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BLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
NIVERSIDAD RAFAEL URDANETAFACULTAD DE INGENIERÍA
DE INGENIER A DE TELECOMUNICACIO
A RED TELEFÓNICA CONMUTADA IP
RGANIZACI N MULTIVISION C.A
ajo Especial de Grado presentado ante la
idad Rafael Urdaneta para optar al título de:
ENIERO EN TELECOMUNICACIONES
Autor: Br. VIBr. R
Tut
Co-tu
Maracaibo, Julio de 2013
ES
PARA LA
ICIO MONTEROODRIGO REMON
or: Gilberto Araujo
tor: Douglas Nieto
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DISEÑO DE UNA RED TELEFÓNICA CONMUTADA IP PARA LAORGANIZACIÓN
MULTIVISION C.A
______________________Br. Vinicio Montero
C.I. 18.524.041Telf.: (0416) 5038447
[email protected]
______________________Br. Rodrigo Remon
C.I.19.216.506Telf.: (0412) 2331824
[email protected]
__________________________Ing. Gilberto Araujo
Tutor académico
Telf. 0424-6165365718
Email: [email protected]
___________________________Ing. Douglas Nieto
Tutor Industrial
C.I. 12.694.151
Email: [email protected]
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DEDICATORIA
La presente investigación se la dedicamos a Dios por guiarnos
siempre en
nuestra carrera y vida universitaria, así como también a
nuestros padres,
hermanos y profesores quienes siempre estuvieron allí para
nosotros, y finalmente
a la Universidad Rafael Urdaneta por ser nuestra casa de
estudio.
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AGRADECIMIENTO
A nuestros padres, hermanos y profesores por brindarnos su
apoyo
incondicional.
A nuestro profesor y tutor académico Ing. Gilberto Araujo, por
dedicar parte
de su tiempo a nosotros y guiarnos a la realización de esta
tesis de grado.
A nuestro tutor industrial Ing. Douglas Nieto y a la
Organización Multivisión
C.A por abrirnos sus puertas para elaboración de esta
investigación
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ÍNDICE GENERAL
RESUMEN
ABSTRACT
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1. CAPÍTULO I. EL PROBLEMA 10
1.1. Planteamiento del problema 10
1.2.Formulación del Problema 14
1.3. Objetivos de la Investigación 14
1.3.1. Objetivo General 14
1.3.2. Objetivos Específicos 15
1.4. Justificación e importancia de la investigación 15
1.5. Delimitación de la Investigación 17
1.5.1. Delimitación espacial 17
1.5.2. Delimitación temporal 17
1.5.3. Delimitación científica 17
2. CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO 18
2.1. Descripción de la empresa 18
2.1.1. Visión 18
2.1.2. Valores 18
2.1.3. Organigrama empresarial 19
2.2. Antecedentes de la Investigación 21
2.3. Fundamentos teóricos 27
2.4. Definición de Términos Básicos. 50
2.5. Operacionalización de las Variables 53
CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO 55
3.1. Tipo de Investigación 55
3.2. Diseño de Investigación 57
3.3. Población y Muestra 58
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INDICE DE TABLAS
Pág.
Tabla 2.1 Tabla con algunos de los protocolos de routing mas
conocidos 43
Tabla 2.2 Datos técnicos del cableado 47
Tabla 2.4.1. Cuadro de Variables 53
Tabla 4.1. Distancias entre las Sucursales de la organización
Multivisión 64
Tabla 4.2. Equipos de Servicios Actuales 70
Tabla 4.3. Tabla de Equipos Mayores Actuales 71
Tabla 4.4. Presupuesto de potencia Villa del Rosario - Machiques
79
Tabla 4.5. Presupuesto de potencia Machiques – San José 80
Tabla 4.6. Presupuesto de potencia Villa del Rosario – La
Concepción 81
Tabla 4.7. Presupuesto de potencia Villa del Rosario – La
Cañada
Tabla 4.8 Capacidad del Sistema Cisco BE6000
Tabla 4.9 Especificaciones del Servidor Cisco USC M3
Tabla 5.0 Lista de materiales
Tabla 5.1 Cómputos Métricos
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88
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INDICE DE FIGURAS
Pág.
Figura 2.1 Organigrama estructural de la Organización
Multivisión C.A 20
Figura 2.2 Diagrama simplificado de bloques de un sistema
decomunicaciones electrónicas
25
Figura 2.3 Convergencia sobre IP 28
Figura 2.6 Topología en malla completamente conectada.
33
Figura 2.7 Topología en estrella 36
Figura 2.8 Topología en árbol. 37
Figura 2.9 Topología de bus 38Figura 2.10 Topología en anillo
39
Figura 2.11 Digitalización de la voz. 39
Figura 2.12. Flujo de datos simplex 40
Figura 2.13 Flujo de datos semidúplex 41
Figura. 2.14 Flujo de datos full dúplex 42
Figura 2.15 Interconexión punto a punto entre PBX corporativas
43
Figura 4.1. Localización de las sucursales de la Organización
Multivisión 64
Figura 4.2. Primer Diagrama de Interconexiones de sucursales
66Figura 4.3. Segundo Diagrama de Interconexiones de sucursales
67
Figura 4.4. Diagrama de Conexiones internas 69
Figura 4.5. Diagrama de red conmutada IP propuesta 76
Figura 4.6. Enlace Villa del Rosario - Machiques 78
Figura 4.7. Enlace Machiques – San José 79
Figura 4.8. Enlace Villa del Rosario – La Concepción
Figura 4.9. Enlace Villa del Rosario – La Cañada
Figura 5.0. Enlace Villa del Rosario – Santa Cruz
Figura 5.1 Enlace Villa del Rosario – Maracaibo
Figura 5.2 Configuracion de la VPN
Figura 5.3 Servidor Cisco USC C220 M3
Figura 5.4 Cisco Unified IP Phone 7975G
Figura 5.5 Cisco Ip Phone 7931G
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81
82
83
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UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES
DISEÑO DE UNA RED TELEFÓNICA CONMUTADA IP PARA LAORGANIZACIÓN
MULTIVISION C.A
Autor: Br. VINICIO MONTERO
Br. RODRIGO REMON
Tutor: Gilberto Araujo
Co-tutor: Douglas Nieto
RESUMEN
El objetivo principal de esta investigación fue diseñar una red
telefónicaconmutada IP para la organización Multivision C.A, con
una investigación de tipodescriptiva. A su vez, se destaca que es
una investigación de tipo experimental, ydiseño de campo. Además la
población es finita y la muestra será noprobabilística, ya que la
selección de la misma, no depende de la probabilidad sino de los
criterios del investigador. Las técnicas de recolección de datos
son:observación directa e indirecta y entrevistas formales e
informales. Los anchos debanda establecidos para cada sucursal,
varían según la capacidad y el tamaño delas mismas, haciendo que se
le asigne a las sucursales base o de mayor tamañoun ancho de banda
mucho mayor a las de menor número de empleados. Se
plantea la utilización del servidor Cisco USC C220 M3. Se
indican opcionalmente 1o 2 procesadores, para un funcionamiento
óptimo de la red, se recomiendan lautilización de dos
procesadores.
Palabras Clave: Red Telefónica, Organización, Sucursal
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UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES
DISEÑO DE UNA RED TELEFÓNICA CONMUTADA IP PARA LAORGANIZACIÓN
MULTIVISION C.A
Autor: Br. VINICIO MONTEROBr. RODRIGO REMON
Tutor: Gilberto Araujo
Co-tutor: Douglas Nieto
ABSTRACT
The main objective of this research was to design an IP switched
telephonenetwork for the organization Multivision CA, with a
descriptive research. In turn,emphasizes that research is
experimental, and design field. Furthermore, thepopulation is
finite and will not random sample since the selection of the
same,there is the likelihood of the criteria if the investigator.
The data collectiontechniques are: direct and indirect observation
and formal and informal interviews.The bandwidths set for each
branch, vary according to the capacity and size ofthem, causing
them to be assigned to branches larger base or a bandwidth
muchgreater than the lowest number of employees. We propose the use
of Cisco USCC220 M3 server. Optionally indicated one or two
processors, for optimum operationof the network, are recommended
the use of two processors.
Keywords: Telephone Network, Organization, Branch
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CAPITULO I
EL PROBLEMA
Este es el capítulo preliminar de la investigación, en el cual
se planteará la
problemática presentada, los distintos objetivos tanto generales
como específicos
y la justificación e importancia de la investigación a realizar,
así como la
delimitación en sus aspectos temporal, espacial y científico. En
esta parte se
definirán los parámetros básicos de la investigación, en qué se
enfoca y losdistintos pasos que se realizarán para resolver la
problemática planteada.
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La era de las telecomunicaciones inició en el siglo XIX con la
invención del
telégrafo, aproximadamente en 1830. El teléfono se patentó en
1876 por GrahamBell, y con ello fue posible transportar la voz
humana de un lugar a otro. En 1878,
se pudieron conectar 21 aparatos telefónicos, con lo que nació
la conmutación,
antes de ello las conexiones eran punto a punto.
Las primeras centrales telefónicas eran manuales debido a que
hacían uso
del Recurso humano para realizar la unión de los cables y
establecer las llamadas.
