Factores en la transmisión de Voz sobre IP

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La transmisión de voz sobre redes IP, sufre algunas deficiencias que existen en transmisión sobre redes IP, que en el caso de la voz por su naturaleza, (necesidad de orden en la entrega de paquetes, tasa de entregas constante, etc …) se pueden convertir en factores que impidan su correcta comunicación.

Hay que recordar que IP, es un protocolo de transporte de datagramas en el que no se nos asegura la llegada de paquetes, ni su orden, por lo que debido a esto, en una comunicación de voz se pueden producir problemas. El transporte de voz sobre IP se ve afectado, entre otros, por los siguientes factores que deben ser muy tenidos en cuenta a la hora de diseñar una infraestructura de VoIP para minimizarlos lo máximo posible. Los principales factores son:

✔ Pérdida de paquetes : Se producen en las redes IP, principalmente por congestión de en la redes o por fallos de comunicación. Y por perdidas, no nos referimos solo a la perdida completa del paquete, que no llega a destino, sino a la llegada de paquetes después de un tiempo determinado, lo que nos provoca que el paquete sea inservible y es por tanto descartado.

Los diferentes codecs pueden predecir los paquetes perdidos y remplazarlos, de esta manera, no nos damos cuenta de que falto un paquete. Pero cuando esta perdida es superior al 5%, los codecs implementados no pueden predecir el valor del paquete perdido y se notara en la comunicación de voz que este paquete falta, disminuyendo la calidad de la comunicación.

Cuando la pérdida de paquetes es inferior al 5 % los diferentes codecs utilizados pueden corregir el error. Los codecs pueden:

✔ Intrapolar, cuando falta un paquete, el codec, toma el paquete anterior y el paquete siguiente y calcula el valor del paquete faltante.

✔ Sustituir, cuando el codec detecta un paquete faltante lo remplaza por un paquete igual a el paquete anterior.

✔ Jitter: El Jitter es la variación en el retardo. En términos simples, es la diferencia entre el tiempo en que llega un paquete y el tiempo en que se cree que llegara el paquete. Entrando más en el funcionamiento de TCP/IP sabemos que los paquetes no llegan a su destino en orden y mucho menos a una velocidad constante, pero el audio tiene que tener una velocidad constante. Para obtener una buena calidad se recomiendan valores de Jitter menores de 100 ms. Para corregir el Jitter existen los “jitter buffer”, estos buffer puede manejar unos 300 milisegundos de diferencia y controlar esta variación para que el audio se escuche a velocidad constante. Si la llegada de paquetes es demasiado desigual el buffer no la alcanza a controlar y perderá paquetes, deteriorando la calidad de la voz.

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✔ Retardo o Latencia: El retardo es la diferencia que existe entre el momento en que una señal es trasmitida y el momento que una señal llega a su destino. El retardo puede ser de dos tipos:

✔ Constante. Dentro de las fuentes de retardo constante están todas aquellas que siempre generan la misma cantidad de retardo, las más importantes son: ✔ Codificación , es el retardo generado al tomar el audio y procesarlo por un codec especifico.
✔ Paquetización , es el retardo generado al tomar el audio y convertirlo en paquetes IP.
✔ Serialización , es el retardo generado al colocar los paquetes de voz, desde las capas de aplicación hasta la interface por la cual será trasmitido.

✔ Variable: Las fuentes de retardo variable son todas aquellas que generan diferentes cantidades de retardo según las condiciones del medio, las más importantes son:
✔ Encolamiento , el retardo por encolamiento es el que se genera cuando los paquetes de voz tienes que esperar en las colas de los equipos activos a ser trasmitidos.
✔ Propagación , El retardo por propagación es el retardo que se genera para al pasar los paquetes por los diferentes cables hasta llegar a su destino, o en el caso de las comunicaciones por satélite, el tiempo de ir y volver al satélite.

Para nuestros cálculos de retardo tenemos que tomar la suma de todos los retardos. El retardo tolerado por el oído humano esta entorno a los 200-250 ms, por lo que un valor apropiado debe ser menor de 200 ms.

✔ Eco: El eco se produce por un fenómeno técnico que es la conversión de 2 a 4 hilos de los sistemas telefónicos o por un retorno de la señal que se escucha por los altavoces y se cuela de nuevo por el micrófono. El eco se define como una reflexión retardada de la señal acústica original. Los principales productores de eco en la telefonía VoIP son los interfaces FXS, FXO, por lo que su calidad incidirá en la calidad de la voz.

El eco es especialmente molesto cuanto mayor es el retardo y cuanto mayor es su intensidad con lo cual se convierte en un problema en VoIP puesto que los retardos suelen ser mayores que en la red de telefonía tradicional. El oído es capaz de detectar el eco cuando su retardo con la señal original es superior a 10 ms. Pero otro factor importante es la intensidad del eco ya que normalmente la señal de vuelta tiene menor potencia que la original.

