Monografias.com > Computación > Redes
Descargar Imprimir Comentar Ver trabajos relacionados

El Estándar VoIP – Redes y servicios de banda ancha



Partes: 1, 2

    1. Componentes y Funcionamiento
      de una Red VoIP.
    2. Estándares VoIP y tipos
      de Arquitectura.
    3. Factores que afectan la
      Calidad de Voz.
    4. Protocolo
      H.323
    5. Protocolo
      SIP
    6. Comparativa entre
      H.323 y SIP
    7. Conclusión
    8. Bibliografía
    9. Glosario

    INTRODUCCION

    En la década pasada, las industrias de
    telecomunicaciones han presenciado cambios
    rápidos en las comunicaciones
    de las organizaciones y
    personas. Muchos de estos cambios surgieron desde el crecimiento
    explosivo de la Internet y de aplicaciones
    basadas en el protocolo
    Internet (IP). La
    Internet ha llegado ser un significado omnipresente de la
    comunicación, y la cantidad total de tráfico de
    red basado en
    paquetes ha superado rápidamente al tráfico de red
    de voz tradicional (PSTN).

    En el despertar de estos adelantos tecnológicos,
    es claro para los portadores de telecomunicaciones,
    compañías y vendedores que los servicios y
    tráfico de voz será uno de las mayores aplicaciones
    para tomar ventaja completa de IP. Esta esperanza esta basada en
    el impacto de un nuevo grupo de
    tecnologías generalmente referidas como Voz sobre IP
    (VoIP) o
    Telefonía IP.

    VoIP suministra muchas capacidades únicas a los
    portadores y clientes quienes
    dependen en IP o en otra red basada en paquetes. Los beneficios
    más importantes incluyen lo siguientes:

    • Ahorros de costos:
      moviendo tráfico de voz sobre redes IP, las
      compañías pueden reducir o eliminar los cargos
      asociados con el transporte
      de llamadas sobre la red telefónica publica conmutada
      (PSTN). Los proveedores
      de servicios y los usuarios finales pueden aun conservar ancho
      de banda invirtiendo una capacidad adicional solo cuando es
      necesario. Esto es posible por la naturaleza
      distribuida de VoIP y por los costos de operación
      reducida según las compañías combinen
      tráficos de voz y datos dentro de
      una
      red.
    • Estándares abiertos e Interoperabilidad:
      adoptando estándares abiertos, ambos los negocios y
      proveedores de servicios pueden comprar equipos de
      múltiples fabricantes y eliminar su dependencia en
      soluciones
      propietarias.
    • Redes integradas de voz y datos: haciendo la voz como
      otra aplicación IP, las compañías pueden
      construir verdaderamente redes integradas para voz y datos.
      Estas redes integradas no solo proveen la calidad y
      confianza de las actuales PSTN’s, también estas
      redes habilitan a las compañías para tomar
      rápidamente ventaja de nuevas oportunidades dentro del
      mundo cambiante de las comunicaciones.

    En 1995, el primer producto VoIP
    comercial comenzó a acertar en el mercado. Estos
    productos
    fueron el blanco de las compañías que buscaban
    reducir las pérdidas de telecomunicaciones moviendo el
    tráfico de voz a redes de paquetes. Mientras estas redes
    de telefonía de paquetes y las dependencias de
    interconexión aparecían, llego a ser claro que la
    industria
    necesitaba protocolos VoIP
    estándares. Muchos grupos tomaron el
    reto, resultando en estándares independientes, cada una
    con sus propias características únicas. En
    particular, los suministradores de equipos de red y sus clientes
    pueden escoger entre 4 diferentes protocolos de control de
    llamadas y señalización para VoIP:

    • H.323
    • Protocolo de control Gateway Media
      (MGCP).
    • Protocolo de iniciación de sesión
      (SIP).
    • Control Gateway Media / H.248 (MEGACO).

    En el proceso de
    implementación de soluciones VoIP factibles, los
    ingenieros de red han de determinar como cada uno de estos
    protocolos trabajaran y cual de ellos funcionaran mejor para las
    aplicaciones y redes particulares.

