VOIP
sub. índice
· Telefonía IP
· Principio de funcionamiento
· Tipos de conexión telefónica IP
· Diferencia entre la Telefonía IP y la Telefonía normal
· Funcionamiento de VoIP
· El estándar VOIP sobre IP
· Ventajas de la tecnología voz sobre IP
· SIP (Session Initiation Protocol)
· Introducción a los CODECS de voz
· Definición de FXS y FXO
Telefonía IP
La telefonía IP convierte el computador en un teléfono. Es un servicio que permite realizar
llamadas desde redes que utilizan el protocolo de comunicación IP (Internet Protocol), es decir, el sistema que permite comunicar computadores de todo el mundo a través de las líneas telefónicas. Esta tecnología digitaliza la voz y la comprime en paquetes de datos que
se reconvierten de nuevo en voz en el punto de destino.
Principio de funcionamiento
Los pasos básicos que tienen lugar en una llamada a través de Internet son:
Conversión de la señal de voz analógica a formato digital y compresión de la señal a protocolo de Internet (IP) para su transmisión.
En recepción se realiza el proceso inverso para poder recuperar de nuevo la señal de voz analógica.
Cuando hacemos una llamada telefónica por IP, nuestra voz se digitaliza, se comprime y se envía en paquetes de datos IP. Estos paquetes se envían a través de Internet a la persona con
la que estamos hablando. Cuando alcanzan su destino, son ensamblados de nuevo, descomprimidos y convertidos en la señal de voz original.
Tipos de conexión telefónica IP
· Comunicación entre usuarios de PC conectados a Internet. Mediante el uso de
computadoras multimediales y un programa adecuado se puede entablar una conversación
en tiempo real con otra computadora similar ubicada en cualquier parte del mundo.
·La segunda modalidad es la que posibilita la comunicación entre dos usuarios, aunque uno
de ellos no esté conectado a Internet. Una persona conectada a través de su PC con Internet puede llamar a un teléfono fijo.
·La tercera modalidad, y la más reciente, permitió ampliar las comunicaciones. Dos teléfonos fijos pueden comunicarse entre sí por medio del protocolo IP; uno de ellos llama
a una central conectada a Internet y ésta lo comunica con el otro teléfono fijo de manera similar a la descrita anteriormente.
Diferencia entre la Telefonía IP y la Telefonía normal
En una llamada telefónica normal, la centralita telefónica establece una conexión
permanente entre ambos interlocutores, conexión que se utiliza para llevar las señales de voz.
En una llamada telefónica por IP, los paquetes de datos, que contienen la señal de voz digitalizada y comprimida, se envían a través de Internet a la dirección IP del destinatario.
No obstante, en una llamada telefónica IP estamos comprimiendo la señal de voz y utilizamos una red de paquetes sólo cuando es necesario. Los paquetes de datos de diferentes llamadas, e incluso de diferentes tipos de datos, pueden viajar por la misma línea
al mismo tiempo.
Funcionamiento de VoIP
La voz sobre IP, (Protocolo de Voz Sobre Internet - Voice Over Internet Protocol)
convierte las señales de voz estándar en paquetes de datos comprimidos que son transportados a través de redes de datos en lugar de líneas telefónicas tradicionales. La evolución de la transmisión conmutada por circuitos a la transmisión basada en paquetes toma el tráfico de la red pública telefónica y lo coloca en redes IP bien aprovisionadas. Las señales de voz se encapsulan en paquetes IP que pueden transportarse como IP nativo o como IP por Ethernet, Frame Relay, ATM o SONET.
El estándar VOIP
Realmente la integración de la voz y los datos en una misma red es una idea antigua,
pues desde hace tiempo han surgido soluciones desde distintos fabricantes que, mediante el uso de multiplexores, permiten utilizar las redes WAN de datos de las empresas (típicamente conexiones punto a punto y frame-relay) para la transmisión del tráfico de voz.
La falta de estándares, así como el largo plazo de amortización de este tipo de soluciones
no ha permitido una amplia implantación de las mismas. Es innegable la implantación definitiva del protocolo IP desde los ámbitos empresariales a los domésticos y la aparición
de un estándar, el VoIP, no podía hacerse esperar. La aparición del VoIP junto con el abaratamiento de los DSP’s (Procesador Digital de Señal), los cuales son claves en la compresión y descompresión de la voz, son los elementos que han hecho posible el despegue de estas tecnologías.
Ventajas de la tecnología voz sobre IP
· Integración sobre su Intranet de la voz como un servicio más de su red, tal como otros
servicios informáticos.
· Las redes IP son la red estándar universal para la Internet, Intranets y extranets.
· Estándares efectivos (H.323)
· Interoperabilidad de diversos proveedores
· Uso de las redes de datos existentes
· Menores costos que tecnologías alternativas (voz sobre TDM, ATM, Frame Relay)
· No paga Larga Distancia en sus llamadas sobre IP.