Es tolerable que llegue a 65 ms y una atenuación de 25 a 30 dB. Existen diferentes mecanismo para corregir el eco, tanto software como hardware , estos son:

✔ Supresores de eco – Consiste en evitar que la señal emitida sea evuelta convirtiendo por momentos la linea full-duplex en una linea halfduplex de tal manera que si se detecta comunicación en un sentido se impide la comunicación en sentido contrario. El tiempo de conmutación de los supresores de eco es muy pequeño. Impide una comunicación fullduplex plena.
✔ Canceladores de eco – Es el sistema por el cual el dispositivo emisor guarda la información que envía en memoria y es capaz de detectar en la señal de vuelta la misma información (tal vez atenuada y con ruido). El dispositivo filtra esa información y cancela esas componentes de la voz.

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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Desventajas al Usar la Telefonia por Internet (VoIP)

Uso de la VoIP en entornos Empresariales

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En el punto anterior se ha hablado de algunas de las ventajas que en general proporciona la VoIP, pero, ¿estas ventajas son aplicables a los entornos empresariales?. La respuesta es un rotundo sí, ya que son los entornos empresariales en los que la aplicación de estas tecnologías es idónea y en los que más ventajas se obtienen de su uso.

Actualmente cuando el tamaño de una empresa es mayor de 10 empleados o en muchas casos incluso menos, las empresas optan por instalar centralitas telefónicas que les permitan centralizar la atención telefónica y comunicarse internamente entre los distintos usuarios, utilizando “extensiones” internas. Estas son las funcionalidades básicas que usa una empresa: la respuesta centralizada, la transferencia de llamadas y la comunicación interna entre usuarios.

Las centralitas actuales tienen unos costes que para funcionalidades que presenta se pueden considerar altos. Una centralita de 4 extensiones instalada puede tener un precio de 600 € a 1000 €. Mientras que los costos de una centralita por software se limitan a la instalación y configuración, ya que con las actuales técnicas de virtualización la propia infraestructura de la empresa puede ser suficiente. Además aunque es recomendable su configuración por profesionales, las diferentes herramientas y paquetes que existen, permiten que cualquier usuario, sin llegar a ser un experto pueda configurar sus funcionalidades básicas fácilmente.

Otra de las problemáticas de las centralitas analógicas actuales es que no son muy escalables, si la empresa crece y necesita 8 extensiones, es posible que tenga que cambiar la centralita, o en el mejor caso, comprar un módulo adicional para esas nuevas extensiones, lo mismo ocurre con las funcionalidades que ofrecen, muchas son modulares y permiten añadir ciertas funcionalidades adquiriendo módulos (normalmente caros), pero limitados siempre a la centralita base adquirida en un principio.

Más concretamente en el apéndice II, se han incluido dos presupuestos de los costos del hardware necesario para poder crear una infraestructura telefónica con un puesto de operadora, veinte extensiones y conexión de hasta tres líneas a la PSTN. La infraestructura analógica se ha basado en productos de la reconocida marca Panasonic, y su costo sin contar con impuestos, transporte ni instalación es casi el doble que el hardware necesario para VoIP. Además mientras que en la centralita analógica se ha alcanzado casi su máxima capacidad ya que solo permite e extensiones más, ninguna línea más, y no se pueden añadir nuevas funcionalidades, la centralita por software en cambio puede crecer mientras añadamos hardware y además de proporcionar muchas más funcionalidad y poder añadir y configurar muchas otras.

También cabe destacar que el mayor costo es el de los teléfonos, mientras que el abanico de de posibilidades en el caso analógico es escasa por incompatibilidades entre diferentes marcas, en el caso de VoIP utilizando cualquier teléfono que cumpla los standar SIP o IAX2, podríamos utilizar teléfonos de un coste menor, e incluso podríamos utilizar softphones de software libre con un coste nulo, aunque en este caso necesitaríamos que en cada puesto existiera un PC, con micrófono y altavoces, aunque en los PC’s actuales normalmente se encuentran ya integrados.

Con esto lo que se quiere resaltar de nuevo que la flexibilidad que nos ofrecen las centralitas de VoIP son mayores ya que el abanico de dispositivos que se pueden emplear es mucho más amplio al cumplir estándares, mientras que en los sistemas analógicos los dispositivos utilizan tecnologías propietarias.

Cabe destacar que la calidad de las llamadas por Internet a través de Voipcheap, normalmente es inferior que la obtenida con telefónica, pero teniendo una buena conexión a Internet con un ancho de banda garantizado la calidad es muy similar, aunque siempre hay que tener en cuenta que el servicio de conexión a Internet fluctúa y hace que la voz sea afectada por diferentes factores que trataremos en el siguiente tema.

Y ese es uno de los grandes beneficios de los sistemas de VoIP basados en software, que las funcionalidades y capacidades pueden crecer sin ningún problema, para cubrir las necesidades de la empresa ya que hasta que no lleguemos a corporaciones enormes se va a poder adaptar.

Otra ventaja es el coste, como ya hemos comentado, ya que, el coste de configuración de nuestra centralita de VoIP, va a ser casi el mismo para una empresa que utilice 4 extensiones que para otra que utilice 15, ya que la configuración de estas extensiones va a ser cuestión de minutos y se puede realizar de forma sencilla y rápida.

Donde existe otra gran ventaja es en los entornos empresariales en los que existen múltiples sedes. Aquí la VoIP permite intercomunicar estas sedes a través de Internet sin ningún coste adicional (excluyendo como gasto el acceso a Internet) lo cual con las centralitas no es del todo posible, e incluso se pueden habilitar extensiones móviles asociadas a portátiles o PDA’s con WIFI integrado, que son muy comunes hoy en día. Por lo que se facilita a las empresas la movilidad de sus trabajadores, manteniendo las comunicaciones de forma transparente sin incrementar el coste.

