Visitando los sitios que tienen que ver con la radio y la telefonía me encontre un documento que fue muy interesante para mí, ya que en la radio donde trabajo tenemos algo muy parecido hacve mucho tiempo. Este documento es escrito por Arnau Sánchez el 27 de febrero de 2007 y tiene como nombre "Diseño de intercomunicación de redes radio con telefonía convencional". Espero que le sea de buena importancia.
Se presenta el diseño del sistema de interconexión de las micro-redes de salud de la provincia de Alto Amazonas al sistema público de telefonía. La solución pasa por sistemas de bajo coste, que en la medida de lo posible aproveche infraestructura ya disponible, y que proporcione una gran versatilidad para adaptarse a las necesidades de cada escenario.
Estructura de red
La red sigue un estructura de tipo centralizada. Las estaciones radios se conectan a un nodo servidor que dispone con conexión a la línea telefónica - ya sea por red telefónica conmutada (RTC) o Voz sobre IP (VoIP). Las estaciones que no dispongan de comunicación directa con dicho nodo accederán a él por medio de repetidores de voz. La única limitación es que sólo se puede establecer una comunicación a la vez.
Características del sistema
Se presenta el diseño del sistema de interconexión de las micro-redes de salud de la provincia de Alto Amazonas al sistema público de telefonía. La solución pasa por sistemas de bajo coste, que en la medida de lo posible aproveche infraestructura ya disponible, y que proporcione una gran versatilidad para adaptarse a las necesidades de cada escenario.
Estructura de red
La red sigue un estructura de tipo centralizada. Las estaciones radios se conectan a un nodo servidor que dispone con conexión a la línea telefónica - ya sea por red telefónica conmutada (RTC) o Voz sobre IP (VoIP). Las estaciones que no dispongan de comunicación directa con dicho nodo accederán a él por medio de repetidores de voz. La única limitación es que sólo se puede establecer una comunicación a la vez.
Características del sistema
- Llamadas entrantes y salientes (con identificación de usuario).
- Mensajes de audio configurables (en español).
- Uso de los teclados DTMF para la interacción con la centralita con alta tolerancia en la decodificación de los tonos.
- Compatible con transceptores de modulación FM (VHF/UHF) y AM (HF)
Centralita telefónica
La aplicación más difundida para las PBX Software es sin duda Asterisk, una solución de software libre desarrollada por la empresa Digium. Asterisk da una gran versatilidad, con características que hasta el momento eran exclusivas de sistemas propietarios. Una opción muy interesante -de la que haremos uso extensivo- es la posibilidad de crear aplicaciones propias que se comunican con Asterisk sin necesidad de integrarlo en el código del programa.
Asterisk permite la conexión con:
Teléfonos analógicos: Se conectan a la tarjeta Digium del PC de Asterisk, o en un ATA (Analog Telephone Adapter) conectado a la red local. El ATA convierte, de forma transparente, un teléfono convencional en un teléfono SIP.
- Teléfonos SIP/IAX: Se conectan directamente a la red local.
- RTC: Mediante un ATA se puede conectar Asterisk a la Red telefónica commutadaTC.
- Otras PBX Asterisk: Usando el protocolo IAX, el servidor Asterisk se conecta con otros formando una red distribuida.
Interfaz radio-computadora
Interfaz software
La solución está basada en GNU/Linux Debian (aunque no se excluye ninguna otra distribución). Como no hay software ya existente que se encargue de la interfaz entre Asterisk y el transceptor radio, se ha desarrollado una aplicación propia con este fin. Asterisk-Phonepatch, con licencia GPL (software libre), ha sido liberado a la comunidad para su libre uso y mejora. La página web del proyecto se puede encontrar aquí
Interfaz hardware
Aunque uno de los objetivos del phonepatch software es eliminar todo elemento hardware, existe siempre un interfaz mínimo para la comunicación entre ordenador y radio. Esto incluye, como mínimo los canales de audio (Rx/Tx), la línea de conmutación para modo transmisión (PTT, Push-to-Talk) y -opcionalmente- la línea de detección de portadora (DCD) en recepción (usado en canales FM).
