San Francisco de Yare 24 de Febrero del 2004
UNIDAD DE POSTGRADO
ESPECIALIZACIÓN EN GERENCIA MENCIÓN REDES Y TELECOMUNICACIONES
REDES Y TELECOMUNICACIONES
VOZ IP
Trabajo Realizado por:
Lérida Rodríguez
Miguel Romero
Nora Natera
Noraida Washington
Índice
Funciones básicas que debe realizar un sistema de voz sobre IP
Integración de servicios y transmisión
Comunicación PC a teléfono y PC a PC
Diferencias entre Internet y la RTB
Contenido
Tradicionalmente el tráfico de voz y de datos han sido soportados por redes distintas, diseñadas específicamente para proporcionar un servicio concreto. El primer tipo de redes, las de transporte de voz (telefonía) transportan un tráfico continuo en el tiempo. Se utilizan redes de conmutación de circuitos que asignan recursos a cada comunicación individual durante todo el tiempo para proporcionar un retardo constante. En el caso en el que no haya circuitos disponibles, la red rechaza la petición de un nuevo usuario.
El segundo tipo de redes, las de datos, proporciona servicio a un tráfico de naturaleza completamente distinta. Es un flujo de información intermitente por lo que la asignación de circuitos permanentes a lo largo de un periodo de tiempo supondría un desperdicio de recursos en los intervalos de inactividad. Por este motivo las redes de datos son redes de conmutación de paquetes. En este caso la asignación de recursos es dinámica y sólo se consumen recursos cuando existe tráfico que transmitir. El retardo es variable debido a las fluctuaciones en el nivel de ocupación de las colas de paquetes.
Al utilizar dos redes separadas para el flujo de datos y de voz es posible optimizarlas por separado. Sin embargo, al integrar múltiples servicios sobre una red se consigue una reducción de costes y la utilización más eficiente de los recursos.
El primer intento de integración fue la RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) que supone la transmisión de datos sobre redes de voz. El usuario accede a servicios en modo paquete o en modo circuito a través de una interfaz que le conecta a la red. El segundo enfoque es Frame Relay, que es el intento en sentido contrario: utilizar una red de datos para transmitir voz. El tercer intento es ATM (Modo de Transferencia Asíncrono), que transporta datos de forma eficiente pero permite asegurar calidad de servicio para la voz. En este caso, la integración de servicios se produce en toda la red y no en la interfaz como ocurre en RDSI.
En los últimos años el éxito de Internet ha llevado a tratar de integrar todos los servicios sobre una red basada en IP. Aunque el motivo inicial era la reducción en los costes de usuarios y operadores más adelante se dieron cuenta de los múltiples servicios que se pueden ofrecer (conferencias multimedia, mensajería unificada-voz, correo electrónico y fax-, servicios de teleoperador a través de la web, indicadores de presencia...)
Sin embargo para poder ofrecer servicios sobre IP es necesario que la red pueda proporcionar calidad adecuada a cada tipo de servicio. Este aspecto es crítico en los servicios multimedia (voz y video) donde las exigencias de retardo son cruciales. Al utilizar redes IP para transmisión de voz es necesario solucionar numerosos problemas: pérdida de paquetes, retardos grandes y muy variables, sobrecarga debido a las cabeceras de los paquetes de voz...
En el caso del servicio de telefonía, además de solucionar los problemas técnicos derivados de la transmisión de voz sobre paquetes IP, es necesario cumplir unos requisitos de calidad de voz, disponibilidad del servicio, conectividad entre terminales de diferentes redes, seguridad,... es decir, el servicio de telefonía que se transmite a través de redes IP debe cumplir los requisitos exigidos a la telefonía convencional. Para alcanzar estos requisitos se ha definido una arquitectura del plano de control, separada del plano de usuario con los nuevos controladores de llamadas, y protocolos de señalización entre los planos.