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Otro punto que se indicaba en el apartado anterior era la ventaja competitiva, esto es debido a la gran flexibilidad que permiten las centralitas de VoIP por software, ya que poseen tantas funcionalidades y son tan adaptables, que pueden adecuarse fácilmente a cualquier empresa, por ejemplo, es muy sencillo crear una IVR’s, es decir, un menú de respuesta automática con reconocimiento de las pulsaciones para facilitar y automatizar la atención telefónica y esto se puede hacer grabando mensajes por los propios usuarios en diferentes idiomas, teniendo en cuenta horarios, números entrantes, selecciones por teclado del cliente, etc… es totalmente modular y adaptables, igual puede dar servicio a una pequeña empresa en la que simplemente exista un buzón de voz, que a una corporación a la que según el número del llamante se le ofrezca un menú en su idioma con múltiples opciones para así filtrar las llamadas y encaminarlas al departamento correcto.

Otro de los beneficios que en las empresas con sedes internacional es más acusado, es el ahorro que se puede obtener al utilizar VoIP, ya que de esta manera al transportarse las llamadas por Internet hasta el destino, donde se conecta con el operador local, todas las llamadas se convierten en locales, por lo que el costo de este tipo de llamadas disminuye drásticamente.

Además, la elección de operador no se limita a los operadores del país de residencia, sino que se puede contratar cualquier operador de VoIP que preste servicios en los países que necesitamos, por lo que al haber mayor oferta, los precios son más bajos, y al tener estos operadores grandes volúmenes, muchas veces ofrecen precios inferiores a los que podemos conseguir con nuestro operador nacional en nuestro propio país.

En el cuadro adjunto, se puede apreciar un ejemplo realizado en un caso en el que nuestra empresa tenga tres sedes: España, UK y EEUU. En este caso además de las comunicaciones entre las sedes, es también necesario comunicarse desde las sedes con clientes de otros países. Vamos a realizar una pequeña comparativa de costes, esta comparativa es una aproximación ya que es posible que si nuestro volumen de llamadas es muy grande nos podamos acoger a bonos o descuentos ofrecidos por nuestro operador local, además de que existen muchos planes de precios distintos y no se han tenido en cuenta otros muchos factores que intervienen en la estimación de los costos reales, pero vamos a realizar la comparación con los precios base que ofrece Telefónica de España y VoipCheap que es el operador que utilizaremos en nuestra implementación posteriormente.

Con todos estos ejemplos podemos entender mejor que la VoIP es la tecnología ideal para ser usada en entornos empresariales, porque su funcionalidades se adaptan perfectamente a las necesidades de la empresa y proporcionan una mayor facilidad de administración, ademas de que dan mejor servicio con unos costes menores y una flexibilidad mayor, y por último y no menos importante haciendo todo esto posible aprovechando las infraestructuras existentes de la empresa para los datos.

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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Impacto de la telefonía IP

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De acuerdo a los casos anteriores se puede observar que la telefonía IP tiene un impacto positivo en las empresas ya que propicia una reducción de costos notable la cual ve reflejada a corto plazo, una de las ventajas que ofrece la telefonía IP es que se utiliza la tecnología existente en las empresas, tanto en redes como telefonía y por lo tanto no necesita de una inversión inicial elevada inclusive los costos de mantenimiento son bajos tal como se puede observar en el caso de estudio de la Universidad Veracruzana.

El ahorro en costos es indistinto para las empresas ya que no importa el giro de esta, pues los ahorros son similares; se analizaron empresas tanto gubernamentales como privadas, las reducciones de costos en llamadas de larga distancia, en la instalación de nuevas líneas telefónicas, mensajería unificada y mejoras en la red son las mismas.

La telefonía IP reduce los costos de las llamadas (hasta un 74%), cuyo precio depende del mercado pero no del tiempo de conexión, como sucede en la telefonía tradicional; por lo cual se reducen las tarifas para el usuario final. Además, se puede llamar a un teléfono fijo o móvil, en cualquier lugar del mundo, para transmitir fax, voz, vídeo, correo electrónico por teléfono, mensajería y comercio electrónico.

Además de reducir costos la telefonía IP aporta valor agregado a los procesos de negocio de las empresas, haciendo que los empelados tengan una comunicación más eficiente con los distintos departamentos con los que cuenta la empresa, también se optimizan recursos en llamadas de largas distancia en dispositivos móviles. Reducción de los cargos derivados de comunicaciones de larga distancia, sobre todo en las llamadas internacionales.

Con la implementación de la telefonía IP también se reducen los costos de servicios como correo electrónico, acceso a Internet, intranet y algunos servicios
administrativos como lo son los sistemas contables.

Logísticos.

El impacto de la Telefonía IP en el aspecto logístico de las empresas es distinto para cada una ya que en una empresa privada que se dedique a los servicios se vería reflejado en un trato mas cercano con el cliente y ser comunicados rápidamente con la persona adecuada para ayudarlos, en atención 24×7 además que los empleados puedan logran capitalizar las oportunidades de negocios en cada contacto con el cliente y no sólo a ofrecer nuevos y mejores servicios a sus clientes, sino también un incremento en la productividad de los empleados.

