MONTAJE / Adaptador Voip

Autor: Carlos Rodríguez Navarro

adaptador voipEs un hecho que a medida que crece el número de usuarios conectados a Internet por medio de Banda Ancha a través de servicios como ADSL, TDSL y cable, también lo hace el gran número de aplicaciones disponibles en la red.

Un ejemplo por excelencia de las nuevas aplicaciones presente en el gran auge de las conexiones de Banda ancha, es la llamada Voz sobre IP, (“voice over IP”), en adelante “VoIP”, es decir, la tecnología para transportar la voz a través de redes IP en forma de paquetes de datos. Precisamente estas nuevas aplicaciones son soportadas físicamente por los llamados “dispositivos VoiP”, entre los que destacamos los llamados “adaptadores voIP”, los cuales nos permiten conectar un teléfono convencional (fijo o inalámbrico) a Internet utilizando programas conocidos como Skype, MSNMessenger, X-Pro, X-Lite y SJLabs, sin necesidad de utilizar micrófono ni audífonos con una instalación bastante fácil y en principio (si no se requiere marcación o recepción de cifras), sin necesidad de instalar ningún software manejador.

TELEFONIA VOIP

La Telefonía IP es una aplicación inmediata de la tecnología VoIP, de forma que permite la realización de llamadas telefónicas ordinarias y en general cualquier tipo de servicios de comunicación: voz, fax, aplicaciones de mensajes de voz, mensajeria instantánea, etc. Sobre redes IP u otras redes de paquetes utilizando un PC u otros dispositivos específicos (como adaptadores VoiP, teléfonos IP, etc.) que se conectan directamente a la red IP.

Los pasos básicos que tienen lugar en una llamada a través de Internet son:

1) Conversión de la señal de voz analógica a formato digital

2) Compresión de la señal a protocolo de Internet (IP) para su transmisión

3) Recepción de la señal analógica (se realiza el proceso inverso para poder recuperar dicha señal de voz analógica)

Cuando hacemos una llamada telefónica por IP, nuestra voz se digitaliza, se comprime y se envía en paquetes de datos IP. Estos paquetes se envían a través de Internet a la persona con la que estamos hablando. Cuando alcanzan su destino, son ensamblados de nuevo, descomprimidos y convertidos en la señal de voz original.

Podríamos decir que hay tres tipos de llamadas:

1. PC a PC, siempre gratis pero altamente dependiente del sw de voIP.

2. PC a Teléfono, las tarifas dependen del operador que hace de gateway entre la red y la red conmutada básica.

3. Teléfono a Teléfono. Las tarifas dependen del operador(es) que gestionan los gateways o pasarelas (las llamadas se enrutan por la red IP a través de pasarelas y alcanzando el destino se vuelven a reenrutar por medios de otras pasarelas para llegar al destino final).

TIPOS DE ADAPTADORES VOIP

Existen comercialmente varios dispositivos que hacen la función de adaptadores de VoIP. Sucintamente podríamos dividir estos adaptadores en los siguientes tipos:

Los más sofisticados (y por ende los más caros): teléfonos VoIP. Estos permiten conexión directa a la red IP, (y por tanto no necesitan PC). Suelen ser inalámbricos y están dotados de pantallas en color y de varias líneas (ofreciendo información muy diversa como al de contactos conectados, contacto llamante, etc.). Tienen una pequeña desventaja: el depender de una plataforma de VoIp (mayoritariamente hoy en día Skype o MS. Mesanger) por lo que si se adquieren para una plataforma no funcionan en otra u otras (y viceversa).

Adaptadores directos: dispositivos que permiten la conexión de teléfonos convencionales y van conectados directamente a la red IP. Como desventajas destaca que son dispositivos difíciles de encontrar y algo caros, requiriendo además suministro de energía y una toma de banda ancha (que no siempre está cerca).

Los más simples: los adaptadores para PC, estos los podemos subdividir por el modo de conexión en los siguientes tipos:

Adaptadores PCI: nos permiten conectar un teléfono convencional (puedes ser un DCCT), pero lamentablemente son raros de encontrar, no muy baratos y consumen una ranura de nuestro PC.

Adaptadores USB: empiezan a ser muy frecuentes, son relativamente fáciles de encontrar, no consumen muchos recursos de nuestro PC (a excepción de un puerto usb del que además se alimentan), ofrecen una calidad de sonido muy alta y cuentan con gran número de facilidades adicionales. Como inconvenientes citar el precio y lo más importante: no admiten movilidad (no son inalámbricos).