La interfaz del audio se hará mediante una tarjeta de sonido (sin más requisitos que estar soportada por los módulos ALSA del kernel de Linux) y el puerto serie (donde se usarán 2 líneas digital, para PTT y detección de portadora).
Asterisk-Phonepatch en funcionamiento
Se distinguen los casos de llamadas hacia fuera de la red radio (llamadas salientes) o dirigidas a los usuarios de las mismas (llamadas entrantes). Ambos tipos de llamadas se configuran de forma separadas en Asterisk-Phonepatch y pueden ser deshabilitadas cuando se considere necesario.
Llamadas entrantes
Las redes radio son habitualmente de medio compartido, lo que significa que toda la red escucha las comunicaciones de los otros usuarios. Así pues, en las llamadas entrantes se usará un fichero de audio identificativo para cada uno de las estaciones, para saber a cuál de ellas va destinada la llamada. Este audio puede generarse con un sintetizador de voz (Festival) o con fichero de mayor calidad expresamente grabado por los administradores.
Una vez se produce una llamada entrante, el Asterisk-Phonepatch envía el audio de identificación correspondiente a la estación y espera a que el usuario pulse la tecla definida para descolgar (por defecto la tecla asterisco). Una vez iniciada la comunicación, el usuario radio puede colgar la línea pulsando la tecla almohadilla.
Llamadas salientes
Las llamadas salientes son más complejas que las entrantes. La razón es que el servidor central no tiene modo de saber qué usuario está pidiendo línea para hacer una llamada, con lo cual se haría imposible cualquier tipo de monitorización de uso o control de gasto de las estaciones. Para ello, se proporciona a cada estación un código de identificación (de tamaño variable, en función del tamaño de la red) que deberán anteponer al número a llamar.
Para realizar una llamada saliente, el usuario radio presiona en su micrófono la tecla definida para la petición de línea (por defecto, asterisco), tras lo cual oye un tono durante varios segundos. Una vez finalizado el tono, marca el número identificativo de su estación seguido del número destino y presiona el botón de llamada (por defecto, asterisco) para indicar que se puede empezar la llamada. Como en un teléfono normal, se informa al usuario que la llamada está en curso con un audio de timbrado, hasta que el tiempo máximo termina o el interlocutor contesta a la llamada. Como sucede en las llamadas entrantes, el usuario radio siempre tiene la posibilidad de cortar la comunicación con la tecla definida.
Las llamadas salientes, para ser realmente útiles, deben soportar el uso de tarjetas prepago, una forma muy común en el Perú para la comunicación telefónica. Por otro lado, el uso de tarjetas prepago simplifica mucho el complicado tema de la facturación. Con este sistema cada usuario paga inequívocamente sus llamadas y controla el gasto de forma directa.
Las llamadas con tarjetas prepago, sin embargo, tienen una dificultad importante, y es que necesita que, de forma interactiva, el usuario introduzca los número de su tarjeta antes de realizar la llamada. Esto tiene dos inconvenientes; por una parte, la interacción es un proceso complejo en un medio típicamente half-duplex (no se puede enviar y recibir al tiempo) como es el radio; y por otra, y aún más importante, la degradación del audio en el canal radio imposibilita, en la mayoría de casos, que las centralitas de las compañías telefónicas decodifiquen los tonos.
La solución ha sido usar la extrema versatilidad que proporciona Asterisk para automatizar el sistema al máximo. El sistema se configura de tal que en cada servidor exista un código especialmente dedicado a las llamadas salientes que se encarga de la interacción con la centralita. El usuario, en este caso, mando el código de llamada, el número de tarjeta y el número destino en la misma petición, y el servidor interpreta cada uno de los campos y actúa en consecuencia.
