La señal de audio debe ser digitalizada, codecs

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La señal de audio ha de ser digitalizada, comprimida y codificada antes de ser transmitida por la red IP. Para ello se utilizan algoritmos matemáticos implementados en software llamados códecs (acrónimo de codificador-decodificador, aunque principalmente se utilizan como compresores-descompresores).

Existen diferentes códecs de audio utilizados en VoIP, y dependiendo del algoritmo escogido en la transmisión variara la calidad de la voz, el ancho de banda necesario, y la carga computacional. El objetivo principal de esta tecnología es encontrar un equilibrio entre eficiencia y calidad de voz.

Aunque el sistema auditivo humano es capaz de captar las frecuencias comprendidas entre 20 Hz y 20 kHz, la gran mayoría de códecs procesan aquella información dentro de la banda de 400 Hz a los 3,5 kHz ya que con esto es suficiente para reconstruir la señal original. A continuación se enumeran algunos de los códecs más comunes:

✔ G.711: principal códec de la PSTN estandarizado por la ITU (Internacional Telecommunication Union) en 1972. Este estándar muestrea a una frecuencia de 8 kHz y utiliza PCM (Pulse Code Modulation), para comprimir, descomprimir, codificar y decodificar. Existen dos subtipos:
● μ-law: codifica cada 14 muestras en palabras de 8 bits. Usado en EE.UU y Japón.
● A-Law: codifica cada 13 muestras en palabras de 8 bits. Usado en el resto del mundo. Al entregar ambas palabras de 8 bits requiere un ancho de banda de 64 kbps. Este es el algoritmo más simple y de menos carga computacional, ya que no realiza compresión en la codificación y es la base del resto de estándares.

✔ G.726: este standard de la ITU, también conocido como ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation), sustituyo al obsoleto standard G.721 en 1990. Permite conseguir un ancho de banda de 16 kbps, 24 kbps, y 32 kbps. La ventaja de este codec es la disminución del ancho de banda sin incrementar la carga computacional.

✔ G.723.1: este algoritmo, estandarizado en 1995 por la ITU, puede operar a 6,3 kbps o 5,3 kbps. Este codec debe ser licenciado para poder ser usado.

✔ G.729A: este códec desarrollado por diferentes empresas privadas necesita un ancho de banda de 8 kbps, y su carga computacional es elevada. También es necesaria una licencia para su uso. No puede transportar tonos como DTMF, o fax, pero es el que menor tasa de bits proporciona (8 kbps).

✔ GSM (RPE-LPT): Este codec aunque conocido popularmente por GSM, por usado en este tipos de redes, su nombre original es: Regular Pulse Excitation-Long Term Prediction). Este codec codifica a 13 kbps con una carga computacional media, y no requiere el pago de licencia.

✔ iLBC (Internet Low Bit-Rate Codec): Este codec muestrea cada 8 Khz, y utiliza para la codificación (LPC) y codifica a 15.2 kbps o 13.3 kbps. Este codec es libre, y no necesita ser licenciado.

A continuación se muestra una tabla resumen con los códecs más utilizados actualmente:
-El Bit Rate indica la cantidad de información que se manda por segundo.
-El Sampling Rate indica la frecuencia de muestreo de la señal vocal. Cada cuanto se toma una muestra de la señal analógica.
– El Frame size indica cada cuantos milisegundos se envía un paquete con la información sonora.
– El MOS indica la calidad general del códec (valor de 1 a 5), refiriéndose principalmente a la calidad de la voz transmitida.

Codecs de audio para VoIP

Codecs de audio para VoIP

Tomado de:
Sierra, A. (2008). Instalación de un sistema VoIP corporativo basado en Asterisk (Proyecto fin de Master). Universidad Politécnica de Cartajena, Murcia, España.
Fuente:
http://repositorio.upct.es/bitstream/handle/10317/737/pfm35.pdf;jsessionid=951D111758801A0375EA20D3195A6313?sequence=1

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Idiomas VoIPBox del Software VoIP Switch

Transmisión de voz en redes IP

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Transmisión de voz en redes IP: Para poder transmitir paquetes de voz (previamente Digitalizada) por una red IP se necesitan los siguientes elementos:

• Codificación de y decodificación de voz (codecs)
• Ancho de banda
• Prioridad y calidad de servicio (QoS).

“La palabra códec se deriva de una combinación de las palabras ‘codificador’ y ‘decodificador’ ” (Scott, 2001) La función del codificador es el proceso de de codificar una señal digitalizada en un forma mas eficaz para la transmisión o almacenamiento, mientras que la función del decodificador es el proceso de restaurar la señal a la forma original como se puede observar en la figura 2.11

Los codecs están compuestos de funciones de codificador y decodificador

Los codecs están compuestos de funciones de codificador y decodificador

En lo que respecta a ancho de banda Para que la solución de telefonía IP funcione bien, la red debe ser capaz de dar prioridad a los paquetes de voz sobre los paquetes de datos ordinarios o siempre tener ancho de banda disponible.

La calidad de la conversación es la característica del códec más difícil de cuantificar.

Codificación de y decodificación de voz (codecs)

Los codecs de baja proporción de bits tienden a perder señal, lo que significa que la calidad de la señal se reduce con los sucesivos ciclos del codec, existen diferentes algoritmos de codificación de conversación y se pueden clasificar de la siguiente manera:

• Codecs de forma de onda.
• Codecs fuente.
• Codecs híbridos.

rango en el que se encuentran los diferentes algoritmos y su calidad de audio

rango en el que se encuentran los diferentes algoritmos y su calidad de audio

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Codecs de forma de onda

“Los codecs de forma de onda son aquellos que reconstruyen una señal de entrada sin modelar el proceso que creó la señal de entrada, la señal de salida recrea la forma de la entrada de la forma de onda, con independencia de que la entrada sea conversación, música o ruido aleatorio” (Scott, 2001). Una de las principales ventajas de este algoritmo es que se hacen pocas conjeturas acerca del tipo de entrada, de modo que el códec puede replicar sonidos de muchas fuentes. El precio de esta ventaja es que el códec no esta optimizado para la codificación a baja proporción de bits de tipos de entrada específicos, tales como la conversación. Este tipo de códec son los menos complejos.

El códec de Modulación por Impulsos Codificados (PCM), es especificado en la recomendación G.711 de la ITU-T*, es un códec de forma de onda, donde la señal analógica de conversación es filtrada para eliminar los componentes de frecuencia alta y baja, y muestreada a 8000 veces por segundo; el valor muestreado es cuantificado para uno de los 256 valores, que están representados en 8 bits. La proporción de bits resultante del códec G.711 es de 64 Kbps, lo que determina el tamaño de un DS-0. El valor de muestra es codificado usando una de las dos leyes de codificación: mu-law o A-law.

El algoritmo Ley Mu (μ-law ó mu-law) es un sistema de cuantificación logarítmica de una señal de audio. Es utilizado principalmente para audio de voz humana dado que explota las características de ésta. El nombre de Ley Mu proviene de μ-law, que usa la letra griega μ. Su aplicación cubre el campo de comunicaciones telefónicas. “Este sistema de codificación es usado en EEUU y el Japón. En Europa se utiliza un sistema muy parecido llamado ley A” (http://www.babylon.com/definition/mu-law/Spanish)

“La ley A (A-Law) es un sistema de cuantificación logarítmica de señales de audio, usado habitualmente con fines de compresión en aplicaciones de voz humana”. (http://www.babylon.com/definition/A-law/Spanish) Está estandarizada por la ITUT en G.711 y es similar a la ley Mu.

