Protocolos de Señalización (voz sobre ip)

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Protocolos de Señalización: La señalización en VoIP tiene un papel muy importante en la red, ya que es la encargada de establecer, mantener, administrar y finalizar una conversación entre dos puntos. Además de ofrecer funciones de supervisión, marcado, llamada y retorno de tonos de progreso; también se encarga de proveer QoS en cada canal de transmisión. A continuación se describen algunon de los protocolos más importantes utilizados en VoIP.

H.323

Es una familia de estándares desarrollado por la ITU en 1996 con el objetivo de ofrecer un mecanismo de transporte para servicios multimedia sobre redes que no garantizan QoS, aunque su uso se ha extendido sobretodo al uso sobre redes IP. Pese a que inicialmente fue definido como un protocolo de videoconferencia, rápidamente ha ido evolucionando para cubrir todas las necesidades de la VoIP. De hecho el protocolo VoIP generaliza los conceptos introducidos por H.323. Además especifica aspectos basados en el sistema de señalización número 7 (SS7) para la interconexión con la PSTN.

Se trata de una recomendación bastante cerrada donde se define los códecs a utilizar, tanto en audio como en video, y los protocolos de transporte de la información.

De hecho fue el primer estándar en adoptar como medio de transporte el protocolo RTP, siendo capaz de aplicar algoritmos de encriptación de la información, evitando de esta manera añadir elementos de seguridad adicionales a los requeridos para la conexión a Internet.

Pese a que técnicamente es un protocolo potente y maduro, el interés por parte de los usuarios y empresas actualmente ha disminuido debido principalmente a su complejidad y a ciertas ineficiencias detectadas en conferencias entre un número elevado de terminales.

Protocolo SIP

“Session Initiation Protocol” o SIP (Protocolo de Iniciación de Sesión), es un protocolo de señalización definido por el “Internet Engineering Task Force” o IETF que permite el establecimiento, la liberaci ón y la modificación de sesiones multimedia (RFC3261). Este protocolo hereda de ciertas funcionalidades de los protocolos “Hyper Text Transport Protocol” o “http”, utilizados para navegar sobre el WEB y “Simple Mail Transport Protocol” o “SMTP”, utilizados para transmitir mensajes electrónicos (e-mails).

SIP se apoya sobre un modelo transaccional cliente / servidor como http. El direccionamiento utiliza el concepto “Uniform Resource Locator” o “URL SIP” parecido a una dirección E-mail. Cada participante en una red SIP es entonces alcanzable vía una dirección, por medio de una URL SIP. Por otra parte, los requerimientos SIP son satisfechos por respuestas identificadas por un código digital. De hecho, la mayor parte de los códigos de respuesta SIP han sido tomados del protocolo http.

Por ejemplo, cuando el destinatario no esta ubicado, un código de respuesta «404 Not Found» esta devuelto. Un requerimiento SIP esta constituido de “headers” o encabezamientos, al igual que un mando SMTP. Por fin, SIP, al igual de SMPT es un protocolo textual. SIP ha sido extendido con el fin de soportar numerosos servicios tales como la presencia, la mensajeria instantánea (similar al servicio SMS en las redes móviles), la transferencia de llamada, la conferencia, los servicios complementarios de telefonía, etc.

SIP ha sido elegido por el 3GPP para la arquitectura “IP Multimedia Subsystem” o “IMS” como protocolo para el control de sesión y el control de servicio. El reemplazara en el futuro, los protocolos “ISUP”, utilizado para el control de llamada en la Red Telefónica Conmutada, y “INAP”, utilizado para el control de servicio en la arquitectura Red Inteligente. El protocolo SIP es solo un protocolo de señalización.

Una vez la sesión establecida, los participantes de la sesión intercambian directamente su trafico audio / video a través del protocolo “Real-Time Transport Protocol” o RTP. Por otra parte, SIP no es un protocolo de reservación de recursos, y en consecuencia, no puede asegurar la calidad de servicio. Se trata de un protocolo de control de llamada y no de control del medio. SIP tampoco es un protocolo de transferencia de archivos tal como “http”, usado con el fin de transportar grandes volúmenes de datos.

Ha sido concebido para transmitir mensajes de señalización cortos con el fin de establecer, mantener y liberar sesiones multimedia. Mensajes cortos, no relativos a una llamada pueden sin embargo ser transportados por SIP al estilo de SMS.

servicio, el Redirect Server devuelve el nuevo numero (numero de reenvió) al cliente de origen quien se encarga de establecer una llamada hacia este nuevo destino.

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Entidades SIP

SIP define dos tipos de entidades: los clientes y los servidores. De manera mas precisa, las entidades definidas por SIP son:
• El Servidor Proxy (Proxy Server): el recibe solicitudes de clientes que el mismo trata o encamina hacia otros servidores después de haber eventualmente, realizado ciertas modificaciones sobre estas solicitudes.
• El Servidor de Redireccionamiento (Redirect Server): se trata de un servidor quien acepta solicitudes SIP, traduce la dirección SIP de destino en una o varias direcciones de red y las devuelve al cliente. De manera contraria al Proxy Server, el Redirect Server no encamina las solicitudes SIP. En el caso de la devolución de una llamada, el Proxy Server tiene la capacidad de traducir el numero del destinatario en el mensaje SIP recibido, en un numero de reenvió de llamada y encaminar la llamada a este nuevo destino, y eso de manera transparente para el cliente de origen; para el mismo
• El Agente Usuario (User Agent) o “UA”
Se trata de una aplicación sobre un equipo de usuario que emite y recibe solicitudes SIP. Se materializa por un software instalado sobre un « User Equipment » o UE : una PC, un teléfono IP o una estación móvil UMTS.
• El Registrador (Registrar)
Se trata de un servidor quien acepta las solicitudes SIP REGISTER. SIP dispone de la función de registro de los usuarios. El usuario indica por un mensaje REGISTER emitido al Registrar, la dirección donde es localizable (dirección IP). El “Register” actualiza entonces una base de dato de localización. El registrador es una función asociada a un Proxy Server o a un Redirect Server. Un mismo usuario puede registrarse sobre distintas UAs SIP, en este caso, la llamada le será entregada sobre el conjunto de estas UAs.

MGCP-MEGACO

Media Gateway Control Protocol (MGCP) es otro estándar de señalización para VoIP desarrollado por la IETF. MGCP está basado en un modelo maestro/esclavo donde el Call Agent (servidor) es el encargado de controlar al gateway. De esta forma se consigue separar la señalización de la transmisión de la información, simplificando la integración con el protocolo SS7.

Esta importante ventaja propició la colaboración conjunta entre el IETF y la ITU para el desarrollo de una nueva especificación basada en MGCP que fuera complementaria a SIP y H.323. El resultado fue MEGACO aunque la ITU se refiere a este protocolo como H.248. En definitiva, SIP y H.323 se utiliza para la señalización en los extremos, mientras que MEGACO es óptimo para los grandes operadores de telefonía.

IAX Inter-Asterisk eXchange protocol

Fue desarrollado por Digium para la comunicación entre centralitas basadas en Asterisk aunque actualmente se ha implementado clientes que también soportan este protocolo. El principal objetivo de IAX es minimizar el ancho de banda utilizado en la transmisión de voz y vídeo a través de la red IP y proveer un soporte nativo para ser transparente a los NATs ( Network Address Translation ).