    Las Empresas, las
    ISP’s, las ITSP’s (Proveedores de servicios de
    telefonía Internet), y los portadores ven a VoIP un camino
    viable para implementar la voz empaquetada. Razones para
    implementar VoIP típicamente incluyen:

    • Toll – Bypass: permite llamadas de larga
      distancia sin incurrir en los cargos asociados
      usuales.
    • Consolidación de Red: voz, video y datos
      pueden ser transportados sobre una misma red, de este modo se
      simplifica la
      administración de red y se reduce los costos por uso
      de equipamiento común.
    • Convergencia de servicios: la funcionalidad realzada
      puede ser implementada a través de la unión de
      servicios multimedia.

    Esta integración completa permite nuevas
    aplicaciones, tales como mensajería unificada, Web Center
    Call, Telefonía multimedia sobre IP, Servicios de
    FreePhone. Sin embargo diseñando una red VoIP requiere
    cuidadosa planificación para asegurar que la
    calidad de voz pueda ser mantenida correctamente. Este trabajo
    provee alguna guía y entendimiento de estos protocolos
    VoIP y examina los factores que afectan la calidad de
    voz.

    CAPITULO I

    Componentes y funcionamiento de una
    Red VoIP

    1. DEFINICION DE VoIP:

    VoIP viene de las palabras en ingles Voice Over
    Internet Protocol. Como dice el término, VoIP intenta
    permitir que la voz viaje en paquetes IP y obviamente a
    través de Internet.

    La telefonía IP conjuga dos mundos
    históricamente separados: la transmisión de voz y
    la de datos. Se trata de transportar la voz previamente
    convertida a datos, entre dos puntos distantes. Esto
    posibilitaría utilizar las redes de datos para efectuar
    las llamadas telefónicas, y por ende desarrollar una
    única red convergente que se encargue de cursar todo
    tipo de comunicación, ya sea voz, datos, video o
    cualquier tipo de información.

    La VoIP por lo tanto, no es en sí mismo un
    servicio
    sino una tecnología que permite encapsular la voz
    en paquetes para poder ser
    transportados sobre redes de datos sin necesidad de disponer de
    los circuitos
    conmutados convencionales conocida como la PSTN, que son redes
    desarrolladas a lo largo de los años para transmitir las
    señales vocales. La PSTN se basaba en el
    concepto de
    conmutación de circuitos, es decir, la
    realización de una comunicación requería
    el establecimiento de un circuito físico durante el
    tiempo que
    dura ésta, lo que significa que los recursos que
    intervienen en la realización de una llamada no pueden
    ser utilizados en otra hasta que la primera no finalice,
    incluso durante los silencios que se suceden dentro de una
    conversación típica.

    En cambio, la
    telefonía IP no utiliza circuitos físicos para la
    conversación, sino que envía múltiples
    conversaciones a través del mismo canal (circuito
    virtual) codificadas en paquetes y en flujos independientes.
    Cuando se produce un silencio en una conversación, los
    paquetes de datos de otras conversaciones pueden ser
    transmitidos por la red, lo que implica un uso más
    eficiente de la misma.

    Según esto son evidentes las ventajas que
    proporciona las redes VoIP, ya que con la misma infraestructura
    podrían prestar mas servicios y además la
    calidad de
    servicio y la velocidad
    serian mayores; pero por otro lado también existe la
    gran desventaja de la seguridad,
    ya que no es posible determinar la duración del paquete
    dentro de la red hasta que este llegue a su destino y
    además existe la posibilidad de perdida de paquetes, ya
    que el protocolo IP no cuenta con esta herramienta.

    1. La figura Nº 1-01, muestra
      los principales componentes de una red VoIP. El Gateway
      convierte las señales desde las interfaces de
      telefonía tradicional (POTS, T1/E1, ISDN, E&M
      trunks) a VoIP. Un teléfono IP es un terminal que tiene
      soporte VoIP nativo y puede conectarse directamente a una
      red IP. En este trabajo de investigación, el término
      TERMINAL será usado para referirse a un Gateway, un
      teléfono IP, o una PC con una Interface
      VoIP.

      El servidor
      provee el manejo y funciones
      administrativas para soportar el enrutamiento de
      llamadas a través de la red. En un sistema
      basado en H.323, el servidor es conocido como un
      Gatekeeper. En un sistema SIP, el servidor es un servidor
      SIP. En un sistema basado en MGCP o MEGACO, el servidor es
      un Call Agent (Agente de llamadas). Finalmente, la red IP
      provee conectividad entre todos los terminales. La red IP
      puede ser una red IP privada, una Intranet
      o el Internet.

