T E S I S VOZ SOBRE IP: UNIVERSIDAD DE COLIMA. Facultad de Telemática. Análisis del Servicio Instalado en la Facultad de Telemática

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1 UNIVERSIDAD DE COLIMA Facultad de Telemática VOZ SOBRE IP: Análisis del Servicio Instalado en la Facultad de Telemática T E S I S Que para obtener el grado de: MAESTRO EN CIENCIAS, ÁREA TELEMÁTICA Presenta: ING. MAYBELLINE REZA ROBLES Asesor: M.C. RAÚL AQUINO SANTOS Colima, Col., Junio de 2001

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3 CONTENIDO. ÍNDICE DE TABLAS. ÍNDICE DE FIGURAS RESUMEN. ABSTRACT. INTRODUCCIÓN. III IV VII VIII IX CAPÍTULO 1 TELEFONÍA IP Qué es la telefonía IP? Requerimientos para el transporte de voz Problemas de retardo en los paquetes de voz Resolviendo los problemas de retardo Estándares Ventajas de voz sobre IP en red local Desventajas de voz sobre IP en red local. 24 CAPÍTULO 2. SWITCHES Y RUTEADORES Tecnología de switch Tecnología de ruteador Dónde usar switch? Dónde usar ruteador? Segmentando con switches y ruteadores Diseñando redes con switches y ruteadores Diseñando redes para grupos de trabajo Ambientes de backbone Diseñando para acceso a WAN Futuro de los switches Futuro del ruteo 50 i

4 CAPÍTULO 3. CABLEADO ESTRUCTURADO Ventajas Categorías de cableado Estándares de cableado estructurado Diseño del cableado estructurado en la Facultad de Telemática. 77 CAPÍTULO 4. SISTEMA VOZ IP INSTALADO Descripción general del sistema Call Manager Gateway Selsius Teléfono modelo 12 sp+. 94 CAPÍTULO 5 INSTALACIÓN Y CONFIGURACIÓN Instalación del hardware para voz IP Instalación y configuración del Cisco Callmanager Administration ver CAPÍTULO 6 FUTURO DE VOZ IP. 123 CONCLUSIONES 137 ANEXOS 143 ANEXO A. Planos de cableado estructurado en la Facultad de Telemática. 145 ANEXO B. Estándares adicionales para cableado estructurado. 149 GLOSARIO DE TÉRMINOS Y SIGLAS. 151 BIBLIOGRAFÍA. 156 REFERENCIAS 156 ii

5 ÍNDICE DE TABLAS. Tabla 1 Redes de Voz vs. Redes de Datos Tabla 2 Vocorder Encoding Delay Tabla 3 Pila de protocolos en VoIP Tabla 4 Secuencia de Arranque de una sesión H.323 típica Tabla 5 Tecnologías para enlaces de datos Tabla 6 Normas Internacionales del Cableado Estructurado Tabla 7 Dimensiones para el cuarto de telecomunicaciones Tabla 8 Distribución de nodos para voz y datos en la Facultad de Telemática Tabla 9 Distribución de los enlaces de fibra óptica en la Facultad de Telemática. 80 Tabla 10 Distribución de los nodos de voz IP del panel de parcheo del SITE iii

6 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 Elementos de una red Voz IP...4 Figura 2 Canales de Voz vs. Datos...9 Figura 3 Balance del retardo en el transporte de voz...12 Figura 4 Interacción entre segmentos de redes...27 Figura 5 Función principal del ruteador...28 Figura 6 Ejemplo de competencia por el medio y segmentación utilizando switch...30 Figura 7 Ejemplo de segmentación de dominio utilizando switch...32 Figura 8 Red segmentada por un switch en dos dominios...32 Figura 9 Red segmentada con un ruteador en dos dominios diferentes...33 Figura 10 Ambiente de grupos pequeños de trabajo en una red interna...35 Figura 11 Solución 1, Diseño de red para pequeños grupos de trabajo utilizando ruteador Figura 12 Solución 2, Diseño de red para pequeños grupos de trabajo utilizando switch...37 Figura 13 Ejemplo de grupo de trabajo departamental...38 Figura 14 Red segmentada físicamente por un ruteador...41 Figura 15 Segmentación lógica de una red...42 Figura 16 Ejemplo de Backbone colapsado...42 Figura 17 Ejemplo de enlace de alta velocidad y baja densidad Figura 18 Construcción de red de alta densidad con enlace de alta velocidad a la central de datos...45 Figura 19 Integración de un módulo ATM a una central de datos Figura 20 Construcción de backbone redundante utilizando ruteadores...47 Figura 21 Ejemplo de utilización de ruteadores en una red WAN...48 Figura 22 Diagrama de conectividad VoIP, Facultad de Telemática...82 Figura 23 Diagrama de cableado estructurado para voz IP...83 Figura 24 Call Manager Selsius-IP PBX...87 iv

