Figura N° 1VOZ SOBRE PROTOCOLO INTERNET
Ing. Gabriel Guerra Khliefat. CANTV. E-mail:
ggkhliefat@etheron.net.Caracas-Venezuela.
RESUMEN
Actualmente existen en el mercado diversos tipos software que soportan voz sobre redes IP. El software existente no permite trabajar entre los equipos de diferentes proveedores porque las funciones tales como código de voz, compresión de silencio, enrutamiento y funciones relativas no son compatibles. El propósito de esta especificación es proveer funciones comunes que permitirán a los diversos productos cumplir con las especificaciones y sus referencias para operar entre ellos.
La base del uso de VoIP, es que la voz puede ser empaquetada, encapsulada dentro de paquetes y luego enrutada entre dispositivos IP. Estos paquetes de voz son entonces reproducidos para dar una mejor calidad de voz.
El agente de manejo de llamada (CMA) provee inteligencia y comunicación terminal independiente al manejo de los servicios. Es un enlace esencial que provee a la configuración de llamada la información para Internet basada en servicios de telecomunicaciones incluyendo llamadas de IP hacia IP, SCN hacia IP, IP hacia SCN y SCN hacia SCN.
PALABRAS CLAVES
CMA, CMAA, Gateways, IP, PSTN, QoS, Terminales H.323, VoIP.
ABSTRACT
Client software has emerged in the marketplace from multiple vendors to support voice over IP networks. Existing software does not always allow interworking between different vendor´s products as voice coding, silence compression, addressing and related functions are not compatible. The purpose of this specification is to provide common functions that will allow products complying with specification and its references to interoperate.
The basic of the use of VoIP over IP networks is that voice can be packetized, encapsulated into IP packets and then routed between VoIP capable devices. These packets of voice arte then played back to give a good quality of voice.
The call management agent system provides intelligent, communication terminal independent call management services. It is an essential link in providing the call setup information for Internet based telecom services including IP to IP, SCN to IP, IP to SCN, and SCN to SCN calls.
El Propósito:
En los actuales momentos, varios proveedores están desarrollando software para soportar voz sobre redes IP, pero no es posible la interconexión entre ellos ya que presenta una serie de problemas como: El Código de voz, Compresión de Silencio, Enrutamiento y otras funciones relativas, que no son compatibles.
El propósito de estas especificaciones es proveer funciones comunes que permitirán a los diferentes productos cumplir con las especificaciones y sus referencias.
La meta de esta especificación es soportar voz y comunicaciones de audio similares sobre redes IP en una manera similar y compatible (vía Gateways) con los PSTN existentes para las llamadas telefónicas.
Cada intento ha sido hecho para utilizar los Protocolos IETF e ITU existentes.
Ambiente Operacional de Voz sobre IP (VoIP):
Los elementos de Red necesarios para VoIP, Componentes principales, Opciones de Conectividad y sus Componentes Opcionales, son descritos a continuación:
La base del uso de voz sobre IP parte de poder enpaquetar la voz, encapsulada en paquetes IP y luego enrutada entre dispositivos para VoIP.
Estos paquetes de voz son para darle una buena calidad de voz.
En la Figura 1, se muestra un ejemplo del ambiente operacional de voz sobre IP.
El Protocolo de Internet (IP) está corriendo en todos los dispositivos con excepción de los teléfonos estándar los cuales tienen conectividad a las Redes IP usando un H.323 para PSTN Gateways.
Figura N° 1
Adicionalmente, la conectividad hacia la nube IP puede realizarse vía Módem, ADSL, LAN´s, Sistemas Inalámbricos, etc. Dada la naturaleza del Protocolo Internet, los usuarios de voz sobre Internet pueden comunicarse con otro sin problema si están conectados a una Red LAN, a través de un módem de baja velocidad usando PPP o si están conectados a una Red IP vía Internet con un teléfono PSTN estándar.
Elementos De Red para VoIP:
- Infraestructura de Redes IP:
VoIP es un conjunto de protocolos, dispositivos de Entrada/Salida que funcionan con los dispositivos IP existentes tales como PPP Access Servers, Routers, Switches, Hubs, etc.