Este es el objetivo principal de esta sesión: presentar las arquitecturas y los protocolos que se utilizan para prestar el servicio telefónico sobre redes IP.
a.- El concepto original es relativamente simple: se trata de transformar la voz en "paquetes de información" manejables por una red IP (con protocolo Internet, materia que también incluye a las intranets y extranets). Gracias a otros protocolos de comunicación, como el RSVP, es posible reservar cierto ancho de banda dentro de la red que garantice la calidad de la comunicación.
b.- Podemos considerar la VozIP como el resultado de la convergencia de la voz y datos en una misma red. Las comunicaciones de voz se digitalizan en paquetes de datos bajo la norma del protocolo IP (Internet Protocol) y éstos son transportados por redes de datos IP, públicas como la Internet o privadas (LAN-WAN). La VozIP por tanto no es en si mismo un servicio, sino una tecnología que permite paquetizar y transportar tráfico de voz en redes de datos sin necesidad de disponer de los circuitos conmutados convencionales PSTN (Public Switching Telephony Network). Cuando la VozIP se utiliza para la prestación de servicios de comunicación telefónica, sea a través de teléfonos convencionales u otros dispositivos, hablaremos de Telefonía IP.
c.- La voz sobre IP convierte las señales de voz estándar en paquetes de datos comprimidos que son transportados a través de redes de datos en lugar de líneas telefónicas tradicionales. La evolución de la transmisión conmutada por circuitos a la transmisión basada en paquetes toma el tráfico de la red pública telefónica y lo coloca en redes IP. Las señales de voz se encapsulan en paquetes IP que pueden transportarse como IP nativo o como IP por Ethernet, Frame Relay, ATM o SONET. El VOIP es una gateway H.323 que permite realizar llamadas telefónicas transparentes sobre IP, simulando líneas telefónicas convencionales, este tipo de equipos está orientado a aplicaciones de acceso en oficinas remotas, permitiendo comunicaciones de voz y fax a través de redes IP públicas o privadas. Permite reducir los costes de las comunicaciones de voz, sin perjuicio de la calidad del servicio ofrecido.
3.- Funciones básicas que debe realizar un sistema de voz sobre IP
1) Digitalización de la voz
2) Paquetización de la voz
3) Enrutamiento de los paquetes
La voz sobre IP convierte las señales de voz estándar en paquetes de datos comprimidos que son transportados a través de redes de datos en lugar de líneas telefónicas tradicionales. La evolución de la transmisión conmutada por circuitos a la transmisión basada en paquetes toma el tráfico de la red pública telefónica y lo coloca en redes IP bien aprovisionadas. Las señales de voz se encapsulan en paquetes IP que pueden transportarse como IP nativo o como IP por Ethernet, Frame Relay, ATM o SONET.
Hoy, las arquitecturas interoperables de voz sobre IP se basan en la especificación H.323 v2. La especificación H.323 define gateways (interfaces de telefonía con la red) y gatekeepers (componentes de conmutación interoficina) y sugiere la manera de establecer, enrutar y terminar llamadas telefónicas a través de Internet. En la actualidad, se están proponiendo otras especificaciones en los consorcios industriales tales como SIP, SGCP e IPDC, las cuales ofrecen ampliaciones en lo que respecta al control de llamadas y señalización dentro de arquitecturas de voz sobre IP. El 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).
El modelo de la voz sobre IP está formado por tres principales componentes:
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, podemos pensar que la telefonía en IP es poco más que un juguete, pues la calidad de voz que obtenemos a través de Internet es muy pobre. No obstante, si en nuestra empresa disponemos de una red de datos que tenga un ancho de banda bastante grande, también podemos pensar en la utilización de esta red para el tráfico de voz entre las distintas delegaciones de la empresa. Las ventajas que obtendríamos al utilizar nuestra red para transmitir tanto la voz como los datos son evidentes:
Realmente la integración de la voz y los datos en una misma red es una idea antigua, pues desde hace tiempo han surgido soluciones desde distintos fabricantes que, mediante el uso de multiplexores, permiten utilizar las redes WAN de datos de las empresas (típicamente conexiones punto a punto y frame-relay) para la transmisión del tráfico de voz. La falta de estándares, así como el largo plazo de amortización de este tipo de soluciones no ha permitido una amplia implantación de las mismas.
