Historia y futuro de las PBX, Adonde nos lleva la VoIP

2 10 2007

Historia y futuro de las PBX

Uno de los más importantes impulsores de desarrollo son las comunicaciones y entre ellas la telefonía. Por eso creo importante que nos devolvamos en la historia y miremos como las tecnologías invadieron el mundo empresarial, creando nuevos términos y nuevas formas de hacer negocios. Estos términos muchas veces se han deformado, o no existe una diferencia muy clara entre ellos, así que antes de continuar nos podremos de acuerdo en el significado de algunos de estos.

Los términos sobre los que trabajaremos son:

PBX
PMBX
PABX
EPABX
KEY TELEFONY SYSTEM
PBX hibrida
IPPBX

PBX
Literalmente la sigla quiere decir Private Branch Exchange, y con este término se conocen a los diferentes tipos de centrales telefónicas de uso privado, o centrales telefónicas utilizadas en las empresas, sin importar la tecnología que utilicen, o su riqueza de funcionalidades.

Este término es usado del lado de los operadores para definir un grupo de líneas análogas que están agrupadas bajo un solo número, aunque no he encontrado ningún documento donde se justifique el uso de esta sigla con ese fin.

PMBX
Este término duro muy poco tiempo en el mercado y se refiere a la época en la cual las llamadas eran transferidas de un circuito a otro manualmente, conectando cables entre los abonados utilizando mujeres o niños para estas labores, en esa época los teléfonos no tenían ruedas o teclados para marcar el numero de destino, para “marcar” descolgabas el teléfono y le decías a la operadora el abonado de destino o en las ciudades más grandes el numero del abonado de destino.

PABX
Con el desarrollo de las tecnologías desaparecieron las operadoras y las centrales se convirtieron en automáticas, y con esto nacieron los discos de marcar, así que se cambio la M de manual por una A de automático, quedando PABX.


EPABX

Las primeras centrales automáticas funcionaban con dispositivos electromecánicos llamados relay o relevadores, estos dispositivos eran lentos, ruidosos, grandes y consumían mucha energía. Por eso apenas nacieron los dispositivos de estado sólido nacieron las EAPBX, las cuales, por ser electrónicas y no mecánicas, son mucho más rápidas, más confiables, más pequeñas, no hacen tanto ruido y no consumen tanta energía. Estos nuevos beneficios, sumados a los avances de la electrónica, les permiten tener características más complejas y menores costos.

KEY TELEFONY SYSTEM
Los key system existieron antes que los pbx y son mucho más pequeños, los teléfonos de los key system tienen muchos botones y los usan para realizar tareas de interconexión, ya que para marcar a un abonado no marcas su número de extensión, si no que oprimes en tu teléfono el botón que corresponde a él, para marcar a fuera, es igual, no marcas 9 o 0 sino que oprimes el botón de la línea por la cual vas a llamar.

PBX hibrida
El termino PBX Hibrida tiene dos usos, el primero de estos fue utilizado en la transición de PBX, electromecánicas a Electrónicas y se utiliza para denominar los equipos que no son totalmente electrónicos sino que son parte electromecánicos.

La segunda utilización del término es para designar equipos que no son totalmente VoIP, si no que son mayormente equipos convencionales, a los cuales se les coloca una tarjeta que les habilita la interconexión con dispositivos IP, como teléfonos, gateways y servidores de aplicaciones.

IPPBX.
Este término debería ser utilizado por las PBX que son totalmente IP pero es inadecuadamente utilizado por algunos fabricantes, para denotar también sus equipos híbridos. En un equipo ip nativo no requieres de tarjetas adicionales para tener mayo funcionalidad, la activación de más extensiones o nuevas características se realiza mediante licencias de software.


EMPEZANDO CON LA HISTORIA.

La red pública empezó como un PMBX. Las diferentes ciudades tenían a mujeres o niños trabajando conectando cables, para que la gente pueda comunicarse, esto tenía varios problemas, pero dos en especial, que impulsaron su evolución.

