Telefonía IP
 
 

Telefonía IP

Introducción
Protocolos
Codecs
Relación entre tecnologias y plataformas con las comunicaciones de nueva generación

 


 
 
 


INTRODUCCIÓN

    La telefonía IP permite el establecimiento de comunicaciones de voz y fax a través de una red de paquetes utilizando el protocolo de transmisión RTP (Real Time Protocol) sobre UDP/IP en lugar de utilizar la red telefónica de conmutación de circuitos. Como principales atractivos de esta tecnología están: la reducción del gasto en llamadas de media y larga distancia, el aprovechamiento del ancho de banda, la multiplexación de comunicaciones de voz y de datos sobre un mismo canal y sobre todo la posibilidad de integración de servicios que se deriva del incremento exponencial de las comunicaciones por IP.


PROTOCOLOS

    A medida que las redes informáticas se hacen más sofisticadas,  han surgido han surgido protocolos que permiten que las comunicaciones de voz viajen sobre líneas de datos con una calidad similar a la red telefónica existente, por un coste cercano a una llamada local.

    Las siguientes recomendaciones describen el estándar de telefonía IP, y detallan cómo puede ser instalado sobre protocolos de red existentes.

Recomendación H.323
 

    La Unión Internacional de Telecomunicaciones (International Telecommunications Union, ITU) ha combinado varios estándares de bajo nivel en estándares de protección, incluido H.323 para multimedia sobre LANs con Calidad de Servicio No Garantizada.

    El estándar H.323 soporta multimedia sobre Ethernet, Fast Ethernet, FDDI y LANs Token Ring. En el contexto de H.323, las LANs también incluyen redes formadas por múltiples LANs interconectadas por conmutadores, puentes y routers. H.323 es una especificación significativa porque permite el desarrollo de una nueva generación de aplicaciones multimedia basadas en LAN. La versión 2 de H.323, añade incluso más funciones en las áreas de servicios complementarios, seguridad y protocolo de RAS.

    H.323 define cuatro componentes principales para un sistema de conferencia multimedia basado en LAN: terminales, pasarelas, unidades de control multipunto y gatekeepers. Los terminales, las pasarelas y los MCUs son considerados extremos porque pueden generar y/o terminar sesiones H.323. El gatekeeper es considerado una entidad de red porque no puede ser llamado, pero puede se le puede solicitar que lleve a cabo funciones específicas tales como traducción de direcciones o control de acceso. Cada componente está pormenorizado a continuación.
 

    Todas las implementaciones H.323 han de tener, como mínimo, codec de audio G.711, controles de sistemas y nivel H.224.

    H.245 define los mensajes de control que soportan señalización extremo a extremo entre dos puntos. H.245 especifica la sintaxis y la semántica exactas que implementan el control de llamadas, comandos e indicaciones generales, la apertura y cierre de canales lógicos, la determinación de retardos, los requisitos de preferencias de modo, los mensajes de control de flujo y los intercambios de capacidad.

    H.225 proporciona el servicio multiplex y demultiplex empleado por H.323. Es responsable de paquetizar y sincronizar las corrientes de audio, vídeo, datos y control para su transmisión por el interfaz de LAN.

    Una pasarela es un sistema que proporciona entrada a y salida de una red. Las pasarelas son las responsables de traducir el control del sistema, los codecs de audio y los protocolos de transmisión entre los diferentes estándares ITU.
      Dada la ubicuidad de las redes IP, la mayoría de las implementaciones H.323 estarán basadas en IP. Por ejemplo, la mayor parte de las aplicaciones de Telefonía IP están basadas en la configuración H.323 mínima que incluye codec de audio, control del sistema y componentes de red.
H.323 requiere un servicio TCP extremo a extremo fiable para documentar y controlar las funciones. Sin embargo, utiliza un sistema no fiable para transportar información de audio y vídeo. H.323 se basa en el Protocolo de Tiempo Real (Real-Time Protocol, RTP) y el Protocolo de Control de Tiempo Real (Real-Time Control Protocol, RTCP) por encima de la UDP para ofrecer corrientes de audio en redes basadas en paquetes. La tabla muestra la secuencia de arranque de una sesión H.323 típica.
 

