Telefonía IP

VoIP - Telefonía IP

Telefonía IP

Terminales VoIP

SIP, Entidades básicas

Softswitch

Interconexión IP

Numeración para Servicios IP

Parece lógico que bajo de la expresión “telefonía IP” (o “voz usando IP”, en su expresión inglesa, VoIP) tenga cabida aquella tecnología que transporte tráfico de voz utilizando el protocolo IP en redes de conmutación de paquetes. Pero si se aceptase así, sin más matización, se produciría cierta confusión puesto que los términos Telefonía IP y Voz IP (VoIP), aunque parezcan y se empleen como similares pueden referirse a situaciones bien diferentes. Comenzaremos aclarandolo.

Telefonía IP vs. VoIP

La diferencia básica estriba en que la Telefonía es un servicio: el Servicio Telefónico Disponible al Público, STDP o POTS. Y la Telefonía IP es una tecnología, que sirve para prestar el mencionado servicio telefónico (y que también sirve para prestar otros servicios). La confusión viene de que con términos muy parecidos nos referimos a hechos bien distintos

La confusión entre ambos términos se agrava cuando se introduce con un sentido muy amplio el término Voz IP o VoIP, que algunas personas aplican indistintamente a (i) la tecnología que se acaba de exponer más arriba y a (ii) un servicio de comunicaciones electrónicas: los servicios de mensajería y conversación vocal y de video, prestados por medios informáticos, que no estén conectados con el Servicio Telefónico Disponible al Público, STDP o POTS. Y (iii) en muchas ocasiones también denominan VoIP a la telefonía IP.

Para dejar clara la diferencia y evitar más confusiones, emplearemos el término Telefonía IP cuando se trate de tecnologías para prestar el Servicio Telefónico Disponible al Público con interconexión entre operadores de telefonía fija y móvil, y Voz IP o VoIP cuando se trate de otros servicios de comunicaciones electrónicas audiovisuales, que no están interconectados con la telefonía pública.

Según el European Regulators Group, ERG, los servicios de tráfico de voz a partir de tecnología IP se clasifican conforme a las siguientes categorías:^[1]

Servicio de Voz sin números geográficos, por tanto, no se puede acceder a la red telefónica pública conmutada. Este servicio engloba diferentes modalidades, desde el peer-to-peer puro donde los usuarios utilizan un programa informático para conectarse, hasta arquitecturas más centralizadas basadas en servidores de gestión de llamadas, bases de datos, servicios de presencia u otros, proporcionados por un provedor de servicios, basándose en tecnología IP. Corresponde a lo que en Wikitel (y en muchos otros ámbitos) se denomina VoIP e incluye las conocidas aplicaciones de Mensajería Instantánea del tipo "Messenger".
El servicio Outbound Voice que permite realizar llamadas salientes con destino a la red telefónica pública conmutada, pero donde el usuario no dispone de un número geográfico, por tanto no puede recibir llamadas entrantes por esa vía.^[2]
El servicio Inbound Voice que permite que usuarios conectados tanto a redes telefónicas públicas conmutadas como a redes móviles y redes IP, reciban llamadas, para lo que han de disponer de numeración E.164, geográfica o móvil. Los servicios que se engloban en esta categoría no permiten la realización de llamadas salientes. Se podría decir que son la parte recíproca de Outbound Voice.
Telefonía de voz: los servicios englobados en esta última categoría son aquéllos que permiten realizar y recibir llamadas hacia redes telefónicas públicas conmutadas fijas y redes móviles, para lo que han de disponer de numeración geográfica. Esta categoría incluye los servicios telefónicos disponibles al público tradicionales (STDP), otros servicios que puedan ser considerados generalmente como sustitutivos del STDP y los servicios de telefonía IP, incluidos los que en España se denominan "servicios vocales nómadas".

En cuanto a los mercados, tanto el ERG como la CMT y otros reguladores europeos, consideran que los servicios de tráfico de voz basados de telefonía IP, con interconexión con otras redes, que proporcionen la misma calidad que los servicios STDP (categoría 4 de la clasificación anterior), son sustitutivos de los servicios telefónicos tradicionales.

