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1 VoIP: Una Puerta hacia la Convergencia Page 1

2 Introducción a VoIP La Voz sobre IP, es el envío, en tiempo real, de voz entre dos o más participantes a través de redes, usando protocolos estándares de Internet, así como el intercambio de información requerido para controlar dicho envío. Un concepto asociado a VoIP es la Telefonía IP en la cuál además de tener todas las prestaciones de la VoIP se adiciona la interconexión con la PSTN. Page 2

3 Introducción a VoIP Motivos para combinar redes de voz y datos: Ahorro de Costos Estándares Abiertos e Interoperabilidad entre Proveedores Integración de Redes de Voz y Datos La conmutación por paquetes es más eficiente en el uso del canal que la conmutación por circuitos. Page 3

4 CONMUTACIÓN DE PAQUETES VS. CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS Diferencias: Canal de Comunicación Reserva de Recursos de Transmisión Aprovechamiento del Ancho de Banda Tiempo de transmisión- Retardo Page 4

5 CONMUTACIÓN DE PAQUETES VS. CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS Para garantizar el éxito de VoIP: Implementar una verdadera convergencia en las redes. Prioridades para el tráfico de voz Limitar el número de enrutadores que debe atravesar el mensaje. Implementar QoS Page 5

6 FUNCIONES BÁSICAS QUE DEBE REALIZAR UN SISTEMA VOIP Digitalización de la voz. Técnica PCM: Muestreo Cuantificación Codificación Empaquetamiento. Enrutamiento de paquetes. Adicionalmente se requiere un mecanismo para convertir direcciones IP en números telefónicos y viceversa. Page 6

7 Digitalización de la Voz MUESTREO Teorema de Nyquist Digitalización de Señales Analógicas. Se utiliza un muestreo de 8000 muestras por seg. Cada muestra representa un número de 8 bits. CUANTIFICACIÓN Es el proceso de asociar el valor de cada muestra tomada a un valor discreto. CODIFICACIÓN A cada valor de la muestra se le asigna un código binario. Page 7

8 Page 8 Digitalización de la Voz

9 Codecs VoIP La mayoría de las conversiones se basan en la modulación codificada mediante pulsos (PCM) o variaciones. Funciones Toman muestras de la señal Convierte cada muestra en información digital Comprime las muestras para su transmisión Proporciona cancelación de eco Según el Códec utilizado en la transmisión, se utilizará más o menos ancho de banda. Page 9

10 Codecs VoIP Elección del Códec Uso de recursos de CPU Consumo de Ancho de Banda Calidad de la comunicación Page 10

11 Codecs VoIP g711alaw g711ulaw g729r8 g723ar53 g723ar63 g723r53 g723r63 g726r16 g726r24 g726r32 g728 g729br8 G.711 alaw a bps G.711 u-law a bps G.729 a 8000 bps. G ANNEX A a 5300 bps G ANNEX A a 5300 bps G a 5300 bps G a 6300 bps G.726 at bps G.726 at bps G.726 at bps G.728 at bps G.729 ANNEX B a 8000 bps Page 11

12 Codecs VoIP Nombre Estandar. Descripción Bit rate (kb/s) Velocidad de Muestreo (khz) Intervalo de muestreo (ms) Observaciones MOS (Mean Opinion Score) G.711 ITU-T Pulse code modulation (PCM) Tiene dos versiones u- law (US, Japan) y a- law (Europa) para muestrear la señal 4.1 G.729 ITU-T Coding of speech at 8 kbit/s using conjugatestructure algebraic-codeexcited linearprediction (CS- ACELP) Bajo retardo (15 ms) 3.92 ilbc Page 12

13 FUNCIONES BÁSICAS QUE DEBE REALIZAR UN SISTEMA VOIP Es difícil estimar exactamente cuál será el ancho de banda requerido por un sistema de VoIP. Sin embargo, este ancho de banda es siempre considerablemente inferior a los 64 Kbps requeridos por la codificación PCM (Pulse Code Modulation) en la telefonía clásica. Se efectúa también la supresión de eco para mejorar la inteligibilidad de la comunicación. Page 13

14 CONVERGENCIA DE REDES Trata de encontrar la tecnología que permita hacer convivir en la misma línea: la voz y los datos. En muchas organizaciones conviven de forma paralela ambas redes. Page 14

15 CONVERGENCIA DE REDES Para lograr la convergencia de ambas redes es necesario incorporar Gateways o Pasarelas de Voz sobre IP. Page 15

