La telefonía IP se compone de dos categorías: la transmisión de voz y la de datos. Se basan principalmente en transportar la voz convertida previamente en datos entre dos destinos distantes.
Las redes que se han desarrollado a lo largo de los años para transmitir voz tales como CDMA (del inglés. Code Divison Multiple Access), TDMA (del inglés, Time Division Multiple Access) GPRS (del inglés, General Packet Radio Service) y ATM (del inglés, Asynchronous Transfer Mode), las cuales se basan principalmente en la conmutación de circuitos, es decir, para establecer una comunicación entre dos puntos se requiere mantener un circuito físico durante el tiempo de la llamada.
Los recursos utilizados en una llamada no pueden ser usados en otra hasta que la primera no finalice. Por otro lado existen las redes de datos, la cuales se basan en el concepto de conmutación de paquetes, en otras palabras, se realiza un mismo enlace el cual contiene diferentes caminos entre el origen y el destino durante el tiempo que dura la llamada, mientra los recursos que intervienen en una conexión pueden ser utilizados por otras conexiones que se efectúen al mismo tiempo.
Algunas de sus principales ventajas son que mejora la calidad del servicio, la velocidad de transmisión, optimización de los recursos, etc. y todo por un mismo precio. Por otro lado las desventajas principales son la pérdida de paquetes y la obtención de retrasos considerables. Dentro de la telefonía IP existen diferentes elementos que son fundamentales para una conexión exitosa, tales como el gateway, gatekeeper, señalización y codificación.
El Gateway es un elemento que se encarga de hacer un puente entre la red telefónica convencional y la red IP, es decir, convierte la señal analógica en paquetes IP y viceversa, también permite comunicar a un dispositivo IP con otro conectándose por una parte a la central telefónica y la otra a una red IP. Por otro lado, el Gatekeeper es un elemento que se encarga de realizar tareas de autentificación de usuarios y controla el ancho de banda, en otras palabras, es el celebro de la red de telefonía IP.
La señalización es necesaria en cualquier sistema de telefonía debido a que en el momento en el cual un usuario marca un número de teléfono, se determine el estado a quién se llama (libre u ocupado) y se establezca la llamada. Dentro de estos protocolos se enmarcan el H.323 y el SIP (del inglés, Session Initiation Protocol), y el SS7 que es el que se encarga de la red PSTN (del inglés Public Switched Telephone Network), etc. Todo esto no seria posible sin la codificación de la voz humana, es decir, comprimirla y convertirla en paquetes de datos y enviarlos por una red IP.
Conmutación de circuitos Los PBX (del inglés, Private Branch Exchange) utilizan la conmutación de circuitos para el tráfico de voz empleadas en redes telefónicas públicas o privadas. En la conmutación de circuitos se establece un canal de comunicaciones dedicado entre dos estaciones, esto es, se realiza la conexión mientras que los recursos de transmisión y conmutación son reservados exclusivamente durante el enlace.
La transmisión es transparente, cuando se establece el enlace los dispositivos involucrados parecen como si estuvieran directamente conectados (ver Fig.1.2.1). Este tipo de conexiones han cambiado de forma drástica con el incremento de la complejidad y digitalización de las redes de telecomunicaciones públicas, haciendo que las técnicas de encaminamiento jerárquico hayan sido reemplazadas por otros no jerárquicos, siendo así, más flexibles y potentes para permitir mayor eficiencia y flexibilidad.
En general la transmisión de voz, imágenes, video y datos a larga distancia se realiza a través de una red de nodos de conmutación intermedios. Algunos nodos sólo se conectan a otros en su única tarea de conmutación interna de la red. Otros nodos además de conmutación están conectados a otras estaciones. Los enlaces entre nodos están multiplexados en frecuencia (FDM) o en el tiempo (TDM). Generalmente la red no está completamente conectada, o sea, no existe un enlace directo entre cada posible pareja de nodos, aunque siempre es deseable más de un enlace o ruta alternativa entre cada par de nodos
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La conmutación de circuitos implica tres fases: 1.-
Establecimiento del circuito: Se establece un circuito de extremo a extremo. Por ejemplo; la estación A envía una solicitud al nodo 4 (a través de una línea dedicada) pidiendo una conexión con la estación E. El nodo 4 debe de encontrar una ruta hacia el nodo 6 en función de las estrategias de encaminamiento y costo del enlace. El nodo 4 selecciona el enlace hacia el nodo 5, reserva un canal libre de enlace (utilizando FDM o TDM) y lo mismo hace el nodo 5 hacia el 6; a continuación se envía un mensaje a E solicitando la conexión
2.- Transferencia de datos:
Después del establecimiento del circuito se transmite la información (analógica o digital) de A a E, siguiendo el camino formado por el enlace A-4, canal 4-5, canal 5-6 y enlace 6-E. Normalmente esta conexión es dúplex (sistema que es capaz de mantener una comunicación bidireccional).
3.- Desconexión del circuito:
Después de la transferencia de datos, la conexión finaliza por orden de una de las dos estaciones involucradas A o E. Esta señal de desconexión se debe de propagar por los nodos 4, 5 y 6 para que liberen los recursos dedicados a la conexión que se cierra.
El conmutador digital se encarga de proporcionar una ruta transparente entre cualquiera de los dos dispositivos conectados. El camino es transparente en el sentido de que parece como si existiese una conexión directa entre los dispositivos, normalmente dúplex. El elemento de interfaz de red incluye las funciones y el hardware necesarios para conectar dispositivos digitales como ordenadores de teléfonos digitales.
Las líneas principales a otros conmutadores digitales transportan señales TDM y facilitan los canales para la construcción de redes de varios nodos [3]. Los conmutadores pueden ser de tipo bloqueante y no bloqueante. El bloqueo se da cuando dos estaciones de la red no se pueden conectar, puesto que las rutas se encuentran ocupadas entre ellas. Para la transmisión de voz, es recomendable el bloqueo, pero no se recomienda para la transmisión de datos
Conmutación por división en el tiempo
Al desarrollarse la voz digitalizada y el multiplexado por división de tiempo síncrona (TDM) se cambia la filosofía que se había desarrollado en la era analógica. Los sistemas digitales actuales se basan en el control inteligente de elementos de división en el espacio y de división en el tiempo. Casi todos los conmutadores actuales emplean multiplexado por división de tiempo para el establecimiento y el mantenimiento de los circuitos. Un ejemplo de MDT o TDM, es la conmutación mediante bus TDM.
La técnica MDT síncrona permite que varias cadenas de bits de baja velocidad compartan una línea de alta velocidad. Las entradas se muestrean por turnos y se organizan en ranuras o canales para formar la trama con tantos canales como entradas tiene el conmutador. La ranura puede ser un bit, un byte o un bloque mayor.
Las líneas van conectadas a un bus digital de alta velocidad a través de unas puertas controlables. A cada línea de entrada se le asigna una ranura temporal. La puerta de una línea se encuentra disponible durante el periodo de la ranura asociada, permitiendo que una ráfaga pequeña de datos se dirija hacia el bus.
Durante esa misma ranura se encuentra habilitado también una de las puertas de una línea de salida. A través de las sucesivas ranuras se abren diferentes parejas de líneas de entra/salida, permitiendo diversas conexiones sobre el bus. Los dispositivos conectados al bus consiguen la operación duplex transmitiendo durante una ranura asignada y recibiendo durante otra. La asignación de las líneas de entrada puede ser fija mientras que las de salida varían para permitir distintas conexiones.
Tomado de: http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lep/alvarez_b_c/capitulo1.pdf
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