Voz sobre protocolu d'internet

Voz sobre protocolu d'internet
Tipu	mediu de comunicación y teunoloxía
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Voz sobre protocolu d'internet o Voz per protocolu d'internet, tamién llamáu voz sobre IP, voz IP, vozIP o VoIP (sigles n'inglés de Voice over IP: 'voz sobre IP'), ye un conxuntu de recursos que faen posible que la señal de voz viaxe al traviés d'Internet emplegando'l protocolu IP (Protocolu d'Internet). Esto significa que s'unvia la señal de voz en forma dixital, en paquetes de datos, en llugar d'unviala en forma analóxica al traviés de circuitos aplicables solo por telefonía convencional, como les redes PSTN (sigles de Public Switched Telephone Network, rede telefónica pública conmutada).

Los protocolo d'internet que s'usen pa unviar les señales de voz sobre la rede IP conócense como protocolos de voz sobre IP o protocolos IP. Estos pueden trate como aplicaciones comerciales de la rede esperimental de protocolu de voz» (1973), inventada por ARPANET.

El tráficu de voz sobre IP puede circular por cualesquier rede IP, incluyendo aquelles coneutaes a Internet, como por casu les LAN (llocal area network: redes d'área llocal).

Ye bien importante estremar ente voz sobre IP (VoIP) y telefonía sobre IP.

VoIP ye'l conxuntu de normes, dispositivos, protocolos ―a última hora, la teunoloxía― que dexa tresmitir voz sobre'l protocolu IP.
La telefonía sobre IP ye'l serviciu telefónicu disponible al públicu, por tanto con numberación E.164, realizáu con teunoloxía de VoIP.^[1]

Elementos

Veceru

El veceru establez les llamaes voz, esta información recibir al traviés del micrófonu del usuariu (entrada d'información) se codifica, se empaqueta y, de la mesma forma, esta información se decodifica y reproduz al traviés de los altavoces o auriculares (salida de la información).

Un veceru puede ser un usuariu de Skype o un usuariu de dalguna empresa que vienda los sos servicios de telefonía sobre IP al traviés d'equipos como Arreyes (Adaptadores de teléfonos analóxicos) o teléfonos IP o Softphones que ye un software que dexa realizar llamaes al traviés d'un ordenador conectáu a internet.

Servidores

Los servidores encargar de remanar operaciones de base de datos, realizáu nun tiempu real como n'unu fora d'él. Ente estes operaciones tiénense la contabilidá, la recueya, el enrutamiento, l'alministración y control del serviciu, el rexistru de los usuarios.

Usualmente n'el servidores instálase software denominaos Switches o IP-PBX (conmutadores IP), exemplos de switches pueden ser "Voipswitch", "Mera", "Nextone" ente otros, y d'IP-PBX pueden ser los de Alcatel-Lucent, Ciscu o Avaya en marques comerciales y Asterisk de códigu abiertu.

Gateways (puertes d'enllaz o pasarela)

Los gateways (puertes d'enllaz o pasarela) brinden una ponte de comunicación ente tolos usuarios, la so función principal ye la d'aprovir interfaces cola telefonía tradicional fayadiza, que funcionara como una plataforma pa los usuarios (veceros) virtuales.

Los gateways utilizar pa terminar la llamada, esto ye: el veceru anicia la llamada y el gateway termina la llamada, eso ye cuando un vecera llapada a un teléfonu fixu o móvil, tien d'esistir la parte que fai posible qu'esa llamada que vien per internet llogre conectase con un veceru d'una empresa telefónica fixa o móvil.

Arquiteutura de rede

El mesmu estándar define tres elemento fundamentales na so estructura:

terminales: son los sustitutos de los actuales teléfonos. Pueden implementase tantu en software como en hardware.
gatekeepers: son el centru de tola organización VoIP, y son el sustitutu pa les actuales centrales.

De normal implementen por software, en casu d'esistir, toles comunicaciones que pasen por él.

gateways: tratar del enllaz cola rede telefónica tradicional, actuando de forma tresparente pal usuariu.