Podemos encontrar tres tipos de redes IP:
6.- Integración de servicios y transmisión
A finales de 1997 el VoIP forum del IMTC 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, el 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. El 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).
El VoIP/H.323 comprende a su vez una serie de estándares y se apoya en una serie de protocolos que cubren los distintos aspectos de la comunicación:
Pila de protocolos en VoIP
Hasta ahora sólo hemos visto la posibilidad de utilizar nuestra red IP para conectar las centralitas a la misma, pero el hecho de que VoIP se apoye en un protocolo de nivel 3, como es IP, nos permite una flexibilidad en las configuraciones que en muchos casos está todavía por descubrir. Una idea que parece inmediata es que el papel tradicional de la centralita telefónica quedaría distribuido entre los distintos elementos de la red VoIP. En este escenario, tecnologías como CTI (computer-telephony integration) tendrán una implantación mucho más simple. Será el paso del tiempo y la imaginación de las personas involucradas en estos entornos, los que irán definiendo aplicaciones y servicios basados en VoIP.
Actualmente podemos partir de una serie de elementos ya disponibles en el mercado y que, según diferentes diseños, nos permitirán construir las aplicaciones VoIP. Estos elementos son:
Teléfonos IP.
Adaptadores para PC.
Hubs Telefónicos.
Gateways (pasarelas RTC /
IP).
Gatekeeper.
Unidades de audioconferencia múltiple. (MCU
Voz)
Servicios de Directorio.
· Si su empresa tiene oficinas o sucursales, crear un canal de comunicación telefónico a través de Internet implica poder comunicarse sin coste, utilizando la misma tarifa plana que para la conexión a Internet, o a través de la misma red corporativa
· La conmutación de paquetes permite un uso más eficiente de la capacidad de transmisión disponible, que es compartida por los flujos de voz, fax y datos.
· La Voz sobre IP necesita una pasarela en cada extremo, y no se marca un número de teléfono sino una dirección IP. Lo que sí puede hacer, si tiene una pasarela en la ciudad a la que llama es conectarse con ella y efectuar una llamada local como si estuviese allí.
· La Voz sobre IP es totalmente compatible con las centralitas, usted puede añadir las nuevas líneas de voz sobre IP y coexistirán con las líneas analógicas.
· La Voz sobre IP necesita 12 Kbps para cada llamada.
· La Voz sobre IP está ideado con intención de respetar al máximo las instalaciones existentes en planta de usuario. Permite aprovechar fácilmente todas las ventajas de la telefonía sobre IP, insertándose entre la PBX convencional de la oficina y la LAN Ethernet.
· La Voz sobre IP puede encaminar todas las llamadas recibidas hacia la red IP, o bien capturar el tráfico de salida de la centralita y desviar el tráfico corporativo hacia la Red IP, conmutando transparentemente el resto de las llamadas hacia salidas analógicas de RTC. Todo ello a un coste reducido por puerto de voz.
8.- Comunicación PC a teléfono y PC a PC
Para establecer una comunicación telefónica, no necesariamente se requiere como
terminal un teléfono, sino que se puede
utilizar un terminal multimedia equipado con tarjeta de sonido, micrófono y
altavoces, como pueda ser un PC.
Ejemplos de alguno de los nuevos servicios que se apoyan sobre el concepto de
voz sobre IP son:
9.- Diferencias entre Internet y la RTB
Hay
diferencia muy significativas entre Internet y la RTB (Red Telefónica Básica),
siendo la más importante la diferente técnica de conmutación que utilizan:
paquetes y circuitos, respectivamente. Otra diferencia significativa es que
Internet usa un enrutamiento dinámico basado en una dirección no geográfica,
mientras que en la RTB el encaminamiento es estático y basado en una numeración
asociada a una localización geográfica, el número telefónico. Por otro lado
Internet tiene una arquitectura descentralizada, lo que resulta en una mayor
flexibilidad y permite un despliegue más rápido de las aplicaciones.
Un aspecto muy importante a destacar, que no tiene que ver con los técnicos, es
la diferente regulación que afecta a una y otra red. Mientras que la RTB ha
estado y sigue sujeta a una extensa regulación en todos los países, que inhibe
la competencia real, Internet es una red abierta que la favorece y promueve,
para facilitar la entrada en nuevos mercados, aunque últimamente se están
apreciando ciertos signos es sentido contrario.