      FIGURA Nº 1-01

    2. COMPONENTES PRINCIPALES DE VoIP:

      Una vez que la llamada ha sido establecida, la voz
      será digitalizada y entonces transmitida a
      través de la red en tramas IP. Las muestras de voz
      son primero encapsuladas en RTP (protocolo de transporte en
      tiempo real) y luego en UDP (protocolo de datagrama de
      usuario) antes de ser transmitidas en una trama IP. La
      figura Nº 1-02 muestra un ejemplo de una trama VoIP
      sobre una red LAN
      y WAN.

      FIGURA Nº 1-02

      Por ejemplo, si el CODEC usado es G.711 y el
      periodo de paquetización es 20 ms, la carga
      útil será de 160 bytes. Esto resultara en una
      trama total de 206 bytes en una red WAN y en 218 bytes en
      una red LAN.

    3. ENCAPSULAMIENTO DE UNA TRAMA
      VoIP:
    4. FUNCIONAMIENTO DE UNA RED
      VoIP:

    Años atrás, se descubrió que
    enviar una señal a un destino remoto también se
    podría enviar de manera digital es decir, antes de
    enviar la señal se debía digitalizar con un
    dispositivo ADC (analog to digital converter), transmitirla y
    en el extremo de destino transformarla de nuevo a formato
    análogo con un dispositivo DAC (digital to analog
    converter).

    VoIP funciona de esa manera, digitalizando la voz en
    paquetes de datos, enviándola a través de la red
    y reconvirtiéndola a voz en el destino.
    Básicamente el proceso comienza con la señal
    análoga del teléfono que es digitalizada en
    señales PCM (pulse code modulación) por medio del
    codificador/decodificador de voz (codec). Las muestras PCM son
    pasadas al algoritmo de
    compresión, el cual comprime la voz y la fracciona en
    paquetes (Encapsulamiento) que pueden ser transmitidos para
    este caso a través de una red privada WAN. En el otro
    extremo de la nube se realizan exactamente las mismas funciones en un
    orden inverso. El flujo de un circuito de voz comprimido es el
    mostrado en la figura Nº 1-03.

    FIGURA Nº 1-03

    Dependiendo de la forma en la que la red este
    configurada, el Router o el
    gateway pueden realizar la labor de codificación, decodificación y/o
    compresión. Por ejemplo, si el sistema usado es un
    sistema análogo de voz, entonces el router o el gateway
    realizan todas las funciones mencionadas anteriormente como
    muestra la figura Nº 1-04.

    FIGURA Nº 1-04

    En cambio, como muestra la figura Nº 1-05, si el
    dispositivo utilizado es un PBX digital, entonces es este el
    que realiza la función
    de codificación y decodificación, y el router
    solo se dedica a procesar y a encapsular las muestras PCM de
    los paquetes de voz que le ha enviado el PBX

    FIGURA Nº 1-05

    Para el caso de transportar voz sobre la red
    pública Internet, se necesita una interfaz entre la red
    telefónica y la red IP, el cual se denomina gateway y es
    el encargado en el lado del emisor de convertir la señal
    analógica de voz en paquetes comprimidos IP para ser
    transportados a través de la red. Del lado del receptor
    su labor es inversa, dado que descomprime los paquetes IP que
    recibe de la red de datos, y recompone el mensaje a su forma
    análoga original conduciéndolo de nuevo a la red
    telefónica convencional en el sector de la última
    milla para ser transportado al destinatario final y ser
    reproducido por el parlante del receptor.

    Es importante tener en cuenta también que todas
    las redes deben tener de alguna forma las
    características de direccionamiento, enrutamiento y
    señalización.

    El direccionamiento es requerido para identificar el
    origen y destino de las llamadas, también es usado para
    asociar las clases de servicio a cada una de las llamadas
    dependiendo de la prioridad. El enrutamiento por su parte
    encuentra el mejor camino a seguir por el paquete desde la
    fuente hasta el destino y transporta la información a
    través de la red de la manera más eficiente, la
    cual ha sido determinada por el diseñador. La
    señalización alerta a las estaciones terminales y
    a los elementos de la red su estado y la
    responsabilidad inmediata que tienen al
    establecer una conexión.