El códec Modulación por Impulsos Codificados Diferencial y Adaptable (ADPCM), especificado en la recomendación G.726 de la ITU-T, es un códec de forma de onda más avanzado. Este método de codificación optimizado para ondas continúas de variación lenta que puede ser usada para voz. Cambia el ancho de banda normal de la voz de 64kbps a 32 kbps por lo que se dice que se “comprime” al 50%. Este códec en lugar de tomar toda la lectura completa de la señal solo se toma la variación generando números mas pequeños cuya transmisión requiere menor ancho de banda lo anterior se resumen en la figura 2.13.

Proceso decodificador AD-PCM

Proceso decodificador AD-PCM

La codificación por CELP (Code Excited Linear Prediction) es un estándar de compresión adaptado 100% a la voz humana, contiene filtros para las frecuencias que no impactan la calidad de la voz simplificando la señal y reduciendo así el ancho de banda utilizado en la transmisión. Existen muchos codecs que pertenecen a la clase CELP incluyendo las recomendaciones G.728 de ITU-T CELP de bajo retraso a 16 kbps y la G.729 a 8 kbps

Codecs de fuente

Los codecs de fuente están diseñados con unas intenciones fundamentalmente diferentes que los codecs de forma de onda. Estos están diseñados para tipos de entrada específicas (por ejemplo la conversación humana) y hace uso de la supuesta entrada para modelar la fuente de la señal. Los codecs de fuente de conversación, una señal de estimulo de los pulmones y las cuerdas vocales se filtran en el tracto vocal (la garganta, la lengua, la cavidad nasal, y los labios). En los sonidos sordos, el aire es turbulento que deja los pulmones produce un sonido silbante que es formado por el tracto vocal. Las cuerdas vocales no intervienen en la producción de sonidos sordos. “La señal sorda es similar al sonido blanco, con energía en muchas bandas de frecuencia» (Scott, 2001). En los sonidos sonoros, las cuerdas vocales se abren y se cierran a diferentes frecuencias que modulan el aire que pasa por ellas.

Los codecs de fuente emulan la función de la señal estimulo y el filtro del tracto vocal. Las muestras de audio que introduce el codificador se agrupan en tramas y estas tramas se analizan para determinar el tipo de señal de estimulo y la forma del filtro. El tipo de señal de estimulo esta a menudo codificado en un solo bit, indicando un estimulo sonoro o sordo. En estímulos sordos el decodificador puede usar sonido blanco para la señal estimulo, de modo que el codificador solo necesita identificar que el estimulo es sordo. En estímulos sonoros, el codificador determina la frecuencia de impulso de la modulación de las cuerdas vocales.

Codecs híbridos

“Los codecs híbridos proporcionan mayor calidad de conversación que los codecs de fuente, con proporciones de bits mas bajos que los codecs de forma de onda” (Scott, 2001) Para cumplir este rendimiento, los codecs híbridos usan una combinación de modelado de fuente y de análisis de forma de onda. Estos algoritmos tienden a ser bastantes complejos.

Los codecs híbridos mas comunes operan en el dominio del tiempo usando técnicas de predicción lineal de análisis-por-síntesis (LPAS). Igual que los codecs de fuente, los codecs LPAS modelan una señal de estimulo y un filtro. El componente del filtro es similar al modelado en los codecs de fuente, pero la codificación de la señal estimulo es mas sofisticada. Hay tres estrategias principales para codificar por estimulo.

• Estimulo multiimpulso (MPE)
• Estimulo de impulso regular (RPE)
• Predicción lineal de código estimulado (CELP)

Cada una de estas técnicas genera la señal de estimulo de varios modos, pero todas ellas producen una variedad de señales de estimulo a través del filtro para ver que estimulo produce mejor la coincidencia con la forma de onda original, Una vez obtenida la mejor coincidencia, el códec transmite las variables del filtro y la información sobre la señal estimulo. La representación de la señal de estimulo es diferente para los codecs MPE, RPE, y CELP.

Ancho de Banda

La planificación de la capacidad para las redes que transportan tráfico en tiempo real es de algún modo diferente a la planificación de la capacidad de las redes de solo datos tradicionales. Aunque los requisitos de ancho de banda se basan en las velocidades pico de tráfico, los intervalos sobre los que se miden las velocidades pico deben ser más cortos.

Considere una red diseñada para una velocidad de tráfico en horas pico de una media de 200 Kbps.n Puede parecer que un circuito WAN de 256 Kbps alojarían bien la carga de trafico. Ahora considere que durante todo el tiempo, el nivel de trafico puede alcanzar repetidamente 300Kbps a intervalos de minutos pico, seguidos de un uso mas ligero en algunos momentos, en este escenario, los usuarios pueden o no quejarse del rendimiento lento de la red.

Ellos se quejarían definitivamente por el pobre rendimiento de la voz si tienen altas expectativas de calidad y disponibilidad de la misma. “Durante los tiempos altos de utilización de la red, los búferes se desbordan y la calidad de voz sufre a medida que los que los paquetes de voz se caen o se retrasan” (Scott, 2001) Las consideraciones económicas son frecuentemente el centro de decisiones para incrementar el ancho de banda en circuitos WAN.

Un planteamiento para evitar aumentar el ancho de banda es aumentar la eficiencia del rendimiento de de los datos asignando prioridad hades al trafico, minimizando las actualizaciones del enrutamiento y disminuyendo la cantidad de sobrecarga de paquetes. Aunque las configuraciones de router avanzadas pueden ser una herramienta para posponer los aumentos de ancho de banda.

Para poder disminuir el consumo de ancho de banda se pueden tomar las siguientes medidas:

• Uso de un códec de voz con gran ratio de compresión.
• Minimizar el tamaño de las cabeceras que encapsulan datos.
• Reservar ancho de banda para las aplicaciones en tiempo real y criticas.

Calidad de conversación.

“La calidad de conversación es la característica del códec más difícil de cuantificar. Hay muchos factores que pueden considerarse, y no hay una formula obvia para relacionar el rendimiento del códec en diferentes pruebas” (Scott, 2001) Para lograr una conversación de calidad se deben realizar múltiples comparaciones que se basan en una simple prueba de condiciones ideales, como una señal de entrada limpia, sin perdida de tramas o errores entre el codificador y el decodificador. Un proceso de prueba mas sólido podría considerar los efectos de los siguientes factores, tanto solos como en combinación.

• Pérdidas de tramas o errores del códec.
• Ruido de fondo de la señal de fuente.
• Múltiples portavoces simultáneos.
• Fuentes que no son de conversación, tales como la música.
• Lenguaje del portavoz.