Adaptadores vía conexiones de audio: lo más destacable de estos dispositivos es que nos permiten la conexión de un teléfono convencional (y por tanto puede ser este un teléfono inalámbrico del tipo DECT), además suelen ofrecer una calidad de audio aceptablemente buena (según la calidad de nuestra tarjeta de sonido). Como inconveniente destaca el hecho de que precisen conectarlo a las conexiones de audio nuestro PC (aunque esto no tiene por qué ser un inconveniente si ponemos un “duplicador de jacks” en el jack verde de salida de audio). Aunque existen algunos modelos comerciales (www.chat-cord.com) que a pesar de su sencillez son bastante difíciles de conseguir.

Precisamente en este artículo intentaremos construir un adaptador de voiP basado en las conexiones de audio con componentes que muy fácilmente cualquier aficionado puede tener en su taller: un viejo teléfono convencional con el teclado estropeado, una fuente de 12v y un par de jacks machos de 2 ½” ¿sencillo no? Siga leyendo y verá que no le defraudaremos…

ESQUEMAS DE ADAPTADORES VOIP PARA PC

Inicialmente cuándo surgieron las aplicaciones de Voz sobre IP, los usuarios dependían de un micrófono y unos altavoces o auriculares para hablar, que con el tiempo esto no han sido muy práctico (amén de incómodo y poco familiar), por lo que se fueron ideando teléfonos en su forma clásica (auricular y micrófono en una única carcasa), en los que apenas se incluía electrónica (además no contaban con teclado disponiendo tan solo de un auricular y un micrófono situados en la misma carcasa de plástico).

La tecnología lógicamente evoluciona y los usuarios requieren de más facilidades: movilidad (estos antiguos debían estar unidos al PC por medio de dos cables de audio), una mayor calidad de audio, y una característica muy importante que carecían los teléfonos previos: la marcación y recepción de dígitos.

En esencia pues el problema básico de cualquier adaptador VoiP para PC es el de readaptar la señal que entrega un teléfono convencional (en el que veremos como van multiplexados dos circuitos de fonía en únicamente dos hilos) en dos señales diferentes (3 o 4 hilos) que el sw de VoIP pueda tratar: es decir, dado que el sw VoIp nos entregará una señal de audio de salida y otra de entrada, se tratará de “acomodar”o “adaptar” estas dos señales en una única, de modo que podamos conectar directamente a ésta un teléfono normal (en el que consideramos también un teléfono inalámbrico del tipo DECT).

Para entender cómo funciona un adaptador, veremos en primer lugar como funciona un teléfono clásico, para después extrapolar su funcionamiento a varios esquemas de adaptadores de VoIP. Un teléfono básico convencional (no electrónico) está formado por dos circuitos funcionando juntos: el circuito de conversación, que es la parte analógica, y el circuito de señalización, que se encarga de la marcación y llamada. Tanto las señales de voz como las de marcación y llamada, así como la alimentación comparten el mismo par de hilos. Es una línea equilibrada de 600Ω de impedancia lo más llamativo es que las señales procedentes del teléfono y las que se dirigen a él viajan por ella simultáneamente.

El circuito de conversación consta de cuatro componentes principales:

a) La bobina híbrida

b) El auricular

c) El micrófono de carbón

d) Una impedancia de 600Ω para equilibrar la híbrida.

Estos componentes se conectan según el circuito de la figura 1. La señal que se origina en el micrófono se reparte a partes iguales entre L1 y L2. La primera va a la línea y la segunda se pierde en la carga, pero L1 y L2 inducen corrientes iguales y de sentido contrario en L3, que se cancelan entre sí, evitando que la señal del micrófono alcance el auricular.

Figura 1.Esquemas de adaptadores para PC

Figura 1.Esquemas de adaptadores para PC

La señal que viene por la línea recorre L1, que induce una corriente igual en L2, de modo que por el micrófono no circula señal. Sin embargo, tanto L1 como L2 inducen en L3 la corriente que se lleva al auricular.

