luego en el segundo Capitulo se presenta de forma de detallada todos los fundamentos teóricos que dan soporte a la tecnología aplicada al trabajo, separada en distintas etapas de investigación. En el Capitulo III se encuentra la metodología desarrollada para la elaboración del presente, la cual se divide en 4 fases de trabajo. En los capítulos posteriores (IV y V) se presenta el desarrollo de cada una de las fases y cómo fueron alcanzadas, los resultados y productos de cada una de ellas y la relación con los objetivos planteados y metodología propuesta, para al final presentar una propuesta de costos y poder observar la importancia de la implementación de esta tecnología para la empresa SERVIMECA, C.A, anexando un presupuesto del sistema final. Página IV Análisis y diseño de un sistema de telefonía IP basado en software libre a través de softswitch con priorización de voz Caso empresa SERVIMECA, C.A. DEDICATORIA El siguiente trabajo es dedicado a mi madre, mis tíos, mi papá y a toda mi familia, que me prestaron su apoyo incondicional durante toda mi carrera. Página V Análisis y diseño de un sistema de telefonía IP basado en software libre a través de softswitch con priorización de voz Caso empresa SERVIMECA, C.A. AGRADECIMIENTOS A mi tutor, el Ing. Wilfredo Torres por haberme guiado y ayudado en todo el transcurso del trabajo. Página VI Análisis y diseño de un sistema de telefonía IP basado en software libre a través de softswitch con priorización de voz Caso empresa SERVIMECA, C.A. ÍNDICE GENERAL CAPITULO I ....................................................................................................................... 1 PLANTEAMIENTO DEL PROYECTO .............................................................................. 1 I.1) PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................... 1 I.2) OBJETIVO GENERAL ........................................................................................ 3 I.3) OBJETIVOS ESPECIFICOS ................................................................................ 3 I.4) ALCANCES Y LIMITACIONES ......................................................................... 4 CAPITULO II ...................................................................................................................... 5 MARCO TEÓRICO ............................................................................................................. 5 II.1) FUNDAMENTOS ................................................................................................ 6 II.1.1) VoIP ............................................................................................................. 6 II.1.2) VOIP COMO NEGOCIO .............................................................................. 7 II.1.3) PROTOCOLOS DE SENALIZACIÓN ......................................................... 8 II.1.4) ALGUNAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS .............................................. 13 II.1.5) RTP Y DIRECCIONES NAT...................................................................... 15 II.1.6) MGCP (Media Gateway Control Protocol).................................................. 19 II.2) ARQUITECTURA DE VoIP .............................................................................. 19 II.2.1) COMPONENTES DE UNA RED VoIP ...................................................... 20 II.3) INFRAESTRUCTURA LÓGICA VoIP .............................................................. 21 II.3.1) TÚNELES VOIP ........................................................................................ 21 II.3.2) CÓDECS .................................................................................................... 22 II.3.3) TCP/IP COMO TRANSPORTE DE VoIP ................................................... 24 II.4) CALIDAD DE SERVICIO ................................................................................. 26 II.4.1) LATENCIA, JITTER Y PÉRDIDA DE PAQUETES .................................. 27 II.4.2) CoS (class of service) .................................................................................. 30 II.4.3) 802.1p y ToS ............................................................................................... 30 II.4.4) DIFFSERV (Differentiated Services) ........................................................... 31 II.4.5) MANEJO DE COGESTIÓN ....................................................................... 33 II.4.6) EVACIÓN DE CONGESTION ................................................................... 35 Página VII Análisis y diseño de un sistema de telefonía IP basado en software libre a través de softswitch con priorización de voz Caso empresa SERVIMECA, C.A. II.4.7) MODELAMIENTO DE TRÁFICO (Traffic Shaping) .................................. 35 II.4.8) VLAN (Virtual Local Area Network) 802.1q en QoS.................................... 35 II.4.9) INTSERV (Integrated Services) y RSVP (Resource Reservation Protocol) .. 37 II.4.10) MEJORES PRÁCTICAS PARA LA CALIDAD DE SERVICIO ................. 39 II.5) ESTÁNDARES ABIERTOS ............................................................................... 41 II.5.1) Sistema Operativo de libre distribución LINUX ..........................................