    CAPITULO II

    Estándares VoIP y Tipos de
    Arquitecturas

    1. TIPOS DE PROTOCOLOS
      VoIP
      :

    VoIP comprende muchos estándares y protocolos.
    La terminología básica debe ser entendida para
    comprender las aplicaciones y usos de VoIP. Las siguientes
    definiciones sirven como un punto de partida:

    • H.323: es una recomendación ITU que define
      los Sistemas
      de Comunicaciones Multimedia basados en paquetes. En otras
      palabras, H.323 define una arquitectura
      distribuida para crear aplicaciones multimedia, incluyendo
      VoIP.
    • H.248: es una recomendación ITU que define
      el protocolo de Control Gateway. H.248 es el resultado de una
      colaboración conjunta entre la ITU y la IETF. Es
      también referido como IETF RFC 2885 (MEGACO), el cual
      define una arquitectura centralizada para crear aplicaciones
      multimedia, incluyendo VoIP.
    • La IETF se refiere a la Fuerza de
      Trabajo de la Ingeniería de Internet que intentan
      determinar como la Internet y los protocolos de Internet
      trabajan, así como definir los estándares
      prominentes.
    • La ITU es la Unión Internacional de
      Telecomunicaciones, una organización internacional dentro del
      sistema de las Naciones
      Unidas donde los gobiernos y el sector privado coordinan
      las redes y servicios de telecomunicaciones
      globales.
    • MEGACO, también conocido como la IETF RFC
      2885 y recomendación ITU H.248, define una
      arquitectura centralizada para crear aplicaciones multimedia,
      incluyendo VoIP.
    • MGCP, también conocido como la IETF 2705,
      define una arquitectura centralizada para crear aplicaciones
      multimedia, incluyendo VoIP.
    • El Protocolo de Transporte en Tiempo Real (RTP),
      también conocido como la IETF RFC 1889, define un
      protocolo de transporte para aplicaciones en tiempo real.
      Específicamente, RTP provee el transporte para llevar
      la porción audio/media de la comunicación VoIP.
      RTP es usado por todos los protocolos de
      señalización VoIP.
    • SIP: también conocido como la IETF RFC 2543,
      define una arquitectura distribuida para crear aplicaciones
      multimedia, incluyendo VoIP.
    1. TIPOS DE ARQUITECTURAS:

    En el pasado, todas las redes de voz fueron
    construidas usando una arquitectura centralizada en la cual los
    Dumb Endpoints (teléfonos) fueron controlados por los
    conmutadores centralizados. Sin embargo este modelo
    trabajo bien para los servicios de telefonía
    básica.

    Uno de los beneficios de la tecnología VoIP, es
    que permite a las redes ser construidas usando una arquitectura
    centralizada o bien distribuida. Esta flexibilidad permite a
    las compañías construir redes caracterizadas por
    una administración simplificada e innovación de Endpoints
    (teléfonos), dependiendo del protocolo usado.

      • En general, la arquitectura centralizada esta
        asociada con los protocolos MGCP y MEGACO. Estos protocolos
        fueron diseñados para un dispositivo centralizado
        llamado Controlador Media Gateway o Call Agent, que maneja
        la lógica de conmutación y
        control de llamadas. El dispositivo centralizado comunica
        al Media Gateways, el cual enruta y transmite la
        porción audio/media de las llamadas (la
        información de voz actual).
      • En la arquitectura centralizada, la inteligencia de la red es centralizada y los
        dispositivos finales de usuario (endpoints) son
        relativamente mudos (con características limitadas).
        Sin embargo, muchas arquitecturas VoIP centralizadas usan
        protocolos MGCP o MEGACO.
      • Los defensores de la arquitectura VoIP
        centralizada, apoyan este modelo porque centraliza la
        administración, el provisionamiento y
        el control de llamadas. Simplifica el flujo de llamadas
        repitiendo las características de voz. Es
        fácil para los ingenieros de voz entenderlo. Los
        críticos de la arquitectura VoIP centralizada
        demandan que se suprimen las innovaciones de las
        características de los teléfonos (endponits)
        y que llegara a ser un problema cuando se construyan
        servicios VoIP que muevan mas allá de
        características de voz.
      • La figura Nº 2-01, muestra la arquitectura
        centralizada VoIP con protocolo MEGACO.

