ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

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1 ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL ESCUELA DE INGENIERÍA ESTUDIO Y DISEÑO DE LA MIGRACIÓN DE UNA RED DE VOZ SOBRE FRAME RELAY A UNA RED DE VOZ SOBRE IP PARA UNA INSTITUCIÓN BANCARIA PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES LEONARDO DANIEL QUINTERO GÓNGORA DIRECTOR: MSc. MARÍA SOLEDAD JIMÉNEZ Quito, Octubre del 2004

2 CONTENIDO CAPÍTULO 1: CONCEPTOS RELACIONADOS CON VOZ SOBRE FRAME RELAY Y VOZ SOBRE IP VOZ SOBRE FRAME RELAY (VoFR) CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Ancho de banda compartido en redes que utilizan Voz sobre Frame Relay Distribución de circuitos virtuales PROBLEMAS EN REDES CON VOZ SOBRE FRAME RELAY Retardo en la comunicación Priorízación de tramas CARACTERÍSTICAS DE VOZ SOBRE FRAME RELAY Tipos de información que maneja Frame Relay Carga primaría Carga de señalización Multiplexación Formato de trama Formato de subtrama Codificación de voz Transmisión de dígitos telefónicos Transmisión de Fax VOZ SOBRE IP (VolP) DESCRIPCIÓN DE VOZ SOBRE IP Internet Red IP pública Intranet Direccionamiento Señalización Compresión de voz Transmisión de voz 16

3 CAPÍTULO 2: DESCRIPCIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA RED DE DATOS Y VOZ DE LA INSTITUCIÓN BANCARIA Y DISEÑO DE LA RED DE VOZ SOBRE IP ESTADO ACTUAL DE LA RED DE TELECOMUNICACIONES DE LA INSTITUCIÓN BANCARIA ESTADO ACTUAL DE LA RED DE DATOS Red LAN de la oficinas de la Institución Sanearía Cableado estructurado de las oficinas de la Institución Análisis de minutos de llamada Análisis de tráfico de voz y datos en las oficinas de la Institución Sanearía Esquema de la red de datos en las oficinas de la Institución Sanearía ESTADO ACTUAL DE LA RED DE VOZ Equipos para comunicación de voz en la Institución Sanearía (ACT) Centrales telefónicas de la Institución Sanearía Esquema de las redes de voz en las diferentes oficinas de la Institución Sanearía REQUERIMIENTOS DE LA INSTITUCIÓN BANCARIA MIGRACIÓN DE LA RED DE VOZ SOBRE FRAME RELAY A UNA RED DE VOZ SOBRE IP CÁLCULO DE LA PROYECCIÓN DE MINUTOS DE LLAMADA CÁLCULO DE LA CAPACIDAD NECESARIA PARA TRÁFICO DE VOZ HARDWARE A UTILIZARSE EN LA RED DE VOZ SOBRE IP POLÍTICAS PROPUESTAS PARA ADMINISTRAR LA RED DE VolP Plan de numeración para la red de VolP Cobertura para la red de Voz sobre IP 109

4 Crecimiento de la red de Voz sobre IP Administración de la red de Voz sobre IP Plan de migración de la red de Voz sobre Frame Relay a la red de Voz sobre IP CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS EQUIPOS A UTILIZARSE PARA EL DISEÑO DE LA RED DE VolP Routers Cisco de la serie 1700 (Cisco 1750 y 1751) Routers Cisco de la serie 3600 (Cisco 3640) Routers Cisco de la serie 3700 (Cisco 3745) Routers Cisco de la serie 7500 (Cisco 7507) Características de la tarjeta de voz VIC 2E&M Características de la tarjeta de voz VIC 2FXS Características del Network Module NM-1V Características del Network Module NM-2V 120 CAPÍTULO 3: PROPUESTA DE UNA NORMATIVA PARA REDES DE DATOS SOBRE LAS CUALES SE TRANSMITE VOZ Y ESTUDIO ECONÓMICO DEL PROYECTO PROPUESTA DE UNA NORMATIVA PARA REDES DE DATOS QUE TRANSMITEN VOZ CONVERGENCIA TECNOLÓGICA VOZ SOBRE IP Y REGULACIÓN Protocolo IP Servicio IP Voz sobre IP Escenarios de la implementación de VolP NORMATIVA PARA REDES DE DATOS SOBRE LAS CUALES SE TRANSMITE VOZ COMENTARIO SOBRE LA NORMATIVA PARA REDES DE DATOS SOBRE LAS CUALES SE TRANSMITE VOZ (VolP) ESTUDIO ECONÓMICO DEL PROYECTO 138