El primero era que las operadoras o los niños escuchaban las llamadas. La segunda es que el dueño de una funeraria descubrió que cuando alguien llamaba a preguntar por su funeraria, era conectado con su competencia, así que debía buscar cómo evitar esto. Para resolver esto la única manera es que fuera realizado por maquinas automáticas y no exista el “error” humano.

Así nacieron las primeras centrales públicas electromecánicas, estas eran muy costosas pero eran mucho más eficientes y por no tener tanto personal, no era tan costosa su operación, y para las ciudades eran rentables y podían funcionar las 24 horas, mientras esto ocurría, la electrónica fue avanzando, para permitir que estas centrales fueran electrónicas, con esto consumían mucho menos energía, costaban menos y eran mucho más pequeñas, aunque conservaban algunos relay todavía, ya que la cantidad de energía que pasa por una línea telefónica, es demasiada para un transistor.

Del lado de las empresas la primera aproximación fueron los key system, estos tenían precios accesibles pero no tenían ninguna de las funciones a las que estamos acostumbrados. Después empezaron a aparecer centrales telefónicas con mas funciones para uso corporativo y las funcionalidades fueron aumentando casa vez más, Y con esto las primeras centrales digitales o automáticas.

En este punto el desarrollo de la telefonía empezó a estar ligado del desarrollo de la computación, y aunque estos nuevos equipos todavía utilizan tecnología convencional su núcleo empezó a ser un computador. Esto empezó a aumentar las posibilidades de agregar funcionalidades ya que es más fácil, rápido y económico, desarrollar software que desarrollar componentes electrónicos.

Estos beneficios empezaron a notarse tanto en telefonía pública como en la telefonía corporativa, cada vez teníamos más funcionalidad, mayor capacidad y menor costo.

Por otro lado la gente del la industria de los datos, empezó a trabajar con una tecnología llamada voz sobre redes de datos, pero que todavía no se le veía impacto sobre la industria de la telefonía, inicialmente se utilizo para transportar voz de manera muy similar a como se realizaba en ese momento, pero de manera mas económica, y en la incesante búsqueda por consumir cada vez menos ancho de banda y así continuar reduciendo los costos, nació la VoIP.

Después de que la VoIP lograra mayor evolución y la calidad de la voz fuera bastante buena nació la Telefonía IP, esta consiste en tener todos lso beneficios de la telefonía convencional (TDM) pero en una red VoIP, las diferencias entre estas tecnologías las explico en el post http://atorresa.blogspot.com/2007/01/diferencias-entre-toip-y-voip.html

En este punto el camino se dividió en dos. Por un lado nacieron las plantas IP nativas, del lado de marcas como 3com y cisco, y del otro lado las plantas hibridas, estas eran plantas convencionales, pero que en uno de sus slots, les colocabas una tarjeta h323 que le permitía realizar conexiones entre diferentes centralitas utilizando VoIP, o conectar a la planta teléfonos IP para tener combinaciones de teléfonos IP y teléfonos convencionales en la misma planta, desde este lado están AVAYA, NORTEL y PANASONIC.

Durante este proceso maduro un poco mas el protocolo SIP, permitiendo plantas IP nativas más económicas y las platas hibridas tener más funcionalidades.

En este punto de la historia apareció el concepto de softswitch, y la idea de que podía tener en un servidor común y corriente una aplicación que me permitiría tener o funciones de telefonía publica o funciones de telefonía corporativa, incluso funciones de call center y mensajería unificada compleja

Esta idea no era tan nueva, ya que el PBX cisco funcionaba sobre un servidor Microsoft para hardware appliance, siemens sobre un SCO y 3com sobre un VXWorks.

Después aparecieron gran cantidad de PBX en sistemas operacionales como Linux, solaris, VXWorks y Microsoft, aquí ya tenemos un cambio muy importante en el paradigma de que es una central telefónica ya que se convirtió en un servidor mas de nuestro centro de datos, el cual al tener un motor de base de datos conocido, podía intercambiar información con aplicaciones alojadas sobre otros motores de bases de datos.