Con estos trés elementos, la estructura de la rede VoIP podría ser la conexón de dos delegaciones d'una mesma empresa. La ventaya ye inmediata: toles comunicaciones ente les delegaciones son dafechu gratuites. Este mesmu esquema podría aplicase pa provisores, col consiguiente aforru qu'esto trai.

protocolos de VoIP: son los llinguaxes que van utilizar los distintos dispositivos VoIP pa la so conexón. Esta parte ye importante yá que d'ella va depender la eficacia y la complexidá de la comunicación.
- Por orde d'antigüedá (de más antiguu a más nuevu):
  - H.323: protocolu definíu pola ITU-T;
  - SIP: protocolu definíu pola IETF;
  - Megaco (Tamién conocíu como H.248) y MGCP: protocolos de control;
  - UNIStim: protocolo propiedad de Nortel(Avaya);
  - Skinny Client Control Protocol: protocolo propiedad de Ciscu;
  - MiNet: protocolo propiedad de Mitel;
  - CorNet-IP: protocolo propiedad de Siemens;
  - IAX: protocolu orixinal pa la comunicación ente PBXs Asterisk (Ye un estándar pa los demás sistemes de comunicaciones de datos,^{[ensin referencies]} anguaño ta na so versión 2, IAX2);
  - Skype: protocolu propietariu peer-to-peer utilizáu na aplicación Skype;
  - IAX2: protocolu pa la comunicación ente PBXs Asterisk en reemplazu d'IAX;
  - Jingle: protocolu abiertu utilizáu en teunoloxía XMPP;
  - SCCP: protocolu propietariu de Ciscu;
  - weSIP: protocolu llicencia gratuita de voz Telecom.

Como vimos VoIP presenta una gran cantidá de ventayes, tantu pa les empreses como pa los usuarios comunes. La entruga sería ¿Por qué nun s'enllantó entá esta teunoloxía?. De siguío vamos analizar los aparentes motivos, polos que VoIP entá nun s'impunxo a les telefoníes convencionales.

Parámetros de la VoIP

Esti ye'l principal problema que presenta anguaño la penetración tantu de VoIP como de toles aplicaciones d'IP. Garantizar la calidá de serviciu sobre internet, que solo soporta «meyor esfuerciu» (best effort) y puede tener llimitaciones d'anchu de banda na ruta, anguaño nun ye posible; por eso, preséntense diversos problemes tocantes a garantizar la calidá del serviciu.

Códecs

La voz hai de codificarse pa poder ser tresmitida pola rede IP. Pa ello fai usu de códecs que garanticen la codificación y compresión del audiu o del video pal so posterior decodificación y descompresión antes de poder xenerar un soníu o imaxe aplicable. Según el códec utilizáu na tresmisión, va utilizase más o menos anchu de banda. La cantidá d'anchu de banda utilizada suel ser direutamente proporcional a la calidá de los datos tresmitíos.

Ente los códecs más utilizaos en VoIP tán G.711, G.723.1 y el G.729 (especificaos pola 'ITU-T').

Estos códecs tienen los siguientes anchos de banda de codificación:

G.711: bit-rate de 56 o 64 kbps.
G.722: bit-rate de 48, 56 o 64 kbps.
G.723: bit-rate de 5,3 o 6,4 kbps.
G.728: bit-rate de 16 kbps.
G.729: bit-rate de 8 o 13 kbps.

Esto nun quier dicir que ye l'anchu de banda utilizáu, yá que hai que sumar el tráficu qu'añaden les capes inferiores del protocolu TCP/IP. Por casu el códec G729 utiliza 31.5 kbps d'anchu de banda na so tresmisión.

Retardo o llatencia

Una vegada establecíos los retardos de tránsitu y el retardo de procesáu la conversación considérase aceptable per debaxo de los 150 ms (que vien ser 1,5 décimes de segundu) y yá produciría retardos importantes.

Perda de trames (frames lost): mientres el so percorríu pola rede IP les trames pueden perdese como resultáu d'una conxestión de rede o corrupción de datos. Amás, pa tráficu de tiempu real como la voz, la retresmisión de trames perdíes na capa de tresporte nun ye práuticu por causar retardos adicionales. Poro, los terminales de voz tienen que retresmitir con muestres de voz perdíes, tamién llamaes Frame Erasures. L'efeutu de les trames perdíes na calidá de voz depende de como los terminales xestionen les Frame Erasures.

