Señalización para VoIP

Protocolos de señalización para VoIP

Para que funcionen las comunicaciones de voz y video sobre la redes IP, no solo hay que convertir el sonido y la imagen en señales digitales, así como transmitir estos datos en tiempo real por la red. Tan importante como lo anterior es contar con un sistema de señalización para VoIP que permita que desde cualquier terminal se pueda establecer una comunicación con cualquier otro. Esto es, resolver cómo pueden dos usuarios cualesquiera de una red IP (corporativa o Internet) establecer una comunicación de voz entre ellos.

Para hacer esto posible es necesario responder a las siguientes preguntas: ¿Cómo se identifican los teléfonos dentro de la red IP? ¿Cómo se sabe si el terminal está disponible? ¿Cómo se da por terminada la llamada? ¿Cómo se decide la codificación a emplear? o ¿Cómo se pueden facturar dichas llamadas?.

Dicho de otra forma: cómo se ponen de acuerdo los terminales participantes para que la comunicación se pueda establecer, desarrollar y dar por terminada con normalidad. La respuesta es: gracias a los sistemas de señalización para VoIP.

Señalización en la red IP/VoIP
Señalización en la red IP/VoIP

Cómo funciona la señalización en la red telefónica tradicional

Todos estamos acostumbrados al funcionamiento del servicio telefónico tradicional (fijo o móvil): descolgamos el teléfono, marcamos el número con el que deseamos comunicar, escuchamos el tono de llamada, esperamos a que contesten y hablamos. Cuando queremos dar por terminada la comunicación, simplemente, colgamos el auricular o pulsamos el botón rojo del terminal.

Desde el punto de vista de la red telefónica tradicional, existen dos tipos de señalización:

  • Señalización entre el terminal y la central telefónica. Esta señalización se utiliza, fundamentalmente, para transmitir el número al que se desea llamar y recibir los tonos de ocupado, llamada, etc.
  • Señalización entre las centrales que forman la red. En general, esta señalización se utiliza para que progrese el establecimiento de la llamada o se liberen los recursos al terminar la comunicación. El sistema más común es el SS7 (sistema de señalización número 7 de la UIT-T).
Señalización en la red telefónica tradicional
Señalización en la red telefónica tradicional

Para qué vale el sistema de señalización

La finalidad principal de un sistema de señalización en una red de comunicaciones es la siguiente:

  • Identificar los terminales que forman parte de la red (grupos de usuarios).
  • Definir los procedimientos necesarios para que un usuario pueda iniciar una llamada, responder a la misma o darla por terminada, así como identificar cada uno de los estados posibles (ocupado, ausente, no existe, etc.).
  • Establecer los parámetros de la comunicación compatibles con los terminales que participan.
  • Permitir la utilización de servicios de valor añadido (desvío de llamada, conferencia a tres, llamada en espera, etc.).
  • Permitir la gestión de usuario desde el punto de vista del operador (registro de usuario, duración de la llamada, facturación, etc.).

En el caso de la telefonía IP nos encontramos con la particularidad de que la red IP es una red abierta que no es propiedad de un operador ni se utiliza en exclusividad para este servicio. Esto obliga a que el sistema de señalización coexista con otras aplicaciones y deba ser compatible con la filosofía de red abierta. Por otro lado, un servicio de telefonía IP puede desplegarse con una cobertura limitada, dentro de una red corporativa (red de área local o Intranet), o con una cobertura amplia, dentro de Internet.

La importancia de los sistemas de señalización
La importancia de los sistemas de señalización

Sistemas de señalización para VoIP

Los primeros sistemas de telefonía IP lo pusieron en práctica empresas privadas, por lo que tuvieron que desarrollar sus propios sistemas propietarios de señalización. Con estos sistemas solo podían comunicarse los terminales del mismo fabricante. Esta falta de interoperatividad impedía el despliegue de la VoIP, lo que llevó a la UIT-T (Unión Internacional de Telecomunicaciones) a desarrollar un sistema estándar de señalización para la telefonía IP: la recomendación H.323 (1996). Los sistemas de señalización de la telefonía tradicional son de la UIT-T, así que parece lógico que también desarrollaran este nuevo sistema IP.