5 3.2.1 SISTEMATIZACIÓN DE LOS PRESUPUESTOS DE INVERSIONES, COSTOS E INGRESOS Inversión total Equipos y software Mano de obra Capacitación Costo de operación Materiales Transporte Detalles de instalación DEPRECIACIÓN TOTAL CONSOLIDACIÓN DE COSTOS TOTALES Consolidado de mantenimiento Consolidado de energía eléctrica Consolidado de provisiones Depreciación Total PRESUPUESTO DE INGRESOS Costo unitario PROYECCIÓN DE MINUTOS CONSUMIDOS POR LLAMADAS SALIENTES EVALUACIÓN FINANCIERA - Flujos de fondos VALOR ACTUAL NETO (VAN) TASA INTERNA DE RETORNO (TIR) CÁLCULO DEL COSTO - BENEFICIO PERÍODO DE RECUPERACIÓN DEL CAPITAL 169 CAPÍTULO 4: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES RECOMENDACIONES 173 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 174 BIBLIOGRAFÍA 176

6 CONTENIDO DE TABLAS CAPÍTULO 1: CONCEPTOS RELACIONADOS CON VOZ SOBRE FRAME RELAY Y VOZ SOBRE IP Tabla 1.1 Tipos de carga útil 9 Tabla 1.2 Tipos de codificadores de voz 10 CAPÍTULO 2: DESCRIPCIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA RED DE DATOS Y VOZ DE LA INSTITUCIÓN BANCARIA Y DISEÑO DE LA RED DE VOZ SOBRE IP Tabla 2.1 Ilustra el aumento de personal en las oficinas de la Institución Sanearía del año 2003 al Tabla 2.2 Número de host por Agencia de la Institución Sanearía 46 Tabla 2.3 Tipo de servicio bancario que se entrega en cada una de las oficinas de la Institución Sanearía 50 Tabla 2.4 Ubicación de Agencias por ciudades y tipos de servicio que ofrecen 52 Tabla 2.5 Capacidades de los enlaces de telecomunicaciones entre carriers 54 Tabla 2.6 Capacidades, tecnología y carrier al que pertenece cada oficina 56 Tabla 2.7 Análisis de minutos de llamadas 61 Tabla 2.8 Número de canales de voz simultáneos en las Sucursales Provinciales 68 Tabla 2.9 Estadísticas de minutos de llamadas en los años Tabla 2.10 Proyección de minutos de llamada para 5 años 90 Tabla 2.11 Número de llamadas simultáneas y la capacidad necesaria en cada una de las oficinas para el tráfico de voz 97 Tabla 2.12 Costo referencial del hardware requerido para el diseño de la red de VolP en la Institución Sanearía 106 Tabla 2.13 Numeración del Network Center, Sucursales Provinciales, Agencias y Ventanillas de Extensión 109 Tabla 2.14 Cronograma de migración para la Institución Sanearía 115 Tabla 2.15 Características de la tarjeta VIC 2E&M 119

