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Introducción                                          Introducción
                                                     Utilizar redes de datos IP para realizar llamadas
                                                     de Voz.
¿Cómo Funciona?                                      ● En particular: Realizar llamadas por Internet
 La voz sobre IP convierte las                       (IP= Internet Protocol).
 señales de voz estándar en
                                                     ● Internet: La mayor red de datos del mundo.
 paquetes de datos comprimidos,
 los que son transportados a través                  ● La tecnología Voz sobre IP se encuentra ahora
 de redes de datos en lugar de                       mismo en su madurez, pero comenzó por los
 líneas telefónicas tradicionales.                   años 90.
                                                     ● Tecnología conocida como 'VoIP'.




               Introducción                                          Introducción
                                                     ¿Qué es la telefonía IP?
¿Qué es el Servicio Público de
 Voz sobre Internet?                                 • La telefonía IP es una tecnología que reúne la
                                                     transmisión de voz y de datos, posibilitando la
                                                     utilización de redes informáticas para efectuar llamadas
Es un servicio de telecomunicaciones que
                                                     telefónicas.
permite la prestación de comunicaciones de voz
sobre la red Internet desde y hacia la red pública   • Desarrolla una red única, que se encarga de cursar
                                                     todo tipo de comunicación, ya sea, de voz, datos o
telefónica u otra red de servicio público del        video, que se denomina Red Convergente o Red
mismo tipo.                                          Multiservicios.
                                                     • La telefonía IP surge como alternativa a la telefonía
                                                     tradicional, brindando nuevos servicios al cliente y
                                                     beneficios económicos y tecnológicos.




                                                                                                                1
Introducción – Evolución de las Redes                        Introducción – Evolución de las Redes

  El servicio de voz, ha sufrido cambios desde su       Características principales de la telefonía
                                                         tradicional:
  inicio en la década de los 20.
   Evolución de las redes de voz:                        Recursos ocupados durante toda la duración
                                                         de la llamada.
   • Redes de circuito exclusivos punto a punto          Los precios varían en base al tiempo de uso
                                                         (tiempo de ocupación del circuito dedicado).
   • Nodos de conmutación manual
                                                         La distancia importa (más circuitos, y sobre
   • Nodos de conmutación automática de circuitos        todo de operadoras distintas).
                                                         Diseñado para “solo voz”.
   • Con la aparición de los datos en los años 70, se    Sector totalmente regulado.
     recurre a la red existente de conmutación de        Garantía de disponibilidad: 99,5 % !!!
     circuitos.




 Introducción – Evolución de las Redes                   Introducción – Evolución de las Redes
Ventajas de la conmutación de circuitos, para voz:
                                                         El transporte de datos se realiza mediante el
  • Reserva la conexión durante el tiempo necesario      Armado de paquetes, por lo cual dichas redes se
  • Canales dedicados para la conexión                   denominan “Redes de conmutación de paquetes”
  • Mínimos retardos




                                                                                                           2
Introducción – Evolución de las Redes                               Introducción – Convergencia
Problemas de la conmutación de circuitos, para datos:
                                                                 • Apunta a tener una única red
  • Ineficientes en el uso de canales.
                                                                 • Gestión integrada de todos los servicios
  • Desperdicio de recursos.
                                                                 • Soporte multiservicio
                                                                 • Plataforma eficiente de transporte

                                                                 ¿Beneficio? Ahorro en mantenimiento, gestión
                                                                             y uso.




 A fines de los 80’s se obtiene una separación de dichas redes




            Introducción – Convergencia                                  Introducción – Convergencia
  Con los avances en la técnica de procesamiento                    Uso de VoIP por las Empresas Europeas
  de señales y aparición del DSP, se logra la
  incorporación de la voz en las redes de paquetes.

                         Rápida Evolución de VoIP:
                         • Transporte eficiente
                         • Reducción de costos
                         • Integración de redes
                          • Servicios de valor agregado




                                                                                                                3
Introducción – Convergencia                     Introducción – Convergencia
Evolución del mercado de equipos para VoIP.   Estimaciones de ahorro gracias al uso de VoIP
               En MMM $US                               en las empresas. En M€




     Introducción – Convergencia                 Introducción – VoIp y Telefonia IP
  Factores estratégicos que motivan
         la demanda de VoIP                   Voz sobre IP (VoIP): se emplea dicho término a
                                              toda implementación de voz paquetizada que se
                                              utiliza en una red privada (LAN) pudiendo esta
                                              tener o no contacto con la PSTN.

                                              IP Telephony: se emplea dicho término a toda red
                                              de voz paquetizada, soportada sobre redes de
                                              área amplia (WAN), las cuales cumplen las veces
                                              de la PSTN en forma total y/o parcial, es decir,
                                              ofrecen un servicio igual o similar al servicio
                                              telefónico tradicional.




                                                                                                 4
Introducción – Hitos VoIP                            Introducción – Principales Organismos

1995 – Vocaltec presenta el primer teléfono IP                                 Unión Internacional de
                                                                                Telecomunicaciones
1996 – VoIP comienza a difundirse principalmente
      a modo de pruebas de laboratorio y hobbie.                                Fuerza de Trabajo en
                                                                                Ingeniería de Internet
1996 – Se funda IP Forum, entre Vocaltec, Cisco
       microsoft y otros.                                                     Consorcio Internacional de
- Se creó el IMTC (International Multimedia                                   Teleconferencia Multimedia
  Teleconferencing Consortium)
                                                                            Instituto Europeo de Estándares
- El foro se incorpora a las IMTC y el objetivo es poner
                                                                                  en Telecomunicaciones
  a punto H.323 para la telefonia sobre internet.




        Introducción – Marco Regulador                           Introducción – Marco Regulador



                                                           2004 – Se desarrolla un marco regulador y
                                                           consideraciones

                                                           2006 - Tribunal de Defensa de la Libre
                                                                  Competencia, caso Voissnet y Telefónica

                                                           2008 – Se publica el Reglamento de Servicio
                                                                  Público de Voz sobre Internet, Decreto
                                                                  Nº 484




                                                                                                              5
Marco Regulador                                             Marco Regulador
                                                            3. Aquella en la cual las llamadas generadas a través de
  Respecto de la Telefonía IP se debe distinguir:
                                                            Internet terminan en Internet o en teléfonos de la red
1. Aquella que se presta con calidad comercial, es decir,   pública, las cuales no requieren autorización.
que es equivalente al servicio público telefónico
                                                            4. La telefonía IP privada, que corresponde a redes
tradicional, el cual requiere de una autorización de
                                                            privadas desarrolladas por corporaciones para su uso
concesión de servicio público telefónico local, para
                                                            propio, la que tampoco se encuentra regulada.
comercializarse al público en general.

2. Aquella que sólo se presta a través de Internet, sin     5. Aquella en que las llamadas hechas por los usuarios
conexión con la red pública telefónica, la cual no          de la red pública hacia los usuarios de Internet, en el
requiere autorización. En consecuencia, no hay              cual el proveedor estará facultado para optar por
normativa al respecto.                                      numeración en interconexión en ambos sentidos con la
                                                            red telefónica, para lo cual la normativa es la siguiente:




                  Marco Regulador
                                                                    Introducción – Marco Regulador
                                                              Respecto al Concesionario:
                                                            El servicio de VoIP se considera un Servicio Público,
Según lo indicado en el Decreto 484/2007 (DO
14/06/2008), la normativa apunta a regular aquellos
servicios de voz que se prestan sobre Internet y que
cumplen con las siguientes condiciones:

que realicen llamados a la Red Pública Telefónica y
                                                                                   ≠
que reciban llamados desde la Red Pública Telefónica.        Su prestación requiere una concesión.

