Este documento presenta una introducción a FreeSWITCH, un software de telefonía de código abierto que ofrece alternativas a Asterisk. Explica brevemente conceptos básicos de telefonía, luego describe las características clave de FreeSWITCH como su arquitectura modular, soporte para múltiples protocolos de voz y PSTN, y capacidad de escalabilidad. Finalmente, compara la arquitectura de FreeSWITCH con Asterisk y concluye que la competencia entre ambos proyectos los ha llevado a mejorar continuamente.

1. FreeSWITCH – Asterisk con
esteroides (Avoiding Deadlock)
Moises Silva <moy@sangoma.com>
Manager de software
Sangoma Technologies

2. Agenda
• Breve introducción a la telefonía
• Telefonía de software libre
• Qué es FreeSWITCH?
• Aplicaciones para FreeSWITCH
• El core de FreeSWITCH

3. Breve Introducción a la Telefonía
• Todos la hemos usado
• Que pasa cuando levantas el teléfono?
• Como se encuentran unos a otros?
• Que hay con la red celular?
• Que es un PBX? Para que sirve?

4. Breve Introducción a la Telefonía

5. Breve Introducción a la Telefonía

6. Breve Introducción a la Telefonía
• Puertos análogos (FXO/FXS)

7. Breve Introducción a la Telefonía
• Puertos digitales
– T1/E1 ISDN, PRI, BRI, MFC-R2, SS7

8. Me abuuuuurro!

9. Telefonía con software libre?
• Computadoras mas poderosas pueden procesar audio
• DSPs especializados no son estrictamente necesarios
• Hardware simple, software complejo
• Asterisk, FreeSWITCH, Kamailio, OpenSIPS, Yate …
• Una nueva era!

10. Telefonía con software libre

11. Telefonía con software libre
• Solo necesitas una computadora
• Si necesitas acceso a la PSTN, una tarjeta PCI/PCIe

12. FreeSWITCH
• No siempre uso switches, pero cuando lo hago, prefiero
FreeSWITCH

13. Qué es FreeSWITCH
• Solución en software de telefonía
• Auspiciado por el Open Source Telephony Advancement
Group (OSTAG)
• Licencia MPL
• Escala desde soft-phone hasta softswitch clase 5
• Maneja audio, video, texto
• Corre en Linux, BSD, MacOS, Windows y iOS!

14. Qué es FreeSWITCH
• Poderosa habilidad de ruteo usando expresiones regulares
• No es un SIP proxy, sino un B2BUA

15. Qué es FreeSWITCH
• Surge con la idea de tener una mejor plataforma que
Asterisk
• Su author, Anthony Minessale, fué el mayor contribuyente a
Asterisk por muchos años
• Diseñado desde el principio para escalar
• Altamente multi-thread
• Reuso de muchos componentes (no reinventar la rueda)
• Avoiding the deadlock!

16. Protocolos VoIP en FreeSWITCH
• SIP
– UDP, TCP, TLS, SCTP, SRTP, ZRTP, IPv6 …
• Gtalk (jingle)
• Skype
• RTMP
• H.323, IAX2, Skinny …

17. Protocolos PSTN en FreeSWITCH
• FXO/FXS
• PRI / BRI
• MFC-R2
• GSM
• SS7
• Soporte para varios proveedores de hardware (ej. Sangoma)

18. Soporte para lenguajes
• Lua
• PERL
• Ruby
• Python
• Java & .NET
• JavaScript

19. Aplicaciones Nativas
• Voicemail
• Colas para call centers
• Conferencias en alta definición
• Text to Speech y reconocimiento de voz
• FAX, T.30 y T.38

20. Codecs
• Banda angosta, banda ancha y ultra banda ancha
• CELT (32kHz y 48kHz)
• G.722.1C (HD Siren)
• G.729
• SILK (El codec de Skype)

21. Eventos en FreeSWITCH
• API completamente abstracta
• El core y las aplicaciones disparan eventos
• Los modulos pueden reservar tipos de eventos
• mod_event_socket es el módulo equivalente al manager de Asterisk
• Diferentes prioridades:
– SWITCH_PRIORITY_NORMAL
– SWITCH_PRIORITY_LOW
– SWITCH_PRIORITY_HIGH

22. Ejecución de comandos
• Cada módulo registra comandos de administración
• Todos los comandos pueden ser ejecutados via mod_event_socket
• Puedes ejecutar comandos inclusive via HTTP
mod_event_socket
switch_api_execute() Módulo
FreeSWITCH CLI