Con el tiempo, se inventaron las centrales automáticas, lo que
permitió acelerar elproceso de establecimiento, control y
finalización de las llamadas debido a que se
eliminó el factor humano.
Desde el inicio de la telefonía, la comunicación de voz en las
empresas ha
sido una necesidad permanente. Las soluciones de comunicaciones
brindadas a
las empresas han evolucionado, desde la instalación de un único
teléfono para
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toda una empresa a finales del siglo XIX, hasta los actuales
sofisticados sistemas
de comunicaciones.
En las comunicaciones telefónicas se han dado importantes pasos
con la
introducción de nuevas tecnologías y servicios, lo cual ha
permitido brindar
soluciones interesantes a las crecientes necesidades de las
empresas.
En la actualidad, en muchas empresas existe la red de voz y la
red de
datos, la primera utilizada para establecer llamadas
telefónicas, y la segunda parael envío y recepción de datos,
tradicionalmente estas dos redes han estado
separadas debido a sus diferencias tecnológicas, es por eso que
existe personal
especifico para llevar a cabo la gestión y mantenimiento de cada
una de ellas.
Debido a las ventajas económicas y tecnológicas, así como las
aplicaciones
que se derivan de la convergencia de estas dos redes, nace la
telefonía IP, que
para muchas empresas e instituciones ven en ella una forma de
reducir costes yde aumentar la productividad.
Asimismo, gracias al nacimiento de la telefonía IP (Internet
Protocol), fue
necesario evolucionar los sistemas PBXs (Private Branch
Exchange) tradicionales
a un nuevo sistema que tuviera la capacidad de transmitir la voz
en tiempo real
sobre las redes de datos utilizando el protocolo IP, fue así
como nacieron los
nuevos sistemas telefónicos PBX-IP.
Con el pasar de los años, la ciencia de las telecomunicaciones
ha sido una
de las que más ha evolucionado a nivel mundial. Cada año se
crean nuevas
tecnologías y nuevos métodos para resolver los problemas del ser
humano. La
distancia siempre ha sido un problema para la comunicación entre
las personas,
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es por eso que se han creado distintas formas o maneras de
comunicación a
través del tiempo.
En Venezuela, la empresa CANTV (Compañía Anónima Nacional
Telefónica de Venezuela) cuenta con las tecnologías más
avanzadas y dispone de
una red de fibra óptica interurbana de 7.800 kilómetros de
longitud a través de
siete gigantescos anillos que proporcionan redundancia,
garantizando, por tanto,
confianza y seguridad en el servicio. De igual manera, dispone
de la mayor
cobertura del servicio de transporte de datos y voz más usado
mundialmentecomo es el Frame Relay, el cual permite un uso dinámico
del ancho de banda, con
velocidad de acceso escalable desde 64 hasta 2.048 Kbps con alta
disponibilidad.
Mediante redes de transmisión que emplean sistemas de radio
de
microondas terrestres, CANTV satisface las necesidades de
comunicación en
poblaciones en donde no existe posibilidad de prestar el
servicio a través de la
plataforma de cableado. Cuenta con una amplia cobertura de
puertos ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) para poder brindar
el servicio de acceso a
Internet de banda ancha en todo el país, siguiendo un plan de
instalación de
130.000 puertos anuales en la red de IP que ofrezca en promedio
más velocidad,
hasta 3.448 Kbps por cliente, como mínimo.
Desde el punto de vista de conexiones con el resto del mundo,
CANTV
forma parte del sistema internacional de cables submarinos que
surca todo elplaneta. De hecho, directa o indirectamente, las redes
de CANTV están
interconectadas a ocho cables submarinos desde sus puntos de
amarre en
Camurí Chico y Punto Fijo. De esta forma, CANTV recibe, en forma
transparente
para sus clientes, llamadas o datos desde cualquier región del
mundo.
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En la actualidad la mayor parte de las empresas utilizan
servicios de Voz IP
de forma aislada a través del computador, la creciente adopción
de serviciosprofesionales de comunicaciones está permitiendo a las
empresas reducir
drásticamente sus inversiones en tecnología, reducir costes y
mejorar sus
procesos de forma rápida, remplazando los sistemas de telefonía
tradicionales y
obsoletos, por soluciones bajo pago por uso, mucho más flexibles
y económicas
tanto para las comunicaciones fijas como móviles.
Una empresa que está a la vanguardia de las telecomunicaciones,
a nivelde la región de Perijá, del estado Zulia, es la Corporación
Multivision C.A, que se
ha enfocado más en el desarrollo de proyectos para el
crecimiento comercial de la
misma, y ha dejado a un lado la planificación de actividades
para la mejoría de sus
comunicaciones internas.
Corporación Multivision C.A está compuesta por 7 sedes ubicadas
a largas
distancias en la región de Perijá, por lo cual la comunicación
entre ellas se ha vistodificultada por la separación que existe
geográficamente, lo que le ha llevado a
contratar un servicio de telefonía móvil corporativo a expensas
de costos muy
elevados, y un funcionamiento no satisfactorio debido al delay o
retardo que existe
entre las llamadas.
Los trabajadores de la empresa, además, se han visto forzados a
realizar
largos viajes de una sucursal a otra, para establecer reuniones
entre ellos, a faltade un servicio de video-conferencia que podría
crearse fácilmente con un servicio
de comunicaciones IP.
El retardo es la principal problemática que presenta el actual
servicio
telefónico de Corporación Multivision C.A, a razón de que los
empleados necesitan
hacer llamadas un gran número de veces para poder comunicarse
con otros
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trabajadores o con cualquier cliente de la empresa; de ahí se ha
propuesto esta
investigación, ya que utilizando los beneficios de la telefonía
IP, se pueda construirun servicio estable de comunicaciones para
Corporación Multivision C.A
1.2 FORMULACION DEL PROBLEMA
Tomando en cuenta la situación mencionada anteriormente, se
plantean las
siguientes interrogantes:
¿Cómo identificar las fallas y deficiencias presentes en el
actual sistema
telefónico de Corporación Multivision C.A?
¿Cuál será la solución más viable para el problema de
comunicaciones que
presenta Corporación Multivision C.A, evaluando distintos
aspectos como costos,
calidad y operatividad?
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo General
Diseñar una red telefónica conmutada IP para la organización
Multivision
C.A
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1.3.2 Objetivos Específicos
Realizar un estudio sobre las condiciones actuales de la
infraestructura
telco instalada para la red de comunicaciones de la organización
Multivision C.A
Establecer los requerimientos actuales de servicios de
comunicaciones
internas de una sede y entre sucursales de la corporación,
considerando la misión
y visión así como sus planes de expansión.
Definir la arquitectura de la red telefónica IP a utilizar.
Seleccionar los distintos “hardware y software” necesarios para
la
implementación e incorporación de este modelo de servicios de
comunicaciones
dentro de la corporación.
Caracterizar el diseño de la red telefónica IP propuesta a la
organización.
Desarrollar las especificaciones de construcción que incluyan
los cómputos
métricos, la lista de materiales y equipos necesarios para la
implementación del
diseño.
1.4. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN
La relevancia de este estudio se base en la necesidad de la
organización
Multivision C.A en mejorar y estar a la vanguardia de la
tecnología en lo que a
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telefonía respecta. La implementación del servicio de Telefonía
IP en las
instalaciones de la empresa traería múltiples beneficios en
diferentes aspectos.
A nivel tecnológico, el servicio de Telefonía IP ofrece ciertos
beneficios
programables para cada estación digital, tales como: servicio de
identificación de
llamada, desvío de llamadas, llamada en espera, servicio de
transferencia de
llamadas, entre otros, que podrán ser programados según la
necesidad de cada
sucursal de Corporación Multivision C.A . Además, con este
servicio se permite
una mejor comunicación entre usuarios a cortas o largas
distancias, con menosdistorsión y menos retraso que el servicio de
telefonía convencional que
actualmente presenta Corporación Multivision C.A. El beneficio
de las video-
conferencias y multi-conferencias es fundamental para la
empresa, transmitiendo
datos a altas velocidades gracias a las conexiones en la red
interna
A nivel económico, actualmente la compañía presenta un índice de
altos
gastos que cubren el servicio telefónico presente dentro de las
diferentessucursales. Corporación Multivision C.A podría ahorrarse
alrededor de un 75%,
disminuyendo los gastos en abonos telefónicos locales y en
contratos con la actual
operadora de telefonía móvil.
A nivel ambiental, el servicio de telefonía IP permite la
utilización de
centrales, equipos, hardware, estaciones, servidores, gateways,
entre otros,
totalmente digitales, lo que permite un mayor rendimiento y
ahorro de energía enla parte de telefonía dentro de la empresa en
alrededor de un 60%.
A nivel de seguridad, la red interna conmutada propone una mejor
y más
segura transmisión datos, voz y video. Las llamadas pasan por
múltiples
programas codificadores luego de encriptar la información,
permitiendo así una red
de conmutación de paquetes más segura que la telefonía
convencional.
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1.5. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
1.5.1 Delimitación Espacial
La investigación será realizada en las instalaciones de
Corporación
Multivision C.A – Sede Maracaibo. Ubicada en Av.2 El Milagro,
Edificio Cámara de
Comercio de Maracaibo, Piso 2, Maracaibo, Zulia.