7 Figura 25 Ejemplo, conexión de gateway a una red de voz IP Figura 26 Teléfono modelo 12 SP Figura 27 Conexión de Cisco Call Manager a una red VoIP Figura 28 Conexiones finales de salida de voz y caja de fibra óptica Figura 29 Diagrama para conexión telefónica Figura 30 Diagrama de conexión teléfono 12 SP Figura 31 Diagrama de conexión teléfono 30 SP Figura 32 Conexiones finales telefónicas para el modelo 12 SP Figura 33 Diagrama de conexión para un gateway digital Figura 34 Diagrama de conexión para Gateway Analógico Figura 35 Conexión del gateway troncal analógico con la red IP y la red PSTN 104 Figura 36 Conexión final del Gateway AT-4 y AS-8 en la Facultad de Telemática Figura 37 Conexión final del panel de parcheo para voz en la Facultad de Telemática Figura 38 Instalación final de la PC multimedia en el SITE, Facultad de Telemática Figura 39 Apartado para la configuración de gateways Figura 40 Configuración del gateway analógico para líneas troncales Figura 41 Configuración de los puertos del gateway analógico SAA0010EB Figura 42 Configuración de los puertos para líneas analógicas internas Figura 43 Ejemplo de configuración de máscaras para números telefónicos Figura 44 Ejemplo de puertos configurados en el gateway SAA0010EB Figura 45 Ejemplo de información desplegada con la opción system del Call Manager (1/3) Figura 46 Ejemplo de información desplegada con la opción system del Call Manager (2/3) Figura 47 Ejemplo de información desplegada con la opción system del Call Manager (3/3) v

8 Figura 48 Ejemplo de modificación en la configuración de dispositivos Figura 49 Ilustración que muestra la opción Device Wizard en el Call Manager.115 Figura 50 Opción Cisco IP Phone en el Call Manager Figura 51 Opción User del Call Manager (1/2) Figura 52 Opción User del Call Manager (2/2) Figura 53 Opción NetMeeting/H.323 del Call Manager Figura 54 Opción Control Center en el Call Manager Figura 55 Opción Plug-Ins en el Call Manager Figura 56 Opción de los derechos de registro del Call Manager Figura 57 Diagrama de propuesta técnica para actualización de equipo VoIP Figura 58 Características y beneficios del equipo propuesto vi

9 RESUMEN. Este trabajo aborda las bases, definición y características de Voz sobre IP; tecnología de switches y ruteadores, cuándo utilizar un switch, cuándo un ruteador; también incluye un capítulo sobre cableado estructurado ya que es de vital importancia en proyectos de este tipo (VoIP); una descripción y análisis del sistema VoIp Selsius IP-PBX versión 2.01 que es el que se implementó en la Facultad de Telemática así como también el seguimiento en la implementación del proyecto y por último las tendencias de voz sobre protocolo IP así como comentarios de las empresas más fuertes en este ámbito. vii

10 ABSTRACT. This document includes the basis, definition and characteristics of Voice over IP; switch and router technology s, when to use a switch, when to use a router; likewise to include a chapter about structural cabling since it is of vital importance in this kind of projects (VoIP); also a description and analysis of VoIP Selsius IP- PBX Version 2.01, this system was implemented in Facultad de Telemática, well as soon as it s continuity the implementation of this project in Facultad de Telemática; last tendencies of about Voice over IP protocol and the most strongest companies comments about this subject. viii