7 Tabla 2.16 Características de la tarjeta VIC 2FXS 119 Tabla 2.17 Características del Network Module NM-1V 120 Tabla 2.18 Características del Network Module NM-2V 120 CAPÍTULO 3: PROPUESTA DE UNA NORMATIVA PARA REDES DE DATOS SOBRE LAS CUALES SE TRANSMITE VOZ Y ESTUDIO ECONÓMICO DEL PROYECTO Tabla 3.1 Inversión total del proyecto 139 Tabla 3.2 Inversión inicial de la Institución Sanearía 140 Tabla 3.3 Costos referenciales totales de equipos y software para la Institución Sanearía 141 Tabla 3.4 Costo de equipos y software en cada una de las oficinas de la Institución Bancaria 142 Tabla 3.5 Costo de operación del proyecto para la Institución Bancaria 145 Tabla 3.6 Costo de transporte para la Institución Bancaria 147 Tabla 3.7 Depreciación de equipos y software utilizados para la red de Voz sobre IP 148 Tabla 3.8 Depreciación anual en cada una de las oficinas de la Institución Bancaria 150 Tabla 3.9 Consolidado de costos totales 149 Tabla 3.10 Costos de mantenimiento de la red de Voz sobre IP en 3 años 151 Tabla 3.11 Costo de energía eléctrica anual por equipos en la Institución Bancaria 151 Tabla 3.12 Costo mensual y anual de energía eléctrica de los equipos por cada oficina de la Institución Bancaria 152 Tabla 3.13 Provisión total para la red de Voz sobre IP 153 Tabla 3.14 Costo unitario 154 Tabla 3.15 Proyección de minutos de llamadas hasta el año Tabla 3.16 Proyección de minutos de llamada (año 1) 159 Tabla 3.17 Proyección de minutos de llamada (año 2) 160 Tabla 3.18 Proyección de minutos de llamada (año 3) 161 Tabla 3.19 Costo de servicios de voz y datos para la Institución Bancaria 163

8 Tabla 3.20 Ahorro de la Institución Sanearía luego de la implementación del proyecto 162 Tabla 3.21 Flujo de fondos del proyecto (año 1) 165 Tabla 3.22 Valor actual neto (VAN) del proyecto 166 Tabla 3.23 Costo - beneficio del proyecto 169 Tabla 3.24 Período de recuperación del capital 170

9 CONTENIDO DE GRÁFICOS CAPÍTULO 1: CONCEPTOS RELACIONADOS CON VOZ SOBRE FRAME RELAY Y VOZ SOBRE IP Figura 1.1 Tipos de información en Frame Relay 5 Figura 1.2 Red básica VoFR 6 Figura 1.3 Formato de trama 7 Figura 1.4 Formato de subtrama 8 Figura 1.5 Red con conexión de centralitas a routers VolP 12 Figura 1.6 Pila de protocolos en VolP 17 Figura 1.7 Estructura lógica de un Gateway H Figura 1.8 Elementos de una red VolP 21 Figura 1.9 Cabecera RTP 26 Figura 1.10 Cabecera RTCP 28 Figura 1.11 Relación entre velocidad de puerto y CIR 33 Figura 1.12 Enlace WAN modelado como dos políticas de encolado unidas en cascada 35 Figura 1.13 Cola de prioridades en cascada con una cola FIFO se reducen a una cola FIFO 36 CAPÍTULO 2: DESCRIPCIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA RED DE DATOS Y VOZ DE LA INSTITUCIÓN BANCARIA Y DISEÑO DE LA RED DE VOZ SOBRE IP Figura 2.1 Crecimiento de personal en las oficinas de la Institución Sanearía del año 2003 al Figura 2.2 Router Cisco Figura 2.3 Topología de algunas Agencias y Sucursales Provinciales 57 Figura 2.4 Topología de la red LAN de la Institución Bancaria (a) Física en estrella, (b) Lógica en bus 58 Figura 2.5 Router Cisco 3745 (a) Vista Frontal (b) Vista posterior 67 Figura 2.6 Router Cisco