Central Telefónica IP vs. Central Telefónica Tradicional

Una central IP es un equipo telefónico diseñado para ofrecer servicios de comunicación de voz/video a través de las redes de datos. Con esta central y los equipos adecuados ustedes pueden manejar un número ilimitado de anexos en sitio y por el mundo entero de forma gratuita. Pero, para migrar a esta tecnología debemos conocer algunos detalles; Las centrales IP funcionan con lenguajes de programación como Windows y programas que corren en Linux, los cuales están en continuo desarrollo. La calidad del audio aun no se compara con el telefónico. La realidad es que la red IP no fue diseñada para dar algún tipo de garantías. Además de los anchos de banda que en Latinoamérica dejan mucho que desear. Esta aplicación usa equipos costosos, por ello algunos buscando abaratar presupuestos, ensamblan la central en un computador lo cual nos enfrenta a otro tipo de problemas, como discos duros, ventiladores o fuentes. Pero para las grandes corporaciones internacionales que pueden contar con sistemas de punta y necesitan algunas funciones importantes de esta tecnología, han encontrado en las centrales IP una herramienta muy conveniente. La buena noticia es que todas las funciones extra que pueden darle las centrales IP pueden tenerse con centrales tradicionales, con tan solo conectar módulos que incorporan las bondades de la tecnología IP, todo a precios muy razonables. La realidad es que ya nos acostumbramos a la confiabilidad y a la fácil configuración de estos sistemas convencionales, los cuales manejan lenguajes y configuración muy sencillos. Esta tecnología llego para quedarse y en poco tiempo solventara estos temas.

Telefonía IP mediante redes neutras o especializadas

Con independencia de lo anterior, antes de proseguir, conviene tener presente que hay muchas redes cuya operación se basa en el protocolo IP y que no están directamente conectadas a la internet “pública” (y por tanto en rigor no son parte de Internet per se). Cabe citar, por ejemplo, las redes con gestión privada y a las intranet.

Las precisiones que se acaban de hacer son importantes porque permiten distinguir entre dos diferentes modalidades que, podríamos así decir, responden a la “filosofía del teléfono” y la “filosofía de la Internet”. Ambas tienen en común el uso de IP como protocolo para la conmutación de paquetes que contienen voz pero sus características son claramente distintas:

Modalidad A.- De acuerdo con la “filosofía del teléfono”, la introducción de IP para proporcionar el servicio telefónico es una estrategia que las compañías telefónicas suelen adoptar para aumentar la eficiencia en las redes telefónicas existentes, por ejemplo, para reducir costes reemplazando los habituales conmutadores de tránsito (clase 5 y de clase 4) por enrutadores IP mucho más económicos. La inversión se efectúa en diferentes puntos situados en el centro de la red, el tráfico tiene una calidad de servicio controlada, la red sigue siendo “inteligente” y por tanto no es neutra y este factor juega un papel fundamental para que la características del servicio telefónico que se presta sea, al menos, idéntica a las del STDP tradicional. Esta es la idea, propia de las compañías telefónicas, que está detrás de las Redes de Nueva Generación y el IP Multimedia Subsystem (IMS).

Modalidad B.- Por el contrario, en la “filosofía de Internet”, se emplea la red Internet pública, que generalmente es neutra, donde los datos se transportan con fórmulas "best effort", mientras que la implementación y gestión de los servicios y aplicaciones se realiza en sus extremos, casi siempre en equipos propiedad de los usuarios o del ISP. De esta arquitectura se derivan implicaciones que afectan a varios aspectos del servicio telefónico, tales como, por ejemplo, la calidad del servicio, cuál sea la facilidad para llevar a cabo nuevos servicios y prestaciones o cuáles sean los modelos de negocio y los precios finales. En este concepto se basan los servicios de VoIP proporcionados por ISP y operadores independientes.

Estos dos grandes paradigmas en el uso de tecnología IP en las aplicaciones de voz están asociados con la calidad de servicio (QoS) que se proporcione, uno de los aspectos que ha frenado hasta ahora la popularización de la VoIP: cuanto mayor sea la parte del trayecto que se realice sobre la internet “pública”, más difícil será garantizar una determinada calidad.

No obstante lo anterior, es claro que no se trata de una distinción bipolar estricta y que pueden concebirse procedimientos “intermedios”. De hecho, existen formas de operar que, si bien podrían catalogarse dentro de la misma filosofía de Telefonía IP, implican grados diferentes de utilización de uno u otro tipo de equipos y redes, en particular cuando se interconectan diferentes redes IP. En última instancia, el factor clave en cualquier modelo de son los parámetros de calidad de servicio y la forma cómo se controlan, puesto que condiciona qué aplicaciones se puedan ofrecer a los usuarios.