La movilidad que ofrece la telefonía IP mediante softphones ya que ofrece que los empleados están disponibles a cualquier hora y en cualquier lugar, cuando se encuentran en un viaje de negocios.

En empresas gubernamentales el impacto es diferente ya que se ve reflejado en mejoras en la red y en la prestación de los servicios públicos, a través de centros de contacto y de respuesta interactiva de voz también en la incorporación de nuevos sistemas de colaboración institucional tales como control de gestión y centros de atención tecnológica, también el manejo y utilización de video conferencia que el permite a los funcionarios ver cierto tipo de conferencias que están relacionadas con la función publica.

La telefonía IP ofrece la centralización de las comunicaciones de la empresa, lo que genera en una administración más eficiente y un control total.

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Usuarios.

La telefonía IP también impacta en los usuarios, ya que estos experimentan varios cambios con la migración a la telefonía IP, el más evidente será el teléfono mismo, los teléfonos IP son distintos a los teléfonos convencionales porque tienden a tener pantallas grandes a fin de poder manejar algún tipo de navegador de Web simplificado.

Dado que el teléfono está conectado a la red de datos, se puede usar para acceder a aplicaciones especiales de Web.

Un cambio todavía más radical puede ser el prescindir por completo del aparato de teléfono y acceder a las funciones de telefonía a través de la computadora, mediante unos audífonos con micrófono y un software especial de telefonía (softphone).

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

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Principales Protocolos VoIP

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Principales Protocolos: Existen dos protocolos que han sido desarrollados para llevar a cabo las operaciones de señalización en telefonía IP: H.323 desarrollado por la ITU (International Communication Union) y el protocolo SIP (Session Initiation protocol) desarrollado por la IETF.

Existe un amplio debate acerca de la filosofía involucrada en el diseño de ambos protocolos, siendo el tema central de la discusión el hecho que H.323 proviene de ingenieros estrechamente vinculados al PSTN, y su nivel de complejidad es mayor en cuanto al número de especificaciones y protocolos asociados. Por su parte, SIP fue diseñado pensando en las características de Internet, y la flexibilidad inherente al protocolo concuerda con esto.

S.I.P.

Al igual que el resto de los protocolos para aplicaciones multimediales, SIP no está restringido a aplicaciones de voz. Su campo de acción incluye servicios de multimedia como video, chat de texto, entre otros.

SIP es independiente del modelo y tamaño de la aplicación de conferencia. Por esto, permite tanto el curso de una llamada tradicional entre dos individuos como el establecimiento de conferencias entre un número reducido de participantes o sesiones multicast de muchos integrantes. Esto constituye una diferencia con respecto a la arquitectura de la ITU que considera protocolos distintos para estos efectos (H.323 y H.332, respectivamente). Además, “SIP separa completamente la información de control de los datos transmitidos; de hecho, un request SIP puede seguir una ruta distinta a la utilizada para el tráfico de los datos, a pesar que se utilice la misma infraestructura de Internet” (Naveas, 2006).

En telefonía IP, existen tres tipos de sesiones a establecer: entre dos sistemas IP (dos computadores), entre un sistema final y un gateway hacia otra red como el PSTN o un sistema H.323, y por último entre gateways. SIP contempla estos tres casos.

Para efectos de análisis del protocolo SIP, se define una llamada como la asociación entre un número de participantes dado. La asociación de señalización entre un par de participantes se denomina conexión, aunque en realidad no existe un canal físico u otros recursos de red asociados a una conexión; sólo se trata de un estado de señalización entre dos puntos. Una sesión se refiere a una única sesión de RTP (Real Time Transport Protocol ) en la que se transmite un tipo de medio. Las relaciones entre las conexiones de señalización y las sesiones de multimedia pueden ser diversas.

H.323

El estándar H.323 proporciona la base para la transmisión de voz, datos y vídeo sobre redes no orientadas a conexión y que no ofrecen un grado de calidad del servicio, como son las basadas en IP, incluida Internet, de manera tal que las aplicaciones y productos conforme a ella puedan interoperar, permitiendo la comunicación entre los usuarios sin necesidad de que éstos se preocupen por la compatibilidad de sus sistemas. “La LAN sobre la que los terminales H.323 se comunican puede ser un simple segmento o un anillo, o múltiples segmentos (es el caso de Internet) con una topología compleja, lo que puede resultar en un grado variable de rendimiento” (http://www.coit.es/publicac/publbit/bit109/quees.htm )

H.323 es la especificación, establecida por la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) en 1996, que fija los estándares para la comunicación de voz y vídeo sobre redes de área local, con cualquier protocolo, que por su propia naturaleza presentan una gran latencia y no garantizan una determinada calidad del servicio (QoS). Para la conferencia de datos se apoya en la norma T.120, con lo que en conjunto soporta las aplicaciones multimedia. Los terminales y equipos conforme a H.323 pueden tratar voz en tiempo real, datos y vídeo, incluida videotelefonía.

El estándar contempla el control de la llamada, gestión de la información y ancho de banda para una comunicación punto a punto y multipunto, dentro de la LAN, así como define interfaces entre la LAN y otras redes externas, como puede ser la RDSI. Es una parte de una serie de especificaciones para videoconferencia sobre distintos tipos de redes, que incluyen desde la H.320 a la H.324, estas dos válidas para RDSI y RTC, respectivamente.