                                                            Bloque de numeración con características ageográficas




                                                                                                                         6
Introducción – Marco Regulador                       Introducción – Marco Regulador
                                                   Está sujeto a la interceptación telefónica conforme a
             El concesionario deberá informar al   las normativas de seguridad pública establecidas por ley.
             usuario respecto a la calidad de
             servicio que está prestando.          Están sujetos a la obligación de entregar una Cuenta
                                                   Única.




           Definiciones Básicas

¿Qué es una PBX?

 Private (Automatic)
 Branch Exchange.




                                                                                                               7
Definiciones Básicas                               Definiciones Básicas

¿Qué es una PBX PABX?                            PSTN (public switched telephone network)
 Permite compartir una o mas líneas              • PSTN garantiza la calidad del servicio (QoS) al dedicar
 telefónicas con múltiples usuarios              el circuito a la llamada hasta que se cuelga el teléfono.

 Encamina llamadas entrantes y salientes         • RTC o RTB.
 Ventajas de una PBX
 Transferencia de llamadas
 Servicios “Interactive Voice Response”
 Evita conectar de manera separa cada teléfono
 a la red publica.




             Definiciones Básicas                                Definiciones Básicas

FXS, Foreign Exchange Station

 • Capacidad de generar timbre en las llamadas




FXO, Foreign Exchange Office

  • No genera timbre en las llamadas




                                                                                                             8
Protocolo SIP                                              Protocolo SIP
SIP, Session Initiation Protocol                           SIP, Session Initiation Protocol
                                                           • MMUSIC, Multimedia Session Control del IETF
• Estándar del IETF (RFC 3261)
                                                           (RFC 3261)
• Protocolo genérico de establecimiento de sesiones
                                                           • Fue diseñado de acuerdo al modelo de Internet.
multimedia.
                                                           • Protocolo de señalización extremo a extremo
• Interoperabilidad con anteriores VoIP.
• Diseñado específicamente para IP e Internet: similar a
                                                                   SIP
HTTP.
                                                                Establecer
• Permitirá la aparición de nuevos servicios y
aplicaciones
                                                                Mantener
• Escalable y flexible:
  Bajo coste de establecimiento de llamada.                      Finalizar




                 Protocolo SIP                                               Protocolo SIP
  • SIP esta orientado a llamadas punto a punto y           User Agent (UA)
  multipunto
                                                           Los Agentes de Usuario son aplicaciones presentes
 • SIP rivaliza con la norma H.323
                                                           en los puntos extremos, pueden ser implementados
                      RED SIP                              en software, hardware o una mezcla de ambos.

    User Agent (UA)              NS network Server

 User Agent Client (UAC)             Proxy server

User Agent Server (UAS)            Redirect server

                                  Registrars servers
                                  Location servers




                                                                                                               9
Protocolo SIP                                                      Protocolo SIP

 User Agent Client (UAC)         User Agent Server (UAS)              Proxy server
                                                                     • Retransmiten solicitudes y deciden a qué otro
                                                                     servidor deben remitir. Actúa como cliente y servidor,
                                       UAC: es el organismo
                                       encargado de iniciar la       con el propósito de establecer llamadas entre los
                                       transacción SIP, del          usuarios.
                                       usuario llamante.             • Se puede implementar en software o hardware
                                       UAS: unidad encargada         Redirect server
                                       de recibir las peticiones,
                                       en el usuario llamado.        • Este servidor reencamina las peticiones hacia el
                                                                     próximo servidor.
                                                                     • No procesa, peticiones SIP, se limita a entregar al
                                                                       cliente la dirección de donde redireccionar la petición




                                                                                  SIP - Request Message
                    Protocolo SIP
                                                                    INVITE: el usuario o servicio es invitado a participar de
Registrars Servers / Location Server                                una sesión.

• Permiten a los usuarios registrar su presencia                    ACK: es la típica respuesta al invite.

• Ofrece servicios de localización                                  OPTIONS: se consultan las posibilidades disponibles por
                                                                    agentes y servidores.
               SIP - Request Message
                                                                    BYE: se emplea como preaviso de liberación de la
                                                                    llamada.

                                                                    CANCEL: se emplea para cancelar peticiones en curso.

                                                                    REGISTER: se el método empleado por los user agents
                                                                    para registrar información útil, correspondiente a la
                                                                    localización en los servidores SIP.




                                                                                                                                 10
SIP - Response Message                  SIP - Response Message




SIP - Request - Response                          H.323
                           H.323 - ITU-T1 publicada la versión 1 en 1996:




                           “Visual Telephone Systems and Equipment for LANs
                           which provide a non-guaranteed Quality of Service”




                                                                                11
QoS                                           QoS
Los principales problemas en cuanto a la       • Latencia
calidad del servicio (QoS) de una una red de
VoIP, son;                                     También llamada retardo. Es un problema
     • Latencia                                general de las redes de telecomunicación. Por
    • Jitter                                   ejemplo, la latencia en enlaces vía satélite es
    • Perdida de Paquetes                      muy elevada por las distancias que debe recorrer
                                               la información.
    • Eco

                                               Se define técnicamente como el tiempo que
                                               tarda un paquete en llegar desde la fuente al
                                               destino.




                                                                                                  12
QoS                                                     QoS
• Latencia
La latencia debiera ser inferior a 150 ms, entre           • Jitter
el punto Inicial y el destino de la comunicación.          Es un efecto de las redes de datos no orientadas
                                                           a conexión y basadas en conmutación de paquetes.
El oído humano es capaz de detectar latencias de
unos 250 ms. Si se supera ese umbral la
comunicación se vuelve molesta.                            Se define técnicamente como la variación en el
                                                           tiempo en la llegada de los paquetes, causada
Se puede intentar reservar un ancho de banda de            por congestión de red, perdida de
origen a destino o señalizar los paquetes con              sincronización o por las diferentes rutas
valores de TOS para intentar que los equipos               seguidas por los paquetes para llegar al
sepan que se trata de tráfico en tiempo real y lo          destino.
traten con mayor prioridad.




                                                                                 QoS

                                                           • Perdida de Paquetes
                                                           Las comunicaciones en tiempo real están basadas
La solución más ampliamente adoptada es la                 en el protocolo UDP. Este protocolo no está
utilización del jitter buffer. El jitter buffer consiste   orientado a conexión y si se produce una pérdida
básicamente en asignar una pequeña cola para ir            de paquetes no se reenvían.
recibiendo los paquetes y sirviéndolos con un              La voz es bastante predictiva y en caso de pérdidas
pequeño retraso.                                           Aisladas de paquetes, se puede recomponer la voz
                                                           de manera óptima. El problema es mayor cuando
                                                           ocurren pérdidas de paquetes en ráfagas.




                                                                                                                 13
QoS                                                  QoS

• Perdida de Paquetes                               • Perdida de Paquetes
Para que no se degrade la comunicación, la
perdida de paquetes debe ser inferior al 1%.        Una técnica muy eficaz en redes con congestión
                                                    o de baja velocidad es no transmitir los silencios
Muy importante es el códec que se utiliza, cuanto
mayor sea la compresión del codec más dañino es     Gran parte de las conversaciones están llenas de
el efecto de la pérdida de paquetes. Una pérdida    momentos de silencio. Si solo transmitimos cuando
del 1% degrada más la comunicación si se usa el     haya información audible liberamos bastante los
códec G.729 en vez del G.711.                       enlaces y evitamos fenómenos de congestión.