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TABLA

 Acción Procolo H.323 Protocolo de Transporte
1 El extremo solicita al gatekeeper permiso y ancho de banda para comenzar una sesión H.323. RAS
(registro, admisión y estatus) UDP
2 Los extremos negocian y establecen la configuración de llamada. Q.931 TCP
3 Los extremos intercambian capacidades y establecen los canales RTP. H.245 TCP
4 Los extremos intercambian datos de audio. H.225 (RTP/RTCP) UDP

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CODECS

    Para enviar audio por una red convergente de datos, la forma de onda de audio analógica ha de ser codificada en bits binarios de datos que puedan ser procesados por un ordenador. Se muestrea, se cuantifica y se comprime para que ocupe la mínima cantidad de ancho de banda. Cuando el sonido llega a su destino, se invierte el proceso.

    Los programas de compresión se aprovechan de las pausas entre palabras, períodos de silencio y cambios predecibles en las amplitudes para reducir el requisito de ancho de banda para transmitir la voz humana a la mitad.

Estandares de Codecs de la Internacional Telecomunication Union
 

    La ITU ha estandarizado la Modulación de Código de Pulso Modulation como G.711, permite una señal de audio de calidad tarificada con un ancho de banda de 3.4 KHz que ha de ser codificado para la transmisión de índices de 56 Kbps o 64 Kbps. El G.711 utiliza A-law o Mu-law para una compresión simple de amplitud y es el requisito básico de la mayoría de los estándares de comunicación multimedia de la ITU.

    PCM es un método de codificación de señal de audio analógica más popular y es ampliamente utilizado por la red telefónica pública. Sin embargo, el PCM no soporta compresión de ancho de banda, por lo que otras técnicas de codificación como el ADPCM utilizan estimaciones basándose en dos muestras cuantificadas consecutivas para reducir el ancho de banda.
 

    G.728 codifica una señal de audio de calidad tarificada con un ancho de banda de 3.4 KHz para transmitir a 16 Kbps. Es utilizada en sistemas de videoconferencia que funcionan a 56 Kbps o 64 Kbps. Con un requisito de ordenador más alto, el G.728 proporciona la cualidad del G.711 a un cuarto del índice de datos necesario.
      G.723.1 define cómo puede codificarse una señal de audio con un ancho de banda de 3.4 KHz para transmitirse a 5.3 Kbps y 6.4 Kbps. G.723.1 requiere un índice de transmisión muy bajo ofreciendo una calidad de audio cercana a la tarificada. G.723.1 ha sido seleccionada por el VoIP Forum como el codec básico para aplicaciones de telefonía IP de bajo índice de bits.
      Estas recomendaciones codifican señales de audio cerca de la calidad tarificada con un ancho de banda de 3.4 KHz para su transmisión a una velocidad de 8 Kbps. G.729A requiere una potencia de ordenador más baja que G.729 y G.723.1. Tanto G.729 como G.729A tienen una latencia (el tiempo que necesita para convertir de analógico a digital) más baja que G.723.1. Se espera que G.729A tenga un impacto mayor en la compresión de voz para su transmisión sobre redes inalámbricas.
 


RELACION ENTRE TECNOLOGIAS Y PLATAFORMAS CON LAS COMUNICACIONES DE NUEVA GENERACIÓN.
 

    Es el acrónimo de 'Public Switched Telephone Network' ('Red Telefónica Conmutada Pública' o 'Red Telefónica Básica', RTB), y se refiere al sistema telefónico internacional basado en cables de cobre que transportan datos y voz de forma analógica. Eso la diferencia de las más nuevas redes telefónicas basadas en tecnologías digitales, tales como RDSI y FDDI.     ISDN (o RDSI, 'Red Digital de Servicios Integrados') es un servicio telefónico de alta velocidad completamente digital. Al igual que los discos compactos han convertido en digital la música grabada, la RDSI actualiza la red telefónica analógica actual en un nuevo sistema digital.