H.323 establece los estándares para la compresión y descompresión de audio y vídeo, asegurando que los equipos de distintos fabricantes se entiendan. Así, los usuarios no se tienen que preocupar de cómo el equipo receptor actúe, siempre y 74 cuando cumpla este estándar. La gestión del ancho de banda disponible para evitar que la LAN se colapse con la comunicación de audio y vídeo, por ejemplo, limitando el número de conexiones simultáneas, también está contemplada en el estándar.

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

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Digitalización de voz

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La digitalización de la red es un proceso imparable, por las enormes ventajas que aporta, tanto para los operadores como para los usuarios, aunque ha de ser llevado a cabo de manera gradual, debido a que no es posible cambiar toda la red de una sola vez.

“La técnica ampliamente empleada en las redes telefónicas para la transformación (proceso de muestreo, cuantificación y codificación) de las señales analógicas en digitales es conocida como MIC (Modulación por Impulsos Codificados) o PCM” (Conesa, 2006) que permite la utilización múltiple de una línea, mediante la multiplexación por división en el tiempo.

La manera más habitual de aplicar las técnicas MIC a los canales vocales convierte a estos en flujos digitales de 64 Kbits/s, el objetivo de este capitulo es comprender como un canal de vocal analógico es convertido en una señal digital de 64 Kbits/seg. Y viceversa, de manera que estas señales puedan ser transmitidas con las ventajas de la transmisión digital: calidad y economía.

La digitalización de las señales de voz se puede ver ejemplificada en la figura 2.1 de forma simple y entendible, durante el desarrollo del capitulo se comprenderá mejor el siguiente diagrama.

Proceso de conversión Analógico-Digital

Proceso de conversión Analógico-Digital

Modulación.

La modulación por impulsos codificados MIC o PCM (Pulse Code Modulation), es el procesamiento más utilizado en telefonía para convertir una señal analógica en digital y viceversa, esta conversión se basa en tres operaciones fundamentales:
• Muestreo
• Cuantificación
• Codificación

Muestreo.

“El muestreo es el proceso mediante el cual se transforma una señal analógica en una serie de impulsos de distinta amplitud que reciben el nombre de muestras” (Cabeza, 2002) De acuerdo con la teoría de la información, si se desea enviar una señal de frecuencia f de un punto a otro, no es necesario transmitir la señal completa, es suficiente transmitir muestras de la señal tomadas, por lo menos, a una velocidad doble de frecuencia máxima de la señal, a esto se le conoce como teorema de muestreo.

Por ejemplo para transmitir una señal de frecuencia máxima de Khz. es suficiente con tomar muestras a una velocidad de 8 Khz. o mas elevada. En estas condiciones, en el terminal distante se puede reconstruir la señal original a partir de muestras. Como se muestra en la figura 2.2.

Principio de Muestreo

Principio de Muestreo

Frecuencia de muestreo (fm) es la rapidez o frecuencia con que se toman las muestras, y se expresa en número de muestras por segundo o en hercios.

El muestreo ideal no es físicamente realizable, en la práctica, ya que una muestra es una medida del valor instantáneo de una señal, pero tomada durante un tiempo muy corto comparado con el tiempo entre dos muestras consecutivas, a este tipo de muestreo se le llama muestreo real, Figura 2.3.

Muestreo real.

Muestreo real.

Después de obtener el muestreo, la señal obtenida es un tren de impulsos, cada uno de los cuales tiene una amplitud igual al valor que tenía la señal en el instante de muestreo. “En el caso del muestreo real, la muestra no se toma en un instante, sino durante cierto tiempo” (Cabeza, 2002) analizado lo anterior podemos considerar el muestreo como un proceso de modulación en amplitud de un tren de impulsos, por eso a la señal muestreada se llama en algunas ocasiones M.I.A. (Modulación de Impulsos en Amplitud) o en ingles P.A.M. (Pulse Amplitud Modulation) Figura 2.4.

Muestreo por modulación de impulsos en amplitud.

Muestreo por modulación de impulsos en amplitud.

De acuerdo al teorema de muestreo: Si una señal contiene únicamente frecuencias inferiores a fmax queda completamente determinada por muestras tomadas a una velocidad igual o superior a 2 fmax.

De acuerdo con el teorema de muestreo, las señales telefónicas de frecuencia vocal (de 300 a 3400 HZ), se han de muestrear una frecuencia igual o superior a 6800 Hz (2 x 3400). En la practica, se toma una frecuencia de muestreo de 8000 Hz. Es decir, se toman 8000 muestras por segundo, con una separación entre muestras consecutivas de una misma señal de 125 μs, que es el periodo de muestreo.

T=1/8000=0.000125 seg. =125 μs

Cuantificación.

La cuantificación es el proceso mediante el cual se asignan valores discretos, a las amplitudes de las muestras obtenidas en el proceso de muestreo. Tras la cuantificación las muestras serán de tipo digital, ya que solo podrán tener un número finito de valores.