- Infraestructura PSTN:
Los puntos terminales de VoIP usan los servicios de comunicación de la infraestructura de PSTN.
- Terminales H.323:
Los Terminales H.323 son uno de los dispositivos de Entrada/Salida iniciales del Servicio de VoIP. Los Terminales usan un CODEC de audio para Codificar/decodificar ondas de sonido en tramas de audio que pueden ser encapsuladas en paquetes IP y enrutadas hacia otro H.323.
-H.323 hacia PSTN Gateways:
Los Gateways pueden conectarse directamente usando protocolos telefónicos o pueden conectarse a redes privadas vía PBX´s. Los Gateways permiten también conversaciones de teléfono a teléfono para largas distancias enrutadas vía Redes TCP/IP.
- Servicio Dinámico de Mapeo de Direcciones:
Este servicio provee la habilidad para terminales H.323 para hacer mezcla de funciones entre aplicaciones de texto y números telefónicos.
Este servicio es dinámico puesto que puede realizar cambios relativamente rápidos en el tiempo.
Existen varios métodos a través de los cuales estos servicios pueden ser provistos.
-Configuraciones de Conectividad para VoIP:
A continuación se muestra las tres posibles configuraciones de conectividad, las cuales se muestran en las figuras 2, 3 y 4.
Figura N° 2
Figura N° 3
Las tres configuraciones tienen en común que usan IP o PSTN para proveer la infraestructura de comunicación H.323 es usada para dar la funcionalidad de VoIP, Mientras que los servicios telefónicos tradicionales son usados para proveer funcionalidad de PSTN.
Figura N° 4
La comunicación hacia la Red IP puede ser vía conexiones de baja velocidad que usan varios protocolos de enlace tales como PPP, SLIP,HDLC, etc. O también la conexión se puede realizar a alta velocidad a través de redes LAN´s, enlaces seriales, etc.
Existe otra manera de colocar voz sobre IP, esto se realiza a través de el sistema CMA.
El Sistema CMA (Call Management Agent):
El Agente de Manejo de Llamadas provee a la configuración de llamada información para Internet basada en servicios de telecomunicación incluyendo llamadas IP hacia IP, SCN hacia IP, IP hacia SCN y SCN hacia SCN.
Esto incluye el manejo de varias direcciones de comunicación terminal de una organización o persona dada, la habilidad de proveer los mapeos dinámicos entre direcciones para permitir todas las combinaciones de llamadas y la habilidad de enrutar llamadas en forma inteligente de acuerdo a una lógica dada.
En el siguiente escenario se visualiza mejor el concepto:
Supongamos que Pedro tiene tres terminales de comunicación: un teléfono de casa, un teléfono de oficina y un teléfono IP. Durante las horas laborales, el quiere que todas las llamadas sean enrutadas a su teléfono de oficina. Cuando él está en casa, el desea que todas las llamadas sean enrutadas hacia su teléfono de la casa, menos las llamadas de Juan que serán enrutadas a su Laptop, Pedro tiene solo una sola cuenta Dial-up para ISP. Esto significa que él no tiene puerto IP y se puede dar el caso que él no esté en línea en un instante dado.
En este caso, él desea que las llamadas de Juan sean enrutadas al número de teléfono de su casa.
Pedro configuraría esta lógica, junto con la lista de terminales de comunicación que él soporta, en su CMA. Entonces, el CMA será capaz de realizar el enrutamiento acorde con los requerimientos.
Ahora, Pedro puede ser localizado a través de una sola dirección lógica, su CMAA (Call Management Agent Address). Ahora, su teléfono IP contactaría a su propio CMA y pedirá a este que contacte a Pedro.
El CMA de Juan localizará al CMA de Pedro y una vez contactado se identifica como el CMA de Juan. El CMA de Pedro actuará con la dirección IP actual del teléfono de Pedro. Si no el Dará el CMA de Juan.
Calidad de Servicio (QoS):
Dada la naturaleza de las redes por paquetes, se establece una calidad de servicio dada (QoS), es un componente importante en los terminales de VoIP.