La estructura básica de IAX se fundamenta en la multiplexación de la señalización y del flujo de datos sobre un simple puerto UDP, generalmente el 4569. El protocolo original ha quedado obsoleto en favor de su segunda versión conocida como IAX2. Se caracteriza por ser robusto y simple en comparación con otros protocolos. Permite manejar una gran cantidad de códecs y transportar cualquier tipo de datos.

Tomado de:
Hunter, A. (2007). Diseño e implementación de experiencias docentes para el servicio de voz sobre IP, mediante la utilización de la plataforma asterisk IPBX (tesis de pregrado). Universidad Austral de Chile, Valdivia, Chile.

Fuente:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2007/bmfcih939d/doc/bmfcih939d.pdf

DataCenter VoIP

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Idiomas VoIPBox del Software VoIP Switch

Encapsulamiento de una trama VoIP

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Encapsulamiento de una trama VoIP: Una vez que la llamada ha sido establecida, la voz será digitalizada y entonces transmitida a través de la red en tramas IP. Las muestras de voz son primero encapsuladas en RTP (protocolo de transporte en tiempo real) y luego en UDP (protocolo de datagrama de usuario) antes de ser transmitidas en una trama IP. La figura muestra un ejemplo de una trama VoIP sobre una red LAN y WAN.

Ejemplo de una trama VoIP sobre una red LAN y WAN

Ejemplo de una trama VoIP sobre una red LAN y WAN

Por ejemplo, si el CODEC usado es G.711 y el periodo de paquetización es 20 ms, la carga útil será de 160 bytes. Esto resultara en una trama total de 206 bytes en una red WAN y en 218 bytes en una red LAN.

Tomado de:
Hunter, A. (2007). Diseño e implementación de experiencias docentes para el servicio de voz sobre IP, mediante la utilización de la plataforma asterisk IPBX (tesis de pregrado). Universidad Austral de Chile, Valdivia, Chile.

Fuente:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2007/bmfcih939d/doc/bmfcih939d.pdf

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Emprendiendo en la Telefonía por Internet

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Desventajas al Usar la Telefonia por Internet (VoIP)

Principales componentes de la VOIP

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Para la transmisión de voz sobre una red IP, el estándar define tres elementos fundamentales en su estructura:

Terminales : son los puntos finales de la comunicación y pueden ser implementados como:
Hardware: un teléfono IP es un terminal que tiene soporte VoIP nativo y puede conectarse directamente a una red IP.
Software: un softphone es una aplicación audio ejecutable desde PC que se comunica con las PABX a través de la LAN. Para interactuar con el usuario se basa en la utilización de un micrófono y altavoz o mediante un teléfono USB.
Servidor: provee el manejo y funciones administrat ivas para soportar el enrutamiento de llamadas a través de la red. Este serv idor puede adoptar diferentes nombres dependiendo del protocolo de señalización utilizado. Así en un sistema basado en el protocolo H.323, el servidor es conocido como Gatekeeper ; en un sistema SIP, servidor SIP ; y en un sistema basado en MGCP o MEGACO, Call Agent (Agente de llamadas). El servidor es un elemento opcional, normalmente implementado en software, y en caso de existir, todas las comunicaciones pasarían por él.
Gateways : enlace de la red VoIP con la red telefónica analógica o RDSI. Se encarga de adaptar las señales de estas redes a VoIP y viceversa, actuando de forma totalmente transparente para el usuario. El gateway posee, además de puertos LAN, interfaces de conexión a estas redes: FXO, FXS, E&M, BRI, PRI, G703/G.704
Red IP : provee conectividad entre todos los terminales. La red IP puede ser una red IP privada, una Intranet o Internet.

Los distintos elementos pueden residir en plataformas físicas separadas o bien pueden convivir varios elementos en la misma plataforma. De este modo es bastante habitual encontrar juntos servidor y gateway.

Tomado de:
Hunter, A. (2007). Diseño e implementación de experiencias docentes para el servicio de voz sobre IP, mediante la utilización de la plataforma asterisk IPBX (tesis de pregrado). Universidad Austral de Chile, Valdivia, Chile.

Fuente:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2007/bmfcih939d/doc/bmfcih939d.pdf

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Telefonía VoIP con SoftSwitch

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Estado del Arte (VoIP)

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Evolución Histórica hacia la VoIP: La telefonía ha tenido grandes avances a través del tiempo, desde su inicio con los experimentos de la telegrafía de Marconi (1874 – 1937) hasta la actualidad, con los avances que ha tenido la informática y las telecomunicaciones, las cuales hoy hacen posible la comunicación a través de Internet y el envío de paquetes de voz a través de redes de datos que es lo que se denomina Voz sobre IP (VoIP).

Estos avances han traído consigo grandes v entajas a las empresas y usuarios de servicios de telefonía, debido al ahorro en costos de infraestructura y tarifas, puesto que al aprovechar el cableado de la red de datos para el envío de voz se minimizan los gastos de llamadas e incluso se pueden llegar a reducir a cero.

Antecedentes de desarrollo de VoIP

En lo que respecta al tema específico de VoIP, este comenzó como el resultado del trabajo de un grupo de jóvenes en Israel durante 1995. En aquella época, la única comunicación posible era de PC a PC. Poco más tarde Vocaltec, Inc. anunció el lanzamiento del primer Softphone que llamaron “Internet Phone Software”. Este Softphone estaba hecho para ser usado en un PC que tenía tarjeta de sonido, micrófono, parlantes y modem.

El software funcionaba comprimiendo la señal de voz, convirtiéndola en paquetes de voz que eran enviados por Internet (exactamente igual que hoy). El software sólo funcionaba si los dos PC tenían el mismo software y el mismo hardware. Este fue comercialmente un fracaso principalmente porque las comunicaciones de banda ancha todavía no estaban disponibles.

En 1997 Jeff Pulver decide juntar por primera vez a los pocos usuarios, fabricantes, e interesados en esta tecnología en VON, la primer feria/congreso que actualmente sigue siendo el mayor evento de VoIP. Ahora Pulver organiza VON, 2 veces por año en EEUU, y ahora también una vez por año en varios países de Europa.

También formó una compañía prestadora de servicio VoIP llamada FreeWorldDialup comúnmente llamada FWD y es co-fundador de Vonage, el proveedor de VoIP más grande de EEUU. Pulver tiene varias empresas relacionadas con VoIP, entre ellas PulverMedia, su empresa encargada de organizar VON y publicar medios en todo el mundo.

En 1998 VoIP dio otro gran salto. Un grupo de emprendedores comenzó a fabricar los primeros ATA/Gateways para permitir las primeras comunicaciones PC a teléfono y, finalmente, las primeras comunicaciones teléfono a teléfono (con ATAs en cada extremo).

Algunos de estos emprendedores inicialmente daban el servicio sin cargo a sus clientes para que pudieran probar la calidad y la tecnología. Estas llamadas contenían publicidad en el inicio y al final de cada comunicación.

Estos servicios sólo se prestaban en EEUU y funcionaban gracias a esta publicidad. A menudo debía comenzarse la comunicación a través de una PC para luego pasar a un teléfono convencional. En este punto VoIP sumaba el 1% del total del tráfico de voz. Durante 1998 tres fabricantes comenzaron a fabricar switches de Capa 3 con QoS. En 1999, Cisco vende sus primeras plataformas corporativas para VoIP. Se utilizaba principalmente el protocolo H.323 de señalización.

