Comunicaciones Unificadas

Evolución desde las centralitas analógicas (PBX) hacia la Voz sobre IP (VoIP) y finalmente a las Comunicaciones Unificadas (UC), que integran voz, video, mensajería y colaboración.

El sistema mundial de telefonía está compuesto por una interconexión entre múltiples compañías telefónicas conocidas como Public Switched Telephone Network (PSTN).

Elementos clave:

• Local Loop: Conexión del hogar a la PSTN mediante cable de cobre.
• CO (Central Office): Oficina central de la compañía telefónica.
• Trunks: Enlaces entre centrales. T1 = 24 canales, E1 = 32 canales.
• SIP Trunks: Troncales "a demanda" sobre IP.

1. On-hook: Teléfono colgado, circuito abierto.
2. Off-hook: Se descuelga, se escucha tono de discado.
3. Dialing: Se indican los dígitos mediante botones.
4. Switching: El switch de la compañía enruta la llamada.
5. Ringing & Talking: Suena el destino y se establece la comunicación.

Tipos de señalización:

• Supervisory (Supervisión): Detecta estados (on-hook/off-hook), envía voltaje de ring.
• Address (Direccionamiento): Identifica los dígitos discados (Pulse Dialing o DTMF).
• Information (Información): Tonos que indican progreso de la llamada (discado, ocupado, ringback).

Método de señalización de supervisión con -48V DC en las líneas Tip and Ring.

• Al levantar el tubo (off-hook), la corriente circula ("Loop Current").
• El switch del CO detecta la corriente y brinda tono de discado.
• Aplica a: teléfono conectado a CO, PBX analógica/digital, placa FXS, PBX conectada a CO.

El conector RJ-11 tiene 4/6 conectores (generalmente se usan 2), conocidos como Tip and Ring.

El término se origina en los antiguos conectores usados en las centralitas manuales para conectar llamadas telefónicas.

Pulse Dialing (tradicional):

Aperturas y clausuras rápidas del circuito Tip and Ring para indicar cada dígito.

DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency) — Actual:

Usa 2 frecuencias generadas simultáneamente para indicar cada dígito discado. La compañía identifica las frecuencias y las traduce al número correspondiente.

Transmisión de protocolos de señalización, voz y contenidos multimedia a través de una red IP.

RTP/RTCP (Real-Time Transport Protocol): Capa 4 UDP para transporte de voz/video en tiempo real.

Puerto de voz analógico que se conecta a equipos terminales:

• Teléfono
• Módem
• Máquina de Fax

Funciones: Genera dial-tone, envía voltaje de ring, interpreta dígitos discados.

Puerto de voz analógico que se conecta a una Central Office (CO).

Similar a un teléfono: permite realizar llamadas hacia la PSTN.

Interfaz de conexión digital basada en el estándar ISDN.

Estructura de canal E1:

• 30 canales de voz/datos (B-channels)
• 1 canal de señalización (D-channel) — Q.931, típicamente canal 16
• 1 canal de sincronización (framing)

E1 PRI (CCS) = señalización Q.931, 30 canales de voz + 1 canal de señalización + 1 canal de framing.

Teorema de Nyquist

El sonido (vibración de presión acústica) pasa por un micrófono y se convierte en una onda analógica. La digitalización convierte esa onda analógica en digital (1s y 0s).

Aliasing

Tomar muy pocas muestras produce una onda resultante muy diferente a la original.

ADC (Analog to Digital Converter) / DAC (Digital to Analog Converter)

• Compresión con pérdida (Lossy): Elimina datos que no se notan perceptualmente.
• Compresión sin pérdida (Lossless): No se elimina información. Los datos se reestructuran y al llegar al destino se descomprimen al estado original.

Codecs comunes: G.711 (64 Kbps sin comprimir), G.729 (8 Kbps comprimido).

Funciones principales del CUCME:

• Call Processing: Procesamiento de llamadas entre internos.
• Conectarse a otro Call Agent: Comunicación con otros sistemas.
• Integración con CUE (Cisco Unity Express): Servicios de correo de voz.
• Configuración: Mediante GUI o CLI.

Protocolos: SIP, SCCP, RTP, H.323, MGCP

Conexiones: Troncal analógica, E1, SIP Trunk

1. Servidor de DHCP
2. Interfaces del router
3. Network Time Protocol (NTP)
4. VLANs en los switches
5. Puertos en switches para voz y datos
6. Parámetros del CCME
7. Plan de Discado / PSTN
8. Dial-peers

Option 150: Indica al teléfono IP la dirección del servidor TFTP para descargar firmware y configuración.