1.5.2 Delimitación Temporal
La investigación se llevará a cabo en un período de tiempo
comprendido
entre septiembre de 2012 hasta abril de 2013.
1.5.3 Delimitación Científica
Este trabajo de investigación se embarcará en el ámbito de la
Ingeniería de
Telecomunicaciones, específicamente en el área de Telemática, en
las sub-áreas
de Gestión de Redes y Servicios de Telecomunicaciones.
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CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
En este capítulo se establecerán los fundamentos teóricos de
la
investigación. Se realizará la debida identificación de la
empresa ya antes
mencionada, luego se analizarán distintos trabajos realizados
anteriormente, de
los cuales podrían obtenerse distintos mecanismos para resolver
la problemática
presentada en esta investigación. Asimismo, se trabajará a fondo
con las basesteóricas y los términos básicos, los cuales definirán
los fundamentos conceptuales
de este proyecto. Finalmente, mediante la utilización de los
objetivos antes
planteados, se definirán y caracterizarán las distintas
variables a trabajar.
2.1. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA
La organización Multivision C.A es una de las empresas de
telecomunicaciones más grandes del estado Zulia. Ofrece
servicios de televisión
por cable e internet en la región de Perijá. Actualmente la
empresa presta sus
servicios a alrededor de 60.000 suscriptores, distribuidos en 7
diferentes
sucursales: Villa del Rosario, Machiques de Perijá, San José,
Las Piedras, La
Cañada de Urdaneta, La Concepción y Santa. La empresa se
encuentra en actual
expansión, interconectando la ciudad de Maracaibo con la región
de Perijá pormedio de fibra óptica.
2.1.1. Visión
Consolidar una empresa altamente competitiva que responda a
las
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exigencias internacionales y actualizada en las diferentes áreas
de los servicios de
telecomunicaciones vía cable, en función de una clientela
plenamente satisfecha.
2.1.2. Valores
a) Responsabilidad
En Multivisión, trabajamos por mantener en perfecto estado, el
compromisoadquirido con nuestros abonados, sintiendo gran agrada al
servirles a nuestros
clientes tan bien como a nuestros accionistas.
b) Calidad
La calidad de Multivisión es nuestra manera de vivir, es para lo
cual
trabajamos, es nuestra prioridad.
c) Creatividad
El compromiso de Multivisión con la innovación, exige el
conocimiento
permanente del entorno tecnológico, social y de la competencia y
se hace
imperante el trabajo con iniciativa y originalidad, enfrentando
riesgos, con el fin deanticiparse a los cambios de contexto.
d) Competitividad
La competitividad exige conocimiento del mercado, exige la
completa
satisfacción de las necesidades y expectativas de los clientes
de forma oportuna y
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2.2. Antecedentes de la investigación
A continuación se presentan algunos antecedentes relacionados la
temática
de esta investigación, con la finalidad de establecer una
referencia en la
elaboración de la misma.
Como primer antecedente, se cita el trabajo especial de grado
realizado por
David Verenzuela en el año 2006, titulado “Propuesta para
solucionar el
problema de comunicación telefónica en la Facultad de
Ciencias de la UCVutilizando un servidor PBX de software”
donde se trabaja la tecnología de
comunicación de VoIP, así como en el aprendizaje de las
herramientas de
software y hardware utilizadas actualmente para su aplicación.
El objetivo del
trabajo es proponer una posible solución al problema de
comunicación telefónica
en la Facultad de Ciencias de la Universidad Central de
Venezuela.
.
Dicho proyecto estuvo basado en investigación, instalación
yconfiguración de un conjunto de aplicaciones de software que
conforman la
plataforma de comunicación de VoIP. La solución se basa en
Asterisk, él cual es
un software de código abierto que implementa las funcionalidades
y servicios de
una central telefónica tradicional. Para las comunicaciones de
voz se utilizó el
protocolo de señalización SIP (Session Initiation Protocol), por
poseer mayor
aceptación en las comunicaciones de VoIP en la actualidad,
debido a su eficiencia,
sencillez y amplio desarrollo. Ya que la plataforma Asterisk
carece de una interfazde usuario para la administración sus
componentes, se desarrolló una aplicación
basada en tecnología Web para este fin, caracterizada por ser
amigable,
comprensible y muy eficiente.
Con la implementación de la plataforma de comunicación
telefónica bajo la
tecnología de VoIP, se logró obtener una solución que
proporcionó además de las
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funcionalidades y servicios de la central telefónica de la
Facultad de Ciencias,
diferentes servicios adicionales que brindan más y mejores
opciones decomunicación a los diferentes usuarios (interfaces Web
administrativas, interfaces
Web de usuarios, sistema de cobranza por tarjetas prepago,
funciones de
redirección de llamadas, función para la grabación de llamadas,
entre otros). De
igual forma se obtuvo una plataforma fácilmente escalable en
cuanto a servicios,
funcionalidades y número de extensiones telefónicas, además de
ser extensible ya
que esta solución se podría implementar en otras facultades, o
en toda la
Universidad en forma distribuida.
La investigación planteada tiene una estrecha relación con este
estudio, ya
que se considera como un aporte para la propuesta de los sistema
de
telecomunicaciones PBX y los software, hardware utilizados para
su
implementación en la empresa Multivision C.A, en el trabajo
planteado se
muestran los pasos para implementar los sistemas PBX con las
tecnologías de
VoIP, con la que se toman de base en el actual desarrollo de
esta investigación.
Siguiendo con Ruso Morales en el año 2010, “Diseño de
infraestructura
de voz sobre IP para el Hostal Ilo” realizado en
Arequipa-Perú.
El objetivo general de esta investigación fue realizar una
propuesta de
acceso a servicios de voz y datos punto multipunto de banda
ancha inalámbrica, el
cual tiene como alcance ilustrar todos los aspectos relacionados
con el análisis yplanteamiento de un sistema de cableado
estructurado de voz sobre IP en las
habitaciones del Hostal Ilo, asimismo definir el sistema de la
central telefónica a
usar, como también el diseño de red que ésta debe tener. Al
final se obtendrá toda
una serie de pasos metodológicos que se adecuen a este caso de
desarrollo de
red VoIP en particular.
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Este artículo de investigación científico está relacionado con
la presente
investigación puesto que sirve para implementar una propuesta de
acceso aservicios de voz y datos punto multipunto de banda ancha
inalámbrica, ya que en
este se analizan para poner en práctica una central telefónica a
usar, teniendo en
cuenta también la influencia de parámetros como la distancias de
cada sucursal.
De la misma manera, Diego Quintana (2007) en su trabajo de
investigación
realizado en la Universidad Católica de Perú,
titulado “Diseño e implementación
de una red de telefonía IP con Software Libre en la RAAP”.
El objetivo de esta investigación consistió en analizar, diseñar
e
implementar una red piloto de telefonía IP en la Red Académica
Peruana (RAAP)
usando software libre. Durante el desarrollo de este proyecto se
realiza una
comparación de los diversos protocolos de señalización: SIP,
IAX2; del hardware a
utilizar: Teléfonos IP, ATAs; así como también de las diversas
clases de codecs .
Luego del análisis, se implementará la red VoIP. Esta red
consistirá en un servidorprincipal y otro de respaldo para poder
brindar una alta disponibilidad en caso de
fallas. Ambos servidores contarán con el software Asterisk y un
Sistema Operativo
GNU/Linux. Una vez implementada la red de VoIP, se harán pruebas
de esfuerzo
para determinar la capacidad máxima de llamadas simultáneas que
pueda
soportar el sistema. Por último, se elaborará una recomendación
formal a la RAAP
sobre el uso de estas tecnologías.
En esta investigación se presentó como diseñar los protocolos
de
señalización para la implementación de la red VoIP, también
consiste en un
servidor principal y otro de respaldo para poder brindar una
alta disponibilidad en
caso de fallas de la misma, dichos servidores se implementaran
de igual forma en
nuestra investigación enmarcada en el diseño de un red
telefónica conmutada IP
para la organización Multivision C.A.
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2.3. Fundamentos Teóricos
2.3.1. Sistema electrónico de comunicaciones
Tomasi (2003) señala que el objetivo principal de un sistema
electrónico de
comunicaciones, es transferir información de un lugar a otro.
Por consiguiente, se
puede decir que las comunicaciones electrónicas son la
transmisión, recepción y
procesamiento de información entre dos o más lugares, mediante
circuitos
electrónicos. La fuente original de información puede estar en
forma analógica
(continua), como por ejemplo la voz humana o la música, o en
forma digital
(discreta), como por ejemplo los números codificados
binariamente o los códigos
alfanuméricos. Sin embargo todas las fuentes de información se
deben convertir a
energía electromagnética antes de ser propagadas a través de un
sistema
electrónico de comunicaciones. Aunque los conceptos y principios
fundamentales
de las comunicaciones electrónicas han cambiado poco desde su
introducción, los
métodos y circuitos con que se realizan han sufrido grandes
cambios.