      FIGURA Nº 2-01

      1. ARQUITECTURA
        DISTRIBUIDA:
      • La arquitectura distribuida esta asociada con
        los protocolos H.323 y SIP. Estos protocolos permiten que
        la inteligencia de la red se distribuida entre
        dispositivos de control de llamadas y endpoints. La
        inteligencia en esta instancia se refiere a establecer
        las llamadas, características de llamadas,
        enrutamiento de llamadas, provisionamiento,
        facturación o cualquier otro aspecto de manejo de
        llamadas. Los Endpoints pueden ser Gateways VoIP,
        teléfonos IP, servidores media, o cualquier dispositivo
        que pueda iniciar y terminar una llamada VoIP. Los
        dispositivos de control de llamadas son llamados
        Gatekeepers en una red H.323, y servidores Proxy
        o servidores Redirect en una red SIP.
      • Los defensores de la arquitectura VoIP
        distribuida apoyan este modelo por su flexibilidad.
        Permite que las aplicaciones VoIP sean tratadas como
        cualquier otra aplicación IP distribuida, y
        permite la flexibilidad para añadir inteligencia a
        cualquier dispositivo de control de llamadas o Endpoints,
        dependiendo de los requerimientos tecnológicos y
        comerciales de la red VoIP. La arquitectura distribuida
        son usualmente bien entendida por los ingenieros que
        manejan redes de datos IP. Los críticos de la
        arquitectura distribuida comúnmente apuntan a la
        existencia de la Infraestructura PSTN como el
        único modelo de referencia que debiera ser usado
        cuando intentamos repetir los servicios de voz. Ellos
        también notan que las redes distribuidas tienden a
        ser más complejas.
      • La figura Nº 2-02, muestra las
        arquitecturas de control VoIP distribuida y centralizada
        con protocolo SIP.

      FIGURA Nº 2-02

      CAPITULO III

      Factores que afectan la Calidad de
      Voz

      Diseñando una red VoIP, es importante
      considerar todos los factores que afectaran la calidad de
      voz. Se presenta un resumen de los factores más
      importantes.

      1. Antes de que la voz sea transmitida sobre una
        red IP, primero debe ser digitalizada. Los
        códigos estándares comunes son listados
        en la figura Nº 3-01:

        FIGURA Nº 3-01

        Hay una correlación general entre la
        calidad de voz y la velocidad de datos: la velocidad de
        datos más alta, la calidad de voz más
        alto.

      2. CODEC:

        Las tramas VoIP tienen que atravesar una red
        IP, el cual no es del todo cierto. Las tramas se pueden
        perder como resultado de una congestión de red o
        corrupción de datos.
        Además, para tráfico de tiempo real como
        la voz, la retransmisión de tramas perdidas en
        la capa de transporte no es práctico por
        ocasionar retardos adicionales. Por consiguiente, los
        terminales de voz tienen que retransmitir con muestras
        de voz perdidas, también llamada como Frame
        Erasures. El efecto de las tramas perdidas en la
        calidad de voz depende en como los terminales manejan
        las Frame Erasures.

        En el caso más simple, el terminal deja
        un intervalo en el flujo de voz, si una muestra de voz
        es perdida. Si muchas tramas son perdidas, sonara
        grietoso con silabas o palabras perdidas. Una posible
        estrategia de recuperación es
        reproducir las muestras de voz previas. Esto trabaja
        bien si unas cuantas muestras son perdidas. Para
        combatir mejor las ráfagas de errores, la
        interpolación es usualmente usada. Basadas en
        las muestras de voz previas, el decodificador
        predecirá cuales tramas perdidas debieran ser.
        Esta técnica es conocida como Packet Loss
        Concealment (PLC).

        Por ejemplo, la ITU-T G.711 apéndice I
        describe un algoritmo PLC para PCM. Un buffer
        histórico circular consistiendo de 48.75 ms de
        muestras de voz previa es guardado. Una vez que la
        Frame Erasure es detectada, el contenido del buffer
        histórico será usado para estimar el
        periodo de caída corriente. Esta
        información será entonces usada para
        generar una señal sintetizada para llenar el
        intervalo. Con el PLC en G.711, la salida de audio es
        retardada por un adicional de 3.75 ms para proveer una
        transición suave entre las señales real y
        sintetizada. Los codecs de voz basados en CELP tales
        como G.723.1, G.728 y G.729 también tienen
        algoritmos PLC construidos dentro de sus
        estándares. En general, si las pérdidas
        no son demasiadas grandes, y la señal no es muy
        cambiante las perdidas pueden ser inaudibles
        después de aplicar el PLC.