Tomado de:
Ferráez, E. (2008). El impacto de la Telefonía IP en las Organizaciones (tesis de pregrado). Universidad Veracruzana, Veracruz, México.
Fuente:
http://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/28505/1/Ferraez%20Rodriguez.pdf

Emprendiendo en la Telefonía por Internet

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Desventajas al Usar la Telefonia por Internet (VoIP)

Codecs y Formatos de audio en Telefonia IP

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Como es común en toda comunicación de múltiples medios (multimedia), es necesario utilizar un “lenguaje” común durante la trasmisión, y en caso de querer almacenarla en nuestro sistema algun tipo de formato.

Para ello Asterisk utiliza toda una serie de Codecs y Formatos, tanto de video, como de audio, incluso de Imagen segun veremos a continuación.
En términos generales un codec básicamente es un algoritmo de compresión y descompresión, que aprovecha la potencia de las CPU para realizar una labor de mejor o peor calidad. Lo mismo se aplica para los formatos pero concretamente en el momento de escritura en un archivo de almacenamiento.

Como todos los algoritmos, nos encontramos ante un triangulo en el cual, si preferimos optar por tender hacia un vértice, sacrificamos el resto. En este caso los vértices serían:

• Uso de recursos de CPU
• Consumo de Ancho de Banda
• Calidad de la comunicación

Si creamos un algoritmo muy sofisticado que sea capaz de comprimir bastante el medio, y nos ofrezca una calidad de comunicación bastante aceptable, lo más probable es que estemos sacrificando una gran cantidad de Recursos de la CPU

En contrapartida, si queremos utilizar un algoritmo bastante lineal, y conservar la calidad en la comunicación, lo típico sería que el consumo de ancho de banda sea demasiado alto.
Si elegimos sacrificar la calidad en la comunicación entonces podremos permitirnos un consumo de ancho de banda ajustado, y un algoritmo relativamente lineal.

Eventualmente existen algoritmos muy sofisticados que son capaces de rendir en términos generales (menor uso de recursos, menor consumo, y máxima calidad) mucho mejor que otros menos elaborados. Pero como suele venir siendo común estos códecs están protegidos detrás de licencias de uso bastante caras y que eventualmente será decisión nuestra valorar el coste general (TOC) de la solución dado que si manejamos un alto nivel de comunicaciones, el rendimiento global podría verse afectado, y con el pago de esas licencias, conseguir un ahorro de costes a nivel de infraestructura tanto de Servidor como de Comunicaciones.

Formatos en Telefonia IP

Formatos en Telefonia IP

Codecs de Audio

ulaw
Este codec, es realmente conocido como G.711 pero en su versión específica para Estados Unidos. Es el tipo de codificación que utilizan los teléfonos en la red clásica de telefonía en EEUU y Canadá. Ofrece un flujo de datos de 64 kbit/s lo que puede resultar bastante alto comparado a sus “competidores” (aunque para la telefonía estándar, es un flujo de datos común). Esos 64 kbit/s recuerdan al ancho de banda, obtenido por los MODEM que se utilizaban antiguamente para conectarse a Internet y es justamente por esto, las lineas de voz, ocupaban el 100% de su ancho de banda utilizando este códec.

alaw
Es equivalente al codec ulaw, pero es el utilizado en Europa. Para configuraciones hechas en España es muy conveniente permitir este codec, y forzar los dispositivos a utilizar este códec, (u otro mejor) para intentar evitar la transcodificación.

gsm
Este codec es muy reconocido dado que se utiliza regularmente en los canales de las lineas móviles. Sus siglas hacen referencia a Global System for Mobile communications, es decir, Sistema Global para las comunicaciones móviles. Realmente no prima en la calidad sino en la cantidad, ya que el flujo de datos en una conexión Full-Rate es de solo 13kbit/s. Es un buen método para ahorrar ancho de banda ya que es casi consume 5 veces menos que el códec alaw, aunque si trabajamos en conexiones de mala calidad a nivel de tiempo de respuesta (tiempo que tarda en ir y volver un paquete enviado) o de jitter (desviación estándar del tiempo de respuesta), la voz podría llegar a distorsionarse tanto hasta ser incomprensible.

ilbc
Uno de los codecs más interesantes, creado por una empresa que compró Google, y aplicable a múltiples programas conocidos de conversación por voz, como un softphone muy popular en Linux llamado Ekiga, la convertida empresa Gizmo5 al conocido Google Voice, y como no podía ser menos, Google Talk.
Puede llegar a ofrecer niveles de calidad superiores al poderoso G729.a (vemos más adelante), y a cambio es distribuido con una licencia no Open Source, pero si de uso bastante libre, incluso es posible modificar el código. Si el dispositivo lo permite, sin duda es una gran opción permitir el uso de este códec. El flujo de datos es de tan solo 13,3 kbit/s, equivalente a GSM pero con infinita mayor calidad. El problema como suele ser lógico, es que a no ser que tuviese el algoritmo definitivo (que no es el caso), consume demasiados recursos en la CPU comparativamente al resto de los codecs.

speex
Otro códec bastante interesante desarrollado por la comunidad Xiph (también conocida por formatos reconocidos como Vorbis, Flac), y por el hecho de ser uno de los pocos 100% Open Source (Licencia BSD), y muy ajustable a nivel de nuestro sistema Asterisk. Cuando hablamos de ajustable, nos referimos a nivel de configuración (codecs.conf) podríamos elegir variar el compromiso de consumo de CPU a costa del consumo de ancho de banda o la calidad y llegar a conseguir la ajustada cantidad de solo 2kbit/s en caso que fuera necesario [1]

g722
Este codec es una “mejora” del G.711 y también su uso es gratuito y es soportado por multiples dispositivos. En esencia este puede ser el problema de utilizar uno u otro codec: Que el dispositivo que conecte con nuestro asterisk lo soporte. Comparativamente hablando con otros codecs como ilbc, y speex, este codec es muy inferior, pero en cambio ha sido más popular entre los dispositivos de telefonía, asi que, a veces sería una mejor opción que utilizar el códec alaw, en caso que se nos permita elegirlo.

g723
Este codec es un compromiso bastante aceptable entre ancho de banda, calidad y consumo, y de hecho se utiliza en conjunto con el codec de video H.323. En Asterisk solo puede ser usado en el modo pass-thru (es decir, para comunicaciones directas entre dos dispositivos que soporten este codec, parametro directmedia de SIP. Así que perderiamos mucha funcionalidad que nos ofrece Asterisk. Además no es gratuito, tiene licencias cerradas, y también se encuentra bajo los estandares de la ITU-T

g726
Como el códec G.711, también proviene de la telefonía convencional. El consumo de ancho de banda es bastante inferior (32kbit/s) y se introdujo como una mejora para aprovechar los troncales de telefonía ofrecidos por los operadores, G.726

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g729
El codec G.729a es el códec que utiliza una licencia de pago más popular en el mundo de Asterisk. De hecho Digium comercializa sus licencias directamente como un producto desde su página web oficial. Este códec es todo un compromiso de calidad en todos los niveles anteriormente expuestos. Podría considerarse que en la actualidad no tiene rivales, y su algoritmo al estar patentado no es posible que sea replicado. En instalaciones bastante grandes, o en instalaciones que tengamos problemas porque el coste del ancho de banda se dispara en precio conforme vamos solitando ampliaciones, este códec podría ser muy interesante tenerlo en cuenta ya que realmente para lo que ofrece, no es excesivamente caro. Por ejemplo en una instalación de teléfonos en una sede remota, que dependen de troncales en una sede principal, y que el ancho de banda lo comparten además con otras aplicaciones de uso interno, sería una buena opción plantearse la adquisición de estas licencias.