Nel casu más simple si pierde una muestra de voz el terminal va dexar un intervalu nel fluxu de voz. Si munches trames piérdense, va sonar grietoso con sílabes o pallabres perdíes. Una posible estratexa de recuperación ye reproducir les muestres de voz previes. Esto funciona bien si namái unes cuantes muestres son perdíes. Pa combatir meyor les rabaseres d'errores usualmente empléguense sistemes de interpolación. Basándose en muestres de voz previes, el decodificador predecirá les trames perdíes. Esta téunica ye conocida como packet loss concealment (PLC).

La ITU-T G.113 apéndiz I aprove delles llinies de guía de planificación provisional nel efeutu de perda de trames sobre la calidá de voz. L'impautu ye midíu en términos de Ie, el factor de deterioru. Este ye un númberu nel cual 0 significa non deterioru. El valor más grande de Ie significa deterioru más grave. La siguiente tabla ta derivada de la G.113 apéndiz I y amuesa l'impautu de les trames perdíes nel factor Ie.

Calidá del serviciu

P'ameyorar el nivel de serviciu, apuntóse a menguar los anchos de banda utilizaos, pa ello haise trabayáu so les siguientes iniciatives:

La supresión de silencios, da más eficiencia a la de realizar una tresmisión de voz, yá que s'aprovecha meyor l'anchu de banda al tresmitir menos información.
Compresión de cabeceres aplicando los estándares RTP/RTCP.

Pa la midida de la calidá de serviciu QoS, esisten cuatro parámetro como l'anchu de banda, retrasu temporal (delay), variación de retrasu (jitter) y perda de paquetes.

Pa solucionar esti tipu d'inconvenientes, nuna rede puede implementase tres tipos básicos de QoS:

Entrega de meyor esfuerciu (best effort): esti métodu a cencielles unvia paquetes a midida que dir recibiendo, ensin aplicar nenguna xera específica real. Esto ye, nun tien nenguna prioridá pa nengún serviciu, solo trata d'unviar los paquetes de la meyor manera.
Servicios Integraos: esti sistema tien como principal función preacordar un camín pa los datos que precisen prioridá, amás esta arquiteutura nun ye escalable, por cuenta de la cantidá de recursos que precisa pa tar acutando los anchos de banda de cada aplicación. RSVP (resource reservation protocol) foi desenvueltu como'l mecanismu pa programar y acutar l'anchu de banda riquíu pa caúna de les aplicaciones que son tresportaos pola rede.
Servicios Estremaos: esti sistema dexa que cada dispositivu de rede tenga la posibilidá de remanar los paquetes individualmente, amás cada router y switch puede configurar les sos propies polítiques de QoS, pa tomar les sos propies decisiones alrodiu de la entrega de los paquetes. Los servicios estremaos utilicen 6 bits na cabecera IP (DSCP: Differentiated Services Code Point). Los servicios pa cada DSCP son los siguientes:

Serviciu	Carauterística
Best Effort	Nun ufierta garantíes
Assured Forwarding (AF)	Asegura un tratu preferente, si los valores de DSCP son más altos, va tener mayor prioridá'l tráficu y mengua la posibilidá de ser esaniciáu por conxestión.
Expedited Forwarding (EF)	Utilizada pa dar el mayor serviciu, poro, ye la que brinda más garantíes (utilizada pa tráficu de voz o video).

