Beneficios de una Red VoIP

Una red VoIP ofrece una serie de beneficios significativos en comparación con la telefonía tradicional. Algunos de estos beneficios incluyen:

  • **Uso más eficiente del ancho de banda y equipos:** La tecnología VoIP permite optimizar el uso del ancho de banda, lo que resulta en un ahorro de costos.
  • **Menores costos de transmisión:** Las llamadas VoIP suelen ser más económicas que las llamadas tradicionales, especialmente para llamadas de larga distancia o internacionales.
  • **Gastos de red consolidados:** La integración de voz y datos en una sola red simplifica la infraestructura y reduce los costos de mantenimiento.

Componentes de una Red VoIP

Una red VoIP se compone de varios elementos clave que trabajan en conjunto para permitir la transmisión de voz sobre IP. Algunos de los componentes más importantes son:

  • **Call Agent:** El Call Agent es responsable de gestionar las llamadas, incluyendo el enrutamiento, la señalización y el control de la sesión.
  • **MCU (Multipoint Control Unit):** La MCU se utiliza para conferencias multipunto, permitiendo que tres o más participantes se unan a una misma llamada.
  • **Voice Gateway:** El Voice Gateway se encarga de conectar la red VoIP con la red telefónica tradicional (PSTN), permitiendo la interoperabilidad entre ambos sistemas.

Interfaces Analógicas en una Red VoIP

Las interfaces analógicas se utilizan para conectar dispositivos analógicos, como teléfonos tradicionales, a la red VoIP. Las tres interfaces analógicas más comunes son:

  • **FXS (Foreign Exchange Station):** La interfaz FXS se utiliza para conectar un teléfono analógico a la red VoIP.
  • **FXO (Foreign Exchange Office):** La interfaz FXO se utiliza para conectar una línea telefónica analógica (PSTN) a la red VoIP.
  • **E&M (Ear and Mouth):** La interfaz E&M se utiliza para conectar un PBX (Private Branch Exchange) a la red VoIP.

Fases del Control de Llamadas

El control de llamadas en una red VoIP se divide en tres fases principales:

Call Setup

En esta fase se determina la disponibilidad de ancho de banda. Si hay suficiente ancho de banda, se establece la llamada. Si no hay suficiente ancho de banda, se genera una señal de ocupado.

Call Maintenance

Durante esta fase se monitorizan los parámetros de calidad de la llamada, como la pérdida de paquetes, el jitter y el retardo. La llamada se mantiene o se termina en función de la calidad de la conexión.

Call Teardown

En esta fase se notifica a los dispositivos que liberen los recursos utilizados durante la llamada. Los recursos quedan disponibles para futuras llamadas.

Control de Llamadas Distribuida y Centralizada

Control de Llamadas Centralizado

En el control de llamadas centralizado, un dispositivo externo (Call Agent) gestiona la señalización y el procesamiento de las llamadas. La puerta de enlace se encarga de traducir las señales de audio en paquetes de voz después de que se establece la llamada.

Control de Llamadas Distribuida

En el control de llamadas distribuida, los dispositivos realizan el establecimiento, mantenimiento y desmontaje de la llamada sin la intervención de un Call Agent externo.

Telefonía Analógica vs. Telefonía Digital

Para utilizar dispositivos de telefonía analógica en una red VoIP, se requiere un **Voice Gateway** para convertir la señal analógica a digital.

El principal beneficio de utilizar dispositivos de telefonía digital en ambos extremos es que **no se requiere la transformación de la voz**, ya que los dispositivos IP incorporan los codecs necesarios.

¿Qué es un DSP?

Un **DSP (Procesador de Señal Digital)** convierte las señales de voz analógicas en formato digital y viceversa. También proporciona funciones como la compresión de voz, la transcodificación y las conferencias.

Fase del Control de Llamadas que Determina la Disponibilidad del BW

La fase **Call Setup** es la que determina la disponibilidad del ancho de banda (BW).

Fases de la Conversión Analógico/Digital

  • **Muestreo:** El DSP muestrea periódicamente la señal analógica.
  • **Cuantificación:** El DSP asigna un valor numérico a cada muestra.
  • **Compresión:** El DSP comprime las muestras de voz para reducir los requisitos de ancho de banda.

Teorema de Nyquist y la Calidad de la Voz en VoIP

El **Teorema de Nyquist** establece que la frecuencia de muestreo debe ser al menos el doble del ancho de banda de la señal para poder reconstruirla correctamente. Si la frecuencia de muestreo es demasiado baja, se produce una pérdida de calidad de la voz.

Ancho de Banda de 64 Kbps para un Canal DS0

Una conexión T1 se compone de 24 canales DS0 de 64 Kbps, lo que da un ancho de banda total de 1.544 Mbps. En Europa y otras partes del mundo, se utiliza el circuito E1, que se compone de 32 canales de 64 Kbps, lo que da un ancho de banda total de 2.048 Mbps.

Tipos de Cuantificación

Cuantificación Lineal

  • Bajo SNR en señales pequeñas (peor calidad de voz).
  • Superior SNR en señales grandes (mejor calidad de voz).

Cuantificación Logarítmica

  • SNR uniforme para todas las señales.
  • Mayor granularidad para señales inferiores.
  • Corresponde al comportamiento logarítmico del oído humano.

Valores Asignados a una Muestra Digital

Una muestra digital puede ser asignada a dos valores: **0 y 1**.

¿Qué es el Ruido de Cuantificación?

El **ruido de cuantificación** es el error introducido durante el proceso de cuantificación, cuando se asigna un valor discreto a una muestra analógica continua.

¿Qué es TDM y su Utilidad en Telefonía?

**TDM (Multiplexación por División de Tiempo)** es una técnica que permite la transmisión de varias señales digitales a través de un mismo canal, dividiendo el tiempo en intervalos y asignando un intervalo a cada señal.

¿Qué es Companding?

**Companding** es una técnica de compresión y expansión que se utiliza para mejorar la calidad de la voz en la telefonía digital. Existen dos métodos principales: **Mu-law** (utilizado en Norteamérica y Japón) y **A-law** (utilizado en Europa y otras partes del mundo).

¿Qué es PCM?

**PCM (Modulación por Impulsos Codificados)** es la representación digital de una señal analógica. La señal se muestrea periódicamente y se cuantifica para obtener una serie de valores digitales.

Codec Estándar que Usa 64 Kbps

El codec estándar que utiliza 64 Kbps es **G.711**.

¿Para qué se Usa MOS y de Cuántos Niveles está Compuesto?

**MOS (Mean Opinion Score)** es una medida de la calidad de la voz percibida. Se expresa en una escala del 1 al 5, donde 1 es la peor calidad y 5 es la mejor calidad.

¿Qué es Transcoding y Cuándo es Necesario Usarlo?

**Transcoding** es la conversión de un codec a otro. Se utiliza cuando dos dispositivos que se comunican utilizan codecs diferentes.

Implicaciones del Uso de 8 Bits en la Cuantificación

El uso de 8 bits en la cuantificación permite representar la señal con 256 niveles diferentes. Esto proporciona una calidad de voz adecuada para la mayoría de las aplicaciones de telefonía.

Frecuencia de Muestreo Recomendable Según el Teorema de Nyquist

El **Teorema de Nyquist** recomienda una frecuencia de muestreo al menos el doble del ancho de banda de la señal para una reconstrucción precisa.