                     QoS                                                  QoS

• Eco                                               • Eco
                                                    El oído humano es capaz de detectar el eco
El eco también se suele conocer como                cuando su retardo con la señal original es igual o
reverberación.                                      superior a 10 ms.
El eco se define como una reflexión retardada       Pero otro factor importante es la intensidad del
de la señal acústica original.                      eco ya que normalmente la señal de vuelta tiene
                                                    menor potencia que la original.
El eco es especialmente molesto cuanto mayor
es el retardo y cuanto mayor es su intensidad.      Es tolerable que llegue a 65 ms y una
                                                    atenuación de 25 a 30 dB.




                                                                                                         14
QoS                                                  QoS
                                                    • Eco
• Eco
                                                    Canceladores de eco
Supresores de eco
                                                    Sistema por el cual el dispositivo emisor guarda la
Evita que la señal emitida sea devuelta             información que envía en memoria y es capaz de
convirtiendo por momentos la linea full-duplex en   detectar en la señal de vuelta la misma
una linea half-duplex.                              información.
Si se detecta comunicación en un sentido se
impide la comunicación en sentido contrario.        El dispositivo filtra esa información y cancela esas
                                                    componentes de la voz. Requiere mayor tiempo de
El tiempo de conmutación de los supresores de        procesamiento.
eco es muy pequeño. Impide una comunicación
                                                         http://www.bandwidth.com/tools/voipTest
full-duplex plena.




                         QoS                                               QoS
El QOS se divide a su vez en dos ámbitos, los
cuales disponen de distintas herramientas y         SLA - Service Level Aggrement
funciones, según
se este en: – red de borde                          El trato preferencial que se le otorga al tráfico,
                                                    permite ofrecer al cliente lo que se conoce
              – Backbone
                                                    como SLA.
Esta división debe la diferencia en las tareas,     dado que entre proveedor y cliente se estipulan
donde:                                              pautas de calidad de servicio por las cuales:
– Borde: filtrado/descarte, ancho de banda,
clasificación del tráfico.                          – el cliente se obliga a pagar
                                                    – el proveedor se obliga a cumplir.
-Backbone: manejo de congestiones, control de
trafico,
transporte de alta velocidad.




                                                                                                           15
QoS
                                                            Parámetros típicos de los SLAs
Los ítems típicos de todo SLA, son:                Parámetro      Significado                                        Ejemplo


                                                   Disponibilidad Tiempo mínimo que el operador                      99,9%
– Disponibilidad                                                  asegura que la red estará en funcionamiento
– Parámetros de la red                             Ancho de       Indica el ancho de banda mínimo que el operador    2 Mb/s
– Jitter                                           Banda          garantiza al usuario dentro de su red
– Retardo                                          Pérdida de     Máximo de paquetes perdidos (siempre y cuando      0,1%
– Ancho de Banda                                   paquetes       el usuario no exceda el caudal garantizado)
– Tasas de error
• Responsabilidades                                Round Trip
                                                   Delay
                                                                  El retardo de ida y vuelta medio de los paquetes   80 mseg

- Tiempo medio de reparación                       Jitter         La fluctuación que se puede producir en el         ± 20 mseg
                                                                  retardo de ida y vuelta medio




                      QoS                                                   QoS - Retardos
                                                    Retardos en la red
Por lo tanto, el QOS estará en función de la        – Retardos del codec
tecnología                                          – retardos de paquetizado
elegida, las funcionalidades propias de cada        – retardos de serialización
proveedor de equipamiento y las políticas           – retardos de switcheo en la
implementadas.                                      red
                                                    – retardos del jitter-buffer
Por consiguiente, el QOS es un factor crítico en   Retardos del codec
una organización, no solo por las obligaciones
contractuales con los clientes, mediante el SLA,   – Dado que las aplicaciones VoIP buscan reducir
sino también para garantizar el funcionamiento     la carga que generan sobre la red de datos, se
óptimo de la red en su totalidad.                  busca la forma más eficiente de enviar de un
                                                   punto a otro la información.




                                                                                                                                 16
QoS - Retardos                                       QoS - Retardos
Retardos del Codec                                     Retardos del Codec
• El procesamiento por parte del CODEC, el cual
a su vez esta conformado por un DSP, incorpora
retardos en la señal debidos a proceso mismo de
compresión
• Dada la importancia de reducir el retardo, el
criterio a emplear es el de utilizar la codificación
más eficiente.
• Dichos retardos, dependerán de las
características del DSP empleando y
fundamentalmente de la codificación a utilizar.




                 QoS - Retardos                                       QoS - Retardos
 Retardos de Paquetizado                             Retardo de Serialización
Se introduce cuando el emisor intenta meter varias   Se produce en un router o conmutador cuando recibe un
muestras en un mismo paquete. Ej.: si un paquete     paquete urgente y tiene la interfaz ocupada con otro
contiene 400 muestras de audio consecutivas (400 bytes)
                                                     paquete en curso. La transmisión en curso no puede
introduce un retardo de 400 * 125 µs = 50 ms (8.000  interrumpirse.
muestras de audio por segundo corresponden a una     El calculo de dicho retardo responde a la
muestra cada 125 µs).                                siguiente
                                                       ecuación:
                                                                   n°bytes * 8bit * (1/vel.)
                                                       - Para ATM y una velocidad de 2,048Mbps:

                                                               Rs = 53* 8 * (1/2048) = 0,207ms




                                                                                                       17
QoS - Retardos
Cola de Espera

Se introduce los conmutadores y routers debido a las
colas que se producen en sus interfaces. Se puede
reducir o eliminar con técnicas de calidad de servicio
(QoS), por ejemplo priorizando paquetes de ciertos tipos.
               Voz    Vo   Vo

             Vídeo    Vi   Vi            NU NU NU NU   Ur   Ur   Vi   Vi   Vo   Vo

     Datos urgentes   Ur   Ur

 Datos no urg. NU NU NU NU




         Calidad de servicio en Internet                                                  DIFFServ Differentiated Services - COS

  Se han desarrollado y estandarizado dos
  modelos de QoS en Internet:                                                        Forma parte de las herramientas disponibles en
                                                                                     IP V.4, la cual mediante un campo de 3
IntServ (Integrated Services), 1994. El usuario                                      bits,permite diferenciar el contenido de los
solicita de antemano los recursos que necesita;                                      paquetes.
cada router del trayecto ha de tomar nota y
efectuar la reserva solicitada (modelo carril bus).                                  • En vez de distinguir flujos individuales clasifica los
                                                                                     paquetes en categorías (según el tipo de servicio
   DiffServ (Differentiated Services), 1998. El                                      solicitado).
   usuario marca los paquetes con una                                                • Los routers tratan cada paquete según su categoría
   determinada etiqueta que marca la prioridad y                                     (que viene marcada en la cabecera del paquete).
   el trato que deben recibir por parte de los
   routers.