El circuito de conversación real es algo más complejo: añade un varistor la entrada para mantener la polarización del micrófono a un nivel constante, independientemente de lo lejos que esté la central local, y conecta el auricular a la impedancia de carga para que el usuario tenga una pequeña realimentación y pueda oír lo que dice (sin ella, tendería a gritar).Es precisamente en este esquema clásico de un teléfono en los que se han inspirado muchos ingenieros para diseñar un adaptador en los que simplemente han reemplazado el altavoz por una conexión precedente de la entrada de la tarjeta de salida audio y el micrófono por una conexión a la entrada de audio de nuestro ordenador.

ESQUEMA ADAPTADOR CON TRANSFORMADOR 1

Esquema adaptador con transformador 1

Esquema adaptador con transformador 1

En este esquema inicial (que es perfectamente operativo) el transformador es un típico transformador híbrido de 600:600 con derivación central, por ejemplo, es perfecto el modelo Datatronic #LM72019.

En el esquema anterior se podría reemplazar el costoso transformador híbrido usando en su lugar un divisor resistivo (formado por dos resistencias de 100 ohmios), conectando dos condensadores de desacoplo (para no permitir el paso de corriente continua al auricular y micrófono) y por último, deberíamos dotar de un ajuste del circuito para suprimir el eco y ajustar la ganancia.

ESQUEMA ADAPTADOR SIN TRANSFORMADOR 1

Esquema adaptador sin transformador 1

Esquema adaptador sin transformador 1

Este circuito es muy simple y como el lector se puede imaginar nos ofrece una calidad de audio muy pobre y deficiente pues en ocasiones el receptor puede llegar a escuchar su propio eco tan fuerte como la voz del emisor.

Además por si fuera poco este diseño depende fuertemente del tipo de teléfono que conectemos a su salida RJ11, por lo que para mejorar este diseño nada mejor que referirnos a los teléfonos electrónicos modernos, en los cuales los circuitos de conversación electrónicos constan, fundamentalmente, de varios amplificadores destinados a adaptar la señal de un micrófono de alta impedancia (de condensador) a la línea telefónica, a proporcionar un control automático de ganancia y adaptar la señal a varios tipos de auricular (dinámico, piezoeléctrico, etc.). Estos cambios persiguen dos metas: mejorar la calidad de la comunicación y abaratar costes.

ADAPTADOR VOIP FINAL

Esquema del circuito adaptador 1

Esquema del circuito adaptador 1

Hemos visto como los circuitos adaptadores de voIP basados en transformadores híbridos (o principios semejantes) adolecen de una deficiente calidad de audio y son algo caros, ya que éstos precisan de un trasformador híbrido (algo costosos y difíciles de conseguir). Para resolver este problema podríamos recurrir a un circuito telefónico basado en un integrado específico (por ejemplo, el LS285 de SGS Electronics, el cual el mismo es un híbrido telefónico integrado compuesto por amplificadores operacionales, reguladores y componentes pasivos, etc.); pero partimos de una premisa de bajo coste y máxima simplicidad que claramente no cumpliríamos, ¿qué tal si reutilizamos el circuito hibrido de un viejo teléfono?

Dada la gran evolución de la tecnología (gracias en parte al abaratamiento de los costes de producción), no debería ser difícil conseguir un viejo teléfono obsoleto que funcione al menos a nivel de audio (el teclado y el timbre no lo necesitaríamos en el montaje del adaptador en sí.

Podríamos desmontar el teléfono analizando directamente las secciones de audio y conectar a éstas las conexiones de audio directamente, pero es sumamente complejo localizarlas sin esquema.

Además por si fuera poco, esta actuación es altamente intrusiva y probablemente una vez manipulado el teléfono no podríamos volverlo a utilizar conectándolo a la red conmutada convencional.

Descartada la manipulación directa del teléfono (por su difícil actuación, alto impacto, alto riesgo, etc.) realizaremos una sencilla conexión denominada “puente de transmisión”(al permitir esta topología la comunicación hacia ambos lados), la cual nos permitirá con un simple y viejo teléfono (que solo se exige que funcione a nivel de audio) y una pequeña fuente solucionar nuestro problema, siendo esta solución totalmente reversible: si no nos interesa el adaptador no hemos manipulado nada.

Para realzar nuestro adaptador, en un lado del puente conectaríamos nuestro viejo teléfono en el que nos bastaría reemplazar las conexiones de audio (micro y auricular) del microteléfono, por dos conexiones con jacks hacia nuestra tarjeta de salida y en el otro lado del puente, conectaríamos nuestro teléfono DECT (o cualquier teléfono a ser posible inalámbrico). Por último, para alimentar este puente de trasmisión emplearíamos una fuente de alimentación de bajo nivel rizado de unos 12V (aunque bastarían 5voltios para la mayoría de los teléfonos).