El mantenimiento de la calidad de servicio para el tráfico de VoIP y otro tipo de tráfico es una consideración importante para las redes terminales VoIP, los cuales son:
- Retardo:
Uno de los elementos clave de calidad que el usuario percibe es el retardo punto a punto.
El retardo será afectado por:
- Variación de Retardo:
Los paquetes transmitidos a través de redes IP llegarán con retardos variables. La variación de los tiempos de llegada de los paquetes se llama jitter la corrección de esta variación de retardo debe ser hecha en el punto final. Inicialmente esto puede ser logrado agregándole un retardo mezclado FIFO en el lado receptor. Alternativamente, un receptor puede hacer mediciones de jitter y adoptar su tamaño al buffer. El buffer de JITTER es medido como la distribución del tiempo de llegada. Un número importante de paquetes no son mostrados debido han hecho que han sido retardados por un intervalo de tiempo que excede al tamaño del buffer de JITTER.
Los paquetes retardados pueden ser adversamente afectados por el tráfico cuando pasan a través de enlaces lentos (generalmente el último enlace de acceso al usuario hacia una WAN). El enlace por encima de los 56K toma más de 200 mseg. Para transmitir una trama de 150 bytes. Los terminales deberían requerir apuntadores y enrutadores de acceso, estos incluyen procedimientos para lograr el tratamiento similar al tráfico en tiempo real.
- Pérdida de Paquete:
La perdida de paquete puede ser el resultado de errores de CRC en paquetes de voz o a pérdidas debidas a la congestión. Adicionalmente, desde el punto de vista del codificador un paquete retardado lo suficientemente como para exceder el tamaño de JITTER debe ser tratado como un Paquete Perdido. En todo caso el codificador deberá recuperar mediante algún método. Esto puede incluir simplemente no mostrar un paquete, repetir el último paquete o reemplazar el paquete perdido mediante alguna técnica de implementación especifica. Los paquetes se pueden perder también debido a la congestión y a las técnicas de manejo de congestión.
- Manejo de la Congestión:
Tradicionalmente el tráfico UDP no tiene un mecanismo de manejo de congestión como el TCP slow start. Debido a esto, el alto volumen del tráfico UDP tiende a desplazar el tráfico TCP el cual será perdido al momento de la congestión.
Una técnica para el manejo de congestión debido al tráfico UDP es la RED (Ramdom Early Detection). El RED opera por tráfico subjetivo contribuyendo a la congestión de paquetes aleatorios perdidos. La presunción es que la aplicación se adaptará al paquete perdido en forma útil, probablemente reduciendo su carga disponible.
- Control de Admisión:
El RSVP (ReSerVation Protocol) es otra técnica para manejo de congestión. Su función es intentar asegurar la reserva anchos de banda para flujos específicos.
- Cancelación de Eco:
Todos los servicios telefónicos actualmente en uso reflejan algún nivel de eco hacia el usuario. Este eco puede ser causado de distintas maneras tales como Acoplador acústico y el sistema híbrido de dos o cuatro cables.
El término ECO es ampliamente usado aquí como el retorno de la reflexión de la señal hacia él que la origina. Sin embargo, los usuarios típicamente asocian el eco con algún retardo de tiempo, esto es debido a que el usuario solo comenzará a diferenciar el retorno de la señal desde el origen, si el retardo entre los dos es mayor a 20-30 mseg. De hecho, algunos ecos de corto retardo se requieren para proveer refuerzo de sonido a los teléfonos de la señal original esto es llamado típicamente Sidetone. El Sidetone adicionalmente, da al usuario la sensación de que su aparato telefónico esta trabajando.
Los supresores de Eco y los canceladores de Eco son dispositivos que intentan remover la señal reflejada del usuario mientras conservan tanto como sea posible la calidad de señal transmitida al usuario. Los supresores de Eco son dispositivos que usan una tecnología de switcheo Half-duplex para bloquear.
BIBLIOGRAFIA
http://www.ericson.se/gatekeeper/
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