A fin de cuentas, no hay que olvidar lo que se dijo al principio, que la telefonía IP es una tecnología, no es un servicio. Y hay que tener presente que todas las redes se deben interconectar entre si para poder prestar servicios, con independencia de la tecnología en que se basen.

Vista general de redes interconectadas

La figura siguiente muestra una vista general de cómo se efectúa la interconexión entre redes heterogéneas. Por simplicidad no se muestra como se interconectan las redes IP entre si, que se explica en una página específica .

Figura.- Muestra como se interconectan las redes fijas tradicionales (arriba izda), con las redes IP (mitad inferior de la figura) y estas con las redes móviles (arriba dcha) que tengan IMS. Los distintos ordenadores y aplicaciones de la parte inferior derecha forman el Softswitch

Como funciona

Tipos de Terminales o Agentes de Usuario

Conviene que la explicación comience por los elementos que son más conspicuos para los usuarios, los terminales. Pero puesto que en Telefonía IP y VoIP hay una gran diversidad de tipos de terminales y equipos de usuario, tales como centralitas, ha resultado conveniente dedicarles una página específica de Wikitel

Como se establece una sesión de telefonía IP

A continuación se muestran dos presentaciones con la secuencia de mensajes SIP que se intercambian para establecer y terminar una sesión de Telefonía IP. Si desea más información sobre el contenido de los mensajes, puede verla de forma esquemática, en inglés, en esta página de Tech Invite o con pleno detalle en la propia norma RFC 3261 (Recomendamos que las presentaciones se vean a pantalla completa, pulsando el icono que tiene una pantalla, situado en la parte inferior derecha del recuadro

Diferencias con la telefonía tradicional

La telefonía tradicional es jerárquica. Todo, señalización (SS7) y voz (Media TDM), pasa por las centrales telefónicas, (si bien la señalización que va asociada a la voz se comunica por vía separada también pasa por cada central).
La telefonía IP no es jerárquica, la señalización SIP es peer to peer y está completamente disociada del contenido (Voz o Video). Los contenidos (Media RTP) se conectan entre los extremos de la red, que es el único punto donde convergen con la señalización, en los Agentes de Usuario, UA, de los terminales.

Como consecuencia directa de lo anterior en la Telefonía IP cualquier servicio que necesite interactuar con el contenido se tendrá que realizar en los extremos o en su proximidad, por ejemplo los servicios de intercepción legal y los servicios de emergencia.

Todos los terminales de la Telefonía IP pueden ser nómadas, se pueden trasladar de ubicación sin cambiar el identificador.
Con esta tecnología, el operador del Servicio Telefónico puede estar ubicado en cualquier lugar, quizás en otro país.
Mediante esta técnica, el proveedor del Servicio Telefónico puede estar interconectado al STDP vía IP en otro país, para que sus clientes puedan cursar y recibir llamadas telefónicas a/de todo el mundo.
Estas dos posibilidades que se acaban de citar abren una problemática jurisdicional. ¿Qué autoridad regula un servicio de Telefonía IP suministrado desde otro país? ¿A qué normativa se ha de ajustar el operador?

Se podría asimismo cuestionar el derecho de un ISP a obtener numeración de un país donde no tenga personalidad jurídica establecida, o una representación y responsabilidad legal suficiente.^[3]

Cuestiones regulatorias

Para ilustrar al FCC la problemática de los servicios de emergencia bajo la tecnología de telefonía IP, el CTO de Marconi, Dr. Brian Rosen expuso un ejemplo que sirve asimismo para ilustrar algunos aspectos de la problemática jurídica que rodea a esta tecnología.^[4]

Dicho ejemplo consiste en imaginar lo siguiente:

Una persona está tomado un café en Chicago en la terraza de una cafetería que ofrece acceso WiFi.
Esa persona, tiene un ordenador portátil que en ese momento está conectado con su empresa en red privada virtual.
En dicho ordenador portátil también dispone de un softphone para poder emplear la red telefónica IP de su empresa.
Conforme está tomando el café ocurre un accidente en la proximidad de la terraza de la cafetería. Inmediatamente llama mediante el softphone al 911, el número de los servicios de emergencia en EEUU.
Aunque la llamada tarda en establecerse, finalmente consigue explicar donde es el accidente y al cabo de un tiempo aparecen los servicios de emergencia para atender a los heridos.