En los años recientes, los transistores y los circuitos
integrados lineales han
simplificado el diseño de los circuitos de comunicación
electrónica, permitiendo así
la miniaturización, mejor eficiencia y confiabilidad y costos
generales menores. En
los años recientes ha habido una necesidad abrumadora de
comunicación entre
cada vez más personas. Esta urgente necesidad ha estimulado un
crecimiento
gigantesco de la industria de comunicaciones electrónicas. Los
sistemaselectrónicos modernos de comunicación incluyen los de cable
metálico, por
microondas y los satélites, así como los sistemas de fibra
óptica.
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Figur
a 2.2 Diagrama simplificado de bloques de un sistema de
comunicacioneselectrónicas (Tomasi, 2003)
La fig. 2.1. Muestra un diagrama de bloques simplificado de un
sistema
electrónico de comunicaciones, que comprende un transmisor, un
medio de
transmisión y un receptor. Un transmisor es un conjunto de uno o
más dispositivos
o circuitos electrónicos que convierte la información de la
fuente original en una
señal que se presta más a su transmisión a través de determinado
medio de
transmisión. El medio de transmisión transporta las señales
desde el transmisor
hasta el receptor, y puede ser tan sencillo como un par de
conductores de cobre
que propaguen las señales en forma de flujo de corriente
eléctrica. También se
puede convertir la información a ondas electromagnéticas
luminosas, propagarlas
a través de cables de fibra óptica hechas de vidrio o de
plástico, o bien se puede
usar el espacio libre para transmitir ondas electromagnéticas de
radio, a grandes
distancias o sobre terreno donde sea difícil o costoso instalar
un cable físico. Un
receptor es un conjunto de dispositivos y circuitos electrónicos
que acepta del
medio de transmisión las señales transmitidas y las reconvierte
a su forma original.
2.3.2. Sistemas de telecomunicaciones
Crouch (1998) aclara que los sistemas de telecomunicaciones
están
diseñados para transmitir voz, datos e información visual desde
una distancia
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determinada. (El prefijo tele es derivado de la palabra griega
que significa
distancia). Los sistemas modernos de telecomunicación han
evolucionado a partirde los telegráficos y los telefónicos del
siglo XIX. Las compañías de
telecomunicaciones que proporcionan los servicios a una cantidad
de usuarios de
sus redes telefónicas públicas conmutadas (PSTN, por sus siglas
en inglés: public
switched telephone networks) sobre una base de contratación de
renta son
conocidas como portadoras comunes.
El término es aplicado a diversos campos como correo, líneas
aéreas,
camiones, teléfonos y servicios de datos. Las portadoras comunes
en general son
reguladas por el gobierno para el bienestar general del público
y, en algunos
países, ciertos servicios de transportadores comunes son
proporcionados también
por el gobierno. La información para usuarios múltiples se
transmite en estos
sistemas principalmente a través de la utilización de TDM y
multicanalización por
división de frecuencia (FDM).
2.3.3. Circuitos de comunicación de datos
En este aspecto, Tomasi (2003) señala que la figura 2.2 muestra
un
diagrama simplificado de bloques de una red de comunicaciones de
datos. Como
allí se ve, hay una fuente de información digital (estación
primaria), un medio de
transmisión (instalación) y un destino (estación secundaria). La
estación primaria
(o anfitriona) es, con mucha frecuencia, una computadora central
con su propio juego de terminales locales y equipo periférico.
Para simplificar, en la figura sólo
hay una estación secundaria (o remota). Las estaciones
secundarias son los
usuarios de la red. La cantidad de estaciones secundarias que
haya, y la forma en
que se interconectan con ellos y con la estación primaria varía
mucho,
dependiendo del sistema y sus aplicaciones. Hay muchas clases
distintas de
medios de transmisión, que incluyen la radiotransmisión por el
espacio libre
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desde su variante fija a su variante móvil ha venido acompañada
y muy influida
por el vertiginoso éxito de Internet, fenómeno técnico por
excelencia. De hecho, lanecesidad de tecnologías capaces de
transportar y manejar tráfico de voz y tráfico
de datos en la misma infraestructura ha venido remarcada,
precisamente, por el
éxito de transmisión de datos fruto de la expansión de Internet
a partir de 1993 por
todos los rincones del mundo.
Llegados a este punto, a finales del siglo pasado los usuarios
se
encontraban con dos tipos de redes muy distintas: las redes de
conmutación decircuitos para la transmisión de voz y las redes de
conmutación de paquetes para
la transmisión de datos. El disponer de dos redes separadas
implica, en muchos
casos, la duplicación de costes, además de una incomodidad para
los usuarios.
Era deseable, por tanto, unificar terminales y tecnologías.
Finalmente, se optó por utilizar como tecnología de transporte
por
excelencia la conmutación de paquetes y, más concretamente, el
protocolo IP(Internet Protocol) en combinación con el TCP
(Transport Control Protocol). Las
características de este protocolo, que le confieren una
flexibilidad única, lo han
convertido en la plataforma por excelencia para la convergencia
de servicios,
aplicaciones y tecnología.
Figura 2.3 Convergencia sobre IP (Huidobro y Roldán, 2006)
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2.3.6 Transmisión de datos
Forouzan (2002) establece que la palabra datos se refiere a
hechos,
conceptos e instrucciones presentados en cualquier formato
acordado entre las
partes que crean y utilizan dichos datos. En el contexto de los
sistemas de
información basados en computadora, los datos se representan con
unidades de
información binaria (bits) producidos y consumidos en forma de
unos y ceros.
La transmisión de datos es el intercambio de datos (en forma de
ceros yunos) entre dos dispositivos a través de un medio de
transmisión (como un cable).
La transmisión de datos se considera local si los dispositivos
de comunicación
están en un mismo edificio o un área restringida y se considera
remota si los
dispositivos están separados por una distancia considerable.
Para que la transmisión de datos sea posible, los dispositivos
de
comunicación deben ser parte de un sistema de comunicación
formado porhardware y software. La efectividad del sistema de
comunicación de datos
depende de tres características fundamentales:
a) Entrega: El sistema debe entregar los datos en el destino
correcto. Los
datos deben ser recibidos por el dispositivo o usuario adecuado
y solamente por
ese usuario o dispositivo.
b) Exactitud: El sistema debe entregar los datos con exactitud.
Los datos que
se alteran en la transmisión son incorrectos y no se pueden
utilizar.
c) Puntualidad: El sistema debe entregar los datos con
puntualidad. Los
datos entregados tarde son inútiles. En el caso del video, el
audio y la voz, la
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entrega puntual significa entregar los datos a medida que se
producen, en el orden
que se producen y sin un retraso significativo. Este tipo de
entregas se llamatransmisión en tiempo real.
2.3.7 Redes de área amplia y local
Comer (1996) expresa que las redes de conmutación de paquetes
que
deben recorrer distancias geográficas grandes (por ejemplo el
territorio de losEstados Unidos) son fundamentalmente diferentes de
las que deben recorrer
distancias cortas (como, una habitación). Para ayudar a
caracterizar las
diferencias en la capacidad y las proyecciones de uso, la
tecnología de
conmutación de paquetes se divide con frecuencia en dos grandes
categorías:
Wide Area Networks (redes de área amplia o WAN por sus siglas en
inglés) y
Local Area Networks (redes de área local o LAN por sus siglas en
inglés). Las dos
categorías no tienen una definición formal. Tal vez por ello,
los vendedores aplican
los términos con cierta vaguedad para auxiliar a los clientes a
distinguir entre las
dos categorías.
Las tecnologías LAN proporcionan las velocidades de conexión más
altas
entre computadoras, pero sacrifican la capacidad de recorrer
largas distancias.
Por ejemplo, una LAN común recorre un área pequeña, como un
edificio o un
pequeño campus, y opera dentro de un rango que va de los 10 Mbps
a los 2Gbps
(billones de bits por segundo). Debido a que la tecnología LAN
cubre distancias
cortas, ofrece tiempos de retraso mucho menores que las WAN. Los
tiempos de
retardo en una LAN pueden ser cortos, como unas cuantas decenas
de
milisegundos, o largos, 10 milisegundos.
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2.3.8 Protocolos y Estándares
Farouzan (2002) define:
a) Protocolos:
En las redes de computadoras, la comunicación se lleva a cabo
entre
distintas entidades de distintos sistemas. Una entidad es
cualquier cosa capaz de
enviar o recibir información. Algunos ejemplos incluyen
programas de aplicación,
paquetes de transferencia de archivos, navegadores, sistemas de
gestión de base
de datos y software de correo electrónico. Un sistema es un
objeto físico que
contiene una o más entidades. Algunos ejemplos incluyen las
computadoras y las
terminales
Pero no basta con que dos entidades se envíen flujos de bits
entre sí para
que se entiendan. Para que exista comunicación, las entidades
deben estar de
acuerdo en un protocolo. Un protocolo es un conjunto de reglas
que gobiernan la
comunicación de datos. Un protocolo define qué se comunica, cómo
se comunica
y cuándo se comunica. Los elementos claves de un protocolo son
su sintaxis, su
semántica y su temporización.
b) Estándares:
(…) un estándar proporciona un modelo de desarrollo que hace
posible que
un producto funcione adecuadamente con otros sin tener en cuenta
quién lo ha
fabricado.