En este punto se empezó a ver una nueva tendencia muy fuerte y es que ante el auge de tanto equipo PBX de bajo costo que funciona sobre Linux, ahora los fabricantes convencionales funcionan sobre servidores IBM, con gateways externos como los Quintum.
El primero en anunciarlo fue 3com, al mostrar en su roadmap, la desaparición de la plataforma NBX para darle paso a la plataforma VCX la cual funciona en un servidor IBM con una versión especial de linux y con gateways externos para los puertos PSTN, después Nortel anuncio cerrar un acuerdo similar con IBM, pero según ellos su aplicativo seria muy superior al de 3com, el último en hacer un anuncio en este sentido fue el Nuevo dueño de avaya, aunque todavía no se sabe si funcionara sobre los mismos servidores IBM, adicional a esto existen otras marcas como brekeke, vertical o sphere que nacieron como una aplicación que corre sobre un servidor Pentium.

La ultima y mas novedosa propuesta viene de Microsoft y su communication server 2007, el cual integral las funciones de telefonía con toda la plataforma Microsoft como office y Exchange, en este punto el concepto de centralita se ve diluido en la funcionalidad que podemos obtener de nuestro exchange y nuestro communication Server.
Aquí el concepto de corporate PBX se ve reducido a un simple switch, ya que las funciones interesantes las presta la plataforma Microsoft.

Por otro lado vemos fabricantes de call center que sus call center funcionan sin necesidad de una centralita telefónica, como el más reciente call center de Oracle, este como se podrán imaginar es un motor de bases de datos con una aplicación de gestión y la posibilidad de conectar softphones y gateways para la conectividad pública.

En este punto de la historia veo como un futuro cercano la desaparición del concepto de centralita que durante tantos años nos ha acompañado en el mundo corporativo y ser desplazado por servidores de mensajería unificada. Que interaccionan con la red pública (PSTN) y con las aplicaciones de los usuarios, las cuales podrían estar alojadas en smartphones para el tema de portabilidad y diluidas entre las aplicaciones cuando estas trabajando en tu PC.

En este nuevo mundo, que no está muy lejano, no se cómo se ubicaran fabricantes tradicionales como alcatel, siemens, Panasonic, y no tan convencionales como nortel o avaya, ya que las corporaciones requerirán de un switch muy elemental, sobre el cual funcione un complejo aplicativo de marcas como Microsoft o oracle.

Aunque parece que hay una clara tendencia en la industria de la telefonía, podemos todavía esperar grandes sorpresas.

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Diferencias entre un ATA y un gateway

14 02 2007

Para entender mejor es mejor leer antes el post diferencias entre la VoIP y la ToIP, ya que estos conceptos serán utilizados en la explicación.

Para entender perfectamente las diferencias, igualaremos las demás características. para este ejemplo tomaremos las siguientes características iguales.

Los dos equipos serán de dos puertos
Los dos equipos serán SIP
Los dos equipos serán FXS

Entonces que diferencias hay entre un Analog Terminal Adapter y un VoIP gateway

a los dos equipos les podemos conectar un teléfono análogo normal y a los dos equipos les podemos conectar una planta telefónica

aquí es donde empezamos encontrar diferencias, ya que aunque ambos transportan voz y pueden llegar a transportar patrones de números, los servicios que nos ofrece cada equipo empiezan a diferenciarse

un ATA es básicamente un equipo para telefonía sobre redes de datos
un voice gateway es un equipo para voz sobre redes de datos

Retomando los conceptos planteados en el post anterior (diferencias entre la VoIP y la ToIP) De un ATA podemos esperar que se comporte como un equipo Terminal, y que interprete y obedezca la señalización que le llega, entre esta señalización podemos encontrar

lámpara de mensajes
hold
Identificador de llamadas
Nombre en pantalla
Conferencia.

Un Voice Gateway no busca comportarse como un equipo Terminal ni obedecer la señalización que llega a ellos. Lo que busca un voice gateway es transportar la señalización para que sea interpretada por un equipo Terminal que este conectado a uno de sus puertos, así que la mayor habilidad de un voice gateway es transportar la mayor cantidad de señalización posible, sin alterarla, para que pueda ser interpretada por el dispositivo Terminal que tiene conectado.

esto plantea diferencias muy sutiles entre ambos, y para cumplir funciones básicas, podemos utilizar a cualquiera de los dos sin ningún problema, pero a medida que la VoIP esta dejando de ser una curiosidad, y la gente espera tener de la VoIP los mismos niveles de disponibilidad y servicios que la voz convencional, estas diferencias empezaran a dar valor.