La principal ventaje es el bajo costo de las llamadas, las llamadas internas entre terminales
IP son totalmente gratuitas. Además, al usar el mismo ‘lenguaje’ que una PC (el digital),
la telefonía IP se puede complementar con otras aplicaciones, especialmente útiles en las empresas, como videoconferencia o la posibilidad de recibir el correo electrónico, los faxes
y las llamadas de voz en un mismo aparato.
La Telefonía IP utiliza la red de datos IP para proporcionar comunicaciones de voz a toda
la empresa, a través de una sola red de voz y datos. Esta convergencia de servicios de voz, datos y vídeo en una sola red implica ventajas como un menor costo de capital, procedimientos simplificados de soporte y configuración, y una mayor integración de las ubicaciones remotas y oficinas sucursales en las instalaciones de la red corporativa.
Ventaja competitiva
Un menor tiempo para añadir nuevos usuarios a la red a través de un sistema optimizado. Rápida instalación de nuevos servicios. Al utilizar una infraestructura IP común y una interfaz de estándares abierta es posible desarrollar aplicaciones innovadoras e implantarlas rápidamente.
Los usuarios pueden acceder a todos los servicios de la red, siempre que tengan acceso a la red.
Retorno de la inversión
Menores costes globales en la infraestructura de la red. Al implantar una sola red de voz y datos en todas las ubicaciones se consigue reducir los costos de capital. Además, como el teléfono y el PC comparten el mismo cable Ethernet, los costes de cableado disminuyen.
Es posible migrar a su propio ritmo, con una solución que se ampliará para asumir los cambios que tengan lugar en su empresa.
Escalabilidad y Administración
Añadir un nuevo teléfono a su solución de Telefonía sobre IP resulta muy sencillo y lo más importante es que no requiere intervención técnica, ya que lo puede hacer el mismo empleado.
Con la tecnología IP los traslados, cambios en la distribución en sus oficinas, son más
baratos. Los teléfonos están en servicio al conectar en cualquier toma de red. No sufren cambios las agendas telefónicas, el personal está localizado desde que se conecte. La numeración ya no está vinculada a un sitio.
SIP (Session Initiation Protocol)
SIP es un protocolo de señalización que se utiliza para establecer sesiones en una red IP.
Una sesión puede ser una comunicación telefónica, aplicación multimedia o mensajería instantánea. La filosofía del protocolo es simplificar las cosas; solo se ocupa de iniciar, terminar, o modificar la sesión. No se ocupa de la transmisión de datos en sí, sino que esa función queda delegada a otros protocolos específicos. Esto quiere decir que SIP escala con facilidad, pudiendo, por ejemplo, ser utilizado para videoconferencias.
El protocolo cumple 4 funciones básicas:
1. Localización de usuario. Es decir, traducir un nombre o número de usuario en una
dirección IP.
2. Negociación de la sesión de tal forma que todos los participantes acuerden qué protocolos de transporte y aplicaciones están soportadas.
3. Administración de sesiones, como por ejemplo agregar, eliminar, o transferir participantes.
4. Administración de propiedades de una sesión mientras que está en progreso.
En particular, el punto número 1 es de vital importancia ya que permite que el usuario use nombres o números en lugar de direcciones IP. Cuando un dispositivo VoIP se inicia, lo primero que hace es obtener una dirección IP, la cual suele ser dinámica. A continuación, el dispositivo registra su número de usuario y dirección IP actual en un servidor SIP. De esa forma, se construye una base de datos dinámica que vincula al usuario con una dirección IP
y se rompe la limitación de conocer la dirección IP del destinatario. Los usuarios de SIP discan un número de teléfono que luego es convertido a una dirección IP por el servidor SIP. Este sistema es muy parecido a un servicio DNS.
Mientras SIP fue diseñado para ser un componente modular de una solución mucho más grande, H.323, la otra alternativa para voz sobre IP, es un conjunto integrado de protocolos que cubre todos los detalles de una comunicación IP. Como resultado, H.323 puede ser más difícil de configurar.
Los dispositivos que pueden usar el protocolo SIP para telefonía IP pueden ser de los más variados. Por ejemplo, una PC con un softphone, un teléfono IP, un router con VoIP, un gateway de telefonía, o un PDA
Introducción a los CODECS de voz
Un Codec es un algoritmo (programa) que se utiliza para codificar y decodificar una
conversación de voz sobre IP. El sonido y las voces que escuchamos son análogos y necesitan ser convertidos (codificados) en un formato que permita la transmisión por Internet. En la punta receptora, la voz debe ser decodificada y convertida en sonido entendible por las personas. Existen distintas formas de codificar la voz. Por lo general, los Codecs utilizan compresión para poder reducir el ancho de banda requerido. Un factor importante a tener en cuenta es que la compresión puede ocasionar retrasos en la comunicación, ya que requiere tiempo y poder de procesamiento.
Algunos Codecs suenan mejor pero requieren más ancho de banda y procesamiento. Otros,
en cambio, tienen menor calidad pero son más rápidos. La elección del codec debe equilibrar calidad de sonido, con el menor ancho de banda posible y en el menor tiempo.