Los estándares son esenciales para crear y mantener un mercado
abierto y
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competitivo entre los fabricantes de los equipos y para
garantizar la
interoperabilidad nacional e internacional de los datos y la
tecnología y losprocesos de telecomunicaciones. Proporcionan guías
a los fabricantes,
vendedores, agencias del gobierno y otros proveedores de
servicios, para
asegurar el tipo de interconectividad necesario en los mercados
actuales y en las
comunicaciones internacionales.
2.3.9 Protocolo IP
Farouzan (2006) manifiesta que IP es el mecanismo de
transmisión
utilizado por los protocolos TCP/IP. Es un protocolo basado en
datagramas sin
conexión y no fiable –ofrece un servicio de mejor entrega
posible. Por mejor
entrega posible lo que se quiere indicar es que IP no ofrece
comprobaciones ni
seguimientos. IP asume que los niveles subyacentes no son
fiables e intenta que
la transmisión llegue a su destino lo mejor que puede, sin
ofrecer garantías.
IP transporta los datos en paquetes denominados datagramas
(descritos
más abajo), cada uno de los cuales es transportado de forma
independiente. Los
datagramas pueden viajar a través de encaminadores diferente y
llegar fuera de
secuencia o duplicados. IP no se encarga de realizar un
seguimiento de los
encaminadores ni ofrece facilidades para reorganizar los
datagramas una vez
recibidos. Debido a que es un servicio sin conexión, IP no crea
circuitos virtuales
para la entrega. No hay un establecimiento de llamada que
indique al receptor la
llegada de una transmisión.
La funcionalidad limitada de IP no debería der considerada como
una
debilidad, sin embargo, IP ofrece funciones de transmisión
básicas y deja libertad
al usuario para añadir solo aquellas facilidades necesarias para
una aplicación
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variedad de aplicaciones y servicios, como así también funcionar
con diferentes
tipos de infraestructuras físicas. El termino arquitectura de
red en este contexto, serefiere a las tecnologías que admiten la
infraestructura y a los servicios protocolos
programados que puedan trasladar los mensajes en toda
infraestructura. Debido a
que internet evoluciona, al igual que las redes en general,
existen cuatro
características básicas que la arquitectura subyacente necesita
para cumplir con
las expectativas de los usuarios: tolerancia a fallas,
escalabilidad, calidad del
servicio y seguridad.
a) Tolerancia a fallas.
Una red tolerante a fallas es la que limita el impacto de una
falla del
software o hardware y puede recuperarse rápidamente cuando se
produce dicha
falla. Estas redes dependen de enlaces o rutas redundantes entre
el origen y el
destino del mensaje. Si un enlace o ruta falla, los procesos
garantizan que los
mensajes pueden enrutarse en forma instantánea en un enlace
diferente
transparente para los usuarios en cada extremo. Tanto las
infraestructuras físicas
como los procesos lógicos que direccionan los mensajes a través
de la red están
diseñados para adaptarse a esta redundancia.
b) Escalabilidad.
Una red escalable puede expandirse rápidamente para admitir
nuevos
usuarios y aplicaciones sin afectar el rendimiento del servicio
enviado a los
usuarios actuales. Miles de nuevos usuarios y proveedores de
servicio se
conectan a Internet cada semana. La capacidad de la red de
admitir estas nuevas
interconexiones depende de un diseño jerárquico en capas para la
infraestructura
física subyacente y la arquitectura lógica. El funcionamiento de
cada capa permite
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a los usuarios y proveedores de servicios insertarse sin causar
disrupción en toda
la red.
c) Calidad de servicio (QoS).
Internet actualmente proporciona un nivel aceptable de
tolerancia a fallas y
escalabilidad para sus usuarios. Pero las nuevas aplicaciones
disponibles para los
usuarios en internetworks crean expectativas mayores para la
calidad de los
servicios enviados. Las transmisiones de voz y video en vivo
requieren un nivel decalidad consistente y un envío ininterrumpido
que no era necesario para las
aplicaciones informáticas tradicionales. La calidad de estos
servicios se mide con
la calidad de experimentar la misma presentación de audio y
video en persona.
Las redes de voz y video tradicionales están diseñadas para
admitir un único tipo
de transmisión y, por lo tanto, pueden producir un nivel
aceptable de calidad. Los
nuevos requerimientos para admitir esta calidad de servicio en
una red
convergente cambian la manera en que se diseñan e implementan
lasarquitecturas de red
d) Seguridad.
Las expectativas de privacidad y seguridad que se originan del
uso de
internetworks para intercambiar información empresarial crítica
y confidencial
exceden lo que puede enviar la arquitectura actual. La rápida
expansión de lasáreas de comunicación que no eran atendidas por las
redes de datos tradicionales
aumenta la necesidad de incorporar seguridad en la arquitectura
de red. Como
resultado, se está dedicando un gran esfuerzo a esta área de
investigación y
desarrollo. Mientras tanto, se están implementando muchas
herramientas y
procedimientos para combatir los defectos de seguridad
inherentes en la
arquitectura de red.
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2.3.11 Topología de red
Según Farouzan (2002), el término topología se refiere a la
forma en que
está diseñada la red, bien físicamente o bien lógicamente. Dos o
más dispositivos
se conectan a un enlace; dos o más enlaces forman una topología.
La topología
de una red es la representación geométrica de la relación entre
todos los enlaces
y los dispositivos que los enlazan entre sí (habitualmente
denominados nodos).
Hay cinco posibles topologías básicas: malla , estrella, árbol,
bus y anillo.
a) Malla
En una topología en malla, cada dispositivo tiene un enlace
punto a punto
dedicado con cualquier otro dispositivo. El término dedicado
significa que el
enlace conduce el tráfico únicamente entre los dos dispositivos
que conecta. Por
tanto, una red en malla completamente conectada necesita
n(n-1)/2 canales
físicos para enlazar n dispositivos, Para acomodar tantos
enlaces, cada dispositivodebe tener n-1 puertos de
entrada/salida.
Figura 2.6 Topología en malla completamente conectada. Farouzan
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b) Estrella
En la topología en estrella cada dispositivo solamente tiene un
enlace punto
a punto dedicado con el controlador central, habitualmente
llamado concentrador.
Los dispositivos no están directamente enlazados entre sí. A
diferencia de la
topología en malla, la topología en estrella no permite el
tráfico directo entre los
dispositivos. El controlador actúa como un intercambiador: si un
dispositivo quiere
enviar datos a otro, envía los datos al controlador, que los
retransmite al
dispositivo final.
Figura 2.7 Topología en estrella. Farouzan (2002)
c) Árbol
La topología en árbol es una variante de la de estrella. Como en
la estrella,
los nodos del árbol están conectados a un concentrador central
que controla eltráfico de la red. Sin embargo, no todos los
dispositivos se conectan directamente
al concentrador central. La mayoría de los dispositivos se
conectan a un
concentrador secundario que, a su vez, se conecta al
concentrador central.
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Figura 2.8 Topología en árbol. Farouzan (2002)
d) Bus
Todos los ejemplos anteriores describen configuraciones punto a
punto. Sin
embargo, una topología de bus es multipunto. Un cable largo
actúa como una red
troncal que conecta todos los dispositivos en la red. Los nodos
se conectan al busmediante nodos de conexión (latiguillos) y
sondas. Un cable de conexión es una
conexión que va desde el dispositivo al cable principal, o se
pincha en el cable
para crear un contacto con el núcleo metálico. Cuando las
señales viajan a través
de la red troncal, parte de su energía se transforma en calor,
por lo que la señal se
debilita a medida que viaja por el cable. Por esta razón, hay un
límite en el número
de conexiones que un bus puede soportar y en la distancia entre
esas conexiones.
Figura 2.9 Topología de bus. Farouzan (2002)
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e) Anillo
En una topología en anillo cada dispositivo tiene una línea de
conexión
dedicada y punto a punto solamente con los dos dispositivos que
están a sus
lados. La señal pasa a lo largo del anillo en una dirección, o
de dispositivo a
dispositivo, hasta que alcanza su destino. Cada dispositivo del
anillo incorpora un
repetidor. Cuando un dispositivo recibe una señal para otro
dispositivo, su
repetidor regenera los bits y los retransmite en anillo.
Figuta 2.10 Topología en anillo. Farouzan (2002)
2.3.12 Señal de voz
Según Hiudobro y Roldán (2006) en un estudio de las redes de voz
sobre
paquetes (la telefonía IP es el servicio mas representativo) no
podemos dejar de
tratar el objetivo de este tipo de redes: la transmisión de la
señal de voz.
La voz es el soporte físico de habla que, junto con la
escritura, constituyen
las dos formas de comunicación principales entre los seres
humanos. Desde el
punto de vista físico, se trata de una onda de presión generada
cuando la corriente
de aire procedente de los pulmones y modulada por los órganos
del tracto vocal
sale al exterior. El tracto vocal comienza en la glotis y acaba
en los labios,
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pasando por la faringe y la boca. Junto con el tracto nasal, que
tiene su inicio en el
velo del paladar y termina en los agujeros de la nariz, forma el
aparato fonador.