Otro organismo que tiene mucho que decir en los sistemas de señalización para VoIP es la IETF. Ellos desarrollaron el protocolo IP, por lo que también son buenos candidatos para proponer un sistema de señalización que funciona sobre IP. Su propuesta se llama SIP (Session Initiation Protocol, ‘Protocolo de inicio de sesión’), publicándose su primera versión en 1999 (RFC2543).

Además de los sistemas de señalización anteriores, existen otros sistemas desarrollados por compañías privadas con la idea de implementar características que no recogen los sistemas normalizados. Algunos de estos sistemas son:

  • SCCP (Skinny Client Control Protocol, ‘Protocolo ligero de control de clientes’). Es un protocolo propietario de la empresa Cisco, líder en el desarrollo de soluciones de VoIP. Es un sistema caro por ser propietario, pero ya existen interfaces que permiten su conexión a sistema de software libre como Asterisk.
  • IAX de Digitum. Fue creado y estandarizado en Enero de 2004 por Mark Spencer y su empresa Digium, la creadora de Asterisk, y es creado para y por Asterisk. Existe la segunda versión, conocida como IAX2.

El resultado es que existe una gran variedad de sistemas de señalización que tienen en común el 75% de sus características. En cualquier caso, de todos ellos, los más generalizados siguen siendo los normalizados por la UIT-T y el IETF: H.323 y SIP.

Protocolos de señalización de VoIP
Protocolos de señalización de VoIP

Interconexión de red telefónica y de telefonía IP

Hoy en día tenemos sistemas telefónicos funcionando sobre las redes telefónicas tradicionales y otros que funcionan sobre redes IP. Parece lógico pensar que ambos sistemas se puedan interconectar. Para hacer esto posible, se han desarrollados protocolos en las redes IP que permiten transmitir por Internet la señalización SS7 de las redes telefónicas tradicionales.

Se puede pensar que los mensajes de SS7 se podrían transmitir simplemente utilizando UDP o TCP. Sin embargo, esto tiene los siguientes inconvenientes:

  • Inconvenientes de UDP. UDP no soporta el acuse de recibo de los mensajes, no garantiza la entrega ordenada de los mensajes y no incorpora mecanismos de seguridad.
  • Inconvenientes de TCP. El problema son los retardos provocados cuando se produce un fallo de transmisión en algún mensaje TCP. Un mensaje TCP incluye la señalización ISUP (SS7) de varias llamadas. Si hay un fallo, se tendría que esperar hasta que se retransmitiera correctamente el mensaje erróneo completo, quedando afectadas todas las llamadas.
Interconexión de red telefónica y de telefonía IP
Interconexión de red telefónica y de telefonía IP

Por este motivo, el grupo de trabajo Sigtran, del IETF, definió un conjunto de protocolos de comunicaciones para poder transportar mensajes SS7 sobre IP. Esto supuso la creación de un protocolo común para el transporte de la señalización, conocido como SCTP y la adaptación de las distintas capas del modelo SS7. Esto último dio lugar a la definición de:

  • M2PA (MTP2 User Peer-to-peer Adaptation). Permite el transporte sobre IP de mensajes MTP de SS7.
  • M2UA (MTP2 User Adaptation). Permite el intercambio de información de señalización entre el nivel MTP3 de un MGC y el nivel MTP2 de un SG.
  • M3UA (MTP3 User Adaptation). Facilita la conexión remota entre el nivel MTP3 en el SG y las aplicaciones (ISUP o SCCP) en el MGC.
  • SUA (SCCP User Adaptation Layer). Protocolo de adaptación de los usuarios de SCCP (TCAP, RANAP, etc.) a SCTP.

Gracias al protocolo SCTP se puede utilizar el protocolo IP para interconectar redes de telefonía tradicional, o bien, se puede interconectar una red de telefonía IP con una red de telefonía tradicional.

Más información sobre la señalización para VoIP

Como sabemos, ha sido necesario desarrollar un amplio abanico de protocolos para hacer posible el establecimiento de comunicaciones de voz y video a través de Internet. En este blog se están tratando ampliamente este conjunto de tecnologías. Estos son algunos ejemplos:

REF: VOIP PG102

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