Podríamos considerar el uso de codecs libres u Open Source como los comentados anteriormente, pero nos encontramos ante la dificultad que muchos terminales no lo soportan. Si los teléfonos no pasan por un sistema Asterisk intermedio, y conectar directamente con la central, hay que tener en cuenta, que este codec suele venir implícito en una gran cantidad de teléfonos físicos, lo que aporta un valor añadido aún superior.

Formatos de Audio

Los formatos principalmente se miden, por el nivel de compresión que afecta a la calidad, y por la tasa de bits (bitrate) que afecta al tamaño. Al igual que ocurre con los codecs, el hecho de conseguir una buen bitrate, en conjunción a una buena calidad, incluso perfecta calidad (compresión nula), supone un esfuerzo mayor en los recursos de procesamiento del sistema.
En consecuencia, podemos decir que existen múltiples formatos que no tienen ningún tipo de compresión, es decir también llamados formatos “sin perdidas”, muy divulgados a raíz de las críticas por la baja calidad que ofrecían algunos formatos más populares con carácter comprimido.

GSM
Este formato, sería simplemente la traducción directa de una pista de audio basada en el códec GSM en bruto, con las mismas características a nivel de calidad y tasa de bit (en consecuencia tamaño), suele representarse con la extensión gsm aunque tambien puede tener extensión wav49.

PCM
Es un formato utilizado regularmente por los sistema de telefonía tradicionales, traducción directa de modulación por impulsos codificados, no tiene ningún tipo de compresión, ni tampoco perdida de calidad, pero suele ser el formato con los bitrates más elevados, dado que podría considerarse un tipo de grabación en “bruto”. Suele utilizar las extensiones wav o pcm

WAV
Formato creado por Microsoft, que suele basarse en otros formatos pero que en esencia suele ser un tipo de formato sin compresión pero también como parecidos, suele tener tamaños considerables para la cantidad de información almacenada, dado que suele ser un formato de almacenaje en bruto. Sus distintas variantes, simplemente establecen la frecuencia y los bits, que desembocará en el nivel de la calidad de grabación.
El más utilizado en asterisk es el WAV 16 bit linear (wav16 o simplemente wav)

OGG
Su nombre viene de Ogg Vorbis, es un formato open source, también englobado dentro de la comunidad Xiph, al igual que el códec Speex. Viene a ser un posible reemplazo de los codecs más populares especialmente en Internet, donde se realiza la mayor parte de la transferencía de los mismos, como puede ser el caso de MP3, para concretamente, el estilo de formatos con compresión y cuya perdida esta basada en el nivel de esta. Se establecen 12 niveles de compresión que van desde q(-2) a q(10) siendo el máximo, el mínimo nivel de compresión y en consecuencia, el ficheros de mayor tamaño produce.

SLINEAR
Es un formato de archivo, nativo de Asterisk, que no tiene ningun tipo de compresión ni perdida de calidad en consecuencia, pero el bitrate suele ser bastante elevado. Es equivalente al formato RAW (en bruto), y suele representarse con la extensión sln.

MP3
El formato más conocido entre todos, hace referencia a MPEG Layer III, y posee licencias muy especiales de distribución. Es por estas por lo que su desarrollo dentro de Asterisk ha de hacerse de forma individual, y es altamente recomendable transformar los ficheros MP3 a otro formato más práctico para Asterisk antes de trabajar con ellos. Se considera al igual que OGG, un formato de compresión, con significativas perdidas de calidad en función de la misma.

Hay que considerar ademas, que el uso del codec, va “inscrito” en el dispositivo que vayamos a utilizar. Si utilizamos softphones (teléfonos en la computadora) es muy probable que podamos “instalarles” cualquier codec literalmente, pero en el caso de utilizar dispositivos físicos, a no ser que el fabricante tenga opciones a “insertarles” nuevos codecs, cosa poco probable, tendremos que conformarnos con los que trae por defecto.

En teoría si en un punto, tenemos un teléfono última generación con un codec muy eficiente, y en el otro punto tenemos un teléfono IP muy antiguo, que utiliza un códec obsoleto, nos encontramos ante otro problema adicional. Si decidimos que el teléfono nuevo por defecto utilice el codec de máxima calidad, al llegar el audio a nuestra máquina Asterisk, esta debe convertirlo (transcoding) al estilo del códec del dispositivo más antiguo, y esta conversión en ocasiones puede suponer un consumo de CPU aun superior, que el de la propia codificación y descodificación de los medios.

Tomado de: http://elastixtech.com/codecs-y-formatos-en-telefonia-ip/

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SIP Telefonía e IVR (Respuesta Automática)

Algunas definiciones conceptuales de voip

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• CRACKING
Es el permanente intento de violación de seguridad de los sistemas informáticos, con fines justificados o no.

• DRIVERS
Programa que posibilita al sistema operativo de una computadora pueda entenderse con un equipamiento periférico, como es el caso de una impresora, una placa de video, una tarjeta de red, una tarjeta analógica.

• PSTN
Red de Telefonía Pública Conmutada.

• EXPLOITS
Es el nombre con el que se identifica un programa informático malicioso, o parte del programa, que trata de forzar alguna deficiencia o vulnerabilidad de otro programa.

• CODEC
Codificador decodificador.

• ENRUTAMIENTO
El proceso de reenviar paquetes entre dos o más redes conectadas. En cuanto a las redes basadas en TCP/IP, el enrutamiento forma parte del Protocolo Internet (IP) y se utiliza junto con otros servicios de protocolo de red para proporcionar capacidades de reenvío entre hosts que se encuentran en segmentos de red distintos dentro de una red basada en un TCP/IP más grande.

• PROTOCOLO
Es el lenguaje utilizado en la negociación y establecimiento de las comunicaciones tanto de datos como de voz sobre IP. Existen varios protocolos entre ellos los más importantes dentro de VOIP: TCP , UDP, IP, SIP, IAX2, MGCP, entre otros.

Tomado de:
Almeida, R. (2015). Implementar una central telefónica IP basada en tecnología open source en la carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales (tesis de pregrado). Universidad de Guayaquil, Guayaquil, Ecuador.

Fuente:
http://repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/9946/1/PTG-191-Almeida%20Arboleda%20Ronald%20Edmundo.pdf

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Emprendiendo en la Telefonía por Internet

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Desventajas al Usar la Telefonia por Internet (VoIP)

Red VoIP Codecs

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Códecs

VoIP funciona digitalizando la voz en paquetes de datos, enviándola a través de la red, se realiza la reconversión de digital a analógica en la terminal destino de la comunicación. La señal análoga del teléfono es digitalizada en señales PCM 25 por medio del codificador/decodificador de voz.

Las muestras PCM pasan por el algoritmo de compresión, el cuál comprime la voz y la fracciona en paquetes que pueden ser transmitidos en la red WAN. Al otro extremo del canal de comunicación se realiza el proceso inverso.

Los códecs son usados dentro del mundo VoIP para codificar y decodificar los datos de voz. Estos códecs nos puede n ayudar a usar menor número de bits por conversación de voz, por lo que se traduce en mayor número de llamadas simultáneamente en un ancho de banda finito.