La vibración de las cuerdas vocales da lugar a una onda de voz
con
contenido espectral muy característico. La banda vocal, es
decir, el conjunto de
frecuencias que es posible encontrar en la señal de voz, está
comprendida entre
los 20 Hz y 20 KHz, si bien la mayor parte de la información que
transporta se
concentra entre los 300 y 3400 Hz. Esta última porción es la que
se transmite en
las redes telefónicas convencionales y se conoce, por ello, como
ancho de bandatelefónico. El resto de frecuencias se elimina, con
lo que los equipos pueden ser
más sencillos y se necesitan menos medios de transmisión,
reduciendo así su
coste, aunque la calidad se ve algo deteriorada. (Ver figura
2.11)
Figura 2.11 Digitalización de la voz. Huidobro y Roldán
(2006)
2.3.13. Modo de Transmisión
a) Simplex: En el modo simplex, la comunicación es
unidireccional, como en
una calle de sentido único. Solamente una de las dos estaciones
de enlace puede
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transmitir; la otra sólo puede recibir (véase la Figura
2.12)
Los teclados y los monitores tradicionales son ejemplos de
dispositivos
simplex. El teclado solamente puede introducir datos; el monitor
solamente puede
aceptar datos de salida. El modo simplex puede usar toda la
capacidad del canal
para enviar datos en una dirección.
Figura 2.12. Flujo de datos simplex (Forouzan, 2002)
b) Semiduplex: En el modo semiduplex, cada estación puede tanto
enviar
como recibir, pero no al mismo tiempo. Cuando un dispositivo
está enviando, el
otro sólo puede recibir, y viceversa (véase la Figura
2.13).
El modo semiduplex es similar a una calle con un único carril y
tráfico en
dos direcciones. Mientras los coches viajan en una dirección,
los coches que van
en sentido contrario deben esperar. En la transmisión
semiduplex, la capacidad
total del canal es usada por aquel de los dos dispositivos que
está transmitiendo.
Los walkie-talkies y las radios CB (Citizen´s Band) son ejemplos
de sistemas
semiduplex.
El modo semiduplex se usa en aquellos casos en que la
comunicación en
ambos sentidos simultáneamente no es necesaria; toda la
capacidad del canal se
puede usar en cada dirección.
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Figura 2.13 Flujo de datos semidúplex (Forouzan, 2002)
c) Full-duplex: En el modo full-duplex (también llamado duplex),
ambas
estaciones pueden enviar y recibir simultáneamente (véase la
Figura 2.14).
El modo full-duplex es como una calle de dos sentidos con
tráfico que fluyeen ambas direcciones al mismo tiempo. En el modo
full-duplex, las señales que
van en cualquier dirección deben compartir la capacidad del
enlace. Esta
compartición puede ocurrir de dos formas: o bien el enlace debe
contener caminos
de transmisión físicamente separados, uno para enviar y otro
para recibir, o es
necesario dividir la capacidad del canal entre las señales que
viajan en direcciones
opuestas.
Un ejemplo habitual de comunicación full-duplex es la red
telefónica.
Cuando dos personas están hablando por teléfono, ambas pueden
hablar y recibir
al mismo tiempo.
El modo full-duplex se usa en aquellos casos en que la
comunicación en
ambos sentidos simultáneamente es necesaria. Sin embargo, la
capacidad del
canal debe dividirse entre ambas direcciones.
Figura. 2.14 Flujo de datos full dúplex (Forouzan, 2002)
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2.3.14. Protocolos de encaminamiento
El encaminamiento es una de las responsabilidades básicas del
nivel de red
y consiste en seleccionar la ruta que deben seguir los paquetes
a través de la red
para alcanzar su destino. En una red de paquetes, esta tarea
resulta harto
complicada, de aquí que se definan protocoles específicos, que
se encarguen de
seleccionar los caminos más adecuados para cada paquete. Esto
permite
distinguir entre protocolos encaminados o de transporte (routed
protocols) que son
aquellos que generan las aplicaciones y servicios de red y
protocolos deencaminamiento (routing protocols) que son los
utilizados para la gestión de las
tablas de encaminamiento de los nodos de la red. Como ejemplos
de los primeros
podemos citar IP (Internet Protocol), IPX (Internetwork Packet
eXchange), CLNP
(Connectionless Network Protocol) o XNS (Xerox Network System).
En cuanto a
los protocolos de encaminamiento, el abanico es inmenso, siendo
alguno de los
mas conocidos los siguientes: RIP (para IP), IGRP (IP y OSI
CLNP), OSPF (IP),
BGP (IP), EGP (IP), ES-IS (OSI CLNP) Y IS-IS (IP Y OSI CLNP),
siendo CLNP el
equivalente OSI de IP. (Véase tabla 2.1)
Tabla 2.1 Tabla con algunos de los protocolos de routing mas
conocidos.
Huidobro y Roldan (2006).
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2.3.15. Protocolos de control
Huidobro y Roldán (2006) establecen que para completar las
funcionalidades de IP se han definido una serie de protocolos
que, no por ello, son
menos importantes, pues resultan imprescindibles para el
correcto funcionamiento
de la red. Son muchos y aquí estudiaremos únicamente ICMP, ARP y
DHCP.
a) ARP
Un equipo conecta a la red tiene dos tipos de direcciones: una
(o varias)
direcciones IP y una dirección física. La dirección IP es una
dirección lógica, que
puede cambiarse, mientras que la dirección física está
unívocamente asociada a
un mismo equipo. Para enviar un paquete a su destinatario,
además de su
dirección IP, es necesario conocer la dirección física. Cuando
ésta se desconoce,
se ejecuta el protocolo ARP (Address Resolution Protocol) para
obtenerla
partiendo de la dirección de red.
En primer lugar, la estación origen genera un paquete ARP
request que se
difunde a todos los equipos de la red y que contiene la
dirección IP del equipo
cuya dirección física se quiere obtener. Este paquete es
recibido por todas las
estaciones de la red, aunque únicamente contestará aquella cuya
dirección IP
coincide con la dirección IP del paquete ARP request. La
respuesta es un paquete
ARP reply, proporcionando su dirección física.
b) ICMP
El protocolo ICMP (Internet Control Message Protocol) se emplea
para la
notificación de los errores de encaminamiento. El funcionamiento
general es muy
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sencillo. Cuando el router detecta que se ha producido un error
de
encaminamiento, envía un paquete ICMP, con la dirección IP
destino igual a la dela estación que generó el paquete.
Un aspecto importante de ICMP es que se limita únicamente a
informar de
que se ha producido un error y de su causa, pero no de tomar o
de sugerir las
acciones a llevar a cabo: eso es función de los protocolos
encaminados. En
realidad, los paquetes de ICMP se encapsulan dentro de paquetes
IP, y por tanto,
siguen las mismas reglas de encaminamiento que cualquier otro
paquete IP.
c) DHCP
DHCP son las siglas en inglés de protocolo de configuración
dinámica de
servidores (Dynamic Host Configuration Protocol). Es un
protocolo de red en el
que un servidor provee los parámetros de configuración a los
ordenadores
conectados a la red informática que los requiera (máscara,
puerta de enlace y
otros) y también incluye un mecanismo de asignación de
direcciones IP.
Sin DHCP, cada dirección IP debe configurarse manualmente en
cada
ordenador y, si uno de ellos se mueve a otro lugar en otra parte
de la red, se le
debe asignar una dirección IP diferente. El protocolo DHCP
permite que el
administrador supervise y distribuya de forma centralizada las
direcciones IP
necesarias y, automáticamente, asignar y enviar una nueva IP en
el caso de
reconfiguraciones.
2.3.16. Tipos de cable
Gomez y Gil (2009) muestran que los diferentes tipos de cable
ofrecen
distintas características de funcionamiento. La variedad de
velocidad de
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transmisión que un sistema de cableado puede soportar se conoce
como el ancho
de banda utilizable. La capacidad del ancho de banda está
condicionada por lascaracterísticas físicas que tiene los
componentes del sistema de cableado.
El funcionamiento del sistema de cableado deberá ser considerado
no solo
cuando se está cubriendo las necesidades actuales sino también
con las
necesidades del mañana. Conseguir esto permitirá la migración de
aplicaciones de
redes más rápidas sin necesidad de incurrir en costosas
actualizaciones del
sistema de cableado.
A continuación veremos los medios de comunicación mas utilizados
en la
actualidad:
a) Coaxial
Este tipo de cable está compuesto de un hilo conductor central
de cobre
rodeado por una malla de hilos de cobre. El espacio entre el
hilo y la malla lo
ocupa un conductor de plástico que separa los dos conductores y
mantiene las
propiedades eléctricas. Todo el cable está cubierto por un
aislamiento de
protección para reducir las emisiones eléctricas. El ejemplo más
común de este
cable es el cable coaxial de la televisión. Originalmente fue el
cable más utilizado
en las redes locales debido a su alta capacidad y resistencia a
las interferencias,
pero en la actualidad su uso está en declive. Presenta dos
grandes limitaciones,como lo es la seguridad y la velocidad de
transmisión.
b) Par trenzado
Es el tipo de cable más común y se originó como solución para
conectar
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teléfonos, terminales y ordenadores sobre el mismo cableado.
Cada cable de este
tipo está compuesto por una serie de pares de cables trenzados.