Limitación de llamadas
Como tanto llamadas entrantes como salientes están asociadas a un usuario, se puede habilitar un sistema (no directamente soportado por Asterisk, pero posible configurado adecuadamente) para evitar un uso excesivo del sistema no deseable por dos razones: por el consumo de energía (en estaciones muchas veces alimentadas con energía solar) y la ocupación de un canal que potencialmente puede usarse en caso de emergencia.
Todos los valores son configurables (incluso la desconexión completa de esta característica), así que queda para los administradores de la red la decisión de los parámetros óptimos. En la configuración básica preparada, la limitación es un tiempo máximo por usuario y día.
Privacidad y llamadas selectivas
La única forma efectiva de lograr la privacidad en las comunicaciones de voz punto-a-punto es mediante secráfonos. Estos aparatos codifican el señal de voz antes de la entrada al modulador y se decodifican, con otro secráfono, en recepción. Esta opción no es prioritaria y no la contemplamos por el momento. Información sobre secráfonos adecuados para nuestra aplicación (deben poder ser controlados desde la comutadora), por ejemplo el modelo ST-25B/C de SelectTone.
En un segundo nivel, en lo que denominaríamos llamada selectiva más que privacidad, es posible utilizar los tonos CTCSS (también denominados PL por Motorola) para que sólo las estaciones involucradas en la comunicación (el usuario radio y el servidor) escuchen una comunicación. Es importante recalcar que los CTCSS no proporcionan privacidad: cualquier transceptor de radio abierto (sin configuración CTCSS en recepción) será capaz de escuchar la comunicación. Se trataría, por tanto, de un sistema por el cual unas estaciones no interfieren con las otras de la misma red.
http://download.ehas.org/docs/asterisk-phonepatch/asterisk-phonepatch.html
Interfaz software
La solución está basada en GNU/Linux Debian (aunque no se excluye ninguna otra distribución). Como no hay software ya existente que se encargue de la interfaz entre Asterisk y el transceptor radio, se ha desarrollado una aplicación propia con este fin. Asterisk-Phonepatch, con licencia GPL (software libre), ha sido liberado a la comunidad para su libre uso y mejora. La página web del proyecto se puede encontrar aquí
Interfaz hardware
Aunque uno de los objetivos del phonepatch software es eliminar todo elemento hardware, existe siempre un interfaz mínimo para la comunicación entre ordenador y radio. Esto incluye, como mínimo los canales de audio (Rx/Tx), la línea de conmutación para modo transmisión (PTT, Push-to-Talk) y -opcionalmente- la línea de detección de portadora (DCD) en recepción (usado en canales FM).
La interfaz del audio se hará mediante una tarjeta de sonido (sin más requisitos que estar soportada por los módulos ALSA del kernel de Linux) y el puerto serie (donde se usarán 2 líneas digital, para PTT y detección de portadora).
Asterisk-Phonepatch en funcionamiento
Se distinguen los casos de llamadas hacia fuera de la red radio (llamadas salientes) o dirigidas a los usuarios de las mismas (llamadas entrantes). Ambos tipos de llamadas se configuran de forma separadas en Asterisk-Phonepatch y pueden ser deshabilitadas cuando se considere necesario.
Llamadas entrantes
Las redes radio son habitualmente de medio compartido, lo que significa que toda la red escucha las comunicaciones de los otros usuarios. Así pues, en las llamadas entrantes se usará un fichero de audio identificativo para cada uno de las estaciones, para saber a cuál de ellas va destinada la llamada. Este audio puede generarse con un sintetizador de voz (Festival) o con fichero de mayor calidad expresamente grabado por los administradores.
Una vez se produce una llamada entrante, el Asterisk-Phonepatch envía el audio de identificación correspondiente a la estación y espera a que el usuario pulse la tecla definida para descolgar (por defecto la tecla asterisco). Una vez iniciada la comunicación, el usuario radio puede colgar la línea pulsando la tecla almohadilla.