Su empresa es la Sierra Leone Trading Company, que tiene como proveedor de telefonía IP a Sierra Leone VoIP Service Pty. que es quien recibe la llamada. Sierra Leone VoIP Service Pty. traza la sesión y ve que se ha iniciado en una dirección IP determinada, que al parecer es americana y está en Illinois.

El ordenador portátil se conectó al punto de acceso de la cafetería que es de US Hotspots Inc., una empresa que proporciona acceso a internet, pero que no ofrece ningún servicio de telefonía. No tiene ninguna relación con la Sierra Leone Trading Company, ni con Sierra Leone VoIP Service, es más las desconoce. Lo que tiene US Hotspots Inc. es un acuerdo de intercambio (peering) con World Wide Packet Services, una empresa británica, que a su vez tiene un acuerdo de peering con International ISP, una empresa Holandesa. International ISP da un servicio de backbone con europa a Sierra Leone Networks Pty, que es el ISP de Sierra Leone Trading.

Por tanto, la Red Privada Virtual RPV se origina en el ordenador portatil de la persona que está en la cafetería, transita por US Hotspots, World Wide Packet, International ISP, Sierra Leone Networks, y termina en la red de Sierra Leone Trading Company. Es un flujo de paquetes en RPV, por tanto encriptados, y ninguno de los que intervienen en el transporte proporciona servicios de Telefonía IP.

Cuando el ISP de Sierra Leone Trading Company, Sierra Leone Networks Pty, recibe los paquetes de señalización SIP y de voz RTP, al tratarse de telefonía IP los remite a su proveedor de VoIP, Sierra Leone VoIP Services (SLVS). SLVS^[5] se da cuenta que intentan llamar a un número de emergencia norteamericano y la remite al centro 9-1-1 de Chicago.

De acuerdo con los procedimientos que han desarrollado en EEUU para emergencias, al tratarse de una llamada procedente del extranjero, es muy probable que la llamada se rebote al sistema 9-1-1 de Illinois, quien reenviará de nuevo la llamada al 9-1-1 de Chicago.

En resumen, los paquetes de voz han transitado por diferentes empresas de transporte de datos, que no proporcionan servicios de telefonía, y por distintos paises, hasta llegar a SLVS en el Africa Central, quien consigue reenviarlos al sistema 9-1-1 de Illinois.

Jurisdición legal y regulatoria.

El ejemplo anterior ilustra que desde el punto de vista jurídico y regulatorio:

Las únicas empresas que pueden conocer que se trataba una llamada de telefonía IP son:

Sierra Leone Networks Pty, que es el ISP de Sierra Leone Trading Co. y
Sierra Leone VoIP Services Pty

Y ambas quedan fuera de la jurisdición del país donde se inició la llamada y ocurrió el accidente.

En el país donde ocurrió el accidente solamente pueden regular a U.S. HotSpot Services, que proporcionó el Punto de Acceso. Pero esta compañía no tiene servicios de Telefonía IP, es un ISP que solamente proporciona acceso. Ni conoce que se trata de una llamada al 9-1-1, ni conoce a ninguna empresa en Sierra Leona, ni tiene relaciones contractuales con quienes intervienen en la llamada. Más aún, ni siquiera puede saber qué tipo de contenido comunica un usuario que está en RPV, porque la encriptación del tunel se lo impide.

U.S. HotSpot Services solo está relacionado con la cafetería y con su colaborador británico, World Wide Packet Services. WWPS que está en Europa nada tiene que ver con la regulación y legislación americana, pero es que, además, tampoco proporciona servicios de Telefonía IP, ni puede saber que por el tunel de la RPV se transporta voz, y menos aún que se trata de una llamada de emergencia. Tampoco tiene relaciones contractuales con quiene pueden saber que se trata de una llamada telefónica, puesto que están en Sierra Leona. Lo mismo se puede decir de la empresa Holandesa International ISP.

En conclusión, en las llamadas internacionales de telefonía IP o cuando el proveedor del servicio de señalización esté en el extranjero, la problemática jurisdicional es inevitable.