11 INTRODUCCIÓN. La telefonía ha tenido grandes avances a través del tiempo, desde su inicio con los experimentos en telegrafía de Guglielmo Marconi ( ) hasta nuestros días con los avances de la informática, que hoy hacen posible la comunicación por internet y el envío de paquetes de voz a través de redes de datos que es lo que llamamos Voz sobre IP (VoIP). Estos avances traen como consecuencia grandes ventajas a las empresas e instituciones como la Facultad de Telemática, algunas de estas ventajas son el ahorro en costos tanto de cableado como de tarifas telefónicas, ya que al aprovechar el cableado de la red de datos para el envío de voz, se minimizan considerablemente los gastos de cableado principalmente y los gastos de llamadas telefónicas interempresariales se reducen a cero. La Facultad de Telemática al estar a la vanguardia en tecnología y ofrecer a los estudiantes materias de calidad así como un continuo convivio natural con esta tecnología, aprovechó la oportunidad de la construcción de su nuevo edificio para realizar la instalación de la infraestructura que soportará además de servicios de dato servicios de VoIP. El propósito de este documento de tesis es plasmar el seguimiento de este importante proyecto en la Facultad de Telemática así como también realizar su análisis. No se puede dejar a un lado las bases o fundamentos técnicos necesarios para la ejecución de proyectos de esta magnitud, razón por la que se incluyen capítulos sobre información técnica. El capítulo 1, comprende conceptos técnicos acerca de voz IP, definición, ventajas y desventajas, comparativas de las redes de datos con las redes de voz, requerimientos para el transporte de voz, protocolos necesarios y los estándares que se han creado para este servicio. ix

12 El capítulo 2 trata acerca de switches y ruteadores, de ésta manera se resalta la importancia que tienen estos dispositivos en la implementación y diseño de redes tanto de datos como de voz. Y qué decir del cableado estructurado, es obvia su importancia porque de no tomarse en cuenta generaría grandes pérdidas económicas y problemas posteriores a las instituciones y empresas que implementen cualquier tipo de red, es por eso que en el capítulo 3 se muestra lo referente a cableado estructurado, describiendo particularmente el utilizado en la Facultad de Telemática. Una vez sentando las bases para el diseño de redes de voz, se realizó una descripción del software Selsius IP-PBX Ver el cual se implementó inicialmente en diciembre de 1998 en la Facultad de Telemática, así como también del hardware telefónico utilizado para ésta tecnología descrito en el capítulo 4. Actualmente existe otra versión y de ello se mencionará en el capítulo 5, en el cual se incluye un desarrollo de todo el proceso de instalación y configuración tanto del hardware como del software de voz que se implementó y actualmente se está utilizando en la institución mencionada. La rapidez con la que avanza la tecnología nos deja siempre a la expectativa de lo que sucederá en un futuro es por eso que el capítulo 6 contiene análisis y cometarios que los directivos de las empresas más fuertes en voz IP han hecho al respecto así como las nuevas tendencias. De esta manera queda plasmado el proceso de implementación del sistema de Voz en la Facultad de Telemática desde un punto de vista diferente a la empresa encargada del desarrollo de este proyecto. x