16 TELEFONÍA IP vs TELEFONÍA TRADICIONAL Telefonía Tradicional: Se debe realizar el establecimiento de llamada. Se reservan recursos de red durante todo el tiempo que dura la conexión. Se utiliza un ancho de banda fijo. Los precios generalmente se basan en los tiempos de uso y en la distancia. Telefonía IP: Se requiere el direccionamiento por paquetes. El consumo de los recursos de red se realiza en función de las necesidades. Los precios se forman en función de la oferta y la demanda. Los servicios se prestan de acuerdo a los criterios impuestos por la demanda. Page 16

17 Ancho de Banda Necesario La voz es digitalizada y comprimida según distintos algoritmos (G.723.1, G.711, G.729) Algunos de estos algoritmos consiguen comprimir los paquetes de voz en 8 Kbps aproximadamente. El protocolo IP añade al paquete de voz digitalizado y comprimido una serie de cabeceras, lo que hace que el ancho de banda necesario se incremente hasta unos 16 Kbps. Con la "supresión de silencio" activada, se puede afirmar que el tamaño medio de un paquete de voz durante una conversación es de 8 Kbps. Page 17

18 Calidad de Servicio (QoS) La QoS es el nivel de tratamiento preferencial que recibe un paquete cuando es enviado a través de una red. Principales Problemas: Latencia Jitter Pérdida de Paquetes Eco Ancho de Banda Insuficiente Las posibles soluciones pasan por diferenciar los paquetes de voz de los paquetes de datos, priorizar la transmisión de los paquetes de voz. Page 18

19 Calidad de Servicio (QoS) - Latencia La latencia se define técnicamente en VoIP como el tiempo que tarda un paquete en llegar desde la fuente al destino. Valores recomendados: debiera ser inferior a 150 ms (recomendación de la ITU-T). Se puede intentar reservar un ancho de banda de origen a destino o señalizar los paquetes con valores de TOS (Type of Service). Si el problema de la latencia es interno podemos aumentar el ancho de banda o velocidad del enlace o priorizar esos paquetes dentro de nuestra red. Page 19

20 Calidad de Servicio (QoS) - Jitter El jitter es la variación en el tiempo en la llegada de los paquetes. Valores recomendados: debiera ser inferior a 100 ms La solución más ampliamente adoptada es la utilización del jitter buffer. Un aumento del buffer implica menos perdida de paquetes pero más retraso. Una disminución implica menos retardo pero más perdida de paquetes. Page 20

21 Calidad de Servicio (QoS) Pérdida de Paquetes Las comunicaciones en tiempo real están basadas en el protocolo UDP (no hay reenvío). El problema es mayor cuando se producen pérdidas de paquetes en ráfagas. Valores recomendados: debiera ser inferior al 1% Para evitar la pérdida de paquetes una técnica muy eficaz en redes con congestión o de baja velocidad es no transmitir los silencios. Page 21

22 Calidad de Servicio (QoS) - Eco El eco se define como una reflexión retardada de la señal acústica original. Valores recomendados: El oído humano es capaz de detectar el eco cuando su retardo con la señal original es igual o superior a 10 ms. Posibles Soluciones: Supresores de eco Canceladores de eco Page 22

23 Calidad de Servicio (QoS) Ancho de Banda Insuficiente El ancho de banda de las comunicaciones es limitado y suele estar compartido por numerosas aplicaciones. Valores recomendados: está fuertemente relacionado con el codec o codificación que estemos usando. Posibles Soluciones: Aumentar el ancho de Reducir el consumo que hagan otras aplicaciones Usar un codec con mayor compresión que usen menos ancho de banda. (Ej: G729) Page 23

24 Page 24 Técnicas para lograr QoS

25 Calidad de Servicio (QoS) Conclusiones: Agregando QoS no se eliminará, o incluso reducirá, la congestión. Una red con mucho tráfico requerirá ancho de banda adicional. Lo que se hace al agregar QoS es priorizar el tráfico en una situación de congestión. Page 25 25

26 APLICACIONES DE VoIP Centros de Llamadas (Call Centers) Redes privadas virtuales de voz Multiconferencia Videoconferencias Mensajería Instantánea Click-2-dial Teléfonos IP Softphones Page 26

27 VENTAJAS DE VoIP Ahorro de costo de comunicaciones Nuevas posibilidades de marketing directo y potenciación del servicio de atención al cliente. Simplificación para el usuario Genera negocios extra Unificación de estructuras Retorno sobre la inversión Integración de servicios Simplificación Nuevas aplicaciones Flexibilidad Page 27

28 DESVENTAJAS DE VoIP Costo de la infraestructura existente QoS Retrasos y/o Cortes Deterioro de la Comunicación Servicio Restringido a Redes Privadas Page 28

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