La compresión tiene como objetivo eliminar la redundancia de los datos que son enviados. Usualmente entre más comprimida sea la señal de voz más recursos usará el DSP, por lo que estos códecs se clasifican por su complejidad.

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ITU G.711

Este estándar también se conoce como PCM. Este códec muestrea la señal de voz a una frecuencia de 8 000 muestras por segundo. Esto proporciona una mejor calidad a comparación de la mayoría de los códecs empleados.

Existen dos técnicas comunes de compresión binaria G.711 en la mayoría de los servicios de voz: una es llamada la ley μ que es la más usada en los Estados Unidos, Canadá y Japón; mientras que también existe la le y A que es mayormente usada en el resto del mundo. Para lograr interoperabilidad entre estas técnicas PCM debe haber una traducción de un códec a otro.

Una llamada telefónica requiere 64 Kbps en el cable. De acuerdo al teorema de muestreo de Nyquist tendremos 8 000 muestras de voz cada segundo. Cada muestra es de 8 bits; por lo que al multiplicar 8 000 x 8, obtendremos 64 Kbps, lo que significa que G.711 no usa compresión y es la alternativa cuando ex iste suficiente ancho de banda.

ITU G.729
El muestreo que provee este códec es el mismo que el de G.711. La diferencia de G.711 radica en la compresión, pues G.729 usa una técnica llamada CS – ACELP la cual se basa en métodos alternos de muestreo y expresiones algebraicas como libro de códigos para predecir la representación numérica real. Estas expresiones algebraicas se envían al sitio remoto, donde estas son decodificadas y el audio es sintetizado para imitar el audio original; la predicción y sintetización de forma de onda de audio degrada la calidad de la señal de voz haciendo que la voz del que habla suene robótica.

La ventaja de este códec es que permite una compresión de voz que sólo requiere de 8 Kbps por llamada en vez de los 64 Kbps requeridos por el G.711. Esto significa que se podrían hacer ocho llamadas en el espacio de una que estuviera usando G.711, lo que sería bueno para compensar el despliegue de VoIP en un enlace WAN de poca rapidez.

I TU G.729a
Es un códec muy parecido a l G.729 pues usan el mismo ancho de banda de 8Kbps por llamada pero difieren en el tipo de algoritmo usado, por lo que el códec G.729 es considerado de complejidad alta mientras que el G.729a es considerado de complejida d media.

ITU G.728
Este estándar describe el códec G.728, el cual opera a 16 Kbps. El algoritmo que usa es llamado LD – CELP el cual calcula su predicción mediante un filtro codificador lineal predictivo de orden cincuenta, la excitación es generada por medio de un vector de cuantización.

Otros códecs
El tratamiento de la voz, incluyendo la codificación, decodificación y compresión es un tema que debe analizarse profundamente a la hora de implementar VoIP en una red de determinadas características. Por esta razón existen diversos estándares de la ITU que explican los algoritmos y esquemas de codificación utilizados en cada uno de ellos, unos más complejos que otros . Algunos otros estándares que son importantes conocer, son los siguientes:
• G.726 – Describe la codificación mediante el algoritmo ADPCM codificando a 40, 32, 24 y 16 Kbps.
• G.722 – Usa la tecnología SB – ADPCM y permite operar a 48, 56 y 64 Kbps.

También existe el iLBC que usa ya sea 20 ó 30 ms de muestras de voz y terminan por consumir 15.2 ó 13.3 Kbps respectivamente. Uno de los beneficios de este códec es que tiene la capacidad de manejar la pérdida de paquetes, pues las técnicas usadas por este códec permiten que la pérdida de paquetes sea prácticamente no perceptible para el usuario. Este estándar no es definido por la ITU, sino que fue propuesto por una colaboración de líderes del mundo VoIP y espera ser aceptado universalmente. Con la gran diversidad de códecs existentes, se debe tomar en cuenta las ventajas y desventajas que cada uno representaría para nuestra red. A continuación se presenta una tabla comparativa de algunos de los códecs:

Comparacion de algunos codecs

Comparacion de algunos codecs

Tomado de:
Hernández, O, & Tzintzun, R. (2010). Comportamiento y estudio dinámico de aplicaciones de VoIP en una red de interconexión de área metropolitana (tesis de pregrado). Universidad Nacional Autónoma de México, México.

Fuente:
http://132.248.9.195/ptb2011/noviembre/0674928/0674928_A1.pdf

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Aspectos de telefonia VoIP

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Aspectos de VoIP

La calidad de servicio (QoS) es el rendimiento de extremo a extremo de los servicios electrónicos tal como lo percibe el usuario final. Los parámetros de QoS son: el retardo, la variación del retardo y la pérdida de paquetes. Una red debe garantizar que puede ofrecer un cierto nivel de calidad de servicio para un nivel de tráfico que sigue un conjunto especificado de parámetros.
La implementación de políticas de calidad de servicio se puede enfocar en varios puntos según los requerimientos de la red, los principales son:
• Asignar ancho de banda en forma diferenciada.
• Evitar y/o administrar la congestión en la red.
• Manejar prioridades de acuerdo al tipo de tráfico.
• Modelar el tráfico de la red.

Como se ha dicho, la comunicación sobre IP (al igual que la telefonía convencional) debe tener características de tiempo real, desafortunadamente TCP/IP no puede garantizar este tipo de particularidad siempre, de modo que se deben introducir algunas políticas que puedan manejar el flujo de paquetes en todos los enrutadores que deban intercambiar paquetes. Estas son:
Campo tos en el protocolo IP para describir el tipo de servicio: los altos valores indican poca urgencia, mientras que los mas bajos indicaran urgencia, es decir que se solicita respuesta en tiempo real.

Métodos de solución para paquetes en cola:
FIFO (first in first out), es el método más común, donde sale primero el paquete que llegó en primer lugar.
WFQ (weighted fair queuing), consiste en un paso justo de paquetes en consideración con el ancho de banda disponible (por ejemplo, FTP no puede consumir todo el ancho de banda disponible del enlace en cuestión), dependiendo del tipo de flujo de datos que se esté dando, por ejemplo en un ambiente justo, porcada paquete UDP habrá uno TCP.
CQ (custom queuing), donde los usuarios deciden la prioridad del paquete.

PQ (priority queuing), se establece un numero de colas (típicamente 4), cada una con una nivel de prioridad diferente: se comienza enviando los paquetes de la primera cola y luego (cuando la primera cola esta vacía) se envían los paquetes de la segunda cola y así sucesivamente.

CB-WFQ (class based weighted fair queuing), es muy similar a WFQ pero se adiciona el concepto de clases (hasta 64) y además un valor de ancho de banda es asociado.
Capacidad de limitación, la cual permite restringir a la fuente llegar a un ancho de banda determinado para:
• Descarga (download).
• Carga (upload).
• Prevención de congestión.

Cuando diseñamos redes que transportan voz en paquetes, marcos, o infraestructura de célula, es importante entender todos los posibles causales de retardos teniendo en cuenta cada uno de los factores, es posible mantener la red en un estado aceptable. La calidad de la voz es función de muchos factores, como lo son, los algoritmos de compresión, los errores y las perdidas de tramas, la cancelación del eco y los retardos. A continuación se esbozan los posibles retardos para VoIP y algunos apartes de la recomendación G.114 de la UIT.
Limites de los retardos (UIT G.114).