10 Figura 2.7 Router Cisco 1750 (a) Vista Frontal (b) Vista posterior 70 Figura 2.8 Router Cisco 1751 (a) Vista Frontal (b) Vista posterior 71 Figura 2.9 Comunicación de voz entre Agencias 73 Figura 2.10 Comunicación de voz entre Sucursales Provinciales y Agencias 73 Figura 2.11 Equipo ACT 9400 (a) Vista frontal (b) Puerto de consola del ACT (c) Vista posterior 75 Figura 2.12 Tarjeta de voz que se utiliza en el ACT Figura 2.13 Equipo ACT 9350 (a) Vista frontal (b) Vista posterior 76 Figura 2.14 Características del ACT Figura 2.15 ACT 9400 (a) Vista del equipo (b) Características 78 Figura 2.16 Central telefónica NEC NEAX 7400 CC Figura 2.17 Central telefónica SIEMENS HICOM 150E 80 Figura 2.18 Conexión de equipos en el Network Center 81 Figura 2.19 Diagrama de conectividad de la Sucursal Provincial de Guayaquil 82 Figura 2.20 Diagrama de conexión de la Sucursal Provincial de Cuenca 83 Figura 2.21 Diagrama de conexión de los equipos de las Sucursales Provinciales de Ibarra, Quevedo, Santo Domingo, Manta, Portoviejo y Máchala 84 Figura 2.22 Diagrama de conexión de equipos en las Sucursales Provinciales de Latacunga y Babahoyo 85 Figura 2.23 Red de voz en las Agencias Aloag, Machachi, Quinche, Pomasqui, Tabacundo, Pasteurizadora Quito, Cumbayá, Tumbaco, Los Chillos, Sangolquí, Pana Sur, Recursos Humanos, Comité del Pueblo, Punto pago Sur, La Y, Santa Clara, Villaflora, Plaza grande, Coca, Tena, Puyo y Lago Agrio 86 Figura 2.24 Diagrama de conexión de la red de voz de las Ventanillas de Extensión Ómnibus BB, Universidad Católica y Com Ptgo 87 Figura 2.25 Esquema general de la red de voz actual de la Institución Bancaria88 Figura 2.26 Esquema de conectividad del Network Center para el nuevo diseño98 Figura 2.27 Tarjeta VIC 2E&M 98 Figura 2.28 Esquema de conectividad de la Sucursal Provincial de Guayaquil para el nuevo diseño 99 Figura 2.29 Network Module NM - 2V (a) Vista de la máscara (b) Vista del módulo 100

11 Figura 2.30 Diagrama de conectividad de las Sucursales Provinciales de Cuenca, Ibarra, Quevedo, Santo Domingo, Manta, Portoviejo y Máchala 101 Figura 2.31 Diagrama de conectividad para las Sucursales Provinciales de Latacunga y Babahoyo 102 Figura 2.32 Network Module NM - 1V 102 Figura 2.33 Diagrama de conectividad de las Agencias Aloag, Machachi, Quinche, Pomasqui, Tabacundo, Pasteurizadora Quito, Cumbayá, Tumbaco, Los Chillos, Sangolquí, Pana Sur, Recursos Humanos, Comité del Pueblo, Punto Pago Sur, La Y, Santa Clara, Villaflora y Plaza Grande 103 Figura 2.34 Diagrama de conectividad de las Agencias de Coca, Puyo, Lago Agrio, Tena 104 Figura 2.35 Diagrama de conectividad de las Ventanillas de Extensión Universidad Católica y Com Ptog 105 Figura 2.36 Tarjeta VIC 2FXS 106 Figura 2.37 Ejemplo de cobertura de la red de VolP 110 Figura 2.38 Política de comunicación de voz que tendrán las Sucursales Provinciales 110 Figura 2.39 Política de comunicación del Network Center 111 CAPÍTULO 3: PROPUESTA PARA UNA NORMATIVA PARA REDES DE DATOS SOBRE LAS CUALES SE TRANSMITE VOZ Y ESTUDIO ECONÓMICO DEL PROYECTO Figura 3.1 Tráfico de datos versus tráfico de voz 123 Figura 3.2 Evolución de plataformas, redes y de la industria en general 124 Figura 3.3 Conmutación de paquetes versus conmutación de circuitos 125 Figura 3.4 Comunicación de VolP entre usuarios de la misma red 128 Figura 3.5 Comunicación entre usuarios de dos o más redes lejanas 129 Figura 3.6 Comunicación de usuarios de la PSTN con usuarios de una red o viceversa 129 Figura 3.7 Comunicación de usuarios de la PSTN con usuarios de una red para conexiones de larga distancia 130 Figura 3.8 Comunicación entre usuarios de la PSTN 130