En el año 2000 VoIP representaba más del 3% del tráfico de voz. El mismo año Mark Spencer un estudiante de la Universidad de Auburn crea Asterisk, la primer central telefónica basada en Linux con un PC personal y la utilización de código fuente abierto.

Asterisk hoy ofrece una solución freeware para hogares, pequeñas empresas y soluciones IP-PBX corporativas. En 2002 el protocolo SIP comienza a desplazar al H.323. En 2003 dos jóvenes universitarios – Jan Friis y Niklas Zenntrom – crean un softphone gratuito fácilmente instalable en cualquier PC que puede atravesar todos los firewalls y routers inclusive los corporativos. Ese producto es Skype, que se propaga con una velocidad increíble y llega en julio de 2007 a contar con 196 millones de usuarios en todo el mundo.

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La evolución y desarrollo que ha tenido VoIP, tiende a desplazar el sistema de teléfonos tradicionales por teléfonos IP. Lo anterior, si se tiene en cuenta que poco a poco todo el mundo cambiará sus teléfonos tradicionales por teléfonos IP apoyados por los propias operadores de telefonía y servicios IP.

Pero hay que destacar que el camino a seguir por parte de los investigadores de voz sobre IP no ha sido fácil, pues han encontrado inconvenientes a través de su proceso de investigación, el cual, de una u otra forma, han contribuido para que el proyecto no se haya llevado a cabalidad ni desarrollado a un punto más alto; algunos de estos factores se relacionan a continuación:
• El constante freno que han aplicado las empresas de telefonía existentes, valiéndose de herramientas de tipo jurídicas.
• El afán de las grandes compañías telefónicas por adueñarse de esta tecnología para sacar el mejor provecho.
• El alto costo de los DSP’s (Procesador Digital de señal).

Las primeras investigaciones hacia la convergencia de las actuales redes de telecomunicaciones se basaban en la utilización de multiplexores que permitían utilizar las redes WAN de datos de las empresas (típicamente conexiones punto a punto y Frame Relay ) para la transmisión del tráfico de voz. La falta de estándares, así como el largo plazo de amortización de este tipo de soluciones han imposibilitado su implementación.

El estándar VoIP define la tecnología que permite encapsular la voz en paquetes para poder ser transportados sobre redes IP sin necesidad de disponer de circuitos conmutados como es el caso de la red de telefonía conmutada (PSTN). La red convencional se basa en la conmutación de circuitos, es decir, al iniciarse la comunicación se establece un circuito físico durante el tiempo que dura la conversación.

Esto implica la reserva de los recursos hasta que finalice la comunicación no pudiendo ser utilizado por otra, incluso durante los silencios que se suceden dentro de una conversación típica. En cambio, la telefonía IP no utiliza circuitos físicos para la conversación, sino que envía múltiples conversaciones a través del mismo canal (circuito virtual) codificadas en paquetes y en flujos independientes. Cuando se produce un silencio en una conversación, los paquetes de datos de otras conversaciones pueden ser transmitidos por la red, lo que implica un uso más eficiente del ancho de banda.

Desde que en 1995 la empresa VocalTec iniciara las primeras aplicaciones de comunicación de voz entre dos PCs a través de la red IP, han aparecido distintos niveles de desarrollo hacia la convergencia de redes:

• Voz en Internet: servicios de telefonía prestados sobre la red pública global formada por la interconexión de redes de conmutación de paquetes basadas en IP.
• Voz sobre IP (VoIP): servicios de telefonía prestados sobre redes IP «privadas» sin interconexión a la red PSTN o a la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI).
• Telefonía IP: servicios de telefonía prestados sobre Redes IP privadas en interconexión con la PSTN y/o RDSI.
• Voz sobre Frame Relay (VoFR): servicios de telefonía prestados sobre redes Frame Relay orientadas a la transmisión de datos.
• Voz sobre ATM (VoATM): servicios de telefonía prestados sobre redes ATM donde existe posibilidad de ofrecer calidad de servicio (QoS: Quality of Service ).
• Multimedia sobre IP (MoIP): servicios multimedia (vídeo, audio, imagen, etc.) prestados sobre redes IP.
• Fax sobre IP (FoIP): servicios de transmisión de fax sobre redes IP. • XoIP: integración global de todos los servicios actuales y futuros que se puedan ofrecer sobre una red IP. El término X puede referirse por ejemplo a:

F = fax
M = multimedia
V = voz
D = datos

En definitiva, las redes IP parecen ser a priori la solución más inmediata para alcanzar la convergencia de redes debido sobre todo a su ámbito de cobertura actual, su aceptación por parte del usuario y la próxima aparición del protocolo IPv6. Integrar la voz en las redes IP aporta múltiples ventajas:

• La reducción de costes debido, por ejemplo, al mantenimiento, gestión y administración de una única red; llamadas gratuitas entre las distintas sedes de una empresa, etc.
• Mejor utilización del ancho de banda
• La integración de servicios en una misma infraestructura permite una mayor estandarización.
• Permite el control del tráfico de la red por lo que se disminuyen las posibilidades de que se produzcan caídas importantes en el rendimiento.
• Es independiente del tipo de red física que lo soporta. • Permite utilizar tanto terminales hardware como software.
• Permite la integración de vídeo.
• Ofrece nuevos servicios de valor añadido como el correo de voz (voicemail), centro de llamadas vía Web, etc.

Sin embargo, existe un importante inconveniente que ha hecho que la expansión de la VoIP no sea tan rápida como se esperaba: la dificultad en ofrecer QoS. En la transmisión de voz es necesario que todos los paquetes lleguen ordenados, que no haya pérdidas y garantizar una mínima tasa de transmisión lo que implica la necesidad de QoS.

En otros servicios como el correo, ofrecer QoS no es crítico, ya que si un paquete no ha llegado al destino se solicita su retransmisión; pero esto no es posible en la VoIP, ya que se trata de un servicio en tiempo real. La solución radica en diferenciar los paquetes de voz de los paquetes de datos, priorizar la transmisión de los paquetes de voz y evitar que la transmisión de los paquetes no supere los 150 milisegundos, tal y como se especifica en la recomendación ITU-TG 114. La calidad de servicio se está logrando en base a los siguientes criterios:

• La supresión de silencios y VAD ( Voice Activity Detection ), otorga más eficiencia a la hora de realizar una transmisión de voz, ya que se aprovecha mejor el ancho de banda al transmitir menos información.
• Compresión de cabeceras aplicando los estándares RTP/RTCP ( Real Time Protocol ).
• Cancelador de eco
• Priorización de los paquetes que requieran menor latencia:
– Custom Queuing (CQ): asigna un porcentaje del ancho de banda disponible.
– Priority Queuing (PQ): establece prioridad en las colas.
– Weight Fair Queuing (WFQ): prioriza el tráfico de menor carga.
– DiffServ : establece decisiones de rutas por paquete.
– Random Early Discard (RED): control de congestión basado en descarte de paquetes de forma aleatoria.
• La implantación de IPv6 que proporciona mayor espacio de direccionamiento y la posibilidad de tunneling

Tomado de:
Hunter, A. (2007). Diseño e implementación de experiencias docentes para el servicio de voz sobre IP, mediante la utilización de la plataforma asterisk IPBX (tesis de pregrado). Universidad Austral de Chile, Valdivia, Chile.