                                                                                                                                                18
DIFFServ - COS
                                                                          Campo DS                  DSCP                 CU
Version Lon.Cab.        DS                 Longitud total
         Identificación          XDM          Desplazamiento                                Clase
                                    F F          fragmento
 Tiempo de vida     Protocolo               Checksum                         DSCP: Differentiated Services
                       Dirección de origen                                   CodePoint. Seis bits que indican el
                      Dirección de destino                                   tratamiento que debe recibir este
                            Opciones                                         paquete en los routers
        Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474, 12/1998)
                                                                             CU: Currently Unused (reservado).
                                                                             Este campo se utiliza actualmente
                                                                             para control de congestión (ECN,
                                                                             RFC 3168)




           Tipos de Servicio en DiffServ                                  Significado de las clases del DSCP
                                                                   Rango        Valor       Significado                  Equivalente
Servicio          Características                                  (decimal)    (binario)                                precedencia
‘Expedited          Es el que da más garantías. Equivale a una     56-63
                                                                   56-          111xxx      Control de la red            7
Forwarding’ o     línea dedicada
‘Premium’           Lo garantiza todo: Caudal, tasa de pérdidas,   48-55
                                                                   48-          110xxx      Control de la red            6
                  retardo y jitter                                 40-47
                                                                   40-          101xxx      Expedited Forwarding         5
                                                                   32-39
                                                                   32-          100xxx      Assured Forwarding clase 4   4
‘Assured           Asegura un trato preferente, pero sin fijar
Forwarding’       garantías (no hay SLA)                           24-31
                                                                   24-          011xxx      Assured Forwarding clase 3   3
                   Se definen cuatro clases y en cada una tres     16-23
                                                                   16-          010xxx      Assured Forwarding clase 2   2
                  niveles de descarte de paquetes
                                                                   8-15         001xxx      Assured Forwarding clase 1   1
‘Best Effort’      Ninguna garantía.                               0- 7         000xxx      Best effort (default)        0




                                                                                                                                       19
Servicio EF (Expedited Forwarding) o ‘Premium’               Servicio AF (Assured Forwarding)

Es el que da mayor seguridad (‘virtual leased       • El nombre es engañoso, ya que no ‘asegura’ el
                                                                   engañoso,           ‘asegura’
line’).                                             envío.
                                                    envío.
Ofrece un SLA (Service Level Agreement) que lo      • Asegura un trato preferente (respecto al Best
garantiza todo:                                     Effort y los AF de clase inferior), pero no
                                                    garantiza parámetros (no hay SLAs)
  • Ancho de banda mínimo
  • Tasa máxima de pérdida de paquetes              • Se definen cuatro clases: 4, 3, 2, 1 (más es
                                                                        clases:            (más
  • Retardo máximo                                  mejor).
                                                    mejor).
  • Jitter máximo
                                                    • En los routers se puede asignar recursos
                                                    (ancho de banda y espacio en buffers)
Le corresponde el DSCP ‘101110’ (46 en
decimal)                                            independientemente para cada clase.
                                                                                    clase.




        Servicio AF (Assured Forwarding)              Encolamiento de paquetes en los routers

• En cada clase se definen tres categorías de           Cola ‘Expedited’


descarte de paquetes: alta, media y baja.               Cola ‘Assured 4’        PQ

                                                        Cola ‘Assured 3’
                                                                                WFQ

• Le correspoden 12 diferentes DSCP: ‘cccdd0’           Cola ‘Assured 2’                  Línea de salida


(ccc = clase, dd = descarte)                            Cola ‘Assured 1’

                                                       Cola ‘Best Effort’




                                                    Priority Queuing - PQ
                                                    Weighted Fair Queuing - WFQ




                                                                                                            20
• A cada clase le corresponde un SLA (Service                        Videos Demostrativos
Level Agreement). Los usuarios pueden contratar
unos determinados valores de los parámetros       1. QoS en VoIP - wireshark
QoS para cada clase.                              http://www.youtube.com/watch?v=AF5AFca-16U

• El número de clases posibles es limitado e      2. Jitter en VoIP – Practica con wireshark
independiente del número de flujos o usuarios.    http://www.youtube.com/watch?v=hmaQXwWWO9o&feature=related


• La información de QoS cabalga ‘montada’ en
los datagramas en un campo nuevo llamado DS.

• Los routers solo han de saber que tratamiento
deben dar a cada clase. Esto lo saben por
configuración.




                                                       Ancho de banda en IP para voz
    Ancho de banda en IP para voz
Dado que para el envío de voz sobre redes de
 datos es necesario armar “paquetes”, el ancho
 de banda requerido dependerá de la
 “sobrecarga” (“overhead”) que generen estos
 paquetes.
                                                  El paquete IP (incluyendo los protocolos RTP y
 Para una ventana de 20 ms, y con codificación    UDP) agrega 40 bytes adicionales:
 de audio G.711 se obtienen 160 bytes de voz
 por trama:                                       Bytes de paquete IP = 160 + 40 = 200 bytes
                                                  La trama Ethernet agrega otros 26 bytes:
Bytes de voz/trama = 64 kbps * 20 ms / 8 = 160
bytes                                             Bytes de Trama Ethernet = 200 + 26 = 226
                                                  bytes




                                                                                                               21
Ancho de banda en IP para voz                    Ancho de banda en IP para voz
                                                   Por lo visto anteriormente, el ancho de banda
 En este ejemplo, cada 20ms se generan 226
                                                   de la voz paquetizada en la LAN depende del
 bytes que se deben enviar por la LAN.
                                                   tamaño de la “ventana” (típicamente 10, 20 o
                                                   30 ms) y el codec utilizado.
Esto equivale a un ancho de banda de 90,4 kb/s
  (compárese con los 64 kb/s del flujo de audio)


Ancho de banda LAN = 226 * 8 / 20 ms =
90.4 kbps




    Ancho de banda en IP para voz                    Ancho de banda en IP para voz
 Medida del trafico en Earlang.                    Medida del trafico en Earlang.

 1E =    1 línea x hora
                                                   Si m líneas realizan en promedio
               60’
                                                   llamadas de t minutos, el trafico de sus
 1E =    2 línea x 30’                             líneas será:
               60’
                                                             xE =    m línea x t’
 1E =    3 línea x 20’
                                                                         60’
               60’




                                                                                                   22
Ancho de banda en IP para voz                      Ancho de banda en IP para voz
Ejemplo                                           Ejemplo

Se tiene una red empresarial con 30 anexos.       Una empresa con 20 anexos analógicos tienen
Se estima que cada línea hablará en promedio      un trafico de 200 minutos en dos horas. La
6 minutos en cada hora. Calcular la velocidad     empresa desea implementar ToIP, Calcular la
que debe tener asignada la empresa para su        velocidad que debe tener asignada la empresa
trafico de voz IP, estimando un bloqueo de 1%,    para su trafico de voz IP, estimando una
codec G.711 con paquetizado de 20ms.              disponibilidad de 99,9% usando codec G.711
                                                  con paquetizado de 30ms.




   Lines to VoIP Bandwidth Calculator               Estimación de la calidad de voz en redes
                                                      de paquetes: ITU-T G.107 (EModel)


http://www.erlang.com/calculator/lipb/           • La industria de las telecomunicaciones ha
                                                 aceptado una representación numérica de la
                                                 calidad de la voz, llamada “MOS” (Mean Opinion
http://www.erlang.com/calculator/erlb/           Score), y estandarizada en la recomendación
                                                 ITU-T P.800.
                                                 • La calidad de la voz es calificada con un
                                                 número, entre 1 y 5.