        La ITU-T G.113 apéndice I provee
        algunas líneas de guía de
        planificación provisional en el efecto de
        perdida de tramas sobre la calidad de voz. El impacto
        es medido en términos de Ie, el factor de
        deterioro. Este es un numero en la cual 0 significa no
        deterioro. El valor más grande de Ie significa
        deterioro más severo. La siguiente tabla de la
        figura Nº 3-02, es derivado de la G.113
        apéndice Iy muestra el impacto de las tramas
        perdidas en el factor Ie.

        FIGURA Nº 3-02

        Cuando la tasa de perdida de tramas es 2%, el
        factor Ie es 35 para el estándar G.7

        11. Sin embargo, con PLC el factor Ie es
        reducido a 7. Note que con una velocidad baja los
        codec’s tales como el G.729ª y G.723.1,
        tienen un factor Ie de 11 y 15 respectivamente aun
        cuando no existe perdida de tramas. Un 2% de perdida de
        tramas incrementara el factor Ie de 19 a 24
        respectivamente.

      3. PERDIDA DE TRAMAS (FRAME
        LOSS):
      4. RETARDO (DELAY):

      Otra consideración importante en el
      diseño de una red VoIP es el efecto
      de retardo. Los efectos causados por el retardo incluyen el
      Eco y el Talker Overlap. El efecto de retardo en la
      transmisión de voz es discutido en la ITU
      G.114.

        • Retardo Algorítmico: este es el
          retardo introducido por el CODEC y es inherente en el
          algoritmo de codificación. La siguiente tabla de
          la figura Nº 3-03, resume los retardos
          algorítmicos de códigos
          comunes.

        FIGURA Nº 3-03

        Los algoritmos de compresión usados en
        los Codec’s analizan un bloque de muestras PCM
        entregadas por el codificador de voz (voice codec).
        Estos bloques tienen una longitud variable que depende
        del codificador, por ejemplo el tamaño
        básico de un bloque del algoritmo g.729 es 10
        ms, mientras que el tamaño básico de un
        bloque del algoritmo g.723.1 es 30ms. Se muestra un
        ejemplo de cómo funciona el sistema de
        compresión g.729 en la siguiente figura Nº
        3-04.

        La cadena de voz análoga es
        digitalizada en muestras PCM, y así mismo
        entregadas al algoritmo de compresión en
        intervalos de 10 ms

        FIGURA Nº
        3-04

        • Retardo de Paquetización: es el
          tiempo para llenar un paquete de información
          (carga útil), de la conversación ya
          codificada y comprimida. Este retardo es
          función del tamaño de bloque requerido
          por el codificador de voz y el número de
          bloques de una sola trama. En RTP, las muestras de
          voz con frecuencia son acumuladas antes de ponerlo en
          una trama para trasmisión para reducir la
          cantidad de cabeceras (overhead). La RFC 1890
          especifica que el retardo de paquetización por
          defecto debiera ser de 20 ms. Para G.711, esto
          significa que 160 muestras serán acumuladas y
          entonces transmitidas en una sola trama. En el otro
          caso, G.723.1 genera una trama de voz cada 30 ms y
          cada trama de voz es usualmente transmitida como un
          simple paquete RTP. Los retardos de
          paquetización mas comunes se muestran el la
          figura Nº 3-05.

        FIGURA Nº 3-05

        Cuando cada muestra de voz experimenta, ambos
        retardos, retardo algorítmico y retardo por
        paquetización, en realidad los efectos se
        superponen como se muestra en la figura Nº
        3-06.

        FIGURA Nº
        3-06

        • Retardo de Serialización: es el
          tiempo requerido para transmitir un paquete IP, es
          decir esta relacionado directamente con la tasa del
          reloj de la transmisión. Por ejemplo, si G.711
          es usado y el periodo de paquetización es 20
          ms, es decir hay 160 bytes de carga útil en
          RTP, entonces el tamaño de la trama completa
          será de 206 bytes asumiendo
          encapsulación PPP. Para transmitir la trama,
          requerirá 1.1 ms en una línea T1, 3.2
          ms a 512 Kbps, 25.8 ms a 64 Kbps. Además, el
          retardo de Serialización se presenta cuando
          los paquetes pasan a través de otro
          dispositivo de almacenamiento y retransmisión
          tales como un Router o un Switch. Así, una trama que
          atraviesa 10 Routers incurrirá en este retardo
          10 veces. Los retardos de Serialización para
          diferentes tamaños de tramas, se muestra en la
          figura Nº 3-07.