Fuente:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2007/bmfcih939d/doc/bmfcih939d.pdf

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Codificación de Voz en Redes de Paquetes

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Tanto en redes de telefonía fija como en redes IP, una de las consideraciones más importantes que deben ser analizadas es la calidad de la voz percibida por el usuario final. Para el estándar de telefonía fija PSTN ( Public Switched Telephone Network ) la calidad medida en escala MOS usualmente toma valores en torno a 4. Sin embargo, para niveles superiores a 3 permitirán una comunicación aceptable.

La calidad perceptiva de una señal de voz codificada depende de numerosos factores de diversa naturaleza, por lo que ha sido necesario realizar numerosos estudios para identificar aquellos parámetros más importantes. Los factores que afectan la calidad perceptiva de la voz cuando son transmitidos sobre cualquier red de paquetes pueden ser clasificados de la siguiente forma:

Parámetros de codificación

Corresponden a aquellas distorsiones de la calidad de la voz producidas por el proceso de codificación, el cual incorpora error en la señal decodificada. El más importante de ellos es sin lugar a duda el tipo de codificador que se utilice. Asociado a esta elección, se establecen parámetros como el número de bits que se utilizarán por muestra, la tasa con que será muestreada la señal, los intervalos de tiempo entre paquetes ( packetization interval ), etc.

Además, algunos codificadores están implementados con técnicas de ocultamiento de error, por lo que en caso de falla en la transmisión de los datos los frames extraviados pueden ser recuperados. Estas técnicas pueden afectar negativamente la calidad de la voz al incorporar ruido, silencios, repeticiones y sustitución de forma de onda en la señal decodificada.

* Parámetros de red

Corresponden a aquellos factores propios de la red que introducen distorsión en la calidad de la señal de voz transmitida. En particular, la utilización de un medio de difusión como la Internet, puede fuertemente distorsionar la inteligibilidad de una transmisión de voz. Los parámetros más importantes son las pérdidas de paquete, la distribución de las pérdidas, el tamaño de paquetes, el retardo en la transmisión y el jitter.

* Parámetros del locutor

Tanto el sexo del locutor como el idioma en que se expresa son relevantes en la calidad perceptiva de la voz. En general, estudios han demostrado que los codificadores responden levemente mejor en presencia de un locutor del género masculino debido a que el pitch no es tan agudo como el producido por un locutor del género femenino. Debido a que los codificadores han sido probados y perfeccionados utilizando bases de datos de locutores de habla inglesa (en particular todos los codebook ), la calidad decae cuando el locutor habla en un idioma diferente. Más aun, la variación en el acento de los locutores es también un factor que afecta la calidad.

* Parámetros estructurales

En esta categoría se incluyen todos aquellos factores que dependen de la infraestructura con que se realicen las pruebas. El diseño y el funcionamiento de los equipos terminales, los softwares utilizados y las condiciones ambientales son factores importantes. Otro foco de pérdida de calidad es el fenómeno denominado eco que corresponde al ruido introducido cuando en uno de los terminales no están aislados el micrófono y el audífono por lo que la parte de la señal recibida es retransmitida.

Esto debe ser evitado mediante técnicas de cancelación de eco. La calidad perceptiva de la voz depende de cada uno de estos parámetros en forma altamente no lineal. Más aun, la variación de estos parámetros no es predecible, por lo que anticipar un valor para la calidad basado en estos índices es un proceso complejo el cual no puede ser resuelto usando métodos matemáticos que consideren cada una de estas variables. De todos los posibles parámetros que pueden influenciar la calidad de la voz mencionados anteriormente, sólo un pequeño conjunto de ellos tiene una directa relación con los parámetros de red. A continuación se explican las distorsiones que introducen el retardo, el jitter , las pérdidas de paquete y el tamaño de paquete.

Influencia del Retardo

El retardo total en la transmisión es el resultado final de los retardos individuales de cada uno de los nodos y procesos que componen la red. Algunos de los retardos son fijos, como el tiempo de codificación y decodificación, mientras que otros dependen de las condiciones y de la estructura de la red. Cada enrutador debe procesar y encaminar cada paquete que llega a él. El tiempo que demora este proceso dependerá de la capacidad del enlace y del enrutador.

Por otro lado, la propagación física de los datos en la red depende del medio de transmisión que en general es cercano a la velocidad de la luz, por lo que si las distancias entre los terminales no son grandes, este tiempo será pequeño. Además cada uno de los buffers que se implementan aumentará el retardo total.

El retardo tiene un impacto en la calidad de la transmisión, pues a medida que aumenta el tiempo de envío disminuye el nivel de interacción en la conversación. Si la conexión es unidireccional un retardo en torno a 150 ms no produce mayor distorsión, pero si éste supera los 400 ms la calidad comienza a verse afectada. Por otro lado, en comunicaciones bidireccionales aparece el problema de eco, por lo que para mantener la calidad en niveles aceptables, si el retardo supera los 30 ms, es necesario implementar mecanismos de cancelación de eco .

Influencia del Jitter

Se puede describir el Jitter ó también conocido como la fluctuación de fase a la variación del retardo de transmisión. El protocolo utilizado para transportar paquetes vocales por Internet (en una red IP) es el protocolo de datagrama de usuario (UDP). El lado de señalización utiliza la capa de protocolo de control de transmisión (TCP). El UDP funciona en un modo sin conexión, en el que los paquetes no siguen necesariamente la misma ruta y, por tanto, hay variaciones en el tiempo de tránsito.

Otra posible causa de variación del tiempo de tránsito puede ser el número de encaminadores que se encuentran y la carga de cada uno de ellos. Para reconstituir un flujo síncrono en el extremo receptor, se instalan buffers de compensación de fluctuación de fase. No obstante, este procedimiento incrementa aún más el retardo de transmisión. Para mantener un nivel de calidad aceptable, la fluctuación de fase debe ser menor que 100 ms.

Buffer de fluctuación de fase: esta memoria permite la resincronización de los paquetes que llegan con retardos variables, compensando así los desfases temporales y restableciendo el orden correcto de los paquetes.

• Empaquetado.
• Descompresión
• Decodificación y conversión digital-analógica.

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Influencia de las Pérdidas de Paquetes

La pérdida de un paquete hace que falte información cuando se recibe la señal de audio. Dependiendo del número de paquetes perdidos, la calidad sonora en el extremo receptor puede ser deficiente. En el IP la pérdida de paquetes es parte integrante del sistema y los encaminadores tienen que (utilizando el algoritmo de detección prematura aleatoria) destruir paquetes para evitar una posible congestión.

Existen cuatro causas posibles para la pérdida de paquetes:
• Duración de vida expirada (TTL = 0).
• Retardo en el extremo receptor superior a la fluctuación de fase de la memoria tampón.
• Destrucción por un módulo congestionado.
• Paquete no válido debido a fallos de transmisión.

El protocolo UDP se utiliza para transmitir voz mediante el IP, puesto que tiene la ventaja de utilizar menos tara y depende m enos de protocolos de capa superior (como RTPC/RTP) para proporcionar control de errores o de flujo, o cuando las necesidades de tiempo real, hacen que la transmisión, tal como la utiliza el protocolo TCP, sea inadecuada.

La tasa de pérdida de paquetes dependerá de la calidad de las líneas utilizadas y del dimensionamiento de la red. Para que la calidad vocal sea aceptable, dicha tasa de pérdida de paquetes ha de ser menor que el 20%.