Llamadas salientes
Las llamadas salientes son más complejas que las entrantes. La razón es que el servidor central no tiene modo de saber qué usuario está pidiendo línea para hacer una llamada, con lo cual se haría imposible cualquier tipo de monitorización de uso o control de gasto de las estaciones. Para ello, se proporciona a cada estación un código de identificación (de tamaño variable, en función del tamaño de la red) que deberán anteponer al número a llamar.
Para realizar una llamada saliente, el usuario radio presiona en su micrófono la tecla definida para la petición de línea (por defecto, asterisco), tras lo cual oye un tono durante varios segundos. Una vez finalizado el tono, marca el número identificativo de su estación seguido del número destino y presiona el botón de llamada (por defecto, asterisco) para indicar que se puede empezar la llamada. Como en un teléfono normal, se informa al usuario que la llamada está en curso con un audio de timbrado, hasta que el tiempo máximo termina o el interlocutor contesta a la llamada. Como sucede en las llamadas entrantes, el usuario radio siempre tiene la posibilidad de cortar la comunicación con la tecla definida.
Las llamadas salientes, para ser realmente útiles, deben soportar el uso de tarjetas prepago, una forma muy común en el Perú para la comunicación telefónica. Por otro lado, el uso de tarjetas prepago simplifica mucho el complicado tema de la facturación. Con este sistema cada usuario paga inequívocamente sus llamadas y controla el gasto de forma directa.
Las llamadas con tarjetas prepago, sin embargo, tienen una dificultad importante, y es que necesita que, de forma interactiva, el usuario introduzca los número de su tarjeta antes de realizar la llamada. Esto tiene dos inconvenientes; por una parte, la interacción es un proceso complejo en un medio típicamente half-duplex (no se puede enviar y recibir al tiempo) como es el radio; y por otra, y aún más importante, la degradación del audio en el canal radio imposibilita, en la mayoría de casos, que las centralitas de las compañías telefónicas decodifiquen los tonos.
La solución ha sido usar la extrema versatilidad que proporciona Asterisk para automatizar el sistema al máximo. El sistema se configura de tal que en cada servidor exista un código especialmente dedicado a las llamadas salientes que se encarga de la interacción con la centralita. El usuario, en este caso, mando el código de llamada, el número de tarjeta y el número destino en la misma petición, y el servidor interpreta cada uno de los campos y actúa en consecuencia.
Limitación de llamadas
Como tanto llamadas entrantes como salientes están asociadas a un usuario, se puede habilitar un sistema (no directamente soportado por Asterisk, pero posible configurado adecuadamente) para evitar un uso excesivo del sistema no deseable por dos razones: por el consumo de energía (en estaciones muchas veces alimentadas con energía solar) y la ocupación de un canal que potencialmente puede usarse en caso de emergencia.
Todos los valores son configurables (incluso la desconexión completa de esta característica), así que queda para los administradores de la red la decisión de los parámetros óptimos. En la configuración básica preparada, la limitación es un tiempo máximo por usuario y día.
Privacidad y llamadas selectivas
La única forma efectiva de lograr la privacidad en las comunicaciones de voz punto-a-punto es mediante secráfonos. Estos aparatos codifican el señal de voz antes de la entrada al modulador y se decodifican, con otro secráfono, en recepción. Esta opción no es prioritaria y no la contemplamos por el momento. Información sobre secráfonos adecuados para nuestra aplicación (deben poder ser controlados desde la comutadora), por ejemplo el modelo ST-25B/C de SelectTone.
En un segundo nivel, en lo que denominaríamos llamada selectiva más que privacidad, es posible utilizar los tonos CTCSS (también denominados PL por Motorola) para que sólo las estaciones involucradas en la comunicación (el usuario radio y el servidor) escuchen una comunicación. Es importante recalcar que los CTCSS no proporcionan privacidad: cualquier transceptor de radio abierto (sin configuración CTCSS en recepción) será capaz de escuchar la comunicación. Se trataría, por tanto, de un sistema por el cual unas estaciones no interfieren con las otras de la misma red.
http://download.ehas.org/docs/asterisk-phonepatch/asterisk-phonepatch.html
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