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“De acuerdo a lo anterior sea descubierto que las muestras obtenidas en un muestreo real tiene una duración o anchura finita, pero su amplitud puede tomar finitos valores comprendidos entre el valor 0 y el valor más alto de la señal a muestrear” (Cabeza, 2002). Sin embargo, se puede utilizar un numero finito de valores discretos para representar de forma aproximada la amplitud de las muestras, para ello, toda la gama de amplitudes que pueden tomar las muestras, o gama de funcionamiento, se divide en intervalos iguales y a todas las muestras cuya amplitud cae dentro de un intervalo, se les da el mismo valor, a este proceso se le denomina cuantificación, y a cada intervalo en que se ha dividido la gama de funcionamiento se le llama intervalo de cuantificación. Así pues, lo que se hace en el proceso de cuantificación es asignar a cada muestra el intervalo de cuantificación que le corresponde.

Dentro de una determinada gama de funcionamiento, cada intervalo de cuantificación esta limitado por dos valores de decisión. Los valores de decisión situados en los extremos de la gama de funcionamiento se llaman valores virtuales de decisión, y limitan la máxima amplitud de señal que se puede transmitir sin recorte de crestas como se muestra en la figura 2.5.

Cuantificación.

Cuantificación.

Codificación.

El campo de la codificación de la conversación abarca más que la digitalización de señales analógicas de conversación. El objetivo de la investigación es desarrollar codecs de audio que proporcionen mejor calidad de conversación con una proporción más baja de bits, de retraso y de complejidad de implantación.

La codificación es el proceso mediante el cual se representan una muestra cuantificada, mediante una sucesión de “1’s” y 0’s”, es decir mediante una secuencia binaria.
Como en los MIC europeos se utilizan 256 intervalos de cuantificación para representar todas las posibles muestras, se necesitan secuencias binarias de 8 bits para representar a todos los intervalos de cuantificación (28 = 256). Un grupo de ocho bits de este tipo, constituye una palabra MIC. Como se muestra en la figura 2.6.

Palabra MIC.

Palabra MIC.

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

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Idiomas VoIPBox del Software VoIP Switch

Telefonía Convencional

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Con el inicio del uso del teléfono las conexiones entre los pocos usuarios que deseaban establecer una conversación telefónica se realizaban directamente, pero ello sólo resultaba viable si sucedía solo entre unos pocos (N), ya que de otra manera el número de conexiones (M) resultaba extraordinario, según la formula siguiente: M=Nx(N-1)/2.

Surge así en 1878, para solventar este problema, las primeras centrales de interconexión, a las que llegaban los pares abonados, y los operadores u operadoras eran los encargados en poner en comunicación unos con otros mediante un sistema de cruces, al recibir una solicitud, a través de una corriente de llamada. En las primeras centrales telefónicas las conexiones entre usuarios se realizaban directamente por los operarios de la central, lo cual era muy limitado, pues en cuanto crecía el número de abonados el número de conexiones era inmanejable.

Un ejemplo de la poca practicidad de las primeras centrales telefónicas, para enlazar 1000 usuarios entre si, todos con todos, se requieren medio millón de líneas, una cantidad impracticable, lo que justifica el empleo de la conmutación.

Este método pronto se presento ineficaz, no solamente por el trabajo tan grande que requería y la complejidad de los paneles de conexión, sino por poca confidencialidad que demostraba, ya que las operadoras podían escucharla conversación mientras esta se producía. Sin embargo todo esto cambio cuando B.

Strowger un enterrador de de Kansas City, al creer que las llamadas se desviaban a su competencia por la operadora, invento un sistema automático para la selección del destinatario que no requería un operador, instalándose la primera central automática en 1892. Su principio ha sido válido durante muchos años y se ha utilizado con profusión, siendo desplazado por los sistemas electrónicos, más modernos.

En la figura 1.15 se puede observar una línea privada, esto era una conexión directa entre teléfonos y solo se podían realizar llamadas entre ellos

Línea Privada

Línea Privada

Con el crecimiento en el número de teléfonos las conexiones entre ellos se empezaron a complicar un ejemplo en la conexión de varias líneas privadas se encuentra en la figura 1.16

Líneas privadas

Líneas privadas

Con la llegada de las primeras centrales telefónicas con abanadas la interconexión entre las líneas era mas accesible sin embargo como se menciono con anterioridad con el crecimiento en el numero de líneas de los abonados se convirtió ineficaz rápidamente un ejemplo se encuentra en la figura 1.16. La central telefónica de conmutación manual para la interconexión mediante la intervención de un operador/a de distintos teléfonos, crea un primer modelo de red telefónico.

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

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Idiomas VoIPBox del Software VoIP Switch

Teléfonos Móviles

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En los últimos años los servicios móviles han representado el segmento de más rápido crecimiento de todo el sector de telecomunicaciones. Este crecimiento, es debido fundamentalmente, al auge experimentado por la telefonía celular que permite a sus usuarios en todo el mundo la posibilidad de generar y recibir llamadas mientras se desplazan de un lugar a otro.

La fuerza tecnológica del GSM (Global System for Mobile) que es un sistema estándar para comunicación utilizando teléfonos móviles que incorporan tecnología digital por lo que cualquier cliente de GSM puede conectarse a través de su teléfono con su ordenador y puede hacer, enviar y recibir mensajes por email, faxes, navegar por Internet, acceso seguro a la red informática de una compañía (LAN/Intranet), así como utilizar otras funciones digitales de transmisión de datos, incluyendo el Servicio de Mensajes Cortos (SMS) Permite que los celulares sean cada vez mas populares entre la población de países desarrollados como en lo que se encuentran en vías de desarrollo.

