Voz sobre IP

Fundamentos de la Telefonía IP

Usted, como responsable de comunicaciones de voz o de datos, va a tomar o ya ha tomado la decisión de implementar comunicaciones de Voz sobre IP y seguramente se esté preguntando qué impacto pueda tener sobre sus actuales comunicaciones de datos.

Usted debe saber que la Voz sobre IP se puede desplegar al ritmo en que su red de datos esté preparada y que será Usted quien decida este ritmo en función de la situación actual de su red de datos y de su planificación hacia una red convergente.

Hay que recordar las razones fundamentales de por qué implementar la Voz sobre IP:

Independencia de la tecnología: las redes LAN y WAN pueden utilizar cualquier tecnología (Ethernet, Token Ring, ATM, X.25, Frame Relay, ...) y tipos de hardware y software en los Host, las cuales son soportadas por numerosos fabricantes, siempre que esas tecnologías nos den una calidad minima de connexión (por ejemplo, ADSL de 1 MB sobre RTB, Cable de 1 MB, PLC de 1 MB....). A contactar con nosotros para más detalles.
Flexibilidad: ofrece tolerancia a los errores, con recuperación robusta ante fallos, posibilidad de enrutar datos entre diferentes redes o sub-redes.
Fácil de usar: IP es un entorno abierto, probado en el mundo real durante muchos años y sus redes son las más económicas para instalar y mantener.

Cuando se cambia de Voz clásica (circuitos) a Voz sobre IP (paquetes), hay que tener presente que los paquetes de datos de todas las aplicaciones (Servidores de archivos, Correo electrónico, Navegación por Internet, Video, aplicaciones ERP, aplicaciones CRM, consulta a Bases de Datos, Voz, ...) van a compartir las mismas "autopistas y carreteras" de datos. Por esto habrá que tener presente el ancho de banda necesario de cada aplicación y su prioridad, con el fin de que la red de datos cumpla con los requisitos de cada tipo de aplicación.

Se ha de conseguir que las aplicaciones críticas (ej. CRM, ERP, Voz,...) funcionen mejor que el resto de aplicaciones no críticas; por ello la red debe poder diferenciar y priorizar los datos de las aplicaciones críticas frente a las que no lo son tanto.

Requisitos de la telefonía IP:

Ancho de Banda: Hay que tener presente el ancho de banda de una comunicación de voz IP y el número de comunicaciones simultáneas que se requieran. Habitualmente en el entorno LAN, donde se utiliza tecnología Switch a 10 o 100 Mbs, se elige la compresión G711 con un ancho de banda de 79.60 Kb/s ya que se obtiene mayor calidad y se dispone suficiente ancho de banda. En cambio en el entorno WAN, donde el ancho de banda es más escaso y costoso, se elige la compresión G723 con un ancho de banda de 21.73 Kb/s.

Afortunadamente el ancho de banda de las comunicaciones de voz no aumentará en el futuro y en cambio el ancho de banda en la WAN tiende a aumentar a la vez que los precios se reducen. Esto permitirá que cada vez sea más barato aumentar el número de comunicaciones de voz en la WAN.

Codecs Audio	Ancho de banda del codec	Ancho de banda en Ethernet
G.723	6.1 Kb/s	21.73 Kb/s
G.729	8 Kb/s	23.63 Kb/s
G.711	64 Kb/s	79.63 Kb/s
GSM	13 Kb/s	28.63 Kb/s
iLBC	15.2 Kb/s	30.83 Kb/s
FAX	4.8 Kb/s	20.4 Kb/s

Nota: el ancho de banda puede reducirse entre 30-40% cuando se utiliza la detección de silencios (VAD). Y en las líneas WAN, los Routers pueden utilizar la compresión de cabeceras IP (cRTP) para reducir las cabeceras de 40 a 24 bytes, pudiendo reducir hasta 16,41 Kb/s en el caso de G723.

Porcentaje de Pérdida de Paquetes: Los equipos de la red Routers y Firewall debido a la prioridad de flujo y a los picos de tráfico pueden perder paquetes de datos y producir retardos en la transmisión. Estos paquetes perdidos son retransmitidos y de este modo no se pierde información, no obstante mientras en las aplicaciones de datos no suelen tener impacto, sí lo tiene en la Voz sobre IP.

La pérdida de paquetes debe ser inferior al 5%

Retardo: Tiempo de tránsito de los paquetes desde el origen al destino y vuelta. Las personas son capaces de mantener una conversación cómodamente aunque exista cierto retardo, sin embargo llegado a un umbral puede empezar a ser incómodo para mantener una conversación.

El retardo debe ser de 250 ms (calidad media) y de 150 ms (calidad alta)

Jitter: Variación del tiempo de tránsito de los paquetes. No todos los paquetes sufren un retardo constante, este retardo variable o jitter disminuye la calidad de la voz al pasar de cierto umbral.

El jitter debe ser inferior a 50 ms

La calidad de la voz resultante depende de la combinación de estos tres últimos parámetros (Pérdida de Paquetes, Retardo y Jitter). Siendo los niveles de calidad los siguientes:

	Calidad alta	Calidad media	Calidad baja
Perdida de paquetes	1 %	3%	5%
Retardo	150 ms	250 ms	400 ms
Jitter	20 ms	50 ms	75 ms

Recomendaciones

Hubs: Los hubs no evitan que todos los paquetes de datos se transmitan a todos los puertos y esto hace que el tráfico en cada puerto aumente y por tanto se produzca retardos y pérdidas de paquetes en la red. Los hubs deberían ser cambiados por Switch.
Switch: Los switch tendrán preferentemente puertos con velocidades de 100 Mbs en lugar de 10 Mbs y con comunicación Full-duplex. Así mismo se recomienda que permitan priorizar la voz a Nivel 2 (802.1p/Q), esto permite que cuando en un puerto haya conectado un teléfono IP y detrás de éste un PC, el switch priorice los paquetes de voz frente a los de datos. También deben permitir la utilización de VLAN (LAN virtual) con el fin de separar el tráfico de voz en una VLAN de voz y el de datos en otra VLAN de datos.
Conectar siempre Teléfono IP, Gateway IP y CPU de los sistemas de voz en un sólo puerto dedicado, sin compartir con otros equipos. La única excepción son los PCs de los usuarios de los Teléfonos IP, ya que los teléfonos IP tienen un switch que permite priorizar los datos de voz frente a los del PC.
Los Routers IP deben utilizar conexiones permanentes entre ellos y no utilizar protocolos de conexión con establecimiento (ej. PPP, X25,...).
El tráfico de la red de datos debe ser inferior al 80% de su capacidad, de lo contrario el tiempo de retardo puede aumentar.
Los equipos de datos Switch y Routers serán preferentemente Full Duplex.
Los equipos de datos Switch y Routers soportarán al menos uno de los siguientes protocolos de Calidad de Servicio: 802.1p/Q a nivel 2 o DiffServ a nivel 3.
Switch, Routers, Firewall, deben permitir trabajar a 'velocidad del cable", es decir la velocidad de salida se produce a la misma velocidad de entrada, sin apenas producir retardos en la transmisión de los datos.