Una solución posible para reducir la pérdida de paquetes consiste en utilizar sistemas de corrección de errores que tengan codificación redundante y adaptable, es decir, variable de acuerdo con las pérdidas de paquete estadísticamente observadas en la red en determinado momento.

Es posible obtener, cuando se utilizan dichos sistemas, unos niveles muy altos de calidad sonora, incluso por Internet. No obstante, esta solución genera otras dificultades relacionadas con el retardo total de transmisión, que, como ya se ha indicado, ha de controlarse si se ha de usar la red para telefonía.

Influencia del Eco

El eco es el tiempo que transcurre entre la transmisión de una señal y su regreso al transmisor. Por lo general, este problema aparece en el contexto de las comunicaciones de PC a teléfono, de teléfono a PC o de teléfono a teléfono, y es causado por los componentes electrónicos de las partes analógicas del sistema que reflejan una parte de la señal procesada.

Un eco menor que 50 ms es imperceptible. Por encima de este valor, el hablante oirá su propia voz después de haber hablado. Si se desea ofrecer un servicio de telefonía IP, las pasarelas (gateway) tendrán que procesar el eco generado por la transferencia de dos a cuatro hilos, de lo contrario, no será posible utilizar el servicio con equipos analógicos clásicos. Como solución, se están instalando compensadores de eco de alta calidad en la pasarela de la red.

Tomado de:
Hunter, A. (2007). Diseño e implementación de experiencias docentes para el servicio de voz sobre IP, mediante la utilización de la plataforma asterisk IPBX (tesis de pregrado). Universidad Austral de Chile, Valdivia, Chile.

Fuente:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2007/bmfcih939d/doc/bmfcih939d.pdf

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Codificación de Voz en telefonia ip

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Codificación de Voz: El desarrollo de tecnologías de compresión de voz ha contribuido enormemente en el crecimiento del área. La tasa de codificación de voz se ha reducido de 128 Kbps a 5.3 Kbps sin mayor pérdida perceptiva de calidad. Además VoIP ofrece numerosas ventajas económicas para las compañías que dan el servicio, ya que éstas pueden reducir la inversión en equipos, disminuir cargos de interconexión con empresas externas y ofrecer nuevas aplicaciones como videoconferencias y centros de llamados por Internet.

Las dos técnicas mayormente utilizadas en codificación de voz son los sistemas waveform coding (codificación de forma de onda) y vocoder . La primera tiene por objetivo reproducir la señal decodificada lo más parecido a la señal original. Los principales métodos son ITU-T G.711 ( Pulse Code Modulation , PCM) y ITU-T G.726 ( Adaptive Differential Pulse Code Modulation , ADPCM).

Los vocoders , por otra parte, toman en consideración el modelo de producción de la voz para reproducir una señal perceptivamente igual a la original, o sea, las señales original y decodificada no tienen que ser iguales en forma, sino que deben ser escuchadas iguales.

Los principales métodos son ITU-T G.729 ( Conjugate-Structure Algebraic Code Excited Linear Prediction , CS-ACELP), ITU-T G.728 ( Low Delay Code Excited Linear Prediction , LD-CELP) y ITU-T G.723.1 ( Dual rate speech coder for multimedia communication transmitting at 6.3 and 5.3 kbps ). Para medir la calidad de voz en codificadores waveform se utilizan métodos objetivos como la razón señal a ruido ( Signal to Noise Ratio , SNR), que pueden ser calculados directamente comparando la señal original con la decodificada. Sin embargo, para vocoders es necesario implementar métodos subjetivos.

Se han desarrollado varias estrategias de medición como Mean Opinión Score (MOS), opinionequivalent Q value (Qop) y Articulation Equivalent loss (AEN). El más utilizado como medida de calidad es el estándar MOS, en el cual personas debidamente entrenadas evalúan secuencias equilibradas de sonidos, calificándolas en el rango de 5 (excelente, deterioro imperceptible) a 1 (muy molestoso), en pruebas de tipo absolute category rating (ACR). Dado lo costoso y complicado de desarrollar este tipo de evaluaciones, se han desarrollado métodos objetivos que permiten predecir la calidad subjetiva de la voz como el estándar ITU-T P.862 ( Perceptual Evaluation of Speech Quality, PESQ).

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Uno de los problemas importantes que enfrenta VoIP es la capacidad de procesamiento necesario en equipos terminales para codificar y decodificar señales de voz, ya que algunos vocoders requieren ejecutar sobre 10 millones de instrucciones por segundo.

Sin embargo, el desarrollo de DSP ( Digital Signal Processing ) ha permitido confeccionar procesadores apropiados para estos sistemas. Por otro lado, como cualquier otra aplicación en tiempo real, el tráfico de VoIP es inelástico, por lo que requiere condiciones de red apropiadas para su transmisión. Por otro lado, todos estos codificadores fueron desarrollados para redes con pérdidas y jitter cercanos a cero.

Tomado de:
Hunter, A. (2007). Diseño e implementación de experiencias docentes para el servicio de voz sobre IP, mediante la utilización de la plataforma asterisk IPBX (tesis de pregrado). Universidad Austral de Chile, Valdivia, Chile.

Fuente:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2007/bmfcih939d/doc/bmfcih939d.pdf

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Desventajas al Usar la Telefonia por Internet (VoIP)

Aplicaciones en Tiempo Real

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Aplicaciones en tiempo real: La capacidad de las redes en sistemas LAN y WAN ha aumentado considerablemente en estos últimos tiempos. Años atrás, los enlaces no superaban los 2 Mbps, mientras que hoy, las redes operan a 155 Mbps o más.

Esta rápida introducción de redes de alta velocidad ha motivado el desarrollo de nuevas aplicaciones que han sido altamente asimiladas por los usuarios quienes han experimentado cambios, a nivel individual y de empresa, en la forma de operar. La demanda por utilizar estos sistemas de comunicación ha sido también consecuencia del desarrollo de computadores de alta capacidad y de programas con interfaces gráficas adecuadas y simples de usar.

Condiciones de Red y características de tráfico en tiempo real

Las características más importantes de una red física son el ancho de banda y el retardo. El ancho de banda queda determinado por la capacidad de los enlaces físicos que se utilicen, mientras que el retardo dependerá de la tecnología utilizada, el largo de los enlaces y el número y la capacidad de los enrutadores que procesen los datos. Sin embargo, dada la estructura con que está diseñada la red Internet, con la congestión aparecen efectos negativos para la transmisión de datos.

Cada enrutador está implementado con un sistema de buffer que permite almacenar y procesar cierto volumen de tráfico. Si la carga aumenta, los buffer se llenan produciendo pérdidas y retraso de paquetes. Dado que el enrutamiento es dinámico, existe la posibilidad que los paquetes tomen caminos diferentes provocando desorden en los datos y jitter , variación en el tiempo de llegada entre paquetes sucesivos.

Es posible clasificar dos tipos de tráfico en la red dependiendo del tipo de aplicación. Se denomina tráfico elástico al tráfico correspondiente a servicios que no se ven muy afectados por las condiciones de la red. Internet fue diseñado para este tipo de tráfico y, en volumen, corresponde a la mayoría de la carga transmitida. Ejemplo de estas aplicaciones son correos electrónicos, transferencia de archivos, etc.

El protocolo de transporte ideal para estas aplicaciones es TCP pues ofrece un servicio confiable orientado a conexión. Por otro lado, se denomina tráfico inelástico al tráfico generado por servicios susceptibles a las condiciones de red como aplicaciones en tiempo real.