Tomado de:
Ferráez, E. (2008). El impacto de la Telefonía IP en las Organizaciones (tesis de pregrado). Universidad Veracruzana, Veracruz, México.
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Emprendiendo en la Telefonía por Internet

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Desventajas al Usar la Telefonia por Internet (VoIP)

VoIP la nueva tecnología y los Softphones

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Los softphones son teléfonos implementados por software. Éstos proporcionarán a un dispositivo que no sea un teléfono, como un ordenador o una PDA, las funcionalidades de un teléfono VoIP. Para que esto sea posible no es necesario que el dispositivo en cuestión sea muy potente, simplemente se necesita un equipo de audio adecuado y alguna forma de conectarse a una red TCP/IP.

El más conocido y usado es el X-lite, aunque también existen muchos otros que presentan buenas funcionalidades.

El concepto de teléfono está hoy día en constante evolución, lo que hace difícil en ocasiones diferenciar lo que es un softphone de lo que no lo es. La comunicación VoIP está presente en programas de mensajería instantánea por poner un ejemplo, pero sólo el tiempo dirá si éstos pueden llegar a ser considerados softphones.

En este documento, el término softphone se refiere a un software ejecutable en ordenadores u otros dispositivos que tenga el aspecto de un teléfono, se use como cualquier teléfono y cuya funcionalidad principal sea la de realizar llamadas telefónicas.

Softphone Zoiper, puede trabajar con el protocolo SIP o IAX, y dispone de una versión gratuita y otra comercial

Softphone Zoiper, puede trabajar con el protocolo SIP o IAX, y dispone de una versión
gratuita y otra comercial

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X-lite de CounterPath, uno de los softphones más empleados hoy día y se encuentra disponible para varios sistemas operativos

X-lite de CounterPath, uno de los softphones más empleados hoy día y se encuentra
disponible para varios sistemas operativos

La principal ventaja de un softphone sobre un teléfono VoIP hardware es el coste. En muchas empresas se debe instalar como mínimo en cada escritorio un ordenador y un teléfono. Si pudiéramos quitar el teléfono de todos esos escritorios se produciría un claro ahorro. Además hay una gran cantidad de softphones y la mayoría de sistemas operativos ya vienen con alguno instalado por defecto

Los softphones tienen por delante un largo camino hasta que puedan ser aceptados por la mayoría de usuarios. A la costumbre de usar un teléfono tradicional, se une el grave inconveniente de que al tener el teléfono en el ordenador se añaden complicaciones extras. Por ejemplo, si tenemos una caída de tensión o un corte eléctrico, el reinicio del PC siempre es mucho más problemático y lento que un hardphone. Sin embargo es una alternativa a tener muy en cuenta.

Tomado de: http://www.naser.cl/sitio/Down_Papers/Introduccion%20a%20la%20telefonia.pdf

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Desventajas al Usar la Telefonia por Internet (VoIP)

VoIP la nueva tecnología, Evolución

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En 1995, una pequeña compañía llamada Vocaltec anunció el lanzamiento del primer teléfono software para Internet. Este software era únicamente útil para entablar una comunicación de PC a PC y para ello necesitaba hacer uso de diversos requisitos hardware tales como micrófono, altavoces, tarjeta de sonido y módem.

El funcionamiento de este software a día de hoy sigue siendo básicamente igual, transformar la señal de voz en paquetes IP una vez comprimida. Sin embargo, esta alternativa a la comunicación telefónica tradicional fue comercialmente un fracaso ya que las conexiones a Internet de las que se disponían, ofrecían un ancho de banda muy escaso.

Durante los años siguientes la tecnología asociada a las redes de datos y las comunicaciones continuó mejorando para ser en 1998 cuando se dieron definitivamente los primeros pasos desde un punto de vista comercial. En este año diversas compañías lanzaron al mercado adaptadores que permitían hacer uso de los teléfonos tradicionales en un entorno VoIP. Ello facilitó el acercamiento de la tecnología VoIP a los clientes, por lo que algunas empresas importantes se lanzaron al mercado ofreciendo productos y servicios relacionados. Durante el año 1998 la tecnología VoIP alcanzaba ya el 1% del tráfico total de voz: su carrera había comenzado.

En 1999, compañías dedicadas a las redes de datos tales como Cisco crearon las primeras plataformas destinadas a empresas capaces de tratar con tráfico VoIP. Esto supuso un nuevo impulso a la VoIP ya que comenzó a implantarse en muchas empresas. La consecuencia directa fue que la VoIP alcanzara en el año 2000 más del 3% del tráfico total de voz

Las redes de datos siguieron mejorando en años venideros y alrededor del año 2005 ya era fácil para cualquier persona de países desarrollados conseguir una conexión a Internet que cumpliera los requisitos mínimos para ofrecer una buena calidad de voz y una comunicación fiable a través de VoIP reduciendo al mínimo las posibles interrupciones que se pudieran producir durante la conversación.