        FIGURA Nº 3-07

        • Retardo de Propagación: es el tiempo
          requerido por la señal óptica o eléctrica para
          viajar a través a lo largo de un medio de
          transmisión y es una función de la
          distancia geográfica. La velocidad de
          propagación en el cable es aproximadamente de
          4 a 6 ms/Km. Para transmisión satelital, el
          retardo es 110 ms para un satélite con altitud
          de 14000 km y 260 ms para un satélite con
          altitud de 36000 km.
        • Retardo de Componente: estos retardos son
          causados por varios componentes dentro del sistema de
          transmisión. Por ejemplo, una trama que esta
          pasando a través de un Router tiene que
          moverlo desde el puerto de entrada al puerto de
          salida a través del backplane. Hay algun
          retardo minimo a la velocidad del backplane y algunos
          retardos variables debido al encolamiento y
          procesamiento en el router.

        En general, las fuentes del retardo se clasifican en dos
        tipos: retardo fijo que se adiciona directamente al
        total del retardo de la conexión y retardo
        variable que se adiciona por demoras en las colas de
        los buffer. A continuación, en la figura Nº
        3-08 se identifican todos los posibles retardos fijos y
        variables en una red.

        FIGURA Nº 3-08

        1. El primer deterioro causado por el retardo
          es el efecto de ECO. El Eco puede
          presentarse

          en una red de voz debido al pobre
          acoplamiento entre el dispositivo de escucha
          (earpiece) y el dispositivo de habla (mouthpiece) en
          el microtelefono. Este es conocido como eco acustico.
          Tambien puede presentarse cuando parte de la energia electrica es reflejada al
          abonado llamante por el circuito hibrido en la PSTN.
          Esto es conocido como Eco hibrido. Cuando el retardo
          de extremo a extremo de una via es corto, cualquier
          eco que es generado por el circuito de voz regresara
          al abonado llamante muy rapidamente y no sera
          percibido. De hecho, la cancelacion de eco no es
          necesario si el retardo de una via es menor que 25
          ms. En otras palabras, si el eco regresa dentro de
          los 50 ms, no sera percibido. Sin embargo, el retardo
          de una via en una red VoIP casi siempre excedera los
          25 ms. Entonces la cancelacion de eco es siempre es
          requerido.

        2. CANCELACION DE ECO:
        3. TALKER OVERLAP:

        Aun con el metodo de cancelacion de eco
        perfecto, transportando una conversacion de dos vias
        llega a ser dificultoso cuando el retardo es demasiado
        grande debido al talker overlap. Este es el problema
        que ocurre cuando uno de los abonados se superpone a la
        voz del otro abonado debido al retardo grande. G.114
        provee las siguiente lineas con relacion al
        límite de retardo de una via, y se muestra en la
        figura Nº 3-09.

        FIGURA Nº 3-09

        1. Cuando las tramas son transmitidas a
          traves de una red IP, la cantidad de retardo
          experimentado por cada trama puede diferir. Esto es
          causado por la cantidad de retardo de encolamiento
          y tiempo de procesamiento que puede variar
          dependiendo del tráfico cargado en la red.
          Sin embargo el gateway fuente genera tramas de voz
          a intervalos regulares (es decir, cada 20 ms), el
          gateway destino tipicamente no recibira tramas de
          voz en intervalos regulares debido al problema del
          jitter. Esto es ilustrado en la figura Nº
          3-10.

          FIGURA Nº
          3-10

          En general, la estrategia en
          comunicación con el problema de jitter es
          almacenar las tramas recibidas en un buffer tan
          grande que permita a las tramas mas lentas arrivar
          a tiempo para ser ubicadas en la secuencia
          correcta. El jitter mas grande debido a algunas
          tramas de mayor tamaño, seran almacenadas en
          el buffer lo cual introduce retardo adicional. Para
          minimizar el retardo debido al buffering, muchas
          aplicaciones usan un buffer jitter adaptivo. En
          otras palabras, si la cantidad de jitter en la red
          es pequeño, el tamaño del buffer sera
          pequeño. Si el jitter se incrementa debido
          al aumento del tráfico en la red, el
          tamaño del buffer de destino se incrementara
          automaticamente para compensarlo. Por consiguiente,
          el jitter en la red empeorara la calidad de voz en
          la magnitud que crece el retardo de extremo a
          extremo debido al buffer de destino.