Servicios de emergencia.

La problemática de los servicios de emergencia con tecnología de Telefonía IP es extremadamente compleja, como lo demuestra el ejemplo que se acaba de exponer.

Pero además, pueden surgir nuevos problemas por diferentes causas:

Relacionadas con el usuario:
- ¿Donde está ubicado cuando efectúa una llamada de emergencia? ¿sabrá explicarlo?
Relacionadas con la interconexión:
- Si damos por supuesto que el ISP u operador que proporciona Telefonía IP es el responsable de detectar que se trata de una llamada de emergencia y remitirla al centro de emergencia más próximo. ¿Podrá hacerlo sin saber donde está ubicado el usuario que llama? ¿Ha de detectar todos los diferentes números de emergencia del mundo como 112, 911, 091 y similares?
- Los centros de atención de emergencias ¿dispondrán de acceso directo para Telefonía IP o las llamadas han de pasar forzosamente por un ACD conectado al STDP en SS7/TDM?

Si desea más detalles le recomendamos que lea la página de Wikitel dedidada a servicios de emergencia

Alimentación del terminal.

El usuario de Telefonía IP, al igual que el de telefonía móvil ha de conocer que es responsable de mantener alimentado el terminal.

Interceptación legal.

Quieres puedan solicitar y emitir órdenes de interceptación legal han de conocer la arquitectura y funcionamiento de la Telefonía IP, y en particular que el flujo de voz RTP se efectúa extremo a extremo, directamente entre los terminales, por tanto una vez que el flujo RTP voz salga del operador de acceso no hay manera de interceptar. Debieran, asimismo, conocer las funciones que proporcionan los diferentes Session Border Controllers (SBC)

Interconexión IP.

Las cuestiones derivadas de la interconexión IP, como la calidad de servicio extremo a extremo en redes interconectadas. La interconexión e interoperabilidad de servicios y los precios de interconexión IP merecen una página separada dedicada a la interconexión IP

Numeración IP.

Durante un tiempo se ha tratado a la Telefonía IP como su fuese un servicio de naturaleza diferente que el servicio telefónico disponible al público (STDP) e incluso en algunos países se le ha atribuído una numeración diferenciada de la telefonía regular tradicional.^[6]

Creemos que carece de sentido atribuir numeración E.164 a una tecnología; en cambio sí tiene sentido atribuir numeración pública a un servicio telefónico, como la telefonía personal, que puede ser de carácter nómada, con independencia de si se utiliza tecnología IP o SS7/TDM para prestarlo.

Los servicios telefónicos no personales son de carácter fijo, se proporcionen con una u otra tecnología.

El regulador finlandés FICORA, Finnish Communications Regulatory Authority emitió en 2006 una opinión sobre la numeración en los servicios de VoIP en un documento titulado Application of the Communications Market Act to VoIP Services in Finland. Más adelante, en la primavera de 2006 publico una Opinion on the use of telephone numbers in VOIP Services, donde analizó un conjunto de asuntos sobre el uso de recursos de numeración por operadores de VoIP (p.ej. disponibillidad, portabilidad, emergencias, localización e interceptación).

Elementos de la telefonía IP

Elementos comunes

Terminales VoIP

Protocolos

Protocolos de señalización

Protocolos de transporte de los contenidos (media, en inglés)

Modelo A.- “filosofía del teléfono”

Modelo B.- “filosofía de la Internet”

Softswitch Parte inferior derecha de la figura de arriba

Interconexión IP

↑ Del documento ERG COMMON POSITION ON VoIP December, 2007, ERG (07) 56rev2.
↑ Quizás el más notorio sea el servicio Skype-Out, pero hay otros menos conocidos como Jajah Direct que asigna un número geografico a cada uno de sus contactos, para que marcando dicho número se les pueda llamar.
↑ Véase al respecto la Resolución del Consejo de la CMT de 18/12/2008 a una consulta planteada por Google para Servicio Outbound GrandCentral, Antecedente 5.
↑ Véase el ejemplo ejemplo que presentó Brian Rosen al FCC en 2003 (ver la presentación)
↑ Cuyos técnicos parecen ser extremadamente inteligentes y diligentes, al menos en este ejemplo
↑ Vea el artículo de Wikitel sobre Numeración para Servicios IP