Cada dispositivo de VoIP (un teléfono IP, por ejemplo) soporta un conjunto de Codecs. Cuando se establece una llamada las dos puntas tendrán que negociar y acordar que codec utilizar. Este proceso es automático y esta manejado por SIP.
MOS (Mean Opinion Score)
Es un valor subjetivo donde un gran número de usuarios califican la calidad de sonido con
respecto a un Codec en particular. El MOS es un valor estadístico donde 5 es excelente y 1
es pobre.
Otro factor a tener en cuenta es el hardware. Si se utiliza un Softphone (programa de telefonía que corre bajo una PC), el retardo de codificación y compresión puede ser importante si hay otros programas que estén compitiendo por los recursos de la maquina.
En cambio, el hardware especializado para voz sobre IP posee un procesador independiente
y especializado para codificar la voz.
La utilización de la red y el ancho de banda disponible son por ultimo el factor más importante para una buena comunicación. Por ejemplo, en una conexión de 256K dedicada entre una oficina central y una sucursal donde se requieren 4 canales de voz, G.711 puede
ser una buena elección por que brinda el sonido mas claro en una red con ancho de banda disponible. Sin embargo, si en ese mismo enlace se están transmitiendo datos, el Codec G.711 entregará un bajo desempeño. Un Codec con mayor compresión quizás sea una mejor elección. Por eso, el Codec G.729 es en la actualidad el más utilizado en ambientes donde el ancho de banda es escaso o no hay control del mismo.
Voice Activity Detection (VAD)
Con frecuencia, en una conversación telefónica normal ocurren silencios en la línea porque
ninguna de las partes está hablando. En las redes de voz sobre IP, esto puede causar un derroche de ancho de banda ya que se estarían transmitiendo paquetes de tamaño completo con información de silencio. Seria mucho más eficiente entonces no trasmitir estos silencios.
VAD es un algoritmo que detecta la presencia o ausencia de voz en una comunicación. De
esa forma, puede decidir si es necesario trasmitir el sonido o ahorrar el valioso ancho de banda.
Confort Noise Generation (GNC)
Si el algoritmo de VAD decide que no hay voz en una comunicación y, en consecuencia, no
envía ningún sonido, la otra parte puede interpretar una desconexión falsa. Confort Noise Generation (CNG) reproduce en forma local un sonido de fondo para que el usuario sepa que la comunicación sigue activa.
VAD y CNG son complementarios y generalmente se usan en conjunto.
Packet Loss Concealment
Cuando un paquete con información de voz es transmitido por Internet, distintos factores
pueden hacer que nunca llegue a destino. Todas las redes que conmutan paquetes deben enfrentarse a este desafío de una forma u otra. Por lo general, un protocolo de capa 4 o superior detecta el faltante y hace que el paquete sea retransmitido. Para aplicaciones como
la descarga de un archivo, esto no es un problema. El protocolo recupera el faltante en forma automática y el usuario no percibe la diferencia.
Como la voz sobre IP es una aplicación en tiempo real, si un paquete no llega a destino no
hay tiempo para retransmitirlo. El algoritmo de Packet Loss Concealment permite recuperarse aun cuando un paquete nunca llego a destino. Por lo general, las aplicaciones
de voz sobre IP comprimen la voz en 30 paquetes por segundo. La perdida de uno o dos paquetes no hace que la comunicación sea inentendible. Según la complejidad del algoritmo de recuperación de paquetes, este puede reproducir el último sonido o calcular cuál sería el sonido correspondiente al paquete perdido.
Definición de FXS y FXO
FXS (Foreign eXchange Subscriber) y FXO (Foreign eXchange Office) son los dos tipos de
puertos que se encuentran en gateways de telefonía IP. Conceptos básicos:
- FXS entrega tono de marcado, ring, y corriente. Permite ser conectado a teléfonos, modems, y aparatos de fax tradicionales.
- FXO recibe un tono de marcado de un proveedor de telefonía.
Las centrales telefónicas (PBX) pueden tener una combinación de los dos tipos de puertos. FXO para conexión con el proveedor de telefonía, y FXS para los internos analógicos. Una central telefónica IP pequeña tiene una placa con 4 puertos FXO, es decir, 4 líneas entrantes.
Los gateways con puertos FXS se utilizan para convertir teléfonos analógicos tradicionales
en teléfonos IP. Cuando el usuario toma el teléfono recibe tono y puede discar normalmente. La voz viaja en forma analógica desde el teléfono hasta el gateway y luego es digitalizada. Por eso, el gateway convierte lo analógico en digital y viceversa.
Los gateways FXS entregan tono, pueden ser conectados a una PBX tradicional como líneas entrantes.
Los gateways con puertos FXO se conectan a líneas analógicas (Telecom, Telefónica, etc.),
y permiten que un teléfono IP tome tono de red pública y realice llamados como si fuera un telefono normal.
Un solo gateway no tiene ninguna utilidad si no existe otro dispositivo en una red IP con la que se pueda conectar. La solución completa requiere por lo menos dos gateways. |