                                                                                                  23
Estimación de la calidad de voz en
                                                         redes de paquetes: ITU-T G.107
                                                                    (EModel)
   El valor numérico de MOS es                      La ITU-T ha creado un “modelo” en la
   proporcional a la calidad de la voz. 1             recomendación ITU-T G.107, llamado “EModel”.
   significa muy mala calidad y 5
   significa excelente. Los valores son              Para estimar o predecir la calidad de la voz en
   obtenidos mediante el promedio de                  redes IP (VoIP) percibida por un usuario típico,
                                                      en base a parámetros medibles de la red.
   las opiniones de un gran grupo de
   usuarios.
                                                     El resultado del E-Model es un factor escalar,
                                                     llamado “R” (“Transmission Rating Factor”),
                                                     que puede tomar valores entre 0 y 100.




  Estimación de la calidad de voz en                    Estimación de la calidad de voz en
   redes de paquetes: ITU-T G.107                        redes de paquetes: ITU-T G.107
              (EModel)                                              (EModel)
El “E-model” toma en cuenta una gran cantidad
                                                    El modelo parte de un puntaje “perfecto” (100) y
de factores que pueden deteriorar la calidad de
la voz percibida.                                   resta diversos factores que degradan la calidad,
                                                    según se puede ver en la ecuación:
Como por ejemplo, el uso de compresión, los
retardos de la red, así como también los
factores “típicos” en telefonía como ser pérdida,
ruido y eco.

Puede ser aplicado para estimar la calidad de la
 voz en redes de paquetes, tanto fijas como
 inalámbricas.




                                                                                                         24
Estimación de la calidad de voz en
   redes de paquetes: ITU-T G.107
              (EModel)
Ro Representa la relación señal/ruido básica (antes de
ingresar en la red) que incluye fuentes de ruido, tales
como ruido ambiente. El valor inicial puede ser como
máximo 100. Las fuentes de ruido independientes del
sistema como ser el ruido ambiental, pueden hacer que
este valor inicial sea menor a 100.
Is Es una combinación de todas las degradaciones que
aparecen de forma más o menos simultánea con la
señal vocal. Por ejemplo, volumen excesivo y
distorsión.
Id Representa las degradaciones producidas por el
retardo y el eco.
Ie,eff “Effective equipment impairment factor”.
Representa las degradaciones producidas por los
códecs y por las pérdidas de paquetes de distribución
aleatoria.




                                                          25

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Material prueba i telefonia ip 2012