Para ver el gráfico seleccione la opción «Descargar» del menú superior
Estas recomendaciones se estipulan para conexiones con control de eco adecuado, eso implica el uso de equipos canceladores de eco. Estos equipos son requeridos cuando el retardo de una vía excede los 25 ms. (UIT G.131)
Fuentes del retardo.

* Se clasifican en dos tipos:
Retardo fijo, se adiciona directamente al total del retardo de la conexión.
Retardo variable, se adiciona por demoras en las colas de los buffer, se nota como (Δn).
A continuación se identifican todos los posibles retardos, fijos o variables, en una red.
Para ver el gráfico seleccione la opción «Descargar» del menú superior
Retardo por codificación. También llamado retardo de proceso (χn), es el tiempo que tarda el DSP en comprimir un bloque de muestras PCM, como los codificadores trabajan en diferentes formas, este retardo varia dependiendo del codificador de voz y de la velocidad y carga del procesador.

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Retardo
• Perdida de paquetes

El porcentaje de pérdida de paquetes que pueda presentar una red depende básicamente del proveedor de acceso (ISP) o carrier que este proporcionando el enlace. Para el caso de una línea privada, quede el servicio en si, por ejemplo, proveedores de primera talla o también llamados TIER 1 tales como sprint, mci o at&t ofrecen una perdida de paquetes del orden del 0.3% en sus redes, esto lo logran debido a la redundancia que pueda presentar la topología de redexistente y a los niveles de congestión que puedan llegar a presentar.

En caso de carecer de redundancia en sus circuitos, también existen los proveedores TIER 2 que presentan un nivel de servicio inferior a los anteriormente mencionados y por lo general estos lo que hacen es simplemente tender redes por todo el mundo, aunque la puerta de acceso a Internet se la alquilan a un proveedor TIER 1 para conectarse a su backbone y tener acceso a todo el contenido de la red.

los TIER 2 tienen un nivel de servicio un poco mas bajo, y pueden empezar a revender sus canales haciendo compresión del ancho de banda, lo cual ocasionará un incremento en la pérdida de paquetes; ejemplos de estas empresas pueden ser IMPSAT, telefónica de España o en el caso de Colombia la ETB, y de ahí en adelante existen proveedores de nivel inferior que compran sus accesos tanto a proveedores TIER 1 o TIER 2 y revenden sus circuitos aumentando así el reuso del canal de Internet ocasionando mas congestión y pérdida de paquetes, por eso es importante a la hora de contratar un servicio de Internet verificar el SLA (service level agreement) proporcionado por el proveedor para saber que porcentaje de pérdida de paquetes ofrece.

• Seguridad
Para ver los gráficos seleccione la opción «Descargar» del menú superior

• Hardware

Deben distinguirse dos escenarios de aplicación de la voz IP en servicios de telefonía. El primero es cuando la voz IP es transportada a través de redes privadas empresariales y el segundo, cuando la red de transporte usada entre los dos extremos de la conversación es Internet. En el primer el caso, esta se considera voz viajando sobre el protocolo IP, mas no en Internet este último caso es cuando hablamos de telefonía por Internet. La diferencia entre los dos escenarios no son únicamente el medio de transporte sino también las posibilidades de establecer mecanismos de control de calidad que garanticen la misma calidad en todo momento.
Los mecanismos y las técnicas aplicadas en ambos casos son diferentes pero los niveles de calidad que se consiguen son muy similares y, en algunos casos, superiores a la telefonía convencional. Por ejemplo, los proveedores de servicio que utilizan Internet como una red de transporte para voz IP usan una técnica a partir de software que evita que los puntos de congestión causen pérdidas de calidad. Cuando se trata de transportar la voz IP a través de redes privadas hay medios más simples y efectivos que aseguran que los paquetes de voz se dirigen a cada uno de los dispositivos de la red antes que los datos y así, se evitan potenciales atrasos en caso de saturación de la red.

• Llamadas teléfono a teléfono
En este caso sólo un extremo necesita ponerse en contacto con un gateway. El PC debe contar con una aplicación que sea capaz de establecer y mantener una llamada telefónica. supongamos que un ordenador a trata de llamar a un teléfono b. en primer lugar la aplicación telefónica de a ha de solicitar información al gatekeeper, que le proporcionará la dirección IP del gateway que da servicio a b. entonces la aplicación telefónica de a establece una conexión de datos, a través de la red IP, con el gateway de b, el cuál va regenerando la señal analógica a partir del caudal de paquetes IP que recibe con destino al teléfono b. fijaos como el gateway de b se encarga de enviar la señal analógica al teléfono b.
Por tanto tenemos una comunicación de datos a través de una red IP, entre el ordenador a y el gateway de b, y una comunicación telefónica convencional entre el gateway que da servicio al teléfono b (gateway b), y éste. Es decir, una llamada telefónica convencional, y una comunicación IP. Si la primera es metropolitana, que es lo normal, el margen con respecto a una llamada telefónica convencional de larga distancia o internacional, es muy grande.

Llamadas PC a teléfono o viceversa

Llamadas PC a PC
En este caso la cosa cambia. Ambos ordenadores sólo necesitan tener instalada la misma aplicación encargada de gestionar la llamada telefónica, y estar conectados a la red IP, Internet generalmente, para poder efectuar una llamada IP. Al fin y al cabo es como cualquier otra aplicación Internet, por ejemplo un Chat.

Escenarios de la voz IP en servicios de telefonía

En primer lugar tenemos al proveedor de servicios de telefonía por Internet (PSTI, o ISTP en inglés). Proporciona servicio a un usuario conectado a Internet que quiere mantener una comunicación con un teléfono convencional, es decir, llamadas PC a teléfono. Cuenta con gateways conectados a la red telefónica en diversos puntos por una parte, y a su propia red IP por otra. Cuando un usuario de PC solicita llamar a un teléfono normal, su red IP se hace cargo de llevar la comunicación hasta el gateway que da servicio al teléfono de destino. Esto significa que para que los usuarios de PC de un PSTI puedan llamar a muchos países, éste necesita tener una gran cantidad de gateways. ¿O no? Pues no. conforme se van extendiendo los PSTI por todo el mundo, lo que se hace es establecer acuerdos económicos con otros PSTI, para intercambiar llamadas IP. Tú finalizas las llamadas que originan mis usuarios, y que tengan como destino teléfonos que tus gateways cubren de forma local, y viceversa. En vez de llevar a cabo estos acuerdos bilaterales, lo que se suele hacer es trabajar con intermediarios, que tienen acuerdos con PSTI’s de todo el mundo. Estos intermediarios son conocidos como proveedores de servicios de clearinghouse (PSC, o CSP en inglés).