La priorización de los paquetes que rican menor llatencia. Los enclinos actuales son:
- PQ (Priority Queueing): Esti mecanismu de priorización carauterizar por definir 4 coles con prioridá Alta, media, normal y baxa, Amás, ye necesariu determinar cualos son los paquetes que van tar en caúna de diches coles, sicasí, si estes nun son configuraes, van ser asignaes por defectu a la prioridá normal. Per otra parte, ente qu'esistan paquetes na cola alta, nun se va atender nengún paquete con prioridá media hasta que la cola alta atópese vacida, asina pa los demás tipos de cola.
- WFQ (Weighted fair queuing): Esti métodu estrema'l tráficu en fluxos, apurre una cantidá d'anchu de banda xusto a los fluxos activos na rede, los fluxos que son con poco volume de tráficu van ser unviaos más rápidu. Esto ye, WFQ prioriza aquelles aplicaciones de menor volume, estes son acomuñaes como más sensibles al retardo (delay) como VoIP. Per otra parte, penaliza aquelles que nun acomuñar como aplicaciones en tiempu real como FTP.
- CQ (Custom Queueing): Esti mecanismu asigna un porcentaxe d'anchu de banda disponible pa cada tipu de tráficu (voz, video y/o datos), amás especifica'l númberu de paquetes per cola. Les coles son atendíes según Round Robin (RR). El métodu RR asigna l'anchu de banda a cada unu de los distintos tipos de tráficu esistentes na rede. Con esti métodu nun ye posible priorizar tráficu yá que toles coles son trataes d'igual manera.

La implantación d'IPv6, qu'apurre mayor espaciu de direccionamientu y la posibilidá de tunneling.

Estándares

H.323

Definíu en 1996 pola UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) apurre a los diversos fabricantes una serie de normes con cuenta de puedan evolucionar en xunto.

Carauterístiques principales

Pola so estructura l'estándar apurre les siguientes ventayes:

Dexa controlar el tráficu de la rede, polo que se mengüen les posibilidaes de que se produzan cayíes importantes nel rendimientu. Les redes soportaes n'IP presenten les siguientes ventayes adicionales:
Ye independiente del tipu de rede física que lo soporta. Dexa la integración coles grandes redes d'IP actuales.
Ye independiente del hardware utilizáu.
Dexa ser implementáu tantu en software como en hardware, cola particularidá de que'l hardware supondría esaniciar l'impautu inicial pal usuariu común.
Dexa la integración de Videu y TPV.
Apurre un enllaz a la rede de telefonía tradicional.
Esta telefonía evolucionó tantu, qu'hasta los 800's que son númberos non xeográficos, pueden llamar a una llinia IP.
Lo qu'enantes yera una central telefónica con muncha infraestructura, agora resumir nun software instalable nun pequeñu servidor coles mesmes funcionalidades.

Protocolu d'entamu de sesión

El "protocolu d'entamu de sesión" (Session Initiation Protocol, 'SIP') ye un protocolu recién d'ampliu usu na actualidá.

VoIP nun ye un serviciu, ye una teunoloxía

En munchos países del mundu, IP xeneró múltiples discordias, ente lo territorial y lo llegal sobre esta teunoloxía, ta claru y tien de quedar claro que la teunoloxía de VoIP nun ye un serviciu como tal, sinón una teunoloxía qu'usa'l protocolu d'internet (IP) al traviés de la cual estrúyense y descomprimen de manera altamente eficiente paquetes de datos o datagramas, pa dexar la comunicación de dos o más veceros al traviés d'una rede como la rede d'internet. Con esta teunoloxía pueden emprestase servicios de Telefonía o Videoconferencia, ente otros.

Nun tenemos de confundir VoIP (Voz sobre IP) con VoLTE (Voz sobre LTE). ^[2]

La voz sobre IP ye la teunoloxía que dexa unviar y recibir "paquetes d'información" que contienen voz que'l so orixe foi analóxicu, pero que pasó pol procesu de: Muestreo - Cuantificación y Codificación, de forma tal que foi "digitalizada" pa tratase como cualesquier otru paquete, cola salvedá que "VoIP" puede faer usu de los 6 bits del encabezáu IP denomináu "Servicios Estremaos", tou esto ensin poder ufiertar una garantía d'entrega y receición cuando transita fora de la mesma rede.

Nel casu de VoLTE, la Operadora de Telefonía ye responsable d'entamar tol serviciu, dispositivos, plataformes y redes por que sí garantice d'estremu a estremu los valores de Servicios estremaos que s'establecen según 3GPP.