  • 1. Introducción Introducción Utilizar redes de datos IP para realizar llamadas de Voz. ¿Cómo Funciona? ● En particular: Realizar llamadas por Internet La voz sobre IP convierte las (IP= Internet Protocol). señales de voz estándar en ● Internet: La mayor red de datos del mundo. paquetes de datos comprimidos, los que son transportados a través ● La tecnología Voz sobre IP se encuentra ahora de redes de datos en lugar de mismo en su madurez, pero comenzó por los líneas telefónicas tradicionales. años 90. ● Tecnología conocida como 'VoIP'. Introducción Introducción ¿Qué es la telefonía IP? ¿Qué es el Servicio Público de Voz sobre Internet? • La telefonía IP es una tecnología que reúne la transmisión de voz y de datos, posibilitando la utilización de redes informáticas para efectuar llamadas Es un servicio de telecomunicaciones que telefónicas. permite la prestación de comunicaciones de voz sobre la red Internet desde y hacia la red pública • Desarrolla una red única, que se encarga de cursar todo tipo de comunicación, ya sea, de voz, datos o telefónica u otra red de servicio público del video, que se denomina Red Convergente o Red mismo tipo. Multiservicios. • La telefonía IP surge como alternativa a la telefonía tradicional, brindando nuevos servicios al cliente y beneficios económicos y tecnológicos. 1
  • 2. Introducción – Evolución de las Redes Introducción – Evolución de las Redes El servicio de voz, ha sufrido cambios desde su Características principales de la telefonía tradicional: inicio en la década de los 20. Evolución de las redes de voz: Recursos ocupados durante toda la duración de la llamada. • Redes de circuito exclusivos punto a punto Los precios varían en base al tiempo de uso (tiempo de ocupación del circuito dedicado). • Nodos de conmutación manual La distancia importa (más circuitos, y sobre • Nodos de conmutación automática de circuitos todo de operadoras distintas). Diseñado para “solo voz”. • Con la aparición de los datos en los años 70, se Sector totalmente regulado. recurre a la red existente de conmutación de Garantía de disponibilidad: 99,5 % !!! circuitos. Introducción – Evolución de las Redes Introducción – Evolución de las Redes Ventajas de la conmutación de circuitos, para voz: El transporte de datos se realiza mediante el • Reserva la conexión durante el tiempo necesario Armado de paquetes, por lo cual dichas redes se • Canales dedicados para la conexión denominan “Redes de conmutación de paquetes” • Mínimos retardos 2
  • 3. Introducción – Evolución de las Redes Introducción – Convergencia Problemas de la conmutación de circuitos, para datos: • Apunta a tener una única red • Ineficientes en el uso de canales. • Gestión integrada de todos los servicios • Desperdicio de recursos. • Soporte multiservicio • Plataforma eficiente de transporte ¿Beneficio? Ahorro en mantenimiento, gestión y uso. A fines de los 80’s se obtiene una separación de dichas redes Introducción – Convergencia Introducción – Convergencia Con los avances en la técnica de procesamiento Uso de VoIP por las Empresas Europeas de señales y aparición del DSP, se logra la incorporación de la voz en las redes de paquetes. Rápida Evolución de VoIP: • Transporte eficiente • Reducción de costos • Integración de redes • Servicios de valor agregado 3
  • 4. Introducción – Convergencia Introducción – Convergencia Evolución del mercado de equipos para VoIP. Estimaciones de ahorro gracias al uso de VoIP En MMM $US en las empresas. En M€ Introducción – Convergencia Introducción – VoIp y Telefonia IP Factores estratégicos que motivan la demanda de VoIP Voz sobre IP (VoIP): se emplea dicho término a toda implementación de voz paquetizada que se utiliza en una red privada (LAN) pudiendo esta tener o no contacto con la PSTN. IP Telephony: se emplea dicho término a toda red de voz paquetizada, soportada sobre redes de área amplia (WAN), las cuales cumplen las veces de la PSTN en forma total y/o parcial, es decir, ofrecen un servicio igual o similar al servicio telefónico tradicional. 4
  • 5. Introducción – Hitos VoIP Introducción – Principales Organismos 1995 – Vocaltec presenta el primer teléfono IP Unión Internacional de Telecomunicaciones 1996 – VoIP comienza a difundirse principalmente a modo de pruebas de laboratorio y hobbie. Fuerza de Trabajo en Ingeniería de Internet 1996 – Se funda IP Forum, entre Vocaltec, Cisco microsoft y otros. Consorcio Internacional de - Se creó el IMTC (International Multimedia Teleconferencia Multimedia Teleconferencing Consortium) Instituto Europeo de Estándares - El foro se incorpora a las IMTC y el objetivo es poner en Telecomunicaciones a punto H.323 para la telefonia sobre internet. Introducción – Marco Regulador Introducción – Marco Regulador 2004 – Se desarrolla un marco regulador y consideraciones 2006 - Tribunal de Defensa de la Libre Competencia, caso Voissnet y Telefónica 2008 – Se publica el Reglamento de Servicio Público de Voz sobre Internet, Decreto Nº 484 5
  • 6. Marco Regulador Marco Regulador 3. Aquella en la cual las llamadas generadas a través de Respecto de la Telefonía IP se debe distinguir: Internet terminan en Internet o en teléfonos de la red 1. Aquella que se presta con calidad comercial, es decir, pública, las cuales no requieren autorización. que es equivalente al servicio público telefónico 4. La telefonía IP privada, que corresponde a redes tradicional, el cual requiere de una autorización de privadas desarrolladas por corporaciones para su uso concesión de servicio público telefónico local, para propio, la que tampoco se encuentra regulada. comercializarse al público en general. 2. Aquella que sólo se presta a través de Internet, sin 5. Aquella en que las llamadas hechas por los usuarios conexión con la red pública telefónica, la cual no de la red pública hacia los usuarios de Internet, en el requiere autorización. En consecuencia, no hay cual el proveedor estará facultado para optar por normativa al respecto. numeración en interconexión en ambos sentidos con la red telefónica, para lo cual la normativa es la siguiente: Marco Regulador Introducción – Marco Regulador Respecto al Concesionario: El servicio de VoIP se considera un Servicio Público, Según lo indicado en el Decreto 484/2007 (DO 14/06/2008), la normativa apunta a regular aquellos servicios de voz que se prestan sobre Internet y que cumplen con las siguientes condiciones: que realicen llamados a la Red Pública Telefónica y ≠ que reciban llamados desde la Red Pública Telefónica. Su prestación requiere una concesión. Bloque de numeración con características ageográficas 6
  • 7. Introducción – Marco Regulador Introducción – Marco Regulador Está sujeto a la interceptación telefónica conforme a El concesionario deberá informar al las normativas de seguridad pública establecidas por ley. usuario respecto a la calidad de servicio que está prestando. Están sujetos a la obligación de entregar una Cuenta Única. Definiciones Básicas ¿Qué es una PBX? Private (Automatic) Branch Exchange. 7
  • 8. Definiciones Básicas Definiciones Básicas ¿Qué es una PBX PABX? PSTN (public switched telephone network) Permite compartir una o mas líneas • PSTN garantiza la calidad del servicio (QoS) al dedicar telefónicas con múltiples usuarios el circuito a la llamada hasta que se cuelga el teléfono. Encamina llamadas entrantes y salientes • RTC o RTB. Ventajas de una PBX Transferencia de llamadas Servicios “Interactive Voice Response” Evita conectar de manera separa cada teléfono a la red publica. Definiciones Básicas Definiciones Básicas FXS, Foreign Exchange Station • Capacidad de generar timbre en las llamadas FXO, Foreign Exchange Office • No genera timbre en las llamadas 8
  • 9. Protocolo SIP Protocolo SIP SIP, Session Initiation Protocol SIP, Session Initiation Protocol • MMUSIC, Multimedia Session Control del IETF • Estándar del IETF (RFC 3261) (RFC 3261) • Protocolo genérico de establecimiento de sesiones • Fue diseñado de acuerdo al modelo de Internet. multimedia. • Protocolo de señalización extremo a extremo • Interoperabilidad con anteriores VoIP. • Diseñado específicamente para IP e Internet: similar a SIP HTTP. Establecer • Permitirá la aparición de nuevos servicios y aplicaciones Mantener • Escalable y flexible: Bajo coste de establecimiento de llamada. Finalizar Protocolo SIP Protocolo SIP • SIP esta orientado a llamadas punto a punto y User Agent (UA) multipunto Los Agentes de Usuario son aplicaciones presentes • SIP rivaliza con la norma H.323 en los puntos extremos, pueden ser implementados RED SIP en software, hardware o una mezcla de ambos. User Agent (UA) NS network Server User Agent Client (UAC) Proxy server User Agent Server (UAS) Redirect server Registrars servers Location servers 9