13 CAPÍTULO 1. Telefonía IP

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15 CAPÍTULO 1 TELEFONIA IP CAPÍTULO 1 TELEFONÍA IP. Voz sobre IP permite el envío de voz a través de redes de datos, lo cual provee de grandes ventajas así como desventajas. Antes de entrar en materia es necesario realizar la siguiente interrogante: 1.1 QUÉ ES LA TELEFONÍA IP? La telefonía IP también llamada Voz sobre IP se puede definir como la transmisión de paquetes de voz utilizando redes de datos, la comunicación se realiza por medio del protocolo IP (Internet Protocol), permitiendo establecer llamadas de voz y fax sobre conexiones IP (Redes de Datos Corporativos, Intranets, Internet, etc.), obteniendo de esta manera una reducción de costos considerables en telefonía. Una de las grandes desventajas de ésta tecnología es que el protocolo IP no ofrece QoS (Calidad de Servicio), por lo tanto se obtienen retardos en la transmisión afectando de ésta manera la calidad en voz. Existen varias definiciones, todas concluyen en un punto importante: Envío de voz comprimida y digitalizada en paquetes de datos y sobre protocolo de internet (IP), utilizando redes de datos aprovechando el ancho de banda que ofrece y el cableado, ahorrando costos importantes para las empresas. Algunas de estas definiciones son: Voz sobre IP se puede definir como una aplicación de telefonía que puede ser habilitada a través de una red de datos de conmutación de paquetes vía protocolo IP (Internet Protocol; Protocolo de Internet).[ 1 ] La ventaja real de ésta es la transmisión de voz como datos, ya que se mejora la eficiencia del ancho de banda para transmisión de voz en tiempo real en un factor de 10. 1

16 CAPÍTULO 1 TELEFONIA IP VoIP es una tecnología que tiene todos los elementos para su rápido desarrollo. Como muestra se puede ver que compañías como Cisco, la han incorporado a su catálogo de productos, los teléfonos IP están ya disponibles y los principales operadores mundiales, así como Telefónica (operadora española de servicios de telecomunicaciones), están promoviendo activamente el servicio IP a las empresas, ofreciendo calidad de voz a través del mismo. Por otro lado tenemos ya un estándar que nos garantiza interoperabilidad entre los distintos fabricantes. La conclusión parece lógica: hay que estudiar cómo podemos implantar VoIP en nuestra empresa. [ 2 ] Se define la telefonía IP como el uso de paquetes IP para tráfico de voz fullduplex. Estos paquetes son transmitidos a través de internet o de redes IP privadas. El componente clave de la tecnológica en telefonía IP son los equipos que convierten la señal de voz analógica en paquetes IP. Estos equipos pueden ser tarjetas específicas para PC, software específico o servidores-pasarela de voz. Estos equipos consiguen una calidad comparable a la telefonía móvil analógica a 5 Kbps. a partir de algoritmos de compresión que explotan las redundancias, pausas y silencios del habla. La telefonía IP es una tecnología que permite el transporte de voz sobre redes IP, produciendo un efectivo ahorro en el gasto que incurren las corporaciones para sus llamadas de larga distancia nacional e internacional. Mediante la instalación de gateways y paquetes de software en dependencias estratégicas de la corporación, es posible obtener beneficios económicos tangibles a corto plazo al sustituir minutos de larga distancia convencional por minutos de voz sobre IP a un costo menor.[ 3 ] El Protocolo Internet en un principio se utilizó para el envío de datos, actualmente debido al creciente avance tecnológico, es posible enviar también voz digitalizada y comprimida en paquetes de datos, los cuales pueden ser enviados a 2

17 CAPÍTULO 1 TELEFONIA IP través de Frame Relay, ATM, Satélite, etc. Una vez que estos paquetes llegan a su destino son nuevamente reconvertidos en voz. El mercado ofrece una serie de elementos que nos permitirán construir aplicaciones VoIP. Estos elementos son: Teléfonos IP. Adaptadores para PC. Hubs Telefónicos. Gateways (pasarelas RTC / IP). Gatekeeper. Unidades de audio conferencia múltiple. (MCU Voz) Servicios de Directorio. Las funciones de los distintos elementos son fácilmente entendibles a la vista de la figura 1. (página siguiente) El Gatekeeper [ 4 ] es un elemento opcional en la red, pero cuando está presente, todos los demás elementos que contacten dicha red deben hacer uso de este. Su función es la de gestión y control de los recursos de la red, de manera que no se produzcan situaciones de saturación en la misma. El Gateway [ 4 ]es un elemento esencial en la mayoría de las redes pues su misión es la de enlazar la red VoIP con la red telefónica analógica o RDSI (Red Digital de Servicios Integrados). Podemos considerar al Gateway como una caja que por un lado tiene un interface LAN y por el otro dispone de uno o varios de los siguientes interfaces: FXO. Para conexión a extensiones de centralitas o a la red telefónica básica. 3