    La RDSI puede funcionar a velocidades de hasta 128 kb/segundo, lo que es cinco o más veces más rápido que los módems analógicos actuales.

    La RDSI puede acelerar drásticamente la transferencia de información por Internet o en una conexión remota a LAN, especialmente con medios como gráficos, audio o vídeo o aplicaciones que normalmente funcionan a velocidades de LAN.

    ISDN son las siglas de 'Integrated Services Digital Network', el nombre del servicio telefónico digital que funciona sobre cableado telefónico de cable ya existente. El tipo más apropiado para usuarios individuales de ordenadores, es el 'ISDN Basic Rate Interface' (BRI).

    El BRI divide la línea telefónica en tres canales digitales: dos canales "B" y un canal "D", dada uno de los cuales puede ser utilizado simultáneamente. Los canales B se utilizan para transmitir datos, a velociadeds de 64k o 56k (dependiendo de la compañía telefónica). El canal D hace el trabajo administrativo, tal como configurar la llamada y comunicarse con la red telefónica. Con dos canales B, se pueden realizar dos llamadas simultáneamente.

    La mayor parte de la red telefónica mundial existente ya es digital. La única parte que típicamente no es digital es la sección que va desde la centralita local hasta nuestro ordenador. La RDSI hace digital esta última parte de la red.
 

    La FDDI o Interfaz de Datos Distribuidos por Fibra (Fiber Distributed Data Interface), es una interfaz de red en configuración de simple o doble anillo, con paso de testigo, que puede ser implementada con fibra óptica, cable de par trenzado apantallado (STP-Shielded Twisted Pair), o cable de par trenzado sin apantallar (UTP-Unshielded Twisted Pair).
La tecnología FDDI permite la transmisión de los datos a 100 Mbps., según la norma ANSI X3T9.5, con un esquema tolerante a fallos, flexible y escalable.
      'Frame Relay' es una tecnología de comunicaciones a alta velocidad que se utiliza en cientos de redes de todo el mundo para conectar aplicaciones de LAN, Internet y voz. Es una forma de enviar información sobre una red de área amplia (WAN) que divide la información en 'frames' o paquetes. Cada paquete tiene una dirección que la red utiliza para determinar el destino del paquete. Los paquetes viajan a través de una serie de conmutadores dentro de la red 'Frame Relay' y llegan a su destino.

    'Frame Relay' emplea una forma sencilla de conmutación de paquetes adecuada para PCs potentes, estaciones de trabajo y servidores que funcionan con protocolos inteligentes, tales como TCP/IP.

    Una red 'Frame Relay' no es una sola conexión física entre un extremo y otro. Sino que se define dentro de la red una trayectoria lógica, llamada 'circuito virtual'. El ancho de banda se sitúa en la trayectoria hasta que han de transmitirse datos reales, después el ancho de banda se reparte en la red sobre una base paquete-a-paquete;
 

    'Asynchronous Transfer Mode' o 'Modo Asíncrono de Transferencia' ATM es potencialmente capaz de soportar de forma eficaz tráfico diverso con varios requisitos de servicio. ATM promete una mayor integración de capacidades y servicios, mayor y más flexible acceso a la red, y un servicio más eficiente y económico.

    En una red ATM, cada conexión se llama Circuito Virtual ('Virtual Circuit') y se le asigna un Identificador VC particular así como un Identificador de Trayectoria Virtual. (Una Trayectoria Virtual es algo así como un "racimo" de VCs). Las celdas que pertenecen a la conexión llevan los identificadores en sus cabeceras. Esto permite que la capacidad de cada enlace sea compartida por las conexiones utilizando ese enlace bajo demanda en lugar de por atribución fija.