En realidad, con esta configuración hemos realizado una conexión de dos teléfonos apoyándonos en una fuente de alimentación y sustituyendo en un lado las conexiones del microteléfono con conexiones a nuestro ordenador (para que sean procesadas por éste, reencaminándolas a través del software de VoIP a otro usuario).

Como vemos el circuito resultante es bastante más “simple” y económico que los propuestos en los esquemas anteriores, mejorando en los siguientes aspectos:

– Ecualización automática de la señal

– Ajuste automático de la ganancia

– Cancelación de eco

– No precisa ajustes de audio

– Sensibilidad alta de entrada

– Gran calidad de salida de audio

– Bajísimo nivel de ruido

– Mínimo consumo

– Mínima distorsión de audio

– Mínimo coste

PROCESO DE CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE

Conexiones adaptador y teléfono 1

Conexiones adaptador y teléfono 1

Para construir el adaptador, realizaremos la fuente de alimentación de 12V en una pequeña placa de circuito impreso de puntos, cuidando especialmente la polaridad del condensador electrolítico, así como la forma de colocar el regulador de tensión (recuerde la izquierda visto de frente es la entrada, la pata central la masa común y la derecha es la salida).

Es necesario recordarle por su seguridad que tenga especialmente cuidado con aislar las conexiones expuestas directamente a la red ya que esto evitará posibles descargas ante contactos fortuitos involuntarios.

Montada la pequeña fuente de alimentación y probada la salida de 12V con un polímetro, podemos montar ésta en el interior del teléfono, para lo cual desmontaremos éste e intentaremos ubicarla en un sitio que no estorbe.

*Obviamente el gancho del teléfono que hará de adaptador, permanecerá siempre en posición de descolgado para hacer posible la conexión automáticamente al descolgar, el lado del otro teléfono, por lo que dejaremos libre el citado conmutador sin poner ningún obstáculo en su camino.

Para conectar la alimentación podemos hacerlo o bien directamente sobre la placa de circuito impreso, (tendríamos que cortar la pista que va a L1 al RJ11 interno y conectaríamos al lado del RJ11 el positivo de la fuente y al otro extremo interno la tierra de la fuente) o bien por medio de un pequeño cable con dos RJ11, para lo que conectaremos un rj11 macho entre la toma del teléfono y un nuevo rj11 hembra mantener y conectaremos en serie la alimentación (el + a L1 de la hembra RJ11, el – a L2 del teléfono y con un hilo conectaremos el L2 de la hembra RJ11 con el L1 del teléfono). Luego completaremos las conexiones de audio, desconectaremos el microteléfono, cortaremos uno de los RJ14 y soldaremos a éstos 4 hilos, los 2 jacks de 3 ½”.

AJUSTE DEL CIRCUITO

Esquema instalación del adaptador Voip 1

Esquema instalación del adaptador Voip 1

Una vez completado el montaje del circuito, para probar que la configuración del puente funciona, alimentaremos nuestro adaptador, y conectaremos a éste el microteléfono original.

Conectaremos al adaptador construido un teléfono convencional (se aconseja uno inalámbrico del tipo DECT), y pediremos a otra persona que lo descuelgue.

Nosotros descolgaremos el microteléfono del adaptador y debemos poder mantener una conversación perfecta en ambos lados de la comunicación.

Comprobada la configuración del puente, desconectaremos el microteléfono y conectaremos en su lugar un cable con los dos jacks que conectaremos a nuestro ordenador.

Hecho esto si recibimos una llamada desde nuestro favorito software de voIp deberíamos mantener una conversación perfecta (una vez que descolgamos tanto en el sw como en el propio teléfono). Es importante destacar que sin software adicional de proceso en este adaptador (o cualquiera de los que se presentan ) deberemos colgar, marcar, descolgar desde el propio PC y luego nos dirigiremos a nuestro teléfono inalámbrico para hablar. Para mejorar este aspecto podemos utilizar un sw adicional que procese las marcaciones del teclado del teléfono y los traduzca en órdenes para el sw de VoIP.

Adaptador Voip procesoAdaptador Voip proceso2

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