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13 PRESENTACIÓN Voz sobre IP se fundamenta en el principio básico de que la voz puede convertirse en datos y puede ser transmitida por una red IP de la misma manera que las imágenes y texto; por otro lado, se cuenta ya con un estándar que garantiza interoperabilidad entre los distintos fabricantes. Esta tecnología abre un espacio muy importante dentro del universo que es Internet, es ia posibilidad de estar comunicados a costos más bajos dentro de las empresas y fuera de ellas, es la puerta de entrada de nuevos servicios apenas imaginados y es la forma de combinar una página de presentación de Web con la atención en vivo y en directo desde un cali canter, entre muchas otras prestaciones. Empleando Voz sobre IP las llamadas establecidas entre teléfonos de la misma empresa no generan costos adicionales, lo que beneficia a la institución. En el proyecto se aprovechará la infraestructura disponible de la red de datos real de la institución, a la cual se tendrán que adaptar los equipos para poder unificar en ésta servicios de voz y datos (convergencia). Dentro del proceso se utilizarán las consideraciones de diseño para redes que utilizan VolP y así obtener una red más eficiente. Voz sobre IP permite agregar teléfonos en cualquier punto de la red LAN, para lo cual no es necesario un cableado separado; además, los teléfonos IP tienen su propia identidad cuando éstos son movidos de un lugar a otro y no hay necesidad de realizar una nueva conexión para cambiar de sitio. Al realizar la propuesta de una normativa jurídica para la transmisión de voz sobre redes de datos se busca aclarar los límites hasta los cuales se podría utilizar esta tecnología en una institución.

14 El estudio económico costo - beneficio es importante ya que con éste se obtendrá una visión más clara del beneficio que conseguirá la Institución Sanearía al migrar su red a Voz sobre IP.

15 1 CAPÍTULO 1: CONCEPTOS RELACIONADOS CON VOZ SOBRE FRAME RELA Y Y VOZ SOBRE IP 1.1 VOZ SOBRE FRAME RELAY(VoFR) [1] En esta sección se hablará sobre las características técnicas de VoFR y la manera de utilizar esta tecnología para transmitir tráfico de voz a través de una red Frame Relay CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS [1] Ancho de banda compartido en redes que utilizan voz sobre Frame Relay [1] La integración de servicios proporciona una serie de beneficios, como la gestión única y el ancho de banda compartido entre ellos. El hecho de integrar en una sola red servicios que antes eran proporcionados por redes diferentes posibilita gestionar una única red en lugar de varias. Con la integración de servicios, el ancho de banda contratado se pone en cada momento a disposición del servicio que lo necesite. Por ejemplo, en los momentos en que no haya conversaciones vocales todo el ancho de banda contratado puede ser usado para la transmisión de datos. De esta forma el cliente siempre obtiene el máximo rendimiento de la capacidad que paga. En redes con VoFR se utiliza un equipo multiplexor de tipo FRAD1 (Frame Relay Access Device) que tenga como una de sus características la capacidad para el manejo de voz. Se procede a conectar los equipos de voz y datos al equipo multiplexor, el multiplexor encapsula todo ese tráfico en tramas Frame Relay con lo que hace 1 FRAD: Dispositivo de acceso a una red Frame Relay.

16 posible su transmisión a través de la red de datos. Voz y datos se mantienen en tramas distintas. 2 En el caso de la voz, previamente se digitaliza si el dispositivo conectado es analógico, y a continuación se comprime. La compresión permite reducir los 64 Kbps de la voz digitalizada gracias al uso de algoritmos para codificación de voz los cuales se mostrarán en la tabla 1.2. Además, se dispone de la facilidad de supresión de silencios, que consiste en transmitir sólo cuando el usuario habla. Mientras un usuario permanece en silencio escuchando a su interlocutor no se transmite nada a través de la red, pero sí se genera un ruido confortable en el extremo distante para evitar que el interlocutor remoto tenga la sensación de que se ha cortado la comunicación. Cabe mencionar que el equipo multiplexor resulta imprescindible para insertar tráfico de diferentes servicios en una sola línea física, esta línea es dimensionada de acuerdo a los requerimientos de los canales de voz y la velocidad de los datos Distribución de circuitos virtuales [1] Las tramas en la red de datos son transportadas a su destino a través de circuitos virtuales. Para asegurar la calidad de la voz, las tramas de voz viajan por circuitos virtuales diferentes a los de las tramas de datos. El tráfico de voz es muy sensible a los retardos, por lo que los circuitos virtuales de voz se configuran como prioritarios y sensibles al retardo. Por otro lado, el tráfico de datos no es muy sensible al retardo; por esta razón, los circuitos virtuales de datos se configuran como no prioritarios y con total utilización del canal.