Tomado de: http://www.monografias.com/trabajos23/voz-sobre-ip/voz-sobre-ip.shtml?monosearch#general#ixzz4GO4g8pia

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Tabla resumen de codecs

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Tabla resumen de codecs

La comunicación de voz es analógica, mientras que la red de datos es digital. El proceso de convertir ondas analógicas a información digital se hace con un codificador-decodificador (el CODEC). Hay muchas maneras de transformar una señal de voz analógica, todas ellas gobernadas por varios estándares. El proceso de la conversión es complejo. Es suficiente decir que la mayoría de las conversiones se basan en la modulación codificada mediante pulsos (PCM) o variaciones.

Además de la ejecución de la conversión de analógico a digital, el CODEC comprime la secuencia de datos, y proporciona la cancelación del eco. La compresión de la forma de onda representada puede permitir el ahorro del ancho de banda. Esto es especialmente interesante en los enlaces de poca capacidad y permite tener un mayor numero de conexiones de VoIP simultaneamente. Otra manera de ahorrar ancho de banda es el uso de la supresión del silencio, que es el proceso de no enviar los paquetes de la voz entre silencios en conversaciones humanas.

A continuación se muestra una tabla resumen con los códecs más utilizados actualmente:

– El Bit Rate indica la cantidad de información que se manda por segundo.
– El Sampling Rate indica la frecuencia de muestreo de la señal vocal.(cada cuanto se toma una muestra de la señal analógica)
– El Frame size indica cada cuantos milisegundos se envia un paquete con la información sonora.
– El MOS indica la calidad general del códec (valor de 1 a 5)

Para entender mejor la formación de un codec y los parametros expresados en la tabla recomendamos leer el apartado funcionamiento de un codec donde se puede aprender como funciona detallamente el codec G.711 y que significan en su caso los parametros de la tabla.

codecs voip

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codecs voip telefonia ip

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* El codec g711 tiene dos versiones conocidas como alaw (usado en Europa) y ulaw (usado en USA y Japón). U-law se corresponde con el estandar T1 usado en Estados Unidos y A-law con el estandar E1 usado en el resto del mundo. La diferencia es el método que se utiliza para muestrear la señal. La señal no se muestrea de forma lineal sino de forma logaritmica. A-law tiene un mayor rango. Para mas información de las diferencias ver G.711 Ley A vs Ley u

** existen varias versiones del codec g729 que es interesante explicar por su extendido uso
G729: es el códec original
G729A o anexo A: es una simplificación de G729 y es compatible con G729. Es menos complejo pero tiene algo menos de calidad.
G729B o anexo B: Es G729 pero con supresion de silencios y no es compatible con las anteriores.
G729AB: Es g729A con supresión de silencios y sería compatible solo con G729B.
Aparte de esto G729 (todas las versiones) en general tienen un bit rate de 8Kbps pero existen versiones de 6.4 kbps (anexo D) y 11.4 Kbps (anexo E).

Tomado de: http://www.voipforo.com/codec/codecs.php

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El Estándar VoIP

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Protocolo H.323

En un principio, las redes VoIP eran propietarias, en donde cada fabricante diseñaba su propia pila de protocolos que controlaban los mecanismos de señalización, control y codificación de la voz con muy poca o sin ninguna interoperabilidad entre ellas. En 1996, La ITU emitió la recomendación H.323 titulada «Sistemas Telefónicos Visuales y Equipos para Redes de Área Local que proporcionan una Calidad de Servicio No Garantizada».
Esta Norma fue la base de los primeros sistemas de Telefonía Internet ampliamente difundidos. El protocolo H.323 hace referencia a una gran cantidad de protocolos específicos para codificación de voz, establecimiento de llamadas, señalización, transporte de datos y otras áreas, en lugar de especificar estas cosas en si. Entre otras cosas, el hecho de que NetMeeting, un cliente H.323 desarrollado por Microsoft para Windows 95, 98, 2000 y Windows NT, se entregue de forma gratuita, es prácticamente una garantía de que esta es la norma que hay que cumplir.
El modelo general se ilustra en la figura Nº 4-01. En el centro se encuentra una Puerta de Enlace (Gateway H.323) que conecta Internet con la Red Telefónica (PSTN o ISDN). Dicha Puerta de Enlace maneja los protocolos H.323 por el lado de Internet y los protocolos PSTN o ISDN en el lado de la Red Telefónica. Los dispositivos de comunicación se llaman Terminales. Una LAN podría tener un Gatekeeper, el cual controla los terminales bajo su jurisdicción, llamados zona.

Protocolo H.323

Protocolo H.323

COMPONENTES DE UNA RED VoIP:

teléfonos IP’s, adaptadores para PC’s, Hubs telefónicos, Gateways H.323, Gatekeeper, Unidades de Conferencia Multimedia (MCU).

teléfonos IP’s, adaptadores para PC’s, Hubs telefónicos, Gateways H.323, Gatekeeper, Unidades de Conferencia Multimedia (MCU).

a. Tiene las siguientes funciones básicas:
o Autenticación y control de admisión, para permitir o denegar el acceso de usuarios.
o Proporciona servicios de control de llamada.
o Servicio de traducción de direcciones (DNS), de tal manera que se puedan usar nombres en lugar de direcciones IP.
o
o Gestionar y controlar los recursos de la red: Administración del ancho de banda.
o Localizar los distintos Gateways y MCU’s cuando se necesita.
b. EL GATEKEEPER: todos los elementos de red de VoIP (terminales, Gateways, MCU) tienen que usar el Gatekeeper como punto intermedio para la señalización. Los elementos de red se comunican con el Gatekeeper de VoIP utilizando el protocolo RAS H.225. Los Gatekeepers actúan como controladores del sistema y cumplen con el segundo nivel de funciones esenciales en el sistema de VoIP de clase carrier, es decir, autenticación, enrutamiento del servidor de directorios, contabilidad de llamadas y determinación de tarifas. Los Gatekeepers utilizan la interfaz estándar de la industria ODBC-32 (Open Data Base Connectivity – Conectividad abierta de bases de datos), para acceder a los servidores de backend en el centro de cómputo del Carrier y así autenticar a las personas que llaman como abonados válidos al servicio, optimizar la selección del gateway de destino y sus alternativas, hacer un seguimiento y una actualización de los registros de llamadas y la información de facturación, y guardar detalles del plan de facturación de la persona que efectúa la llamada.
c. EL GATEWAY: provee un acceso permanente a la red IP. Las llamadas de voz se digitalizan, codifican, comprimen y paquetizan en un gateway de origen y luego, se descomprimen, decodifican y rearman en el gateway de destino. El Gateway es un elemento esencial en la mayoría de las redes pues su misión es la de enlazar la red VoIP con la red telefónica analógica PSTN o RDSI. Podemos considerar al Gateway como una caja que por un lado tiene un Interface LAN Ethernet, Frame Relay o ATM y por el otro dispone de uno o varios de los siguientes interfaces:
• FXO. Para conexión a extensiones de centralitas ó a la red telefónica básica.
• FXS. Para conexión a enlaces de centralitas o a teléfonos analógicos.
• E&M. Para conexión específica a centralitas.
• BRI. Acceso básico RDSI (2B+D)
• PRI. Acceso primario RDSI (30B+D)
• G703/G.704. (E&M digital) Conexión especifica a centralitas a 2 Mbps.
El procesamiento que realiza el gateway de la cadena de audio que atraviesa una red IP es transparente para los usuarios. Desde el punto de vista de la persona que llama, la experiencia es muy parecida a utilizar una tarjeta de llamada telefónica. La persona que realiza la llamada ingresa a un gateway por medio de un teléfono convencional discando un número de acceso. Una vez que fue autenticada, la persona disca el número deseado y oye los tonos de llamada habituales hasta que alguien responde del otro lado. Tanto quien llama como quien responde se sienten como en una llamada telefónica «típica». Tenemos dos tipos de Gateways:
• Gateway H.323/H.320: básicamente realiza la conversión entre estos dos formatos de forma que los terminales H.323 se pueden comunicar con equipos RDSI de videoconferencia, que pueden formar parte de la red corporativa o estar situados en la red pública.
• Gateway H.323/RTB (Voz sobre IP). Posibilitan las comunicaciones de voz entre los terminales H.323 y los teléfonos convencionales, estén en la red corporativa o en la red pública.