18 CAPÍTULO 1 TELEFONIA IP Figura 1 Elementos de una red Voz IP Fuente: Articulo Voz IP, Ingeniería en Redes y Comunicaciones, 4

19 CAPÍTULO 1 TELEFONIA IP FXS. Para conexión a enlaces de centralitas o a teléfonos analógicos. E&M. Para conexión específica a centralitas. BRI. Acceso básico RDSI (2B+D) PRI. Acceso primario RDSI (30B+D) G703/G.704. (E&M digital) Conexión especifica a centralitas a 2 Mbps. Los distintos elementos pueden residir en plataformas físicas separadas o también se puede encontrar varios elementos conviviendo en la misma plataforma, un ejemplo de esto se visualiza en la figura 1 (página anterior). Un aspecto importante a mencionar es el de los retardos en la transmisión de la voz. Puesto que se debe tener en cuenta que la voz no es muy tolerante con estos. De hecho, si el retardo introducido por la red es de mas de 300 milisegundos, resulta casi imposible tener una conversación fluida. Debido a que las redes de área local no están preparadas en principio para este tipo de tráfico, el problema puede parecer grave. No olvidar que los paquetes IP son de longitud variable y el tráfico de datos suele ser a ráfagas. Para intentar obviar situaciones en las que la voz se pierde porque tenemos una ráfaga de datos en la red, se ha ideado el protocolo RSVP (Protocolo de Reservación de Recursos), cuya principal función es dividir los paquetes de datos grandes y dar prioridad a los paquetes de voz cuando hay una congestión en un ruteador. Si bien este protocolo ayudará considerablemente al tráfico multimedia por la red, hay que tener en cuenta que RSVP no garantiza una calidad de servicio como ocurre en redes avanzadas tales como ATM que proporcionan QoS de forma estándar. Existen tres componentes en la tecnología de la telefonía IP: Clientes, servidores y gateways (puertas de acceso): 5

20 CAPÍTULO 1 TELEFONIA IP El cliente Establece y termina las llamadas de voz; Codifica, empaqueta y transmite la información de salida generada por el micrófono del usuario. Recibe, decodifica y reproduce la información de voz de entrada a través de los altavoces o audífonos del usuario. El cliente se presenta en dos formas básicas. 1. Una suite de software corriendo en una PC que el usuario controla mediante una interfaz gráfica de usuario (GUI); 2. Puede ser un cliente "virtual" que reside en un gateway. Los servidores Manejan un amplio rango de operaciones, las cuales incluyen validación de usuarios, tasación, contabilidad, tarificación, recolección y distribución de utilidades, enrutamiento, administración general del servicio, carga de clientes, control del servicio, registro de usuarios, servicios de directorio y otros. Los gateways de telefonía IP Proporcionan un puente entre los mundos de la telefonía tradicional y la telefonía sobre Internet; es decir, permiten a los usuarios comunicarse entre sí. La función principal de un gateway es proveer las interfaces apropiadas para la telefonía tradicional, funcionando como una plataforma para los clientes virtuales. Los gateways juegan también un papel importante en la seguridad de acceso, la contabilidad, el control de calidad del servicio (QoS) y en el mejoramiento del mismo. 6