17 1.1.2 PROBLEMAS EN REDES CON VOZ SOBRE FRAMERELAY [1] Retardo en la comunicación [1] La calidad de voz es extremadamente susceptible a los retardos, por esta razón se ve influenciada por varios factores, como el número de saltos entre conmutadores (cuatro se considera como el número máximo antes de que la calidad de la voz se deteriore), distancia, actividad de la red, congestión y compresión de voz. Existen dos clases de retardos que son: - El retardo de extremo a extremo y - El retardo diferencial. El retardo de extremo a extremo se caracteriza porque los paquetes de voz llegan tras largas interrupciones, provocando conversaciones interrumpidas parecidas a las experimentadas en las comunicaciones por satélite. El retardo diferencial es aquel en el que el retardo entre paquetes de voz es variable, y produce conversaciones entrecortadas y un deterioro perceptible de la calidad de la voz. Para compensar los efectos del retardo fijo de extremo a extremo, se incorpora canceladores de eco a los FRADs. El retardo diferencial es tratado por la memoria intermedia (buffet) del FRAD Príorización de tramas [1] Para ayudar a minimizar el retardo de extremo a extremo y mitigar los efectos del retardo diferencial es preciso aplicar algún tipo de priorización a las tramas de voz y datos que entran en la red.

18 Se pueden definir niveles de prioridad utilizando DLCIs2 (Date LJnk Connection Identifier), pero esto no es suficiente. 4 Entonces, como la longitud de las tramas de voz y de datos no son iguales ya que las tramas de datos tiene mayor longitud que las de voz, es necesario contar con un mecanismo de nivelación capaz de asegurar que las tramas de voz tengan las mismas oportunidades de entrar en la red que las tramas de datos. La mejor alternativa está en enviar el tráfico de voz y otros tráficos sensibles al retardo, por un PVC3 (DLCI) y el tráfico LAN4 por otro. Esto es posible implementando una técnica de sub - direccionamiento basada en la doble encapsulación del paquete Frame Relay. Los canales de voz o datos reciben su propio DLCI, pero permanecen invisibles a la red Frame Relay CARACTERÍSTICAS DE VOZ SOBRE FRAME RELAY [1] En esta sección se hablará sobre algunas de las características que se utilizan en VoFR como el formato de tramas, multiplexación, codificación de voz, transmisión de dígitos telefónicos y FAX Tipos de información que maneja Frame Relay [1] Frame Relay permite el transporte de diversas fuentes de información, entre las cuales existen fundamentalmente dos tipos: la carga primaría y la carga de señalización. L Carga primaria [1] Dentro de las fuentes de información (carga útil primaria) existen tres tipos; estos 2 DLCI: Identificador de conexión del enlace de datos, identifica el canal lógico al que pertenece cada trama y permite su ruteo. PVC(Circuito Virtual Permanente): Conexión a la que se asocia un único camino dedicado en toda la Transmisión. 4 LAN (Red de área local): Red de datos de cobertura muy pequeña.

19 son: Voz codificada, FAX codificado o datos de MODEM5 y tramas de datos Carga de señalización [1] Este tipo de información es aquella que se utiliza para señalización. Los tipos de carga de señalización son: los dígitos marcados, bits de señalización (señalización asociada al canal), indicación de falla, señalización orientada a mensajes (señalización de canal común), FAX codificado y descripción de información de silencio. En la figura 1.1 se muestran tanto la carga primaria como la de señalización en el servicio de Voz sobre Frame Relay. vo/., dau* Carga primaria IndKackn Servicio de usuario de VoFR * > m Dígito* Fax I marcaos codificada Bits de 1 1 Carga de señalización InformacUmT de silencio 1 Servicio VoFR Unidad de servicies de dalos Servicio Frame Rela\a 1.1 Tipos de información en Frame Relay [1] 5 MODEM: Equipo modulador y demodulador, puede modular en amplitud o frecuencia de una señal de datos.