Los pares setrenzan para reducir las interferencias entre pares
adyacentes. Normalmente una
serie de pares se agrupan en una única funda de color codificado
para reducir el
número de cables físicos que se introducen en el conducto.
c) Fibra óptica
Este cable está constituido por uno o más hilos de fibra de
vidrio. Cada fibrade vidrio consta de: un núcleo central de fibra
con un alto índice de refracción; una
cubierta que rodea al núcleo, de material similar, con un índice
de refracción
ligeramente menor; y una envoltura que aísla las fibras y evita
que se produzcan
interferencias entre fibras adyacentes, a la vez que se
proporciona protección al
núcleo. Cada una de ellas está rodeada por un revestimiento y
reforzada para
proteger a la fibra.
La fibra óptica es un medio excelente para la transmisión de
información
debido a sus excelentes características: gran ancho de banda,
baja atenuación de
la señal, integridad, inmunidad a interferencias
electromagnéticas, alta seguridad y
larga duración. Su mayor desventaja es su coste de producción
superior al resto
de los tipos de cable, debido a las necesidades de empleo de
vidrio de alta
calidad y la fragilidad de su manejo en producción.
Tabla 2.2 Datos técnicos del cableado. Gomez y Gil (2009)
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2.3.17. Calidad de servicio
Huidobro y Roldán (2006) plantean que la calidad de servicio de
una red o
QoS (Quality of Service) es la capacidad de la misma para
transportar el tráfico
procedente de una fuente determinada, dadas sus características
de pérdidas,
retardo, jitter, ancho de banda, etc. Estas características
forman parte de lo que se
denomina perfil de tráfico de la fuente.
El principal problema con que se enfrenta un ingeniero de red es
que,
desgraciadamente, no todas las fuentes de tráfico (teléfono,
ordenador, servidor,
video, etc) se comportan de la misma manera. En este sentido,
conviene distinguir
entre fuentes de tráfico de tiempo real y fuentes de tráfico de
tiempo no real.
Obviamente las primeras exigen de la red unas mayores
prestaciones que las
segundas, por ser más críticas.
El perfil de las fuentes de tráfico en tiempo real suele
caracterizarse por un
bajo retardo, una baja tolerancia al jitter, un ancho de banda
garantizado y unatasa de pérdidas lo más baja posible. En estos
casos, lo más importante es que el
paquete de información llegue en el instante preciso en que se
necesita. Por
ejemplo, si al transmitir una imagen, algunos píxeles llegasen
retrasados, eso
daría lugar a una distorsión que puede llegar a ser muy
importante.
Por el contrario, las fuentes de tráfico que no son de tiempo
real presentan
un perfil muy distinto, puesto que sus exigencias temporales
suelen ser muchomás flexibles. Generalmente, aquí prima una baja
tasa de pérdidas sobre el resto
de los parámetros que, si bien no son tan exigentes, no por ello
son menos
importantes. Un ejemplo típico de esta situación es la
transferencia de datos
financieros, en la que lo más importante es la veracidad de la
información y no
tanto el tiempo que tarda en llegar.
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2.3.18. Redes corporativas de voz
Según Huidobro y Roldán (2006) a medida que los costes de
implantaciónde una solución de voz sobre paquetes fueron
disminuyendo, se comenzaron a
instalar algunas redes en el entorno corporativo, ya sea como
complemento de las
redes corporativas de voz tradicionales (PBX) o bien como
sustituto de éstas.
De manera análoga a las redes del operador tradicionales, las
redes
corporativas de voz consistían en una serie de PBX
interconectadas entre sí a
través de un enlace troncal. Esta arquitectura hereda los mismos
inconvenientes
de los backbones telefónicos convencionales de baja eficiencia
técnica y
económica.
La aplicación más inmediata en la interconexión punto a punto
entre las
PBX corporativas (ver figura 2.15). En este caso, se utilizan
los enlaces WAN de
datos para transportar los paquetes de voz generados en las
pasarelas que se
convierten así en el componente más crítico. Generalmente, la
pasarela no es un
equipo separado, sino que puede venir incorporada en el router o
en la mismacentralita.
La principal ventaja de esta configuración es que la conexión
WAN es
mucho más barata que la interconexión de PBX con líneas
dedicadas. Por ese
motivo, esta arquitectura se denomina toll-by-pass.
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Figura 2.15 Interconexión punto a punto entre PBX corporativas.
Huidobro y
Roldán (2006)
2.4 Definición de Términos Básicos
Centralita Privada o PBX
Una centralita privada o PBX es un dispositivo de telefonía que
actúa como
conmutador de llamadas en una red telefónica o de conmutación de
circuitos.
Gomez y Gil (2009)
Gateways y adaptadores analógicos
Un adaptador de teléfono analógico (normalmente conocido como
Analog
Telephone Adaptor o ATA) se puede describir brevemente como un
dispositivoque convierte señales empleadas en las comunicaciones
analógicas a un
protocolo de VozIP. En concreto, estos dispositivos se emplean
para convertir una
señal digital (ya sea IP o propietaria) a una señal analógica (o
viceversa) que
pueda ser conectada a teléfonos o faxes tradicionales. Gomez y
Gil (2009)
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Conmutador
Dispositivo que conecta varias líneas de comunicación. Farouzan
(2006)
Enrutador o ruteador
Computadora dedicada, de propósito especial, que se conecta a
dos o más
redes y envía paquetes de una red a otra. En particular, un
ruteador IP envía
datagramas IP entre las redes a las que está conectado. Comer
(1996)
Retardo
El retardo o latencia es el tiempo invertido por la señal de voz
en su viaje
desde el origen hasta el destino. Huidobro y Roldán (2006)
Plan de numeración
Con el plan de numeración, se pretende asignar a cada abonado un
número
que determina su posición dentro de la red. Herrera (1979)
Ancho de bandaEl ancho de banda de una señal de información no
es más que la diferencia
entre las frecuencias máximas y mínimas contenidas en la
información. Tomasi
(2003)
Equipos de transmisión
El equipo de transmisión se encarga del envío de las señales de
control y
supervisión. Herrera (1979)
IEE
Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE). Es una
organización
de profesionistas, en Estados Unidos, y es el representante de
ese país ante la
ISO. Tomasi (2003)
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Telemática
Servicio de transmisión de información orientado a usuario.
Incluyeteletexto, videotexto y fax. Stallings (2004)
Repetidor
Dispositivo que recibe datos sobre un enlace de comunicaciones y
los
transmite bit a bit sobre otro enlace tan rápido como se reciben
los datos, sin
utilizar almacenamiento temporal. Stallings (2004)
Atenuación
Disminución en amplitud de la corriente, tensión o potencia de
una señal
durante su transmisión entre puntos. Starllings (2004)
2.5. Operacionalización de la variable
Nombre de la variable: Red telefónica conmutada IP
Definición conceptual de la variable: Una red telefónica
conmutada IP es
un conjunto ordenado de medios de transmisión y conmutación que
facilitan,
fundamentalmente, el intercambio de voz, datos, video y demás
servicio entre dos
o más usuarios. El objetivo fundamental de la red es conseguir
la conexión entre
todos los usuarios de la red a nivel geográfico local, nacional
e internacional
utilizando el protocolo IP.
Definición operacional: Diseñar una red telefónica conmutada IP
para la
organización Multivision C.A para cubrir las comunicaciones que
se realicen dentro
de una sede y entre cada sucursal. Este diseño se ejecutará a
través de estudios
realizados sobre el actual sistema de comunicaciones presente en
la empresa, las
debilidades y fortalezas que éste posee y la elaboración de una
solución que esté
dentro de los parámetros costo-beneficio que la corporación
pueda aceptar. El
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proyecto a realizar se encuentra íntimamente ligado con el área
de redes de
comunicaciones y comunicación de datos, específicamente en voz
sobre IP.
Cuadro de variables: A continuación se presentan una serie
de tablas (ver
tabla 2.4), las cuales muestran la operacionalización de la
variable mediante
dimensiones, sub-dimensiones e indicadores. (Ver tabla 2.3)
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Tabla 2.4.1 Cuadro de Variables
OBJETIVO GENERAL: DISEÑAR UNA RED TELEFONICA CONMUTADA IP PARALA
ORGANIZACIÓN MULTIVISIÓN C.A VARIABLE GENERAL: RED TELEFÓNICA
CONMUTADA
OBJETIVOS SUBVARIABLE DIMENSIÓNSUB
DIMENSIONES INDICADORES
Realizar unestudio sobre
las
condicionesactuales de lainfraestructuratelco instaladapara la
red decomunicacion
esde la
organizaciónMultivision C.A
I N
F R A E S T R U C T U R A
T E
L C O
Característicasde la red de
comunicaciones
Aspectos
técnicos
• Frecuencia(Hz)
• Modulación• Ancho de
banda (Hz)• Velocidad de
transmisión(Kb/s)
• Amplitud
Aspectos físicos
• Estaciones(Analógicas,Digitales)
• Repetidores• Gateways• Cableado
• Servidor• Enrutador
Definir laarquitectura
de la redtelefónica IP
a utilizar.