21 CAPÍTULO 1 TELEFONIA IP Los servicios de telefonía IP no están limitados a los usuarios de PCs con acceso a Internet, ya que mediante la colocación de los dispositivos gateway, los proveedores de servicio pueden ofrecer servicios de telefonía IP. La conversión de la voz a datos requiere una sofisticada formulación matemática, que comprime la voz humana digitalizada en un conjunto de datos mucho más pequeño y manejable. Una fórmula similar expande los datos comprimidos para devolver la voz a su estado original una vez que llega a su destino, minimizando el ancho de banda consumido, por lo que se optimizan los recursos disponibles. Por ejemplo, una conversación de telefonía IP ocupa aproximadamente la octava parte que una tradicional. Debido a que las formulaciones matemáticas y los procesadores de señal para la compresión y descompresión de la voz en datos son cada vez más eficientes, y los anchos de banda disponibles para el traslado de la voz sobre IP cada vez son mayores, la calidad de las comunicaciones de voz sobre IP ha superado la de la telefonía celular, y prácticamente ha igualado a la de las llamadas telefónicas sobre sistemas de telefonía estándar. La creciente demanda por productos abiertos de telefonía computarizada ha esclarecido el hecho de que las telecomunicaciones no pueden permanecer por más tiempo separadas de los servicios de procesamiento de información de las empresas, al tiempo que los servicios telefónicos deben poseer interoperabilidad con otros servicios de información. De esta forma los servicios de telecomunicaciones, representados por redes públicas ó privadas, podrán disponer de mejores capacidades de procesamiento de información mediante la interacción que se logre con los dispositivos computacionales. 7

22 CAPÍTULO 1 TELEFONIA IP Esta convergencia resultará en servicios mejorados de comunicación donde el control de llamada y el procesamiento de los recursos pueden ser fácilmente integrados con las funciones de suministro de datos y análisis de información. Empleando telefonía IP las llamadas establecidas entre teléfonos de la misma empresa (aún en ubicaciones distintas) no generan costo adicional alguno, y las enviadas a abonados larga distancia se realizan al precio de las llamadas locales. REDES PÚBLICAS. Uno de los tipos de redes públicas [ 5 ] es la Red telefónica pública conmutada (PSTN.- Public Switched Telephone Network), de la cual existen 600 millones de usuarios alrededor del mundo y su tráfico de voz se incrementa a una velocidad del 8% anual. Otro de los tipos existentes y una de las más conocidas es la Red de paquetes INTERNET con más de 100 millones de usuarios de internet alrededor del mundo, con un tráfico de datos que se incrementa a una velocidad anual del 35%. El tráfico de datos predice que avanza más rápido que el tráfico de voz (bits/seg) Como lo muestra la gráfica de la siguiente página. Las redes de telefonía pública han transmitido datos utilizando: Modems. ISDN-T1 Frame Relay 8

23 CAPÍTULO 1 TELEFONIA IP Por otro lado las redes de datos están empezando a transmitir voz, como es el caso de: Voz sobre IP. Voz sobre frame relay Channels (Millions) Voice Data Source: Dataquest Figura 2 Canales de Voz vs. Datos Fuente: New Directions in IP Telephony, New Directions in IP Telephony, Ellis K. Cave, 24/Mayo/2000, Conferencia Magistral, SIT 2001, Facultad de Telemática. A continuación se visualiza una comparativa de los protocolos TCP y UDP que utilizan las redes de paquetes actuales para interactuar voz [ 5 ] Protocolo TCP Existe una entrega garantizada de datos (error de transmisión). No existe garantía para el tiempo de entrega. Protocolo UDP. Mejor esfuerzo para entrega (no garantizada). No hay garantía para tiempo de entrega. 9

24 CAPÍTULO 1 TELEFONIA IP Nota Importante: No existen actualmente protocolos disponibles sobre las redes de paquetes de datos para garantizar retardos. Aunque actualmente el uso de las redes sea el envío conjunto de voz y datos, tanto las redes de telefonía pública como las redes de datos fueron creadas con características propias, las cuales se resumen en la tabla siguiente. CARACTERÍSTICAS DE LAS REDES DE VOZ. CARACTERÍSTICAS DE LAS REDES DE PAQUETES DE DATOS. 1) Están diseñadas para llevar voz en tiempo real. 2) Cuentan con circuitos conmutados. a) Circuito de múltiple switcheo coordinando una sola ruta de llamada. b) Rutas dedicadas. c) Circuitos para llamadas punto a punto. 3) Formato PCM sincrono de 64 Kbit. 1) Están diseñadas para transferencia de archivos. 2) Paquetes conmutados. a) Paquetes enrutados individualmente b) Cada router direcciona cada paquete separadamente. 3) Formato: Protocolos de paquetes TCP/IP y UDP. 4) El control de retardo no es problema. 4) Diseño de lento retardo (<50ms). TCP/IP diseñado para compartir archivos. Conexiones: - Cada paquete tiene una dirección de destino. - Cada paquete toma su propia ruta. - Los paquetes se pueden obtener fuera de secuencia. - Mejor esfuerzo de entrega. - Retransmisión de paquetes sobre 10