Por otra parte, en muchos países las tarifas del servicio telefónico no se
corresponden con los costes del mismo, lo que hace que resulten excesivamente
altas, sobre todo para las llamadas internacionales, lo que crea una gran
oportunidad para los servicios de voz sobre IP, a través de Internet, al ser su
coste muy inferior al no depender de la distancia y aplicarse tarifa local, o
utilizando una red IP privada constituida a tal efecto.
Dado que Internet se soporta sobre una nueva infraestructura de red (no se basa
en la red telefónica aunque hace cierto uso de parte de ella y la mayoría de los
usuarios la acceden a través de ella), obliga a recalcular los costes del
servicio, establecer una nueva manera de tasación acorde con los mismos, e
implantar una regulación adecuada a la nueva modalidad; estos factores son de
una importancia estratégica ya que rompen los moldes tradicionales sobre los que
se han basado los monopolios de los operadores. Una infraestructura basada en
routers y gateways en la que la inteligencia se deja del lado de los terminales
(PCs) es mucho más barata y económica de implantar y mantener -al menos en un
factor de 1 a 10- que la tradicional red de conmutación telefónica en la que los
terminales (teléfonos) son tontos.
Internet se concibió como una red telefónica para interconectar ordenadores,
pero puede que en el futuro sea una red de ordenadores para conectar teléfonos y
proveer una verdadera telefonía. Esta afirmación quizá sea un poco aventurada
pero se ve avalada por ciertos estudios recientes que predicen que el tráfico de
voz sobre Internet puede superar al de datos en el plazo de unos pocos años. De
hecho, ya el volumen de tráfico total sobre Internet supera al de voz sobre las
redes telefónicas.
10.- Telefonía De Larga Distancia
La
VoIP es muy adecuada para dar un servicio de telefonía de larga distancia a bajo
coste ya que todas las llamadas se facturan como locales. Los clientes son
típicamente los carriers tradicionales, y una nueva categoría de ISP, los
ITSP, nacida específicamente para este mercado.
En estos momentos, los grandes ahorros en cuanto a la telefonía sobre IP se
realizan en las llamadas internacionales. La relativa falta de competencia en
este segmento hace que los precios sean altos, y los mecanismos de compensación
internacionales no favorecen la aparición de nuevos operadores con mejores
precios, porque siempre tendrán que acordar cómo transportar el tráfico por las
redes de los operadores existentes.
Además de la comunicación Teléfono a Teléfono, estos clientes demandan
comunicaciones PC a Teléfono, servicios de Fax, enrutamiento en función del
coste, tasación y contabilidad en tiempo real, etc.
La
utilización de la telefonía sobre IP como sustituto de la telefonía convencional
se debe, principalmente, a su reducido coste. Sin embargo, existen estudios que
demuestran que el nivel de costes de los dos tipos de tecnologías (conmutación
de circuitos y voz sobre IP) no es realmente determinante para la tarifa final
que paga el cliente. En otras palabras, los operadores tradicionales de tráfico
de larga distancia y tradicional podrían, y seguramente lo harán, bajar los
precios de forma que se llegue a un nivel de coste similar para una misma
calidad de voz. Se prevé por tanto que sólo durante un período de cinco años
existirán argumentos económicos en favor de la voz sobre IP.
Después de este período, serán otros argumentos los que favorezcan la
utilización de técnicas de telefonía sobre IP, como son la posibilidad de
multimedia, control del enrutamiento por parte del PC del usuario, unificación
absoluta de todos los medios de comunicación en un sólo buzón, creación de
nuevos servicios, etc.
Este tipo de servicios es nuevo, en el sentido que realmente no son simples sustitutivos de servicios existentes. Por esta misma razón no es fácil predecir la evolución del mercado en este segmento. También es impredecible la cantidad de nuevos servicios que pueden surgir cuando uno de los extremos de la llamada, al menos, es un PC que a su vez está sujeto a una evolución tremenda.