  • 10. Protocolo SIP Protocolo SIP User Agent Client (UAC) User Agent Server (UAS) Proxy server • Retransmiten solicitudes y deciden a qué otro servidor deben remitir. Actúa como cliente y servidor, UAC: es el organismo encargado de iniciar la con el propósito de establecer llamadas entre los transacción SIP, del usuarios. usuario llamante. • Se puede implementar en software o hardware UAS: unidad encargada Redirect server de recibir las peticiones, en el usuario llamado. • Este servidor reencamina las peticiones hacia el próximo servidor. • No procesa, peticiones SIP, se limita a entregar al cliente la dirección de donde redireccionar la petición SIP - Request Message Protocolo SIP INVITE: el usuario o servicio es invitado a participar de Registrars Servers / Location Server una sesión. • Permiten a los usuarios registrar su presencia ACK: es la típica respuesta al invite. • Ofrece servicios de localización OPTIONS: se consultan las posibilidades disponibles por agentes y servidores. SIP - Request Message BYE: se emplea como preaviso de liberación de la llamada. CANCEL: se emplea para cancelar peticiones en curso. REGISTER: se el método empleado por los user agents para registrar información útil, correspondiente a la localización en los servidores SIP. 10
  • 11. SIP - Response Message SIP - Response Message SIP - Request - Response H.323 H.323 - ITU-T1 publicada la versión 1 en 1996: “Visual Telephone Systems and Equipment for LANs which provide a non-guaranteed Quality of Service” 11
  • 12. QoS QoS Los principales problemas en cuanto a la • Latencia calidad del servicio (QoS) de una una red de VoIP, son; También llamada retardo. Es un problema • Latencia general de las redes de telecomunicación. Por • Jitter ejemplo, la latencia en enlaces vía satélite es • Perdida de Paquetes muy elevada por las distancias que debe recorrer la información. • Eco Se define técnicamente como el tiempo que tarda un paquete en llegar desde la fuente al destino. 12
  • 13. QoS QoS • Latencia La latencia debiera ser inferior a 150 ms, entre • Jitter el punto Inicial y el destino de la comunicación. Es un efecto de las redes de datos no orientadas a conexión y basadas en conmutación de paquetes. El oído humano es capaz de detectar latencias de unos 250 ms. Si se supera ese umbral la comunicación se vuelve molesta. Se define técnicamente como la variación en el tiempo en la llegada de los paquetes, causada Se puede intentar reservar un ancho de banda de por congestión de red, perdida de origen a destino o señalizar los paquetes con sincronización o por las diferentes rutas valores de TOS para intentar que los equipos seguidas por los paquetes para llegar al sepan que se trata de tráfico en tiempo real y lo destino. traten con mayor prioridad. QoS • Perdida de Paquetes Las comunicaciones en tiempo real están basadas La solución más ampliamente adoptada es la en el protocolo UDP. Este protocolo no está utilización del jitter buffer. El jitter buffer consiste orientado a conexión y si se produce una pérdida básicamente en asignar una pequeña cola para ir de paquetes no se reenvían. recibiendo los paquetes y sirviéndolos con un La voz es bastante predictiva y en caso de pérdidas pequeño retraso. Aisladas de paquetes, se puede recomponer la voz de manera óptima. El problema es mayor cuando ocurren pérdidas de paquetes en ráfagas. 13
  • 14. QoS QoS • Perdida de Paquetes • Perdida de Paquetes Para que no se degrade la comunicación, la perdida de paquetes debe ser inferior al 1%. Una técnica muy eficaz en redes con congestión o de baja velocidad es no transmitir los silencios Muy importante es el códec que se utiliza, cuanto mayor sea la compresión del codec más dañino es Gran parte de las conversaciones están llenas de el efecto de la pérdida de paquetes. Una pérdida momentos de silencio. Si solo transmitimos cuando del 1% degrada más la comunicación si se usa el haya información audible liberamos bastante los códec G.729 en vez del G.711. enlaces y evitamos fenómenos de congestión. QoS QoS • Eco • Eco El oído humano es capaz de detectar el eco El eco también se suele conocer como cuando su retardo con la señal original es igual o reverberación. superior a 10 ms. El eco se define como una reflexión retardada Pero otro factor importante es la intensidad del de la señal acústica original. eco ya que normalmente la señal de vuelta tiene menor potencia que la original. El eco es especialmente molesto cuanto mayor es el retardo y cuanto mayor es su intensidad. Es tolerable que llegue a 65 ms y una atenuación de 25 a 30 dB. 14
  • 15. QoS QoS • Eco • Eco Canceladores de eco Supresores de eco Sistema por el cual el dispositivo emisor guarda la Evita que la señal emitida sea devuelta información que envía en memoria y es capaz de convirtiendo por momentos la linea full-duplex en detectar en la señal de vuelta la misma una linea half-duplex. información. Si se detecta comunicación en un sentido se impide la comunicación en sentido contrario. El dispositivo filtra esa información y cancela esas componentes de la voz. Requiere mayor tiempo de El tiempo de conmutación de los supresores de procesamiento. eco es muy pequeño. Impide una comunicación http://www.bandwidth.com/tools/voipTest full-duplex plena. QoS QoS El QOS se divide a su vez en dos ámbitos, los cuales disponen de distintas herramientas y SLA - Service Level Aggrement funciones, según se este en: – red de borde El trato preferencial que se le otorga al tráfico, permite ofrecer al cliente lo que se conoce – Backbone como SLA. Esta división debe la diferencia en las tareas, dado que entre proveedor y cliente se estipulan donde: pautas de calidad de servicio por las cuales: – Borde: filtrado/descarte, ancho de banda, clasificación del tráfico. – el cliente se obliga a pagar – el proveedor se obliga a cumplir. -Backbone: manejo de congestiones, control de trafico, transporte de alta velocidad. 15
  • 16. QoS Parámetros típicos de los SLAs Los ítems típicos de todo SLA, son: Parámetro Significado Ejemplo Disponibilidad Tiempo mínimo que el operador 99,9% – Disponibilidad asegura que la red estará en funcionamiento – Parámetros de la red Ancho de Indica el ancho de banda mínimo que el operador 2 Mb/s – Jitter Banda garantiza al usuario dentro de su red – Retardo Pérdida de Máximo de paquetes perdidos (siempre y cuando 0,1% – Ancho de Banda paquetes el usuario no exceda el caudal garantizado) – Tasas de error • Responsabilidades Round Trip Delay El retardo de ida y vuelta medio de los paquetes 80 mseg - Tiempo medio de reparación Jitter La fluctuación que se puede producir en el ± 20 mseg retardo de ida y vuelta medio QoS QoS - Retardos Retardos en la red Por lo tanto, el QOS estará en función de la – Retardos del codec tecnología – retardos de paquetizado elegida, las funcionalidades propias de cada – retardos de serialización proveedor de equipamiento y las políticas – retardos de switcheo en la implementadas. red – retardos del jitter-buffer Por consiguiente, el QOS es un factor crítico en Retardos del codec una organización, no solo por las obligaciones contractuales con los clientes, mediante el SLA, – Dado que las aplicaciones VoIP buscan reducir sino también para garantizar el funcionamiento la carga que generan sobre la red de datos, se óptimo de la red en su totalidad. busca la forma más eficiente de enviar de un punto a otro la información. 16
  • 17. QoS - Retardos QoS - Retardos Retardos del Codec Retardos del Codec • El procesamiento por parte del CODEC, el cual a su vez esta conformado por un DSP, incorpora retardos en la señal debidos a proceso mismo de compresión • Dada la importancia de reducir el retardo, el criterio a emplear es el de utilizar la codificación más eficiente. • Dichos retardos, dependerán de las características del DSP empleando y fundamentalmente de la codificación a utilizar. QoS - Retardos QoS - Retardos Retardos de Paquetizado Retardo de Serialización Se introduce cuando el emisor intenta meter varias Se produce en un router o conmutador cuando recibe un muestras en un mismo paquete. Ej.: si un paquete paquete urgente y tiene la interfaz ocupada con otro contiene 400 muestras de audio consecutivas (400 bytes) paquete en curso. La transmisión en curso no puede introduce un retardo de 400 * 125 µs = 50 ms (8.000 interrumpirse. muestras de audio por segundo corresponden a una El calculo de dicho retardo responde a la muestra cada 125 µs). siguiente ecuación: n°bytes * 8bit * (1/vel.) - Para ATM y una velocidad de 2,048Mbps: Rs = 53* 8 * (1/2048) = 0,207ms 17