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ALCANCE DEL PROTOCOLO SIP:

SIP es un protocolo de señalización simple utilizado para telefonía y videoconferencia por Internet. SIP es definido completamente en la RFC 2543 y en la RFC 3261. Basado en el Protocolo de Transporte de correo simple (SMTP) y en el Protocolo de Transferencia Hipertexto (HTTP), fue desarrollado dentro del grupo de trabajo de Control de Sesión Multimedia Multipartidaria (MMUSIC). SIP especifica procedimientos para Telefonía, Videoconferencia y otras conexiones multimedia sobre Internet. SIP es un protocolo de la capa de aplicación independiente de los protocolos de paquetes subadyacentes (TCP, UDP, ATM, X.25). SIP esta basado en una arquitectura cliente servidor en la cual los clientes inician las llamadas y los servidores responden las llamadas. Es un protocolo abierto basado en estándares, SIP es ampliamente soportado y no es dependiente de un solo fabricante de equipos.
SIP es un protocolo más nuevo que H.323 y no tiene madurez y soporte industrial al mismo tiempo. Sin embargo, por su simplicidad, escalabilidad, modularidad y comodidad con la cual integra con otras aplicaciones, este protocolo es atractivo para uso en arquitecturas de voz paquetizados. SIP puede establecer sesiones de dos partes (llamadas ordinarias), de múltiples partes (en donde todos pueden oír y hablar) y de multidifusión (un emisor, muchos receptores). Las sesiones pueden contener audio, video o datos. SIP solo maneja establecimiento, manejo y terminación de sesiones. Para el transporte de datos, se utilizan otros protocolos, como RTP/RTCP. SIP es un protocolo de capa de aplicación y puede ejecutarse sobre UDP o TCP.
Algunas de las características claves que SIP ofrece son:
• Resolución de direcciones, mapeo de nombres y redirección de llamadas.
• Descubrimiento dinámico de las capacidades media del endpoint, por uso del Protocolo de Descripción de Sesión (SDP).
• Descubrimiento dinámico de la disponibilidad del endpoint.
• Originación y administración de la sesión entre el host y los endpoints

BENEFICIOS DEL SIP:

Algunos de los beneficios claves de SIP son:
a. SIMPLICIDAD: SIP es un protocolo muy simple. El tiempo de desarrollo del software es muy corto comparado con los productos de telefonía tradicional. Debido a la similitud de SIP a HTTP y SMTP, el reuso de código es posible.
b. EXTENSIBILIDAD: SIP ha aprendido de HTTP y SMTP y ha construido un exquisito grupo de funciones de extensibilidad y compatibilidad.
c. MODULARIDAD: SIP fue diseñado para ser altamente modular. Una característica clave es su uso independiente de protocolos. Por ejemplo, envía invitaciones a las partes de la llamada, independiente de la sesión misma.
d. ESCALABILIDAD: SIP ofrece dos servicios de escalabilidad:
• Procesamiento de Servidor; SIP tiene la habilidad para ser Stateful o Stateless.
• Arreglo de la Conferencia; Puesto que no hay requerimiento para un controlador central multipunto, la coordinación de la conferencia puede ser completamente distribuida o centralizada.
a. INTEGRACION: SIP tienen la capacidad para integrar con la Web, E-mail, aplicaciones de flujo multimedia y otros protocolos.
b. INTEROPERABILIDAD: porque es un estándar abierto, SIP puede ofrecer interoperabilidad entre plataformas de diferentes fabricantes.

VENTAJAS:

Se detalla a continuación las ventajas y desventajas de contar con un sistema de VoIP:
• Es evidente que el hecho de tener una red en vez de dos, es beneficioso para cualquier operador que ofrezca ambos servicios, véase gastos inferiores de mantenimiento, personal cualificado en una sola tecnología.
• Realmente se trata de una solución verdaderamente fantástica. facturas de teléfono muy bajas, oficinas virtuales, dirección centralizada y un rápido despliegue, son sólo algunos de sus muchos beneficios. el éxito de algunas grandes compañías combinado con el crecimiento de las redes wireless, puede mover esta tecnología desde las empresas a los pequeños negocios y a todo el mercado en general.
• Como si el ahorro de ancho de banda no fuera suficiente, el despliegue de la voz sobre IP reduce el costo y mejora la escalabilidad empleando componentes de redes de datos estándares (enrutador, switches…), en vez de los caros o complicados switches para teléfonos. Ahora el mismo equipo que dirige las redes de datos puede manejar una red de voz.
• VoIP posibilita desarrollar una única red convergente que se encargue de cursar todo tipo de comunicación, ya sea voz, datos, video o cualquier tipo de información.
• La telefonía IP no requiere el establecimiento de un circuito físico durante el tiempo que toma la conversación, por lo tanto, los recursos que intervienen en la realización de una llamada pueden ser utilizados en otra cuando se produce un silencio, lo que implica un uso más eficiente de los mismos.
• Las redes de conmutación por paquetes proveen alta calidad telefónica utilizando un ancho de banda menor que el de la telefonía clásica, ya que los algoritmos de compresión pueden reducir hasta 8kbps la rata para digitalización de la voz produciendo un desmejoramiento en la calidad de la misma apenas perceptible.

DESVENTAJAS
•
• Transportan la información dividida en paquetes, por lo que una conexión suele consistir en la transmisión de más de un paquete. estos paquetes pueden perderse, y además no hay una garantía sobre el tiempo que tardarán en llegar de un extremo al otro de la comunicación.
• El aspecto de seguridad es muy relevante.
• Se cambia confiabilidad por velocidad.
• Finalmente, tenemos que resaltar que así como PSTN, VoIP no puede prestar servicio a todos sus clientes (por ejemplo, una llamada GSM no pude manejar más de algunos cientos o un par de miles de clientes).
• Por ahora, el servicio está restringido a redes privadas (y en consecuencia a pocos usuarios), ya que en un ambiente como una red pública Internet, los niveles de calidad telefónica son bajos pues tal red no puede proveer anchos de banda reservados ni controlar la dramática fluctuación de carga que se presenta.
• El control de congestión de TCP hace reducir la ventana de transmisión cuando detecta pérdida de paquetes, y el audio y el video son aplicaciones cuya rata de transferencia no permite disminuciones de este tipo en la ventana de transmisión.

Tomado de: http://www.monografias.com/trabajos33/estandar-voip/estandar-voip2.shtml

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