        2. VARIACION DEL RETARDO
          (JITTER):
        3. RETARDO TOTAL (DELAY
          BUDGET):

        La figura Nº 3-11, muestra un ejemplo de
        una red VoIP y las fuentes de retardo.

        FIGURA Nº 3-11

        El retardo total puede ser calculado, como
        muestra la tabla de la figura Nº 3-12, asumiendo
        un retardo de extremo a extremo deseado de 150 ms, se
        tiene:

        DISPOSITIVO

        RETARDO (ms)

        G.723.1 (retardo
        algorítmico)

        37.5

        G.723.1 (retardo de
        paquetización)

        30

        Retardo de Serialización (dos
        T1’s)

        2

        Retardo de propagación (5000 km
        de fibra)

        25

        Retardos de componentes

        2

        Total retardo fijo

        96.5

        Limite de retardo aceptable

        150

        Jitter (150 ms – 96.5
        ms)

        53.5

        FIGURA Nº 3-12

        En este ejemplo, el retardo total fijo
        calculado es de 96.5 ms. La presencia de jitter
        añadirá al retardo de extremo a extremo.
        ¿Hasta que valor de jitter el sistema puede
        tolerar? Si el retardo deseado de extremo a extremo es
        de 150 ms, el jitter máximo que puede tolerar el
        sistema es de 53.5 ms. La suposición es que el
        jitter será compensado por un buffer de destino
        (playout buffer) el cual puede retardar las tramas
        hasta 53.5 ms. Sin embargo, este ejemplo asume que se
        conoce la topología exacta de la red, y
        entonces se pudo calcular todos los componentes de
        retardos. En el próximo ejemplo de la figura
        Nº 3-13, asumimos que los gateway’s de voz
        están conectados vía un servicio VPN
        ofrecido por un ISP.

        FIGURA Nº 3-13

        El retardo limite de Internet puede ser
        calculado, como muestra la tabla de la figura Nº
        3-14, asumiendo un retardo de extremo a extremo deseado
        de 150 ms, se tiene:

        DISPOSITIVO

        RETARDO (ms)

        G.723.1 (retardo
        algorítmico)

        37.5

        G.723.1 (retardo de
        paquetización)

        30

        Retardo total en el gateway

        67.5

        Limite de retardo aceptable

        150

        Retardo limite de Internet (150 ms
        – 67.5 ms)

        82.5

        FIGURA Nº 3-14

        En este ejemplo, podemos identificar solo los
        retardos debido a los dos gateways. Para mantener el
        retardo deseado de 150 ms, el retardo introducido por
        el ISP no debe exceder los 82.5 ms. Notar que esto
        representa ambos retardos fijos y variables. En otras
        palabras, el retardo mínimo a lo largo de la
        ruta VPN pudiera ser 50 ms. El jitter máximo que
        el sistema puede tolerar será de 32.5 ms, el
        cual será compensado por el buffer de destino
        (playout buffer). Hoy, muchas ISP’s ofrecen el
        servicio VPN con un SLA (Service Level Agreement). Un
        SLA típicamente garantizara un cierto retardo
        round-trip entre sitios.

      1. FUENTES DE RETARDO:
    1. ARQUITECTURA CENTRALIZADA:

    Partes: 1, 2

    Página siguiente 

    Nota al lector: es posible que esta página no contenga todos los componentes del trabajo original (pies de página, avanzadas formulas matemáticas, esquemas o tablas complejas, etc.). Recuerde que para ver el trabajo en su versión original completa, puede descargarlo desde el menú superior.

    Todos los documentos disponibles en este sitio expresan los puntos de vista de sus respectivos autores y no de Monografias.com. El objetivo de Monografias.com es poner el conocimiento a disposición de toda su comunidad. Queda bajo la responsabilidad de cada lector el eventual uso que se le de a esta información. Asimismo, es obligatoria la cita del autor del contenido y de Monografias.com como fuentes de información.

    Categorias
    Newsletter