20 Multíplexación [1] Uno de los componentes más importantes del transporte de voz sobre Frame Relay (VoFR) es el servicio de multiplexado, el cual soporta múltiples canales de voz y datos sobre una simple conexión Frame Relay. En una red VoFR se puede tener múltiples cadenas de tráfico de usuario (llamados subcanales) que consisten en diferentes flujos de transmisión de voz y de datos que son multiplexados a través de un DLC1. Voz sobre Frame Relay se encarga de ordenar las tramas en el receptor en el orden en que fueron enviadas por el transmisor. Es responsabilidad del Gateway VoFR ensamblar los subcanales en la trama VoFR. La figura 1.2 indica el esquema fundamental de una red con VoFR. a ru Cffltewav VoFR Figura 1.2 Red básica VoFR [1] Formato de tramas [1] Cada carga útil es empaquetada en una subtrama dentro del campo de información de la trama. Las subtramas son combinadas dentro de una única trama para incrementar la eficiencia de procesamiento y de transporte. Cada subtrama contiene un encabezado y una carga útil, el encabezado identifica el subcanal de voz/datos y cuando se requiere, el tipo de carga útil y el tamaño.

21 En la figura 1.3, un único DLCI soporta tres canales de voz y un canal de datos, en donde los tres canales de voz son empaquetados en una trama y el canal de datos es empaquetado en la siguiente trama. voz voz VW Datos 1 voz 2 VOZ 3 vo Datos. Suturara 1 Subtnena I DLCI Campo de infamación 1 CRC DUÜ 1 Cmpo4e ntfauauáaa CRC Trama I ruma Figura 1.3 Formato de trama [1] Formato de subtrama [1] Cada subtrama consiste de un encabezado de longitud variable y la carga útil. La mínima longitud del encabezado es de un octeto, éste contiene los bits menos significativos del identificador del canal de voz/datos junto con los indicadores de extensión y longitud. El siguiente octeto contiene los bits más significativos del identificador del canal de voz/datos y el tipo de carga útil, y se encuentra presente cuando la indicación de extensión está activada. La subtrama también está formada por un octeto que indica la longitud de la carga útil; este octeto está presente cuando la indicación de longitud está activada. El formato de la subtrama se indica en la figura 1.4.

22 8 8 7 h 5 J 4 3 1, 1, Octeto* II U Identificación de subcanal <CID) (6 bits mera» significativo*) 1 CU) (msb) > Reserva 0 KÍ.-S*TV J Upo de carga útil ta Longitud de la carga útil Ib Carga útil P Figura 1.4 Formato de subtrama [1] A continuación se mencionará la función de cada uno de los campos que forman la subtrama: Indicación de Extensión (octeto 1) [1] El bit de indicación de extensión (El) es seteado para indicar la presencia del octeto 1a. Este bit debe ser seteado cuando el valor de identificación de subcanal es mayor a 63 o cuando se indica el tipo de carga útil. 1. L Indicación de Longitud (octeto 1) [1] Ei bit de indicación de longitud (U) es seteado para indicar la presencia del octeto 1 b. El bit Ll de la última subtrama es siempre borrado y el campo de longitud de trama no está presente. Los bits Ll son seteados para cada una de tas subtramas precedentes a la última subtrama. L L3.4.3 Identificación de subcanal (octetos 1 y la) [1] Está formada por ocho bits. Los seis bits menos significativos de la identificación de subcanal se encuentran en el octeto 1, mientras que los dos bits más significativos están presentes en el octeto 1a; estos bits más significativos se utilizan cuando el valor de la identificación del subcanal es mayor a 63.