23. Aplicaciones para FreeSWITCH
• Softphone
• VoIP gateway
• PBX
• Servidor de registros
• Servidor de ruteo de llamadas
• Servidor de transcoding
• Session border controller
• Servidor de conferencias
• Marcador predictivo
• Servidor de fax

24. Alta disponibilidad

25. FreeSWITCH “hola mundo”

26. FreeSWITCH “hola mundo” (en LUA)

27. FreeSWITCH con Python

28. Contestando un SMS

29. Por qué modular?
• Componentes de construcción
• Capacidad de extender el core
• Sencilla solución de defectos

30. Ejemplos de arquitecturas modulares
• Kernel de Linux (character devices, block devices, filesystems etc)
• Interpretes de PHP, Python y PERL (soportan extensiones)
• Apache (loggers, generators, filters, mappers)
• FreeSWITCH y Asterisk

31. Arquitectura Modular
• Registrar interfaces con el core
• El core provee APIs a los escritores de módulos
• El core usa las interfaces registrada para solicitar servicios
APIs del core
Aplicación Módulo
Interfaces de los
módulos

32. Abstracción de una llamada
• Como hacemos una abstracción de una llamada?
Asterisk
Incoming call
FreeSWITCH

33. Arquitectura Básica
Asterisk struct ast_channel
switch_core_session_t
FreeSWITCH

34. Arquitectura Básica
• Pierna de una llamada en FreeSWITCH
switch_core_session_t
- Memory pool
- Owner thread
FreeSWITCH - I/O event hooks
- Endpoint interface
- Event and message queues
- Codec preferences
- Channel
- Direction
- Event hooks
- DTMF queue
- Private hash
- State and state handlers
- Caller profile

35. Arquitectura Básica
• Pierna de una llamada en Asterisk
struct ast_channel
- No memory pool
Asterisk - No owner thread
- Just audio hooks
- Tech interface
- No event or message queues
- Codec preferences
- Direction as flag AST_FLAG_OUTGOING
- No DTMF queue (generic frame queue)
- Data stores instead of private hash
- No generic state handlers
- Extension, context and ast_callerid
instead of caller profile.

36. Arquitectura Básica
• Qué hace struct ast_frame?
• Representa todo tipo de “media” y señalización
• Audio y Video
• DTMF
• Y mas …
Entran paquetes Asterisk Salen paquetes
Asterisk frames (signaling, audio, dtmf, video, fax)

37. Arquitectura Básica
• FreeSWITCH tiene switch_frame_t.
• switch_frame_t unicamente representa “media”.
• La señalización es manejada con switch_core_session_message_t
• El DTMF es manejado a través de una cola
Audio entrante Audio saliente
DTMF entrante DTMF saliente
FreeSWITCH
Señalización entrante Señalización saliente
Clara separación de señalización, audio, dtmf etc.

38. Arquitectura Básica
• Como se maneja una llamada de 2 piernas?
Llamada entrante Ruteo Llamada saliente

39. Arquitectura Básica
• Asterisk haciendo una llamada entre SIP y PRI.
(monitor thread)
SIP: Invite
chan_sip
- Allocate ast_channel
- Set caller data
- call ast_pbx_start()
(new thread)
PBX core ISDN: SETUP
ast_request -> ast_call() chan_dahdi
loop
extensions.conf calls ast_waitfor() ISDN: CONNECT
Dial() application
Media ast_bridge_call()
PBX core ast_channel_bridge()
Exchange

40. Arquitectura Básica
• FreeSWITCH haciendo una llamada entre SIP y PRI.
(monitor thread)
SIP: Invite
mod_sofia
- call switch_core_session_request
- Set caller profile
- call switch_core_session_thread_launch()
(new thread) ISDN: SETUP
mod_openzap
State routing state
machine execute state
Bridge Application ISDN: CONNECT
switch_ivr_originate() (new thread)
loop
State
Handling
machine
state changes Media
loop
Exchange Handling
state changes

41. Conclusión
• Nos encontramos en una carrera por escalabilidad, características
y adopción de la tecnología entre varios proyectos de telefonía libre
• FreeSWITCH aún necesita mayor adopción y aplicaciones en su
ecosistema
• Asterisk necesita mas mejoras en su arquitectura para escalar
• La competencia entre Asterisk y FreeSWITCH definitivamente los
ha llevado a ser mejores

42. Gracias!
Preguntas y comentarios?
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