25 CAPÍTULO 1 TELEFONIA IP errores. Tabla 1 Redes de Voz vs. Redes de Datos 1.2 REQUERIMIENTOS PARA EL TRANSPORTE DE VOZ Tiempo de entrega garantizado. Máximo retardo en una ruta, 150 ms. Tasa de calidad de voz en nivel PCM ó mejor. Señalamiento de tono (DTMF). 1.3 PROBLEMAS DE RETARDO EN LOS PAQUETES DE VOZ. Paquetes fuera de secuencia. Pérdida de paquetes La Retransmisión causa retardos extensivos. No hay opción de retransmisión. TCP/IP no es útil para voz interactiva. Retardos de codificación. Retardo de paquetización. Retardo de transporte. Retardo de ruteo. Básicamente, los problemas principales de la transmisión de voz a través de internet son: ancho de banda limitado y latencia impredecible. Mediante algoritmos de compresión de voz se consigue que el ancho de banda necesario sea mínimo. La latencia, (el retardo que se produce debido a la digitalización, compresión y paquetización de la voz y el hecho de que los paquetes deban atravesar diversos ruteadores y líneas) exige que los paquetes de voz lleguen a velocidad constante, a pesar de que el oído humano tolere la perdida de paquetes. La latencia se disminuye mediante la utilización de tarjetas digitalizadoras específicas (DSP s) o mediante la utilización de software y procesadores veloces. 11

26 CAPÍTULO 1 TELEFONIA IP En la figura 2 se puede apreciar detalladamente el recorrido que realizan los paquetes de voz así como los tiempos de retardo en el transporte. Router Router Packet Network Router Gateway/ Terminal Gateway/ Terminal Router Encoding Packetization Delay Delay Transport Delay Routing Delay Transport Delay Routing Delay Transport Delay Jitter/Sequence Buffer Delay Figura 3 Balance del retardo en el transporte de voz Fuente: Ellis K. Cave, Sr. Principal Engineer, Intervoice-Brite Inc. Mayo 2000 Conferencia Magistral en SIT 2000, Facultad de Telemática. La siguiente tabla muestra los retardos que presentan las diferentes normas de compresión VoIP. Vocoder MOS Bandwidth Complexity delay G <1 MIPS ~1ms G / / MIPS 37.5ms G.729A MIPS 15ms GSM MIPS 27.5ms Tabla 2 Vocorder Encoding Delay Fuente: Ellis K. Cave, Sr. Principal Engineer, Intervoice-Brite Inc. Mayo 2000 Conferencia Magistral en SIT 2000, Facultad de Telemática. 12

27 CAPÍTULO 1 TELEFONIA IP 1.4 RESOLVIENDO LOS PROBLEMAS DE RETARDO. Ellis K. Cave (2000) en su conferencia New Directions in IP Telephony mencionó que los problemas de retardo en voz pueden tener solución si se toman en cuenta los siguientes puntos. 1. Dar más ancho de banda. Al ofrecer más ancho de banda el problema de retardo no se garantiza, siempre existe probabilidad para colisiones, se requiere un gran tamaño de ancho de banda en la red para manejar todas las llamadas sin congestión. 2. Dar un protocolo de retardo garantizado sobre los protocolos de paquetes existentes, es decir, se requiere un protocolo para: Reservación de recursos (RSVP, SII), que permita una específica QoS para cada aplicación. Requiere modificación de rutas actuales para nuevos protocolos (ej. multicast) El reservado de ancho de banda se obtiene del usuario final, del proveedor de accesos y proveedor de red; es aquí donde surge una interrogante Quién y como paga estos recursos? 3. Trazar un nuevo protocolo que incluya problemas de retardo. Modo de transferencia asíncrona (ATM)., ATM puede trabajar tráfico isócrono y tráfico en ráfagas y proporcionar la calidad de servicio (QoS) solicitada. Combina los beneficios de la conmutación de paquetes y la conmutación de circuitos, reservando ancho de banda bajo demanda de una manera eficaz y de costo efectivo, a la vez que garantiza ancho de banda y calidad de servicio para aquellas aplicaciones sensibles a retardos como lo es VoIP. 13