Esto supuso otro gran impulso a la VoIP y provocó que a día de hoy existan muchas soluciones que hacen uso de esta tecnología. Un ejemplo claro es Asterisk, una centralita telefónica de software libre que se distribuye bajo licencia GPL.

Este producto, soportado comercialmente por Digium se ha convertido en pocos años en una de las soluciones IP más extendidas en diversos ámbitos, tanto el empresarial como el educativo.

Otro ejemplo destacable de producto VoIP es Skype, que fue creado por dos jóvenes universitarios en el año 2003. A diferencia de Asterisk, Skype hace uso de un protocolo privado que no está basado en un estándar lo que a largo plazo se piensa que limitará a sus usuarios. A día de hoy Skype se puede emplear en multitud de plataformas y su uso se encuentra también ampliamente extendido.

Tráfico VoIP en todo el mundo (dividido por regiones)

Tráfico VoIP en todo el mundo (dividido por regiones)

De un modo u otro, a finales del año 2008 se espera que el negocio relacionado con la VoIP llegue a la impresionante cifra de 5.000 millones de dólares. El bajo coste de las llamadas a distancia y las nuevas funcionalidades que se están implementando son sólo dos de los alicientes que están provocando esta revolución.

Tomado de: http://www.naser.cl/sitio/Down_Papers/Introduccion%20a%20la%20telefonia.pdf

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Protocolo de reservación de recursos (RSVP)

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El protocolo Internet se diseñó expresamente con el fin de desplazar la inteligencia hacia los sistemas de extremo, y debe su éxito a esta simplicidad y ausencia de diversos estados. Ahora bien, a pesar de los esfuerzos para adaptar los sistemas terminales (transmisores y receptores), siguen existiendo problemas críticos en la red.

Los sistemas que componen la red IP aún aplican el mismo procedimiento de encaminamiento prescindiendo del origen de los paquetes, los cuales son tratados de la misma manera conforme al principio FIFO (primero en llegar, primero en salir). Éste es un proceso de transporte y encaminamiento simple, fácil de ejecutar y que requiere un procesamiento mínimo por parte de los encaminadores. El nodo determina el trayecto que el paquete seguirá, en base a las tablas de encaminamiento y, en particular, a los dos criterios siguientes.

• El número de reenvíos o etapas hacia el destino: se prefiere el camino más corto;
• La capacidad instalada de los enlaces: se escoge la mejor velocidad binaria.

En la práctica, el primer criterio es más importante a la hora de tomar una decisión de encaminamiento, lo que explica la tendencia de que los paquetes sigan siempre el mismo trayecto durante una sesión de conexión.

Conforme a este principio de funcionamiento de los encaminadores de red IP, un flujo en tiempo real, por ejemplo de paquetes de una llamada telefónica, será colocado sistemáticamente al final de la cola en el encaminador, como todos los otros tipos de paquetes. Este principio de funcionamiento es, por ende, incapaz de satisfacer las mismas restricciones de tiempo impuestas por las transmisiones en tiempo real.

Una de las soluciones más usuales consiste en incorporar en los encaminadores de red IP una estrategia dinámica para regular cada tren.

Desde 1989, en varias propuestas de los Grupos de Trabajo del IETF se ha sugerido la introducción en los encaminadores de un mecanismo de «cola justa», proporcional a la calidad de servicio requerida para cada aplicación.

Esta reflexión condujo al desarrollo y adopción ulterior del protocolo de reservación de recursos (RSVP), que actúa en la red a nivel de sus encaminadores, para canalizar y disciplinar su comportamiento y hacerlo compatible con los requisitos de funcionamiento en tiempo real.

Se puede considerar el RSVP como uno de los medios para que Internet pueda transformarse en una red de servicios integrados que proporcione un servicio de tipo «sin garantías» (best effort) y una calidad de servicio en tipo tiempo real. Cuando una aplicación en tiempo real requiera determinado nivel de calidad de funcionamiento para su tren de datos, RSVP solicitará a los encaminadores del trayecto o trayectos que reserven suficientes recursos para mantener dicho nivel de calidad.

El RSVP es dirigido por el receptor. De hecho, es el destinatario y no el transmisor quien emite una petición de calidad de servicio de acuerdo con sus necesidades. Esta petición es encaminada al emisor como un mensaje RSVP. Estos mensajes circulan en el sentido opuesto al tren de datos.

calidad de servicio solicitada, el RSVP ordena los paquetes basándose en un procedimiento de decisión (control de admisión). Si el paquete pasa esta etapa con éxito, el RSVP ha establecido un perfil de paquete y lo ha transmitido al clasificador de paquetes, que se encarga de ordenarlos de acuerdo con su ruta y perfil. Así, el paquete tendrá un nivel de prioridad en la cola de transmisión del encaminador acorde con la calidad de servicio solicitada.

La reserva de recursos es intrínsecamente injusta, pues favorece ciertos flujos y ciertos receptores. La única manera de justificarla es cobrándola. El RSVP registra una orden del usuario para una determinada calidad de servicio, conducente a la reservación de los recursos, por lo que es posible concebir un medio de facturación basado en la anchura de banda utilizada.

Tomado de: https://www.itu.int/ITU-D/cyb/publications/2003/IP-tel_report-es.pdf

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SIP Telefonía e IVR (Respuesta Automática)