Funcionalidad

VoIP puede facilitar xeres que seríen más difíciles de realizar usando les redes telefóniques comunes:

Les llamaes telefóniques locales pueden ser automáticamente enrutadas a un teléfonu VoIP, ensin importar ónde se tea conectáu a la rede. Unu podría llevar consigo un teléfonu VoIP nun viaxe, y en cualquier sitiu conectáu a internet, podría recibise llamaes.
Númberos telefónicos gratuitos pa usar con VoIP tán disponibles n'Estaos Xuníos d'América, Reinu Uníu y otros países con organizaciones d'usuarios VoIP.
Los axentes de call center usando teléfonos VoIP pueden trabayar en cualquier llugar con conexón a internet lo suficientemente rápida.
Dellos paquetes de VoIP inclúin servicios extra polos que PSTN (rede pública telefónica conmutada) de normal cobra un cargu extra, o que nun s'atopen disponibles en dellos países, como son les llamaes de 3 al empar, torna de llamada, remarcación automática, o identificación de llamada.

Móvil

Los usuarios de VoIP pueden viaxar a cualquier llugar nel mundu y siguir faciendo y recibiendo llamaes de la siguiente forma:

Los subscriptores de los servicios de les llinies telefóniques pueden faer y recibir llamaes locales fora de la so llocalidá. Por casu, si un usuariu tien un númberu telefónicu na ciudá de Nueva York y ta viaxando per Europa y daquién llama al so númberu telefónicu, esta recibiráse n'Europa. Amás, si una llamada ye fecha d'Europa a Nueva York, esta va ser cobrada como llamada llocal, de xacíu l'usuariu de viaxe per Europa tien de tener una conexón a internet disponible.
Los usuarios de mensaxería instantánea basada en servicios de VoIP pueden tamién viaxar a cualquier llugar del mundu y faer y recibir llamaes telefóniques.
Los teléfonos VoIP pueden integrase con otros servicios disponibles n'internet, incluyendo videoconferencias, intercambiu de datos y mensaxes con otros servicios en paralelu cola conversación, audio conferencies, alministración de llibros de direiciones ya intercambiu d'información con otros (amigos, compañeros, etcétera).

Ventayes

La principal ventaya d'esti tipu de servicios ye qu'evita los cargos altos de telefonía (principalmente de llarga distancia) que son avezaes de les compañíes de la rede pública telefónica conmutada (PSTN).

El desenvolvimientu de códecs pa VoIP (aLaw, G.729, G.723, etc.) dexó que la voz se codifique en paquetes de datos cada vez más pequeños. Esto deriva en que les comunicaciones de voz sobre IP rican anchos de banda bien amenorgaos. Xunto cola meyora permanente de les conexones ADSL nel mercáu residencial, esti tipu de comunicaciones tán siendo bien populares pa llamaes internacionales.

Hai dos tipos de serviciu de PSTN a VoIP:

Marcáu entrante direutu' (Direct Inward Dialling: DID'): coneuta a quien fai la llamada direutamente col usuariu VoIP, ente que los númberos d'accesu riquen qu'esti introduza'l númberu d'estensión del usuariu de VoIP.
Númberos d'accesu: son usualmente cobraos como una llamada llocal pa quien fixo la llamada dende la PSTN y de baldre pal usuariu de VoIP.

Desventaxes

Calidá de la llamada: ye un pocu inferior a la telefónica, una y bones los datos viaxen en forma de paquetes, ye por eso que pueden tenese delles perdes d'información y demoranza na tresmisión. El problema en si de la VoIP nun ye'l protocolu sinón la rede IP, una y bones esta nun foi pensada pa dar esi tipu de garantíes. Otra desventaxa ye la llatencia, yá que cuando l'usuariu ta falando y otru usuariu ta escuchando, nun ye fayadizu tener 200ms (milisegundos) de posa na tresmisión. Cuando se va a utilizar VoIP, tien de controlase l'usu de la rede pa garantizar una tresmisión calidable.
Robos de datos: un cracker puede tener accesu al servidor de VoIP y a los datos de voz almacenaos y al propiu serviciu telefónicu pa escuchar conversaciones o faer llamaes gratuites al cargu de los usuarios.
Virus nel sistema: nel casu en qu'un virus infesta dalgún equipu d'un servidor VoIP, el serviciu telefónicu puede quedar atayáu. Tamién pueden trate afeutaos otros equipos que tean coneutaos al sistema. Suplantaciones de ID y engaños especializaos. Si unu nun ta bien protexíu pueden sufrir fraudes per mediu de suplantación d'identidá.