NTP interno (router como master):

Verificación:

1. PoE (Power over Ethernet)

El switch envía un pequeño voltaje en los pines de transmisión. El voltaje regresa a través del teléfono hacia los pines de recepción. El switch detecta que el dispositivo requiere in-line power y asigna la energía por defecto.

2. Imagen pre-cargada (Firmware)

La imagen del firmware se guarda en la memoria flash (no volátil) del teléfono. El teléfono ejecuta un Bootstrap loader que carga la imagen e inicializa hardware y software.

3. CDP/LLDP

Mediante CDP (Cisco Discovery Protocol) o LLDP, el switch informa al IP Phone cuál VLAN de voz debe usar para el tráfico VoIP. Un ASIC en el hardware del teléfono crea frames 802.1q y proporciona capacidades de QoS.

4. DHCP — Obtención de IP

El teléfono envía un broadcast de capa 2. Por DHCP obtiene: Dirección IP, Subnet mask, Default Gateway, TFTP Server (option 150).

5. TFTP — Descarga de Configuración

El IP Phone solicita el archivo SEP<mac-address>.cnf.xml al servidor TFTP.

• Si el servidor no responde: el teléfono usa su última configuración de la NVRAM.
• Si el servidor responde pero el archivo no está: solicita XMLDefault.cnf.xml (auto-registración, deshabilitada por defecto).

El archivo incluye una lista priorizada de equipos donde debe registrarse (CUCME o CUCM).

Los dial peers establecen conexiones lógicas llamadas call legs para completar un llamado end-to-end.

Los routers Cisco de voz soportan 2 tipos básicos:

• POTS dial peers: Conectan una red telefónica tradicional (FXS, FXO, E1).
• VoIP dial peers: Se conectan sobre una red de paquetes (red IP).

Un call leg es una conexión lógica entre 2 gateways/routers o entre un gateway/router y un endpoint telefónico.

Una llamada se segmenta en call legs, con un dial peer asociado a cada call leg. Un llamado end-to-end consta de 4 call legs:

1. Call leg 1: Incoming POTS del interno (ej. x1101 en CME_A).
2. Call leg 2: Outgoing VoIP de CME_A al router destino.
3. Call leg 3: Incoming VoIP en el router destino.
4. Call leg 4: Outgoing POTS al interno destino (ej. x2510).

El voice-port de la FXS se configura para discar automáticamente un número al levantar el tubo.

Muy útil para conexiones FXO a la PSTN (varias líneas que apuntan al mismo destino).

DNIS — Dialed Number Identification Service

Información del número marcado (called number).

ANI — Automatic Number Identification

Información del caller ID (calling number).

Parámetros configurables usados para matching de inbound dial peers (en orden de prioridad):

1. incoming called-number: Define el called number o DNIS string.
2. answer-address: Define el originating calling number o ANI string.
3. destination-pattern: Usa el calling number (ANI) para matching del incoming call leg.
4. port: Intenta matchear con el voice-port asociado al incoming call (solo POTS dial peers).

El dial peer 0 es el último recurso usado por el router. No es configurable.

Puede ser para un inbound call leg POTS o VoIP.

Características fijas del dial peer 0 para inbound VoIP:

• Cualquier codec
• No soporta DTMF Relay
• IP precedence 0
• VAD habilitado
• No soporta RSVP (Resource Reservation Protocol - QoS)
• Servicio de fax-rate

Preference

Comando dentro del dial-peer que especifica cuál se usará primero en un hunt group.

Opciones: 0 a 9. 0 = mayor preferencia.

Un Hunt Group se logra con varios dial-peers con diferentes preference apuntando al mismo destino.

dial-peer hunt (comando global)

Cambia el método de selección de dial-peers en base a su preference.

• POTS dial peer: Por defecto, el router quita (digit-strip) los dígitos explícitos de la izquierda y forwardea el resto. no digit-strip deshabilita esto.
• VoIP dial peer: Por defecto, el router forwardea todos los dígitos colectados.

El router colecta dígito a dígito hasta lograr un matcheo para un dial peer saliente. Después del matcheo, realiza inmediatamente el llamado, sin esperar más dígitos.

• Server Based: Solución basada en servidor (a diferencia de CME que es router-based).
• Cluster de Servidores: Alta disponibilidad y escalabilidad.
• Integración con LDAP: Sincronización de usuarios.
• Comunicación: Con otros CUCM y Gateways.
• Protocolos: SIP, SCCP, RTP, H.323, MGCP, E1.