Las propiedades de red deseables para este tipo de tráfico son: bajo jitter ; baja latencia; poder integrar tráfico elástico e inelástico; ancho de banda constante; adaptación a los cambios dinámicos de la red; mínima utilización de requerimientos de buffer dentro de la red; baja carga adicional producto de encabezados de protocolos; baja carga computacional en componentes de red, etc. Estos requerimientos son difíciles de entregar en una red como Internet, pues ni TCP ni UDP ofrecen servicios adecuados para este tipo de tráfico.

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Calidad de Servicio

Dado que los protocolos TCP y UDP no son completamente apropiados para aplicaciones en tiempo real, es necesario desarrollar metodologías que permitan mejorar la calidad de servicio ( Quality of Service , QoS) de estas aplicaciones. En los últimos años, se han instalado medios de transmisión de alta capacidad, como fibra óptica, que han permitido reducir los retardos considerablemente a niveles aceptables, por lo que los factores de red que deben ser analizados son el jitter , el desorden de paquetes y la pérdida de paquetes.

Para los dos primeros, es posible dar robustez a la transmisión de voz usando buffers adaptivos. Sin embargo, solucionar el efecto de pérdida de paquetes en la aplicación implica un desafío mayor. Se han planteado dos enfoques distintos para solucionar este problema. Uno de ellos es modificar la estructura de red de modo de proporcionar servicios diferenciados a aplicaciones distintas.

El segundo enfoque es implementar en las aplicaciones mecanismos de recuperación de información a través de interpolación, retransmisión o redundancia. Arquitectura de servicios integrados La cantidad de tráfico correspondiente a aplicaciones de multimedia y de tiempo real presumiblemente seguirá aumentando por lo que las redes deberán ser capaces de dar soporte a estos servicios. Esto involucra la necesidad de controlar la congestión de tráfico y de proveer diferentes niveles de QoS a diferentes aplicaciones.

En respuesta a estos requerimientos, se desarrolló una arquitectura de servicios integrados ( Integrated Services Architecture, ISA), que implementó nuevos protocolos que funcionan en distintas capas. Las principales innovaciones se presentan a continuación.

Protocolo de reserva de recurso

El protocolo de reserva de recursos ( Resource Reservation Protocol, RSVP), permite a los usuarios tanto reservar capacidad en la Internet como especificar los requerimientos de red en términos de ancho de banda y retardo.

Este protocolo es implementado a nivel de enrutadores, entre los cuales se establece conexión para reservar recursos que permitan mantener la QoS sobre cierto nivel. Junto con el protocolo RSVP, la arquitectura ISA contempla otros componentes que deben ser implementados en los enrutadores. Uno de ellos es el bloque de admisión de control ( admission control ), el cual permite determinar si hay suficientes recursos disponibles para el tráfico que requiere esa QoS.

Otro bloque es el de gestión ( management agent ), que permite incorporar control de normas en el uso de los recursos. Estos, junto a otros bloques, permiten a nivel de enrutadores ofrecer QoS a las aplicaciones. Con estas herramientas es posible discriminar en enrutadores el servicio ofrecido a tráfico elástico y a tráfico inelástico. Para que estos protocolos puedan ser utilizados por los usuarios, todos los enrutadores involucrados en la transmisión deben tener implementado esta nueva estructura, lo que hoy en día sólo es posible en redes privadas.

Protocolo de tiempo real (RTP)

El protocolo de tiempo real ( Real Time Protocol , RTP), provee funcionalidades apropiadas para la transmisión en tiempo real de aplicaciones como video y audio sobre servicios entre dos ( unicast ) o entre varios ( multicast ) equipos. El protocolo RTP, no provee reserva de recursos ni garantiza QoS, pero permite monitorear la recepción de datos y controlar e identificar el tipo de servicio ofrecido. Su diseño es independiente de los protocolos utilizados en la capa de red.

Estandarización de sistemas de Multimedia

Grupos de investigación, como empresas y universidades, han invertido valiosos recursos en desarrollar y perfeccionar sistemas de multimedia, ya que el potencial que se espera de estas tecnologías es enorme. Las aplicaciones más importantes sin lugar a duda son la transmisión de voz, audio y video. Si cada una de estas tecnologías fuese desarrollada e implementada en forma independiente, sería muy complicado interconectar sistemas, por lo que se han creado estándares. Una de las instituciones líderes en sistemas de multimedia es la ITU-T ( International Telecommunication Union, Telecomunication Standardization sector ).

Esta institución está dividida en grupos de estudios, los cuales cubren una gama enorme de temas relacionados con el correcto funcionamiento de equipos y servicios del área de telecomunicaciones. Los tópicos incluyen sistemas y servicio de multimedia, operación de redes y servicios, principios de contabilidad y tarifas, redes de datos, etc.

Los estándares producidos por ITU-T son ordenados en series, siendo la G ( Transmission systems and media, digital systems and networks ) y la H ( Audiovisual and multimedia systems ) las más importantes para aplicaciones de multimedia sobre la Internet. La serie G incluye sistemas de codificación de voz, características de medios de transmisión, redes digitales etc. La serie H incluye sistemas y terminales para servicios audiovisuales, codificación de video, servicio s adicionales para multimedia, etc.

Tomado de:
Hunter, A. (2007). Diseño e implementación de experiencias docentes para el servicio de voz sobre IP, mediante la utilización de la plataforma asterisk IPBX (tesis de pregrado). Universidad Austral de Chile, Valdivia, Chile.

Fuente:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2007/bmfcih939d/doc/bmfcih939d.pdf

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Protocolos de Internet

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Protocolos de Internet: Los protocolos principales del modelo TCP/IP son el protocolo de Internet ( Internet Protocol , IP), el protocolo de control de transmisión ( Transmisión Control Protocol, TCP) y el protocolo de datagrama de usuario ( User Datagram Protocol, UDP).

Protocolo IP

Perteneciente a la capa de internet, el protocolo IP, permite enrutar información a través de diferentes tecnologías tanto de hardware como de software. Permite direccionar, fragmentar y corregir paquetes. Dentro de los campos que posee este protocolo se encuentra uno que permite indicar a la subred el tipo de servicio que se desea. Son posibles diversas combinaciones entre confiabilidad y velocidad. En la práctica, este campo ha sido utilizado en redes con calidad de servicio para telefonía IP pertenec ientes a redes privadas corporativas. Sin embargo, en redes públicas este campo ha sido ignorado, por lo que IP sólo ofrece un servicio no confiable y no orientado a la conexión.

Protocolo TCP

TCP es un protocolo confiable orientado a la conexión que se implementa en la capa de transporte. Dado que el protocolo IP no es ni confiable ni orientado a conexión, es responsabilidad de TCP ofrecer estos servicios a la capa de aplicación. Debe asegurarse que los datos que fueron transmitidos sean recibidos sin error y en el orden correcto, retransmitiendo información perdida y almacenando y reordenando paquetes en caso necesario.

El protocolo TCP se implementó para adaptarse dinámicamente a las condiciones de red por lo que una de sus principales características es el control de flujo. Esta funcionalidad permite que el protocolo sea capaz de determinar la tasa de transmisión de paquetes, para no sobrecargar a receptores lentos. Además, si aumenta la tasa de pérdida de paquetes ( Packet Loss Rate , PLR), el protocolo disminuye exponencialmente su tasa de transmisión, de modo de no saturar la red. Este mecanismo hace que la tasa de transmisión sea conservadora y discontinua.