Repercusión nel comerciu

La voz sobre IP ta abaratando les comunicaciones internacionales y ameyorando por tanto la comunicación ente provisores y veceros, o ente delegaciones del mesmu grupu.

Asina mesmu, la voz sobre IP ta integrándose, al traviés d'aplicaciones específiques, en portales web. D'esta forma los usuarios pueden establecer qu'una empresa en concretu lláme-yos a una hora determinada, que se va efeutuar al traviés d'un operador de voz IP de normal.

L'anchu de banda creciente a nivel mundial, y la optimización de los equipos de capa 2 y 3 pa garantizar el QoS (Quality of Service) de los servicios de voz en tiempu real fai que'l futuru de la voz sobre IP sía bien prometedor.

N'Estaos Xuníos los provisores de voz sobre IP como Vonage consiguieron una importante cuota de mercáu. N'España, gracies a les tarifes planes de voz, los operadores convencionales consiguieron evitar el desembarcu masivu d'esti operadores. Sicasí la espansión d'esta teunoloxía ta viniendo de mano de los desarrolladores de sistemes como Ciscu y Avaya qu'integren nes sos plataformes redes de datos y voz. Otros fabricantes de centrales como innovaphone, ShoreTel, Panasonic, Alcatel-Lucent, Nortel Networks, Matra, Samsung y LG tamién desenvuelven soluciones corporatives de voz sobre IP nos sos equipos de telecomunicaciones privaos.

Pa les corporaciones internacionales que pueden cuntar con sistemes piqueros y anchos de banda óptimos, les centrales que remanen VoIP (IPPBX) convirtiéronse nun equipu bien conveniente. Pero les pequeñes y medianes empreses deben d'evaluar ciertes temes: Esta teunoloxía opera con sistemes operativos (Windows/Linux) que presenten ciertos problemes d'estabilidá. Amás la rede IP nun foi diseñada pa dar garantíes. Amás dellos provisores p'abaratar costos ufierten centrales ensambladas nun ordenador o una PC, que enfrenten otru tipu de problemes, como les falles nos sos componentes (Discos Duros, Ventiladores y Fontes d'Alimentación), deber de prever tamién el cambéu de los aparatos telefónicos tradicionales, una y bones esta teunoloxía trabaya con teléfonos especiales (IP o SIP) nun siendo que se incorporen equipos especiales.

La bona noticia ye que toles funciones extra que pueden brinda-y les centrales IP pueden llograse coles sos centrales tradicionales, solo débense coneutar ciertos módulos qu'incorporen la teunoloxía VoIP a les sos necesidaes. Toos sabemos que la calidá de tresmisión de les centrales tradicionales inda ye cimera. En realidá ye que yá nos acostumamos a la confiabilidad y a la fácil configuración de los equipos tradicionales, que remanen llinguaxes de programación bien senciellos.

Ver tamién

Referencies

↑ Tampoco se debe confundir «telefonía sobre IP» con ToIP (text over IP: 'testu sobre IP').
↑ Corletti Estrada, Alejandro (2016). Seguridad en Redes, Primer, Madrid: Moralzarzal, páx. 41-49. ISBN 978-84-617-5291-1. Consultáu'l 24 d'ochobre de 2016.

Enllaces esternos

Wikcionariu tien definiciones y otra información tocante a VoIP.
Voz sobre protocolu d'internet nel Open Directory Project.

[1] Tampoco se debe confundir «telefonía sobre IP» con ToIP (text over IP: 'testu sobre IP').

[2] Corletti Estrada, Alejandro (2016). Seguridad en Redes, Primer, Madrid: Moralzarzal, páx. 41-49. ISBN 978-84-617-5291-1. Consultáu'l 24 d'ochobre de 2016.

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