Introducción a la telefonía voz sobre IP

Introducción a la telefonía voz sobre IP

Con la evolución de las redes y la necesidad de compartir información surgió el requerimiento de converger a sistemas comunes que reduzcan costos, es muy conocido el auge gigantesco que ha tenido la red de redes, la gran telaraña que conecta todo el mundo, esta red centra su operación en una familia de protocolos conocida como TCP/IP, el protocolo IP del ingles Internet Protocol (Protocolo entre redes), junto con el desarrollo de técnicas de codificación  de información  ya sea de voz, datos  o imágenes, a permitido establecer este tipo de comunicaciones sobre redes basadas en el protocolo IP.

La voz originalmente es una señal analógica en consecuencia debe ser digitalizada para poder viajar en una red digital, por lo cual la conversión de la señal de voz analógica a un formato digital que pueda trasladarse en una red de paquetes IP será el primer paso, esta función codifica y decodifica la información por lo cual se conoce como códec y puede ser implementado en hardware o en software, el códec puede ser implementado en el propio terminal telefónico (Teléfono IP), o en la central cuando el terminal telefónico es analógico y por ultimo podríamos implementarlo en sistemas informáticos como un software que popularmente se conoce como teléfono de software (Soft.phone).

Una vez la voz es alojada en un paquete IP (VoIP) es importante que el protocolo localice el abonado destino, establezca la sesión para que el usuario en el destino pueda aceptarla, rechazarla o desviarla, también debe permitir el intercambio de las características del flujo de información y la gestión de los participantes en la comunicación. La unión internacional de telecomunicaciones UIT desarrollo un protocolo denominado H.323 que al principio estaba diseñado para comunicaciones multimedia en redes de área local LAN y que evoluciono para manejar paquetes VoIP  proporcionando gestión y control de llamadas, conferencia negociación de parámetros y otros servicios.

Otro requerimiento para implementar la voz sobre redes de datos es el control de la llamada para lo cual se implementan servidores de telefonía y adicionalmente si queremos hacer compatible el sistema VoIP con la red telefónica publica requerimos de pasarelas que permitan integrar ambos mundos.

Los servidores de telefonía pueden equiparse con  tarjetas de voz sencillas donde la función CODEC la realiza la CPU, en este caso la CPU se vería sobrecargada cuando aumenta el número de terminales telefónicos, o se podría equipar las tarjetas de voz con capacidad de procesamiento digital de la señal DSP para liberar a la CPU de las funciones de compresión y descompresión  de tal manera que se agilicen todos los procesos.

Por otro lado las pasarelas deben ser capaces de interpretar la señalización del sistema telefónico y acondicionar las muestras de voz de forma tal que se transformen en un flujo de paquetes IP que puedan recorrer la red de paquetes hasta el destino y en el sentido contrario debe tomar los paquetes IP y proveer la señalización telefónica junto con el mensaje recuperado, la figura #73 muestra la estructura del sistema.

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Figura #73 Estructura de la integración del la RTB con la red VoIP

La información básica de voz es analógica las cuales son codificadas digitalmente utilizando el rango de frecuencias de 0 a 4 KHz. por lo cual la frecuencia de muestreo es de 8 KHz. y el código de los convertidores usualmente es de 8 bits, en consecuencia la velocidad requerida para un canal de voz sin compresión seria 64 Kbps, esta velocidad puede ser disminuida aplicando la compresión siguiendo un criterio de calidad, la figura #74 muestra las velocidades de bit obtenidas con algunos estándares.

Figura #74 Velocidades requeridas por la voz digitalizada según la norma

Es muy importante en una comunicación de tiempo real considerar los retardos en todo el recorrido de la información desde la fuente al destino entre los cuales tenemos:

• Retardo de codificación, tiempo requerido para digitalizar la señal analógica.
• Retardo de empaquetamiento, tiempo requerido para la generación y detección de tonos, cancelación de eco, compresión, etc.
• Retardo de cola, tiempo consumido en las colas de los encaminadores.
• Retardo de serialización, originado al transferir la información de forma serial.
• Retardo de red, introducido por la propia red de transporte.
• Retardo de Jitter, generado debido a que en una red de paquetes estos recorren diferentes caminos con diferentes retardos, los cuales deben ser suprimidos mediante el almacenamiento de paquetes para entregarse en la secuencia que corresponde.

La sumatoria de retardos en un sentido  no debería ser superior a 200 msegundos de manera que se eviten la perdida de sincronismo de la conversación y el solapamiento de los mensajes.

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