28 CAPÍTULO 1 TELEFONIA IP Compromiso entre requerimientos de voz y datos. Dándole la misma importancia a la tarifación. 1.5 ESTÁNDARES Como es lógico hoy en día, los estándares representan otro problema. En el lado del cliente, ya ha sido aprobado el estándar H.323, que está siendo adoptado por prácticamente todos los productos de la industria. Pero habrá que pasar un tiempo hasta que se estandaricen las pasarelas que conectan las redes IP a las redes telefónicas tradicionales. En este sector trabajan Cisco, Microsoft, Dialogic, US Robotics, VocalTech, IDT, Lucent, entre otras. Desde hace tiempo, los responsables de comunicaciones de las empresas tienen en mente la posibilidad de utilizar su infraestructura de datos, para el transporte del tráfico de voz interno de la empresa. No obstante, es la aparición de nuevos estándares, así como la mejora y abaratamiento de las tecnologías de compresión de voz, lo que está provocando finalmente su implantación. Después de haber constatado que desde un PC con elementos multimedia, es posible realizar llamadas telefónicas a través de Internet, se puede pensar que la telefonía en IP es poco más que un juguete, pues la calidad de voz que se obtiene a través de Internet es muy pobre. No obstante, si en nuestra empresa se dispone de una red de datos que tenga un ancho de banda bastante grande, se puede pensar en la utilización de esta red para el tráfico de voz entre las distintas delegaciones de la empresa. Es posible contar con tres tipos 6 de redes IP: Internet. El estado actual de la red no permite un uso profesional para el tráfico de voz. 14

29 CAPÍTULO 1 TELEFONIA IP Red IP pública. Los operadores ofrecen a las empresas la conectividad necesaria para interconectar sus redes de área local en lo que al tráfico IP se refiere. Se puede considerar como algo similar a Internet, pero con una mayor calidad de servicio y con importantes mejoras en seguridad. Hay operadores que incluso ofrecen garantías de bajo retardo y/o ancho de banda, lo que las hace muy interesante para el tráfico de voz. Intranet. La red IP implementada por la propia empresa. Suele constar de varias redes LAN (Ethernet conmutada, ATM, etc.) que se interconectan mediante redes WAN tipo Frame-Relay/ATM, líneas punto a punto, RDSI para el acceso remoto, etc. En este caso la empresa tiene bajo su control prácticamente todos los parámetros de la red, por lo que resulta ideal para su uso en el transporte de la voz. A finales de 1997 el VoIP forum del IMTC ( Consorcio Internacional de Teleconferencia Multimedia) ha llegado a un acuerdo que permite la interoperabilidad de los distintos elementos que pueden integrarse en una red VoIP. Debido a la ya existencia del estándar H.323 del ITU-T, que cubría la mayor parte de las necesidades para la integración de la voz, se decidió que el H.323 fuera la base del VoIP. De este modo, VoIP debe considerarse como una clarificación del H.323, de tal forma que en caso de conflicto, y a fin de evitar divergencias entre los estándares, se decidió que H.323 tendría prioridad sobre el VoIP. VoIP tiene como principal objetivo asegurar la interoperabilidad entre equipos de diferentes fabricantes, fijando aspectos tales como la supresión de silencios, codificación de la voz y direccionamiento, y estableciendo nuevos elementos para permitir la conectividad con la infraestructura telefónica tradicional. Estos elementos se refieren básicamente a los servicios de directorio y a la transmisión de señalización por tonos multifrecuencia (DTMF). 15

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