Este sistema reduce los costes de
las llamadas (hasta un 74%), cuyo precio depende del mercado pero no del tiempo
de conexión, como sucede en la telefonía tradicional; así, donde antes "cabía"
una conversación ahora "caben" 10, lo cual reducirá las tarifas para el usuario
final. Además, se puede llamar a un teléfono fijo o móvil, en cualquier lugar
del mundo, para transmitir fax, voz, vídeo, correo electrónico por teléfono,
mensajería y comercio electrónico.
Sin embargo, algunas de sus desventajas son la calidad de la
comunicación (ecos, interferencias, interrupciones, sonidos de fondo,
distorsiones de sonido, etc.), que puede variar según la conexión a Internet y
la velocidad de conexión ISP; sólo lo pueden usar aquellas personas que posean
una
computadora con módem y una línea telefónica; algunos servicios no ofrecen la
posibilidad de que el computador reciba una llamada, ni tampoco funcionan a
través de un servidor proxy.
La telefonía se basa desde sus inicios en tecnologías de conmutación de circuitos que no han experimentado avances significativos, fundamentalmente por la inexistencia de impulsores a la innovación interesados en cambiar el modelo de ‘voz’ tradicional.
Voz
sobre IP se basan en la especificación H.323 v2. La especificación H.323
define
gateways (interfaces de telefonía con la red) y gatekeepers.
3. [PPT] Integración de voz en redes de datos
Estándares de Voz sobre IP. ...
Misma calidad y prestaciones que la voz tradicional: Sin
puntos de fallo, redundancia de los principales componentes del sistema.
www.rediris.es/jt/jt2003/archivo-jt/SALAB/ 06112003/sesionIV/JesusPrieto_3COM.ppt
En su
definición más básica, la voz sobre IP se define como una
aplicación
de telefonía que puede ser habilitada a través de una red de datos de
comunicación de paquetes, vía el protocolo IP
(Internet Protocol; Protocolo de Internet).
Cambiando la
definición de acceso remoto, la plataforma Total ... entregar
servicios
de valor tales como voz, fax, video ... remoto tipo portador,
Voice-Over-IP
Los grandes
esfuerzos que se están invirtiendo en la definición de modelos ...
en este
aspecto («Nombrado y Direccionamiento en Redes de Voz sobre IP»).
DEFINICIÓN.
La voz sobre IP convierte las señales de voz estándar en
paquetes
de datos comprimidos que son transportados a través de redes de datos en lugar
...
La definición
de redes ATM se tuvo en cuenta que la voz como servicio importante
y se aseguraron diferentes calidades de servicio. Sin embargo las redes IP
y ...
www.tecnun.es/Asignaturas/redesteleco/ Transparencias/VoIP.doc
Las funciones
básicas que debe realizar un sistema de voz sobre IP son:
Digitalización
de la voz; Paquetización de la voz; Enrutamiento de los paquetes.
...
www.walc03.ula.ve/talleres/practicas/Practica2.doc
Integración
de servicios y unificación de estructura ... Realmente la
integración de
la voz y los datos en ... punto y frame-relay) para la
transmisión del tráfico ...
Integración
de servicios y unificación de estructura ... Realmente la
integración de
la voz y los datos en ... punto y Frame-Relay) para la
transmisión del tráfico ...
www.walc03.ula.ve/talleres/track1/javier%20VoIP.ppt
Ancho de banda,
así como la integración de servicios ... miles de
extensiones con conexiones y servicios comunes. ... el coste de
los medios de transmisión punto a ...
13. http://www.usergioarboleda.edu.co/grupointernet/telefonia.htm. La telefonía IP convierte el computador en un teléfono. Es un servicio que permite realizar llamadas desde redes que utilizan el protocolo de comunicación IP (Internet Protocol), es decir, el sistema que permite comunicar computadores de todo el mundo a través de las líneas telefónicas
14. http://www.fotocopiadoras-canon.com/telefonia/voz-ip/voz-sobre-ip.asp La convergencia de la tecnología permite enviar flujos de datos, voz y vídeo en paquetes IP, que viajan sobre Ethernet, RDSI, ADSL, ATM o Frame Relay.