Fundamentos de Voz sobre IP, para Developers

Estoy en un curso de “Convergencia De Redes De Telecomunicaciones” y como buen estudiante me hacen pruebas. Estudiando para una de esas pruebas leí en el apunte del curso un resumen de los fundamentos de Voz sobre IP. 

El siguiente texto es parte del documento Seminario “Convergencia De Redes De Telecomunicaciones Parte II”, un Apunte preparado por José G. Mardones Fernández Ingeniero Electrónico, Santiago Septiembre 2008.

Voz sobre IP y Telefonía IP

Voz sobre IP(VoIP, Voice over Internet Protocol) es una tecnología que permite que se realicen transporte la voz usando una conexión IP, o sea digitalmente y en forma paquetizada. La Voz sobre IP ocupa el protocolo IP para transportar la voz sobre la red y hoy en día se convertido en una alternativa para la PSTN actual. Al transportarse la voz sobre redes IP se esta utilizando un medio lógico/físico existente (Internet), esto ultimo permite bajar los costos en transporte de las señales y ha permitido que en el ultimo tiempo se masifiquen servicios de este tipo. La telefonía IP se refiere a los servicios de voz que utilizan VoIP, hay que diferenciar que VoIP es la forma de transportar y telefonía IP es el servicio final, en este último se dan facilidades de valor agregados tales como ring de llamadas , transferencias, conferencias, identificación de llamadas, autenticación, buzones de mensajes, servicios de operadora, etc. En la sección de implementación se vera en forma practica cada servicio.

En los servicios de telefonía PSTN existe protocolos de señalización de llamadas entre los cuales destaca SS7(Sistema de señalización 7), este estándar define el protocolo y los procedimientos mediante los cuales los elementos de la red de telefonía conmutada pública (la PSTN) intercambian información sobre una red digital para efectuar el ruteo, establecimiento y control de llamadas, para el caso de VoIP destacan H.323 y SIP, para nuestro caso de implementación se opta por SIP, ya que es libre de licencias.

Para que la voz pueda ser transportada en forma digital esta debe ser digitalizada, o sea codificada y decodificada, en este punto es donde intervienen los codecs(codificador-decodificador); éstos a través de software y/o hardware cumplen la función de transformar un flujo de datos (stream). Los códecs codifican un flujo o la señal (a menudo para la transmisión, el almacenaje o el cifrado) y recuperan del mismo, todo este proceso tiene también como objetivo reducir la cantidad de información a transmitir, o sea transmitir el mínimo con el fin de ocupar bajas niveles de ancho de banda. En todo el proceso los codecs generan pérdidas de información, cuantas menos pérdidas se generen y a un menor ancho de banda requerido el codec será mejor.

Uno de los principales problemas de transportar la voz sobre IP esta en que se debe hacer en tiempo real, a diferencia de los servicios tipos de Internet tales como Web, Mail, entre otros, por esta razón la mayoría de las implementaciones se realizan sobre UDP/RTCP(User Datagram Protocol /Real time control protocol) y sobre redes con QoS(Calidad de servicio).

Arquitectura del protocolo VoIP

A continuación se muestra un esquema general de la arquitectura del protocolo VoIP, en esta se puede apreciar como y donde actúan los protocolos de señalización y de transporte.

Ventajas y desventajas de aplicaciones de la voz sobre IP sobre PSTN

La principal ventaja de la integración de servicios telefónicos vía VoIP radica en la independencia de tener que utilizar redes telefónicas actuales de las propias compañías, esto produce que económicamente las soluciones sean muy atractivas, en términos generales podemos encontrar las siguientes ventajas:

  • Costos mas bajos que tecnologías actuales tales como voz sobre TDM, ATM, Frame Relay.
  • Una vez realizada la implementación dentro de su red IP pasa a ser un servicios mas de esta. Las redes IP son un estándar universal para la Internet, Intranets y extranets.
  • Hoy en día existen estándares efectivos (H.323).
  • Interoperabilidad de diversos proveedores, aunque no es universal, ya que existen varios sistemas propietarios.
  • No de depende de tecnologías de transporte (capa 2).
  • Movilidad, ya que vía IP se llamar a cualquier teléfono en cualquier parte del mundo, ideal para empresas con empleado móviles.
  • Reducción de costos en todo tipo de llamadas.

Entre las desventajas presentadas por los servicio VoIP están la calidad de la comunicación (ecos, interferencias, interrupciones, sonidos de fondo, distorsiones de sonido, etc.), que puede mejorar según la conexión a la red(Internet, Intranet). Garantizar la calidad de servicio sobre una red IP, actualmente no es nada simple, los retardos que se presentan en el tránsito de los paquetes y los tiempos de retardos que lleva el procedo de las conversiones (codec) son alteraciones que son de fácil percepción por los usuarios. También el ancho de banda, el cual no siempre está garantizado, va en desmedro del servicio. Otro factor critico y que se debe considerarse en toda implementación es la calidad de servicio (QoS), es clave priorizar el trafico de voz por sobre servicio que no necesiten estar en tiempo real. En general los problemas de la calidad en el servicio telefónico en el protocolo IP van disminuyendo a medida que las tecnologías involucradas van evolucionando. Otras desventajas son:

  • El servicio queda limitado a todos los que estén en conexión directa a la red(Internet, Intranet); algunos servicios no ofrecen la posibilidad de que el computador reciba una llamada y tampoco funcionan vía de un servidor proxy.
  • Exposición a la perdida y el retardo de la información, ya que la información es transportada y dividida en paquetes y una conexión esta compuesta de transmisión de más de un paquete. Estos paquetes pueden perderse, y además no hay una garantía sobre el tiempo que tardarán en llegar de un extremo al otro de la comunicación.
  • No todos los sistemas utilizados por los Proveedores de Servicios de Telefonía por Internet son compatibles (Gateway, Gatekeeper) entre sí. Este ha sido uno de los motivos que ha impedido que la telefonía IP se haya extendido con mayor rapidez.

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