Maqueta VoIP con media gateway controllers

Abstract

El presente proyecto fin de carrera tiene como objeto estudiar y comprobar el funcionamiento de un protocolo VoIP basado en una arquitectura softswitch. La tecnología softswitch nace con el fin de facilitar la interconexión entre la red telefónica pública conmutada y redes basadas en paquetes. Por esta razón, las grandes compañías telefónicas son las principales usuarias de este tipo de arquitectura. Se han evaluado 3 posibles protocolos para controlar la maqueta que se desea diseñar: SGCP, MGCP y MEGACO, siendo cada uno de ellos evolución del anterior. Se ha optado por MGCP debido a limitaciones que impiden el uso de MEGACO (este protocolo no es soportado ni por Asterisk ni por los routers Cisco 1760 disponibles). La arquitectura softswitch se basa en un Media Gateway Controller (MGC) y varios Media Gateways. El Media Gateway Controller es la inteligencia del sistema y se encarga de funciones como facturación, señalización y servicios de llamada. Convierte la voz analógica en paquetes IP. El controlador le ordena cómo realizar la llamada y los eventos de los cuales debe informarle. En primer lugar, se debe decidir el software que se va a emplear como MGC. Existen 2 soluciones principales: una comercial, Cisco CallManager, y otra libre, Asterisk. Por sus mejores características y soporte de MGCP se debería escoger CallManager. Sin embargo, el hecho de apostar por el software libre determinó la elección de Asterisk. Para realizar las funciones de Media Gateways se han utilizado routers Cisco 1760 y teléfonos IP-300 disponibles en el laboratorio. A los teléfonos IP se les actualizó el firmware ya que únicamente soportaban SIP. No obstante, finalmente tuvieron que ser descartados por problemas de compatibilidad con MGCP. Una vez implementada la arquitectura básica, se añadieron distintas funcionalidades como un sistema de Interactive Voice Response, Voicemail, acceso a bases de datos y registro de CDRs para facturación y seguimiento. Se decidió integrar esta maqueta con la existente en el laboratorio de telemática basada en SIP, logrando que usuarios de ambos protocolos pudieran comunicarse entre sí y acceder a todos los servicios. Con el objeto de asegurar un correcto funcionamiento de las comunicaciones, se ha instalado (en una máquina virtual) un Asterisk secundario que permite disponer de un servicio de voz con alta disponibilidad. Para dotar de más funcionalidad a la maqueta, se ha integrado con la red PSTN por 3 vías diferentes: la maqueta SIP existente, las interfaces FXO de los routers Cisco 1760 y la tarjeta PCI integrada en el ordenador con Asterisk. Con el fin de optimizar el servicio, se ha realizado un estudio de QoS tomando como base el requerimiento de soportar un mínimo de 30 llamadas simultáneas. El diseño desarrollado cumple las recomendaciones para sistemas VoIP en términos de retardo, jitter y pérdida de paquetes. El estudio se realizó de forma teórica, obteniendo unos pesos determinados para las colas de los switches. Con esta información se configuraron los switches para comprobar la efectividad del diseño en un entorno de test en el laboratorio, con resultado satisfactorio.