Telefonía VoIP

voip_3Telefonía VoIP

Voz sobre Protocolo de Internet, también llamado Voz sobre IP, Voz IP, VozIP, (VoIP por sus siglas en inglés, Voice Over IP), es un grupo de recursos que hacen posible que la señal de voz viaje a través de Internet empleando un protocolo IP (Protocolo de Internet). Esto significa que se envía la señal de voz en forma digital, en paquetes de datos, en lugar de enviarla en forma analógica a través de circuitos utilizables sólo por telefonía convencional como las redes PSTN (sigla de Public Switched Telephone Network, Red Telefónica Pública Conmutada).

Los Protocolos que se usan para enviar las señales de voz sobre la red IP se conocen como protocolos de Voz sobre IP o protocolos IP.

El tráfico de Voz sobre IP puede circular por cualquier red IP, incluyendo aquellas conectadas a Internet, como por ejemplo las redes de área local (LAN).

Es muy importante diferenciar entre Voz sobre IP (VoIP) y Telefonía sobre IP.

VoIP es el conjunto de normas, dispositivos, protocolos, en definitiva la tecnología que permite comunicar voz sobre el protocolo IP.

Telefonía sobre IP es el servicio telefónico disponible al público, por tanto con numeración E164, realizado con tecnología de VoIP.

Telefonía IP

Se trata de transportar la voz, previamente convertida a datos, entre dos puntos distantes. Esto posibilitara utilizar las redes de datos para efectuar las llamadas telefónicas, y yendo un poco más allá, desarrollar una única red que se encargue de cursar todo tipo de comunicación, ya sea vocal o de datos.

DIFERENCIAS ENTRE TELEFONÍA TRADICIONAL Y TELEFONÍA IP

Telefonía tradicional:

  1. Se levanta el teléfono y se escucha el tono de marcado. Esto deja saber que existe una conexión con el operador local de telefonía
  2. Se marca el número de teléfono al que se desea llamar.
  3. La llamada es transmitida a través del conmutador (switch) de su operador hacia el teléfono marcado.
  4. Una conexión es creada entre tu teléfono y la persona que se está llamando, durante este proceso el operador de telefonía utiliza varios conmutadores para lograr la comunicación entre las 2 líneas.

Telefonía IP:

  1. Se levanta el teléfono, lo que envía una señal al conversor analógico-digital llamado ATA.
  2. El ATA recibe la señal y envía un tono de llamado, esto deja saber que ya se tiene conexión a Internet.
  3. Se marca el numero de teléfono de la persona que se desea llamar, los números son convertidos a digital por el ATA y guardados temporalmente.
  4. Los datos del número telefónico son enviados a tu proveedor de VoIP. Los ordenadores de tu proveedor VoIP revisan este número para asegurarse que está en un formato valido.
voip-box

ATA o Conversor A/D, D/A

Transmisión de datos conmutación por circuito

Para cada conexión entre dos centrales telefónicas, los nodos intermedios dedican un canal lógico a dicha conexión. Para establecer el contacto y el paso de la información de central a central a través de los nodos intermedios, se requieren estos pasos:

  1. Establecimiento del circuito: el emisor solicita a un cierto nodo el establecimiento de conexión hacia una central receptora. Este nodo es el encargado de dedicar uno de sus canales lógicos a la estación emisora. Este nodo es el encargado de encontrar los nodos intermedios para llegar a la central receptora, y para ello tiene en cuenta ciertos criterios de enrutamiento, coste, etc.
  2. Transferencia de datos: una vez establecido el circuito exclusivo para esta transmisión (cada nodo reserva un canal para esta transmisión), la señal se transmite desde el emisor hasta el receptor conmutando sin demoras de nodo en nodo (ya que estos nodos tienen reservado un canal lógico para ella).
  3. Desconexión del circuito: una vez terminada la transferencia, el emisor o el receptor indican a su nodo más inmediato que ha finalizado la conexión, y este nodo informa al siguiente de este hecho y luego libera el canal dedicado. Así de nodo en nodo hasta que todos han liberado este canal dedicado.

1048946_0_original

Conmutación por paquetes

Mientras que la conmutación de paquetes mantiene la conexión abierta y constante, el intercambio de paquetes que utilizan la telefonía IP solo abre una pequeña conexión, suficientemente extensa para enviar una pequeña porción de información llamada paquete, de un sistema a otro, esto funciona así:

  1. La computadora que envía divide la información en pequeños paquetes, con una dirección en cada un indicando a los dispositivos de red donde enviar los mismos.
  2. Dentro de cada paquete hay una porción de la información que se está enviando, la voz.
  3. El ordenador emisor envía un paquete al router más cercano y se olvida del mismo. El router cercano envía el paquete a otro router que se encuentre más cerca del destino, ese router se lo envía a otro que se encuentra todavía más cerca del destino, ese a otro más cerca, y así..
  4. Cuando el ordenador receptor finalmente recibe los paquetes (que pueden haber tomado caminos completamente diferentes para haber llegado ahí). Usa las instrucciones contenidas en los paquetes para rearmar los datos en su estado original.
  5. El intercambio de paquetes es muy eficiente. Deja a la red enviar los paquetes a lo largo de las rutas menos congestionadas. También libera a los ordenadores de forma que estas pueden también aceptar información proveniente de otros ordenadpres.

Infraestructura básica requerida para transmitir VOIP

Actualmente se puede partir de una serie de elementos ya disponibles en el mercado y que, según diferentes diseños, 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.

link1

Codecs en la telefonía IP, Codecs Voip

Un Codec, que viene del inglés coder-decoder, convierte una señal de audio analógico en un formato de audio digital para transmitirlo y luego convertirlo nuevamente a un formato descomprimido de señal de audio para poder reproducirlo. Esta es la esencia del VoIP, la conversión de señales entre analógico-digital.

TIPOS DE CODECS EN LA TELEFONÍA IP

Los codecs realizan esta tarea de conversión tomando muestras de la señal de audio miles de veces por segundo. Por ejemplo, el codec G711 toma 64,000 muestras por segundo. Convierte cada pequeña muestra en información digital y lo comprime para su transmisión. Cuando las 64,000 muestras son reconstruidas, los pedacitos de audio que se pierden entre medio de estas son tan pequeños que es imposible para el oído humano notar está perdida, esta suena como una sucesión continua de audio. Existen diferentes frecuencias de muestreo de la señal en VOIP, esto depende del codec que se esté usando.

  • 64,000 veces por segundo
  • 32,000 veces por segundo
  • 8,000 veces por segundo

El codec G728A tiene una frecuencia de muestreo de 8,000 veces por segundo y es el más usado en VoIP. Tiene el balance justo entre calidad de sonido y eficiencia en el uso de ancho de banda.

CÓMO FUNCIONAN LOS CODECS VOIP

Los codecs operan usando algoritmos avanzados que les permiten tomar las muestras, ordenes, comprimir y empaquetar los datos. El algoritmo CS-ACELP (conjugate-structure algebraic-code-excited linear prediction) es uno de los algoritmos más comunes en VoIP. CS-ACELP ayuda a organizar el ancho de banda disponible.

El anexo B de este algoritmo CS-ACELP es el que crea la regla que dice “si ninguno está transmitiendo, no mandar ninguna información”. Como aprendimos anteriormente la eficiencia creada por esta regla es una de las cosas más importantes en las que el intercambio de paquetes es superior a la conmutación de circuitos.