Todos los servidores, aplicaciones y recursos DSP de CUCM se ubican en la misma ubicación física (o varios edificios con conectividad LAN).

• Llamadas fuera de la LAN: utilizan la PSTN.
• Cada clúster soporta máximo 40.000 teléfonos IP.
• Si se necesita más: múltiples clústeres conectados por troncales inter-clúster.
• WAN IP entre sitios solo para tráfico de datos (no telefonía).

Un único clúster de CUCM que presta servicios a varios sitios usando la WAN IP para transportar tráfico de telefonía IP y señalización.

• Las sedes remotas dependen del clúster central para procesamiento de llamadas.
• Aplicaciones centralizadas (correo de voz, IVR) para reducir costos.
• SRST (Survivable Remote Site Telephony): Función en gateways Cisco IOS que proporciona procesamiento de llamadas durante interrupción de WAN.

Varios sitios independientes, cada uno con su propio clúster de CUCM. Una WAN IP transporta el tráfico de voz entre los clústeres distribuidos.

• Llamadas externas de cada sitio pueden enrutarse por su voice gateway local.
• Alternativamente: centralizadas a través del sitio principal.

Un clúster soporta un único Publisher y hasta 19 Subscribers:

• 8 como call-processing
• 11 como recursos (TFTP, Conference Bridge, Music on Hold, etc.)

Publisher:

• Mantiene la única copia grabable de la base de datos (Informix).
• Sirve solicitudes de TFTP.
• Cisco recomienda mover el rol de TFTP a un Subscriber dedicado a partir de 1000 teléfonos.

Subscriber:

• Tiene una copia de solo lectura de la base de datos.
• Ejecuta servicios como Call Manager, TFTP, Music on Hold.

Brinda una manera conveniente de definir un conjunto de características comunes que se pueden asignar a los dispositivos en lugar de configurarlas individualmente.

Componentes a configurar antes del Device Pool:

• CUCM Group: Lista de servidores para registración del teléfono. (Requerido)
• Date/Time Group: Zona horaria y formato. (Requerido)
• Region: Para forzar codecs entre regiones lógicas diferentes. (Requerido)
• SRST Reference: Para fallback en sitios remotos. (Opcional)
• Media Resource Group List: Recursos de medios. (Opcional)
• Calling Search Space for Auto-Registration: (Opcional)

Partition (PT)

Agrupación lógica con características de accesibilidad similares. Contiene:

• Directory Numbers (DN)
• Route Patterns
• Translation Patterns
• Voice-Mail Ports

Ejemplos: PT-Celulares, PT-Nacionales, PT-Interno, PT-Secretaria.

Calling Search Space (CSS)

Lista ordenada de particiones que determina qué particiones busca un dispositivo al intentar completar una llamada.

Ejemplo:

• CSS "Supervisores": Nacionales, Internacionales, Emergencia, Celulares.
• CSS "Invitados": Nacionales, Emergencia.

1. Siempre se puede llamar a un DN que no esté en una partición (null partition).
2. Solo se puede llamar a un DN si la partición de ese DN está en el CSS del dispositivo que llama.

Existen 2 maneras de integrar un Gateway de voz al CUCM:

1. H.323: Protocolo estándar de telefonía tradicional. Se configura como Device > Gateway.
2. SIP Trunk: Se configura como Device > Trunk.

Route Group

Lista de devices (gateways, trunks) con distribución:

• Circular (round-robin): Distribuye carga entre los recursos.
• Arriba-Abajo (top-down): Prioriza el uso de un gateway específico.

Route List

Agrupa Route Groups para proveer redundancia y priorización.

Route Pattern

Patrón numérico (ej. 9.[24]XXXXXXX) que apunta a un Route List.

Path Selection (Bottom-Up)

1. Agregar Dispositivos (Gateways y trunks).
2. Crear Route Groups con los devices disponibles.
3. Crear Route Lists con los Route Groups disponibles.
4. Crear Route Patterns apuntando a los Route Lists.

Pasos generales para agregar un teléfono IP:

1. Configurar Device Pool con todos los componentes necesarios.
2. Crear el dispositivo (Phone) en Device > Phone.
3. Asignar MAC address y modelo de teléfono.
4. Configurar el Directory Number (DN) y asignarlo a una Partition.
5. Asignar Calling Search Space (CSS) al teléfono y/o a la línea.