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Protocolo UDP

A diferencia de TCP, el protocolo UDP no es un protocolo confiable ni orientado a conexión. Ofrece a la capa de aplicación un mecanismo para enviar paquetes IP sin establecer conexión. No existe retroalimentación sobre las condiciones de red por lo que no se retransmiten paquetes perdidos ni se realiza control de flujo.

El protocolo no disminuirá su tasa de transmisión en presencia de un PLR ( Packet Loss Rate ) alto, por lo que en la práctica el tráfico UDP resulta ser muy agresivo. El protocolo no garantiza que los paquetes sean recibidos, mas aún pueden estos llegar en desorden o duplicados.

Tomado de:
Hunter, A. (2007). Diseño e implementación de experiencias docentes para el servicio de voz sobre IP, mediante la utilización de la plataforma asterisk IPBX (tesis de pregrado). Universidad Austral de Chile, Valdivia, Chile.

Fuente:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2007/bmfcih939d/doc/bmfcih939d.pdf

DataCenter VoIP

Los edificios que alojan a los servidores en Europa y Estados Unidos son los centros de datos más ecológicos y fueron construidos como idea de almacén de datos. La ubicación estratégica en Europa central y en Estados Unidos son las ventajas principales.

Los Data Centers están perfectamente situados para garantizar conexiones rápidas a todos los territorios de Europa y América para que todos los clientes se beneficien de la mejor calidad en el servicio brindado. Por otra parte, el edificio que está situado en Europa se encuentra en una de las zonas más ricas de agua subterránea, lo que abre la posibilidad a ServerVoIP de realizar un innovador, ecológico y único sistema de refrigeración de forma natural.

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Idiomas VoIPBox del Software VoIP Switch

Elementos de una Red

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Elementos de una Red: Para diseñar una red de computadores, se dispone de los siguientes dispositivos básicos: hubs, repetidores, bridges, switches y routers.

Hub
Los hubs o concentradores, son usados para conectar múltiples usuarios a un dispositivo físico, el cual es conectado a la red. Los hubs o concentradores realizan la misma labor de los repetidores regenerando las señales que pasan a través de ellos, y operan en la capa física del modelo OSI (OSI capa 1). A diferencia de un repetidor que tiene pocas puertas, un hub repite las señales por varias puertas (de 5 a 24 puertas). Debido a que operan en la capa física, donde en general no se considera direccionamiento, no poseen facultades para establecer dominios.

Bridge

El bridge es empleado para separar lógicamente segmentos dentro de la misma red, y operan en la capa de datos del modelo OSI (OSI capa 2). Una de las principales funciones de un bridge es poder realizar la traducción de paquetes de tecnologías de capa 2.

Switch

El switch es similar al bridge, pero usualmente tiene más puertas. El switch provee un único segmento de red por cada puerta (esto se conoce como microsegmentación) siendo capaz de separar dominios de colisión. De este modo los errores producidos por colisiones de paquetes en un segmento no son transmitidos a los otros. Actualmente los diseñadores de redes están reemplazando los hubs por switches de manera de incrementar las prestaciones y ancho de banda de una red, conservando las instalaciones de alambrado existentes. Al igual que los bridges, los switches operan en la capa de datos del modelo OSI (OSI capa 2).

Router

Los routers son equipos diseñados para interconectar redes en el ámbito de la capa de red del modelo OSI (OSI capa 3). Dentro de sus capacidades está la de separar dominios de broadcast, lo que permite realizar un mejor empleo del ancho de banda en una red de gran extensión, de modo que los mensajes de difusión colectiva en una red sólo afectan a la red que los origina, sin utilizar los recursos de las redes vecinas.

Los routers encaminan el tráfico de acuerdo al contenido del campo de direccionamiento de los paquetes de capa 3. Los routers son dependientes del protocolo. Las técnicas de diseño e implementación de las redes actuales utilizan routers y switches para la gestión del tráfico, debido a que además de presentar un mejor desempeño, ofrecen mecanismos de crecimiento más flexible y escalable. Las redes previas se construían utilizando bridges y hubs.

Tomado de:
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Fuente:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2007/bmfcih939d/doc/bmfcih939d.pdf

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Futuro de voz IP

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Tradicionalmente, las comunicaciones de voz siempre se han realizado a través de circuitos conmutados; en otras palabras, mediante canales temporales que se habilitan para la llamada en cuestión, los cuales se reservan para el uso exclusivo de dicha llamada.

Sin embargo, la conmutación por circuitos también tiene sus puntos fuertes y débiles. Por un lado, se encuentra la alta calidad y confiabilidad que esta tecnología ha alcanzado; por el otro, la ineficiencia en el aprovechamiento de los canales.

La contraparte es la forma de transmitir en conmutación de paquetes o comunicación empleada para transmitir datos. La propuesta se caracteriza por emplear medios compartidos. Los recursos no se reservan para una sola sesión, por el contrario; los paquetes que componen la información de todos los usuarios de una misma red viajan intercalados entre sí, sobre un mismo canal.

El concepto básico para enviar la voz sobre redes de datos es relativa mente simple. Se trata de digitalizarla, tomar los bits resultantes y agruparlos en paquetes de información, para después enviarlos a través de una red de datos. Finalmente, los paquetes se reagrupan en el extremo contrario y se reconstruye la voz.

Para ello puede emplearse cualquier tipo de red: LAN, WAN, Internet, intranet, extranet, etcétera; así como tecnologías de transporte diversas: ATM, Frame – Relay, IP, Ethernet. A pesar de que cada una de estas tecnologías ofrece ventajas propias, la tendencia p arece apuntar a que IP será la opción dominante en el futuro.

En este punto hay que hacer una aclaración: voz sobre IP no significa lo mismo que voz sobre Internet.

IP es sólo el protocolo de transporte y puede ser utilizado tanto en redes privadas como e n redes públicas, que es el caso de internet. Así, es posible transmitir voz utilizando el protocolo IP. Aunque la Red hace uso de dicha tecnología, la calidad deja mucho que desear por diversas razones.

Una de las tendencias tecnológicas en boga es la transmisión de la voz sobre redes de datos, la pregunta es ¿Porqué no seguir haciéndolo mediante los tradicionales circuitos? Las razones son varias, aunque hay dos motivos principales:

1. La eficiencia en los servicios, ya que estas tecnologías aprovechan mejor los recursos; es decir, los canales existentes.
2. La reducción de costos, ya que la industria de los datos se ha desarrollado sobre estándares abiertos, lo que se traduce en precios más bajos. Medrano, de Cisco indicó que otras

ventajas que invitan a modificar la actual infraestructura de circuitos son: “

1. – La arquitectura es completamente abierta y permite desarrollar nuevas aplicaciones y software específico a las necesidades del cliente
2. Al desplegar las redes multiservicios, se borran las limitantes, ya que en ellas pueden converger distintas tecnologías.”

Castillo, de Marconi, describió los principales beneficios tecnológicos que otorgan las redes de datos para soluciones de voz comentó que existe una reducción de costos debido a la convergencia de soluciones de datos y voz, así como el ahorro en sistemas de cableado estructurado y que al integrar voz y datos en un solo cable UTP que llegue hasta el escritorio, se eliminarán los backbone de cable multipares.

Y también existe una reducción de s ets telefónicos, al utilizar varias marcas de teléfonos análogos.