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Factores que afectan la calidad de la VoIP

14 01 2007

Para Que funcione la Voz sobre redes de datos, debe funcionar la red de datos

Con esta frase acostumbro comenzar las conferencias que dicto sobre este tema.

En una red de datos debemos cuidar los siguientes factores.

• perdidas de paquetes superiores al 5%
• jitter
• retardo
• perdidas de paquetes inferiores al 5%
• errores en la configuración de equipos activos
• QoS

Revisaremos cada uno de estos por separado.

Pérdida de paquetes superior al 5%

Los diferentes codes utilizados y en especial los mas comunes puedes predecir los paquetes perdidos y remplazarlos, de esta manera no nos damos cuenta de que falto un paquete. Pero cuando esta perdida es superior al 5%, ninguno de los codes implementados ampliamente puede predecir el valor del paquete perdido y se notara en la voz que este paquete hace falta.

Jitter

El Jitter es la variación en el retardo, en términos simples la diferencia entre el tiempo en que llega un paquete y el tiempo que se cree que llegara el paquete.

Entrando más en el funcionamiento de TCP/IP sabemos que los paquetes no llegan a su destino en orden y mucho menos a una velocidad constante, pero el audio tiene que tener una velocidad constante. Para esto existen los jitter buffer, estos buffer puede manejar unos 300 mili segundos y controlar esta variación para que el audio se escuche a velocidad constante. si la llegada de paquetes es demasiado desigual el buffer no la alcanza a controlar y perderá paquetes, deteriorando la calidad de la voz. Y si esta perdida es superior al 5% la perdida afectara al usuario.

Retardo

El retardo en la diferencia que existe entre el momento en que una señal es trasmitida y el momento que una señal llega a su destino. El retardo puede tener dos tipos de fuentes las cuales son:

Retardo constante.
Dentro de las fuentes de retardo constante están todas aquellas que siempre generaran la misma cantidad de retardo, las más importantes son:

Codificación, es el retardo generado al tomar el audio y procesarlo por un codec especifico.
Paquetizacion, es el retardo generado al tomar el audio y convertirlo en paquetes IP.

Serializaciòn, es el retardo generado al colocar los paquetes de voz, desde las capas de aplicación hasta la interfase por la cual será trasmitido.

Retardo variable.
Las fuentes de retardo variable son todas aquellas que generan diferentes cantidades de retardo según las condiciones del medio, las más importantes son:

Encolamiento, el retardo por encolamiento es el que se genera cuando los paquetes de voz tienes que esperar en las colas de los equipos activos a ser trasmitidos.

Propagación, El retardo por propagación es el retardo que se genera para al pasar los paquetes por los diferentes cables hasta llegar a su destino, o en el caso de las comunicaciones por satélite, el tiempo de ir y volver al satélite.

Para nuestros cálculos de retardo tenemos que tomar la suma de todos los retardos.

Perdidas de paquetes inferiores al 5%

Cuando la pérdida de paquetes es inferior al 5 % los diferentes codec utilizados pueden corregir el error, los métodos utilizados para corregir este error son básicamente dos.
Intrapolar, cuando falta un paquete el codec, toma el paquete anterior y el paquete siguiente y calcula el valor del paquete faltante.

Sustitución, cuando el codec detecta un paquete faltante lo remplaza por un paquete igual a el paquete anterior.

Errores en la configuración de equipos activos

Al ser cada vez los equipos activos mas inteligentes, existen una serie de protocolos que acostumbran negociar frecuente mente sus características, y mientras lo hacen detienen el puerto descartando los paquetes, dentro de estos protocolos están:

spaning tree
CDP
speed auto sense
power over ethernet

En lo posible deberíamos configurar este tipo de características en los puertos de los equipos activos y no dejar las opciones de fabrica, las cuales periódicamente están auto detectando cual seria la mejor opción.