  • 18. QoS - Retardos Cola de Espera Se introduce los conmutadores y routers debido a las colas que se producen en sus interfaces. Se puede reducir o eliminar con técnicas de calidad de servicio (QoS), por ejemplo priorizando paquetes de ciertos tipos. Voz Vo Vo Vídeo Vi Vi NU NU NU NU Ur Ur Vi Vi Vo Vo Datos urgentes Ur Ur Datos no urg. NU NU NU NU Calidad de servicio en Internet DIFFServ Differentiated Services - COS Se han desarrollado y estandarizado dos modelos de QoS en Internet: Forma parte de las herramientas disponibles en IP V.4, la cual mediante un campo de 3 IntServ (Integrated Services), 1994. El usuario bits,permite diferenciar el contenido de los solicita de antemano los recursos que necesita; paquetes. cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva solicitada (modelo carril bus). • En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categorías (según el tipo de servicio DiffServ (Differentiated Services), 1998. El solicitado). usuario marca los paquetes con una • Los routers tratan cada paquete según su categoría determinada etiqueta que marca la prioridad y (que viene marcada en la cabecera del paquete). el trato que deben recibir por parte de los routers. 18
  • 19. DIFFServ - COS Campo DS DSCP CU Version Lon.Cab. DS Longitud total Identificación XDM Desplazamiento Clase F F fragmento Tiempo de vida Protocolo Checksum DSCP: Differentiated Services Dirección de origen CodePoint. Seis bits que indican el Dirección de destino tratamiento que debe recibir este Opciones paquete en los routers Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474, 12/1998) CU: Currently Unused (reservado). Este campo se utiliza actualmente para control de congestión (ECN, RFC 3168) Tipos de Servicio en DiffServ Significado de las clases del DSCP Rango Valor Significado Equivalente Servicio Características (decimal) (binario) precedencia ‘Expedited Es el que da más garantías. Equivale a una 56-63 56- 111xxx Control de la red 7 Forwarding’ o línea dedicada ‘Premium’ Lo garantiza todo: Caudal, tasa de pérdidas, 48-55 48- 110xxx Control de la red 6 retardo y jitter 40-47 40- 101xxx Expedited Forwarding 5 32-39 32- 100xxx Assured Forwarding clase 4 4 ‘Assured Asegura un trato preferente, pero sin fijar Forwarding’ garantías (no hay SLA) 24-31 24- 011xxx Assured Forwarding clase 3 3 Se definen cuatro clases y en cada una tres 16-23 16- 010xxx Assured Forwarding clase 2 2 niveles de descarte de paquetes 8-15 001xxx Assured Forwarding clase 1 1 ‘Best Effort’ Ninguna garantía. 0- 7 000xxx Best effort (default) 0 19
  • 20. Servicio EF (Expedited Forwarding) o ‘Premium’ Servicio AF (Assured Forwarding) Es el que da mayor seguridad (‘virtual leased • El nombre es engañoso, ya que no ‘asegura’ el engañoso, ‘asegura’ line’). envío. envío. Ofrece un SLA (Service Level Agreement) que lo • Asegura un trato preferente (respecto al Best garantiza todo: Effort y los AF de clase inferior), pero no garantiza parámetros (no hay SLAs) • Ancho de banda mínimo • Tasa máxima de pérdida de paquetes • Se definen cuatro clases: 4, 3, 2, 1 (más es clases: (más • Retardo máximo mejor). mejor). • Jitter máximo • En los routers se puede asignar recursos (ancho de banda y espacio en buffers) Le corresponde el DSCP ‘101110’ (46 en decimal) independientemente para cada clase. clase. Servicio AF (Assured Forwarding) Encolamiento de paquetes en los routers • En cada clase se definen tres categorías de Cola ‘Expedited’ descarte de paquetes: alta, media y baja. Cola ‘Assured 4’ PQ Cola ‘Assured 3’ WFQ • Le correspoden 12 diferentes DSCP: ‘cccdd0’ Cola ‘Assured 2’ Línea de salida (ccc = clase, dd = descarte) Cola ‘Assured 1’ Cola ‘Best Effort’ Priority Queuing - PQ Weighted Fair Queuing - WFQ 20
  • 21. • A cada clase le corresponde un SLA (Service Videos Demostrativos Level Agreement). Los usuarios pueden contratar unos determinados valores de los parámetros 1. QoS en VoIP - wireshark QoS para cada clase. http://www.youtube.com/watch?v=AF5AFca-16U • El número de clases posibles es limitado e 2. Jitter en VoIP – Practica con wireshark independiente del número de flujos o usuarios. http://www.youtube.com/watch?v=hmaQXwWWO9o&feature=related • La información de QoS cabalga ‘montada’ en los datagramas en un campo nuevo llamado DS. • Los routers solo han de saber que tratamiento deben dar a cada clase. Esto lo saben por configuración. Ancho de banda en IP para voz Ancho de banda en IP para voz Dado que para el envío de voz sobre redes de datos es necesario armar “paquetes”, el ancho de banda requerido dependerá de la “sobrecarga” (“overhead”) que generen estos paquetes. El paquete IP (incluyendo los protocolos RTP y Para una ventana de 20 ms, y con codificación UDP) agrega 40 bytes adicionales: de audio G.711 se obtienen 160 bytes de voz por trama: Bytes de paquete IP = 160 + 40 = 200 bytes La trama Ethernet agrega otros 26 bytes: Bytes de voz/trama = 64 kbps * 20 ms / 8 = 160 bytes Bytes de Trama Ethernet = 200 + 26 = 226 bytes 21
  • 22. Ancho de banda en IP para voz Ancho de banda en IP para voz Por lo visto anteriormente, el ancho de banda En este ejemplo, cada 20ms se generan 226 de la voz paquetizada en la LAN depende del bytes que se deben enviar por la LAN. tamaño de la “ventana” (típicamente 10, 20 o 30 ms) y el codec utilizado. Esto equivale a un ancho de banda de 90,4 kb/s (compárese con los 64 kb/s del flujo de audio) Ancho de banda LAN = 226 * 8 / 20 ms = 90.4 kbps Ancho de banda en IP para voz Ancho de banda en IP para voz Medida del trafico en Earlang. Medida del trafico en Earlang. 1E = 1 línea x hora Si m líneas realizan en promedio 60’ llamadas de t minutos, el trafico de sus 1E = 2 línea x 30’ líneas será: 60’ xE = m línea x t’ 1E = 3 línea x 20’ 60’ 60’ 22
  • 23. Ancho de banda en IP para voz Ancho de banda en IP para voz Ejemplo Ejemplo Se tiene una red empresarial con 30 anexos. Una empresa con 20 anexos analógicos tienen Se estima que cada línea hablará en promedio un trafico de 200 minutos en dos horas. La 6 minutos en cada hora. Calcular la velocidad empresa desea implementar ToIP, Calcular la que debe tener asignada la empresa para su velocidad que debe tener asignada la empresa trafico de voz IP, estimando un bloqueo de 1%, para su trafico de voz IP, estimando una codec G.711 con paquetizado de 20ms. disponibilidad de 99,9% usando codec G.711 con paquetizado de 30ms. Lines to VoIP Bandwidth Calculator Estimación de la calidad de voz en redes de paquetes: ITU-T G.107 (EModel) http://www.erlang.com/calculator/lipb/ • La industria de las telecomunicaciones ha aceptado una representación numérica de la calidad de la voz, llamada “MOS” (Mean Opinion http://www.erlang.com/calculator/erlb/ Score), y estandarizada en la recomendación ITU-T P.800. • La calidad de la voz es calificada con un número, entre 1 y 5. 23
  • 24. Estimación de la calidad de voz en redes de paquetes: ITU-T G.107 (EModel) El valor numérico de MOS es La ITU-T ha creado un “modelo” en la proporcional a la calidad de la voz. 1 recomendación ITU-T G.107, llamado “EModel”. significa muy mala calidad y 5 significa excelente. Los valores son Para estimar o predecir la calidad de la voz en obtenidos mediante el promedio de redes IP (VoIP) percibida por un usuario típico, en base a parámetros medibles de la red. las opiniones de un gran grupo de usuarios. El resultado del E-Model es un factor escalar, llamado “R” (“Transmission Rating Factor”), que puede tomar valores entre 0 y 100. Estimación de la calidad de voz en Estimación de la calidad de voz en redes de paquetes: ITU-T G.107 redes de paquetes: ITU-T G.107 (EModel) (EModel) El “E-model” toma en cuenta una gran cantidad El modelo parte de un puntaje “perfecto” (100) y de factores que pueden deteriorar la calidad de la voz percibida. resta diversos factores que degradan la calidad, según se puede ver en la ecuación: Como por ejemplo, el uso de compresión, los retardos de la red, así como también los factores “típicos” en telefonía como ser pérdida, ruido y eco. Puede ser aplicado para estimar la calidad de la voz en redes de paquetes, tanto fijas como inalámbricas. 24
  • 25. Estimación de la calidad de voz en redes de paquetes: ITU-T G.107 (EModel) Ro Representa la relación señal/ruido básica (antes de ingresar en la red) que incluye fuentes de ruido, tales como ruido ambiente. El valor inicial puede ser como máximo 100. Las fuentes de ruido independientes del sistema como ser el ruido ambiental, pueden hacer que este valor inicial sea menor a 100. Is Es una combinación de todas las degradaciones que aparecen de forma más o menos simultánea con la señal vocal. Por ejemplo, volumen excesivo y distorsión. Id Representa las degradaciones producidas por el retardo y el eco. Ie,eff “Effective equipment impairment factor”. Representa las degradaciones producidas por los códecs y por las pérdidas de paquetes de distribución aleatoria. 25