A R Q U I T E C T U R
A
D E L A R E D
Tipos de
arquitectura dered
Arquitecturas dered
Topologías dered
• ArquitecturaSRA
• ArquitecturaDRA
• ARCNET• Ethernet• Modelo OSI• Modelo
SNA• Bus • Estrella • Mixta • Anillo • Doble
anillo • Árbol • Malla • Totalmente
Conexa
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Continuación de la Tabla 2.4.1 Cuadro de Variables
OBJETIVO GENERAL: DISEÑAR UNA RED TELEFONICA CONMUTADA IP PARALA
ORGANIZACIÓN MULTIVISIÓN C.A VARIABLE GENERAL: RED TELEFÓNICA
CONMUTADA
OBJETIVOS SUBVARIABLE DIMENSIÓNSUB
DIMENSIONES INDICADORES
Desarrollar lasEspecificacion
esdeconstrucciónque incluyan
loscómputos
métricos, lalista
de materialesy
equipos
necesariosparala
implementación
del diseño.
I M P L E M
E N T A C I Ó N D E L D I S E Ñ O
Espei!iaiones "e
onstrui#n
C#mputos
m$trios
• Empalmes • %epeti"ores • Cablea"o
"e
reser&a • Tan'uillas • Bana"as
(P)C *mm+P)C ,mm-
Lista "emateriales
• Cables (.ibra+/TP+ Coaxial-
• Conetores(Dio"osL0ser+ Dio"os
LED+ %12,3-
E'uiposneesarios
• Estaiones(Anal#4ias+Di4itales-
• Ser&i"or• 5ate6a7• %outer• Central
IP
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CAPITULO III
MARCO METODOLÓGICO
A continuación se tiene un apartado del trabajo de investigación
donde se
observa la manera como se va a realizar el estudio, y los pasos
a seguir. En este
capítulo se caracterizará la investigación desde el punto
metodológico, se
identificarán tanto el tipo y diseño de la misma, como la
población, muestra y
distintas técnicas e instrumentos de recolección de
datos.
3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN
Según Arias (2006) “La investigación científica es un proceso
metódico y
sistemático dirigido a la solución de problemas o preguntas
científicas, mediante la
producción de nuevos conocimientos, los cuales constituyen la
solución orespuesta a tales interrogantes”. (p. 22)
Rivas (1995) señala que la investigación descriptiva, “trata de
obtener
información acerca del fenómeno o proceso, para describir sus
implicaciones”.
(p.54). Este tipo de investigación, no se ocupa de la
verificación de la hipótesis,
sino de la descripción de hechos a partir de un criterio o
modelo teórico definido
previamente. En la investigación se realiza un estudio
descriptivo que permiteponer de manifiesto los conocimientos
teóricos y metodológicos del autor para
darle solución al problema a través de información obtenida de
la Institución.
Las investigaciones se pueden clasificar de varias formas, como
son
exploratorias, descriptivas y explicativas, sin embargo, sin
importar la forma en
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que se clasifican, existen varios tipos de investigación.
Según Hernández, Fernández, & Baptista, (2006, pág. 102), la
investigación
descriptiva es aquella que busca especificar propiedades,
características y rasgos
importantes de cualquier fenómeno que se analice. Es decir,
miden, evalúan o
recolectan datos sobre diversos conceptos (variables), aspectos,
dimensiones o
componentes del fenómeno a investigar. En un estudio descriptivo
se selecciona
una serie de cuestiones y se mide o recolecta información sobre
cada una de
ellas, para así (valga la redundancia) describir lo que se
investiga.
Por su parte Arias (2006, pág. 24) plantea que “La investigación
descriptiva
consiste en la caracterización de un hecho, fenómeno, individuo
o grupo, con el fin
de establecer su estructura o comportamiento”.
Tomando en cuenta lo antes expuesto, se justifica que la
presente
investigación es de tipo descriptiva, ya que para el desarrollo
de sus objetivos esnecesario el análisis general de la red
telefónica privada actual en la Organización
Multivisión, para así detallar las características y
especificaciones de la nueva red
telefónica IP conmutada propuesta para garantizar una mejor
conexión y
comunicación tanto para dentro como para fuera de la
empresa.
A su vez, se destaca que es una investigación de tipo
experimental, ya que
en la misma, se realiza una manipulación intencional de las
variablesdeterminadas. Se realizará una simulación de tráfico de
red en el diseño
propuesto, con el objetivo de definir los parámetros necesarios
para un óptimo
fluido de datos que circulen dentro de la red.
Dichos parámetros, deben definirse tomando en cuenta las
necesidades de
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la red telefónica, en cuanto a infraestructura, cantidad de
extensiones, número de
equipos a utilizar, y posteriormente seleccionar los protocolos,
estándares,interconexiones, servicios y demás equipamientos que
formen parte del sistema.
Para finalmente diseñar la arquitectura de la red IP a
implementar y comprobar su
funcionamiento mediante un programa de simulación.
3.2 DISEÑO DE INVESTIGACIÓN
En este orden de ideas con referencia al diseño de la
investigación se
puede citar que:
“El diseño es la estructura a seguir en una investigación,
ejerciendo el
control de la misma a fin de encontrar resultados confiables y
su relación con los
interrogantes surgidos de los supuestos e hipótesis y problema.
Constituye la
mejor estrategia a seguir por el investigador para la adecuada
solución delproblema planteado”. (Tamayo, 2003)
Puede afirmarse que en líneas generales según Hernández et al.,
(2006),
los diseños de investigación se clasifican en:
Documentales, si se basan en datos secundarios (no
obtenidos
directamente por el investigador). De campo, si se
fundamentan en datos primarios (obtenidos de mano del
investigador) y no existe manipulación de variables.
Experimentales, si se emplean datos primarios y se da una
manipulación de
variables (ya sean dependientes o independientes), lo que
evidentemente
condiciona el comportamiento del fenómeno en estudio;
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características esenciales al seleccionarse la población bajo
estudio”. (Wigods,
2010)
Por su parte, el autor Arias (1999) plantea que la población se
refiere al
conjunto para el cual serán válidas las conclusiones que se
obtengan: a los
elementos o unidades involucradas en la investigación.
A continuación para la presente investigación, se tomara como
población
todo equipo y software que se considere necesario para la
realización del diseñode la red telefónica IP para la Organización
Multivision, la misma se puede dividir
en varias categorías, tales como: enrutamiento, control,
extensiones, centrales,
servidores, entre otras.
En este mismo orden de ideas, cabe decir que esta, se trata de
una
población finita, ya que la población está conformada por una
serie de elementos,
instrumentos, herramientas y equipos de telecomunicaciones
especiales para laorganización, gestión y mantenimiento de una red
telefónica conmutada IP.
3.3.2. MUESTRA
Seguidamente se considera hablar de muestra que la cual se
define como:
“una parte de la población que debe reunir las mismas
características de esta paraque sea representativa”. (Caro,
2009)
Por otra parte “las muestras pueden ser de tipo probabilísticas
o no
probabilísticas. Para el caso de las no probabilísticas: “la
elección de los
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elementos no depende la probabilidad, sino de las causas
relacionadas con las
características de la investigación o de quien hace la muestra”.
(Hernandez, 2006)
Por lo que en consecuencia, para esta investigación, la muestra
será no
probabilística, ya que la selección de la misma, no depende de
la probabilidad si
no de los criterios del investigador. Serán simplemente
elementos de la red que se
tomarán al azar sin algún favoritismo o preferencia entre
ellos.
3.4 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS
Como parte de toda investigación es importante mencionar las
técnicas e
instrumentos utilizados para la recolección de datos.
Así mismo, es importante señalar una breve introducción a lo que
se define
como técnica y se puede decir que es aquel procedimiento o forma
que se utilizapara obtener datos o información, brevemente citando
a Arias tenemos que “las
técnicas de recolección de datos son las distintas formas o
maneras de obtener la
información. Entre estas destacan la observación, entrevista,
cuestionarios,
análisis documental y de contenido.
Por otro lado, un instrumento o herramienta de recolección de
datos, es
todo aquello que ayuda a realizar una valoración de la variable
u objeto de estudio,y se define como los medios materiales que se
emplean para recoger y
almacenar la información y en consecuencia podemos mencionar
algunos
ejemplos tales como: lista de cotejos, fichas, formatos de
cuestionarios,
grabadores y guías de entrevistas. (Fidias, 2008)
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De los planteamientos anteriores se deduce que la presente
investigación,
cuyo diseño documental, las técnicas de recolección de datos
son: observacióndirecta e indirecta y entrevistas formales e
informales; y los instrumentos de
recolección de datos son la lista de frecuencia y cotejo,
medición de tráfico y de
datos que se transmiten por la red.
3.4 FASES DE LA INVESTIGACIÓN
Se define fases de la investigación a cada uno de los pasos a
seguir en orden
cronológico para lograr cumplir cada uno de los objetivos de la
investigación que
fueron formulados previamente, la presente investigación posee
una por cada
objetivo, a continuación tenemos.
1) Realizar un estudio sobre las condiciones actuales de la
infraestructura
telco instalada para la red de comunicaciones de la organización
Multivision C.A
Caracterización Geográfica
Descripción del Diagrama actual de comunicaciones que
posee la
Organización Multivision C.A
Especificación de Equipos de Servicio y Equipos
Mayores.
2) Establecer los requerimientos actuales de servicios de
comunicacionesinternas de una sede y entre sucursales de la
corporación, considerando la misión
y visión así como sus planes de expansión.
Establecer los requerimientos