QoS
Aunque todo el mundo habla del QoS como la solución a todos los problemas, una mala implementación de QoS puede ser la causante de los problemas, este es un tema bastante extenso que ampliaremos en otro post

Los factores que hemos enunciado son los más importantes a tener en cuenta al momento de buscar por que se deteriora la calidad de la voz.

Los valores tolerables de estos factores varían dependiendo de la marca de los equipos, siendo un límite para estos valores los siguientes:

Perdida de paquetes 5%
Jitter 300 ms
retardo 500 ms

En diversa literatura podrá encontrar valores más exigentes, estos valores fueron probados utilizando equipos quintun en h323 con codec g723. Dependiendo de la marca de los equipos estos valores seran diferentes, las marcas que en este sentido tienen mejor comportamiento son QUINTUM y CISCO.

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Diferencias entre VoIP y ToIP

2 01 2007

A medida que estas tecnologías son cada vez más económicas y populares, estos términos son utilizados por proveedores de equipos y servicios, de manera indiscriminada y seria prudente tener claridad entre ellos.
Cuando queremos implementa VoIP o ToIP es mejor diferenciar adecuadamente los términos para solicitar a los proveedores lo que realmente necesitamos.

Como discutimos en una entrada anterior lo primero que surgió fue VoIP, en este espacio de la evolución solamente se transportaba o enrutaba la voz, sin formar parte de la señalización, es mas, una buena implementación VoIP transporta toda la señalización de un lado a otro, incluyendo ANI, DNIS, NAME, y señales como flash, transfer, hold y otras señales que pueden estar en una llamada, pero que no debe ser interpretada por los equipos de VoIP, estos deben transportar la señales para que sean interpretadas por los equipos de telefonía, que se encuentran conectados a los equipos de voz, sean estos equipos de telefonía convencional (legacy) o equipos de telefonía IP, los equipos de voz sobre IP miembros de una red, tienen entre todos el mismo nivel o jerarquía, respecto a la señalización de voz. La aplicación más común de este tipo de tecnología es toll free.

El caso con la telefonía IP es bastante diferente, en este caso tomamos la señalización originada por el CPE (dispositivo del usuario), la interpretamos, y le damos el servicio que este solicita, en este caso tenemos perfectamente definidos equipos de usuario o equipos cliente y equipos servidores, equipos que están en las instalaciones de los proveedores de servicios.

Estos equipos servidores son el núcleo de la señalización y los que entregan los diferentes servicios, como enrutamiento, buzón de mensajes, o conferencia tripartita.

La ToIP a su vez la podemos dividir en dos las aplicaciones ToIP publicas y las aplicaciones ToIP privadas.

Las aplicaciones publicas están destinadas a remplazar la telefonía publica y convertirse en componente fundamental de lo que se conoce como triple play.

la ToIP privada esta para remplazar las tradicionales PBX, naciendo el concepto de IPPBX, inicialmente una curiosidad costosa, pero actualmente una opción mas económica y mucho mas funcional que las pbx tradicionales.

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Como empezó todo?

24 12 2006

Como empezó todo?

Como la mayoría de las tecnologías, empezó por ahorrar costos Pero empezó como eran las tecnologías anteriores, como transporte de voz por conmutación de circuitos. Esos fueron los primeros desarrollos de voz sobre redes de datos.

Después de que se lograron importantes avances en transporte de voz conmutando circuitos de datos, La industria de los datos estaba evolucionando de la conmutación de circuitos a la conmutación de paquetes, y dentro de los protocolos de conmutación de paquetes, estaba tomando mucha importancia el protocolo ethernet, y detrás de este TCP\IP

Con eso teníamos todos los ingredientes listos para trasportar voz por conmutación de paquetes y con algunos protocolos mas tenemos VoIP.

Dentro de estos protocolos empezamos a ver h323, mgcp, megaco y por ultimo SIP.

Después de esto lo siguiente es enriquecer de servicios esta nueva tecnología, paso siguiente ToIP, con esto una riqueza de servicios y funcionalidades que todavía no se detiene, y no se detendrá hasta que tengamos un dispositivo portátil que nos permita tener todo tipo de interacciones de manera económica, algo así como el reloj de Dick Tracy pero con acceso a Internet y nuestros datos personales.

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