23 10 Usando la codificación PCM7 se obtiene una tasa de bits de 64 Kbps, la cual es muy alta para transmitir muchos flujos de voz simultáneos; es por eso que se usan otros codificadores de voz que permiten reducir la tasa de bits sin degradar la calidad de la voz. Los codificadores de voz más usados se los presenta en la tabla 1.2. Documento de referencia ITU G.729 ITUG.711 ITU G.726 ITU G.727 ITU G.728 ITU G ITUG AnexoA ITU G Anexo B ITU G Anexo C Descripción Codificación de voz a 8 Kbps usando codificación "estructura conjugada - codificación predictiva lineal excitada algebraica" (CS-ACELP). Modulación de pulsos codificados. Modulación de pulsos codificados Adaptiva Diferencial a 40, 32, 24, 16 Kbps (ADPCM). Modulación de pulsos codificados Adaptiva Diferencial de muestra de 5, 4, 3 y 2 bits. Codificación de voz a 16 Kbps usando codificación de predicción lineal excitada de bajo retardo. Codificador de voz para comunicaciones multimedia de doble velocidad transmitiendo a 5.3 y 6.3 Kbps. Esquema de compresión de silencio. Especificación alternativa basada en aritmética de punto flotante. Esquema de codificación de canal escalable para aplicaciones inalámbricas. Tabla 1.2 Tipos de codificadores de voz. [1] Transmisión de dígitos telefónicos [1] Al transmitir voz sobre Frame Relay se debe transmitir también los dígitos telefónicos correspondientes al terminal al cual se quiere comunicar. 7 PCM (Modulación por codificación de pulsos): Proceso de digitalizacióa de una señal analógica y consta de muestreo, cuantificación y codificación.

24 11 La carga útil de los dígitos marcados contiene los dígitos ingresados por el usuario que realiza la llamada y otros parámetros de control. La transmisión ocurre sobre una red digital y las señales telefónicas son Dual Tone Multi Frequency (DTMF), es por ello que DTMF no está permitido en las especificaciones VoFR y estas señales analógicas son substituidas por representaciones binarías Transmisión de FAX [1] El tráfico de FAX es transportado por VoFR usando los mismos conceptos empleados para los datos, dígitos marcados, o tráfico de señalización. El tráfico es encapsulado en la subtrama Frame Relay y permanece transparente a la red Frame Relay. El Gateway VoFR es el responsable de manejar las operaciones específicas de FAX. Dado que Frame Relay debe transportar señales de control de FAX y módem entre las máquinas de los usuarios, la subtrama VoFR es codificada para identificar los parámetros de operación que son necesarios entre los módems transmisores y receptores. Por ejemplo, la subtrama contiene información del tipo de modulación utilizado por el módem transmisor, el tipo de módem (V.17, V.33, etc.) y la velocidad (14.4 Kbps, etc.). Los bits de información del FAX/MODEM son puestos en el octeto 2c de la carga útil de la subtrama. Este paquete de carga útil es llamado paquete modulador. Este paquete es enviado cuando el Gaíeway VoFR detecta un tono de frecuencia. Los bits EI1 y EI2 son seteados a 1 y a O respectivamente y el número de secuencia permanece en cero durante esta fase de handshake. El tipo de modulación es seteado para identificar el tipo de MÓDEM que está enviando esta información. Esta información es transportada en señales analógicas al Gateway VoFR, el cual convierte las señales a códigos de 4 bits.

25 12 El Gateway VoFR continua interpretando las señales analógicas del FAX/MODEM y las enruta en las subtramas Frame Relay. Después del handshake se colocan las imágenes del FAX en las subtramas y se envían al Gateway VoFR receptor. En este Gateway VoFR los campos de datos en la subtrama son cambiados a señales analógicas para la interpretación y procesamiento en el FAX/MÓDEM receptor. 1.2 VOZ SOBRE IP (VoIP) En esta sección se hablará sobre los protocolos utilizados en VoIP, así como los equipos necesarios para su implementación así: Gateway, Gatekeeper, MCU, Terminal IP DESCRIPCIÓN DE VOZ SOBRE IP [2] La transmisión de voz y datos dentro de una misma red es una idea antigua, distintos fabricantes han dado soluciones mediante el uso de multiplexores que permiten utilizar las redes WAN8 de datos de las empresas para la transmisión del tráfico de voz y otros tipos de tráfico. La figura 1.5 muestra un ejemplo de red con conexión de centrales a routers que disponen de soporte VoIP. «M60S-MMB Figura 1.5 Red con conexión de centralitas a routers VoIP [2] WAN: Red de área extendida.

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