Las ventajas que ofrecen estas tecnologías son múltiples, debido a que no operan sobre una plataforma estándar, éste hecho permite que otros fabricantes desarrollen aplicaciones que interactúen con el mismo sistema. En lo concerniente a redes privadas, hoy las empresas cuentan con dos infraestructuras: Una de voz y otra de datos.

La perspectiva apunta a que ambas convergerán en un solo canal, lo que reportará a los usuarios ventajas en cuan to a la calidad de servicio, así como de costo y operación. Por el momento, los beneficios de utilizar las redes de datos para transporte de voz parecen inclinarse más hacia lo económico.

Un ejemplo es el ahorro que se da en llamadas de larga distancia, porque se utiliza la red ya existente; sin embargo, para que este servicio se propague, será necesario ampliar la capacidad de las redes IP, hecho que ya realizan algunas empresas. ¿Las desventajas? Existe una fundamental: Las redes de datos aún presentan baja calidad para comunicaciones de voz, sobre todo en lo referente a retrasos y caídas de la red.

En lo que respecta a las empresas, deseosas de adquirir dichas soluciones de voz, tendrán que analizar los pros y los contras; deberán tomar en cuenta que el mercado ofrece varias tecnologías de transporte para transmitir la voz: IP, Frame – Relay y ATM, por lo que habrán de determinar cuál se acopla más a sus necesidades y a su infraestructura actual. Otro punto importante es la definición de la ruta para migrar las actuales redes, de conmutadas a tecnologías de transporte.

Este es un proceso que involucra un gran desprendimiento tecnológico y, por lo tanto, habrá que seleccionar al integrador adecuado para dicha transición.

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Una propuesta para resolver los problemas que plantea IP, es el desarrollo de un nuevo protocolo de comunicaciones conocido como Multiprotocol Over Layer Switching (MPLS), con el cual puede asegurarse la calidad en el servicio.

Este protocolo resuelve los problemas de congestionamiento en las redes IP, ya que trabaja con switches en la capa dos y tres, con lo que se minimizan los problemas nativos de IP. Lo anterior es posible por medio de la identificación de protocolos, ya que las aplicaciones viajan dentro de los paquetes y entre éstos existen prioridades de transmisión, dependiendo de la aplicación que transportan.

En este sentido Gerardo Barragán, director de Internet de Alestra, afirmó que con MPLS se puede asegurar la calidad de servicios en ATM y la ubicuidad dentro de IP. . . . “ Alestra es una empresa que ha trabajado en el desarrollo de MPLS en México y lo que podemos decir es que nosotros le apostamos a él. La transmisión de voz en paquetes con este protocolo ofrece un mismo estándar tecnológico y garantiza que los retrasos en redes IP sean mínimos”.

Hay que recordar que los usuarios de telefonía están acostumbrados a utilizar estos servicios sin ningún contratiempo, por lo que las nuevas soluciones tendrán que alcanzar ese rango de calidad para poder comercializarse masivamente. ¿Qué tecnología adoptar? Hasta ahora el panorama indica que existen tres medios de transporte de voz en redes de datos cada uno tiene sus propios adeptos, así como una serie de ventajas y desventajas.

Tomás Medrano, especialista en Diseño del Centro de Soluciones Tecnológicas de Cisco, habló sobre la modalidad de voz sobre IP y apuntó que, eventualmente, tanto usuarios residenciales como los empresariales, recibirán en su propia casa o negocio servicios de telefonía basados en el protocolo IP. “… Esto no quiere decir que las tecnologías como ATM o Frame – Relay vayan a desaparecer, simplemente encontrarán un lugar apropiado.

Un ejemplo es el caso de los prestadores de servicios que comenzarán a sustituir sus redes de conmutación de circuitos, colocan do redes IP con ATM, lo que permitirá intensificar la demanda de datos en sus redes”. Acorde a este planteamiento, Rodrigo Martínez, subdirector de productos, datos y valor agregado de Avantel, opinó que con el esquema que ofrece la Red Digital de Servici os Integrados (ISDN), los carriers podrán ofrecer de igual modo voz sobre distintas tecnologías; sin embargo, aclaró que tanto para el mercado residencial como para el empresarial la ruta es IP. En contraparte para los defensores de ATM habrá que apuntar que esta tecnología fue creada precisamente para comunicaciones multimedia, de modo que se encuentra lista para este tipo de aplicaciones.

La desventaja, en comparación con IP, es que se trata de una tecnología costosa, por lo que se vislumbra como una opción de trasporte más enfocada hacia las redes de área amplia, así como red pública. Una empresa que apuesta por esta tecnología es Marconi Communications. En voz de Ravey Castillo, gerente regional de la División de Fore Systems de dicha empresa “ATM es l a única tecnología que permite garantizar la calidad en el servicio y no está limitada a pocas extensiones; es la única capaz de competir con los sistemas tradicionales de PBX sin ofrecer los retrasos que tiene IP”.

Frame Relay, ésta tecnología estará cerca de los usuarios corporativos, muchos de los cuales están contratando este servicio e incluso ya lo utilizan para enviar voz. Este hecho avaló Jaime Ramírez, gerente de Producto de Rad, quien explicó que dicha tecnología se encuentra probada y madura par a cumplir con los estándares establecidos para la transmisión de voz. “Lo fundamental de Frame – Relay – agregó Ramírez – es que permite formar redes privadas o acceder a redes públicas de diferentes operadores, con óptimos resultados en la calidad en el s ervicio”.

También realizó una clasificación de la tecnología de transporte que deberá usarse en función del tipo de red: En redes unificadas, ATM, podrán usarse protocolos de redes de área amplia, por ejemplo ATM, que ha sido seleccionado como la técnica de multiplexaje y conmutación por la mayoría de los carriers.

Con ello podrá incrementarse la versatilidad de los servicios y utilizar una infraestructura de red común. En redes Multiservicios, IP: se empleará este protocolo orientado al transporte de LA N a LAN, mediante backbone Gigabit Ethernet de operadores telefónicos, ISP y corporativos; donde además podrán emplearse nuevas tecnologías, como TDM sobre IP, pero con la limitante de calidad de servicio que ofrece IIP.

Adicionalmente, Martínez de Avant el comentó que dicha transición tendrá que dividirse en dos sectores: El residencial y el de los corporativos. El primero – indicó el directivo – los consumidores empiezan a utilizar esta tecnología, y comienza a masificarse, principalmente porque está siendo impulsada por el uso de la PC.

En cambio, en el sector empresarial la situación cambia, debido a que los corporativos están evaluando IP, en su constante búsqueda por reducir costos. “Estos son candidatos excelentes para implantar redes convergentes de comunicación sobre IP, mientras que las compañías chicas se integrarán poco a poco, conforme baje el costo de los equipos” Hasta el momento, en México ya hay algunas compañías que emplean estas soluciones.

Entre ellas ISP, bancos, corporativos y carriers. El desarrollo por parte de fabricantes y operadores ya está en plenitud en el país, por lo que el panorama muestra que en poco tiempo, empresas de todos los tamaños podrán integrarse a las soluciones de voz que ofrecen las redes de datos.

Tomado de:
Reza, M. (2011). Voz sobre IP «Analisis del servicio instalado en la facultad de Telemática» (tesis de pregrado). Universidad de Colima, Colima, Colombia.

Fuente:
http://digeset.ucol.mx/tesis_posgrado/Pdf/Maybelline%20Reza%20Robles.pdf

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