¿Que es VoIP? ¿Que es la Telefonía IP?
VoIP proviene del ingles Voice Over
Internet Protocol, que significa "voz sobre un protocolo de
internet". Básicamente VoIP es un método por el cual tomando señales de
audio analógicas del tipo de las que se escuchan cuando uno habla por teléfono
se las transforma en datos digitales que pueden ser transmitidos a traves de
internet hacia una dirección IP determinada.
¿Porque usar VoIP?
El VoIP permite la unión de dos mundos
históricamente separados, el de la transmisión de voz y el de la transmisión de
datos. Entonces, el VoIP no es un servicio sino una tecnología. VoIP puede
transformar una conexión standard a internet en una plataforma para realizar
llamadas gratuitas por internet. Usando algunos de los software gratuitos para
llamadas VoIP que están disponibles en internet estamos salteándonos a las
compañías tradicionales de telefonía, y por consiguiente, sus tarifas.
En el pasado, las conversaciones
mediante VoIP solían ser de baja calidad, esto se vio superado por la
tecnología actual y la proliferación de conexiones de banda ancha, hasta tal
punto llego la expansión de la telefonía ip que existe la posibilidad de que
usted sin saberlo ya haya utilizado un servicio VoIP, por ejemplo, las
operadoras de telefonía convencional, utilizan los servicios del VoIP para
transmitir llamadas de larga distancia y de esta forma reducir costos.
Se sabe que va a llevar algún tiempo
pero es seguro que en un futuro cercano desaparecerán por completo las linas de
teléfono convencionales que utilizamos en nuestra vida cotidiana, el avance
tecnológico indica que estas serán muy probablemente reemplazadas por la
telefonía IP.
¿Como funciona el
VoIP? ¿Como funciona la Telefonía IP?
Para entender como funciona el VoIP
primero se debe entender como funcionan las linas de teléfono convencionales,
por eso siga leyendo el próximo apartado que trata este tema.
Telefonia
IP vs. Telefonia Convencional
Los sistemas de telefonía tradicional
están guiados por un sistema muy simple pero ineficiente denominado conmutación
de circuitos. La conmutación de circuitos a sido usado por las operadoras
tradicionales por mas de 100 años. En este sistema cuando una llamada es
realizada la conexión es mantenida durante todo el tiempo que dure la
comunicación. Este tipo de comunicaciones es denominada "circuito"
porque la conexión esta realizada entre 2 puntos hacia ambas direcciones. Estos
son los fundamentos del sistema de telefonía convencional.
¿Como funciona una comunicación
en Telefonía IP?
Para entender como funciona una
comunicación en telefonía IP primero vamos a definir como funciona una
comunicación mediante el sistema de telefonía convencional de conmutación de
circuitos.
Así es como funciona una llamada típica en un sistema de
telefonía convencional:
1.
Se
levanta el teléfono y se escucha el tono de marcado. Esto deja saber que existe
una conexión con el operador local de telefonía.
2.
Se
disca el número de teléfono al que se desea llamar.
3.
La
llamada es transmitida a trabes del conmutador (switch) de su operador apuntando
hacia el teléfono marcado.
4.
Una
conexión es creada entre tu teléfono y la persona que se esta llamando,
entremedio de este proceso el operador de telefonía utiliza varios conmutadores
para lograr la comunicación entre las 2 líneas.
5.
El
teléfono suena a la persona que estamos llamando y alguien contesta la llamada.
6.
La
conexión abre el circuito.
7.
Uno
habla por un tiempo determinado y luego cuelga el teléfono.
8.
Cuando
se cuelga el teléfono el circuito automáticamente es cerrado, de esta manera
liberando la línea y todas las líneas que intervinieron en la comunicación.
Ahora, para definir como funciona una
comunicación en un entorno VoIP, vamos a suponer que las dos personas que se
quieren comunicar tienen servicio a traves de un proveedor VoIP y los dos tienen
sus teléfonos analógicos conectados a traves de un adaptador digital-analógico
llamado ATA.
Así funcionaria una comunicación mediante Telefonía VoIP
entre estos 2 teléfonos:
1.
Se
levanta el teléfono, lo que envía una señal al conversor analógico-digital llamado
ATA.
2.
El
ATA recibe la señal y envía un tono de llamado, esto deja saber que ya se tiene
conexión a internet.
3.
Se
marca el numero de teléfono de la persona que se desea llamar, los números son
convertidos a digital por el ATA y guardados temporalmente.
4.
Los
datos del número telefónico son enviados a tu proveedor e VoIP. Las
computadoras de tu proveedor VoIP revisan este numero para asegurarse que esta
en un formato valido.
5.
El
proveedor determina a quien corresponde este número y lo transforma en una dirección
IP.
6.
El
proveedor conecta los dos dispositivos que intervienen en la llamada. En la
otra punta, una señal es enviada al ATA de la persona que recibe la llamada
para que este haga sonar el teléfono de la otra persona.
7.
Una
vez que la otra persona levanta el teléfono, una comunicación es establecida
entre tu computadora y la computadora de la otra persona. Esto significa que
cada sistema esta esperando recibir paquetes del otro sistema. En el medio, la
infraestructura de internet maneja los paquetes de voz la comunicación de la
misma forma que haría con un email o con una página web. Cada sistema debe
estar funcionando en el mismo protocolo para poder comunicarse. Los sistemas
implementan dos canales, uno en cada dirección.
8.
Se
habla por un periodo de tiempo. Durante la conversación, tu sistema y el
sistema de la persona que se esta llamando transmiten y reciben paquetes entre
si.
9.
Cuando
se termina la llamada, se cuelga el teléfono. En este momento el circuito es
cerrado.
10.
El
ATA envía una señal al proveedor de Telefonía IP informando que la llamada a
sido concluida.
¿Porque
la Telefonía IP es más barata?
Para explicar esto vamos a definir los
gastos que implicaba una comunicación por conmutación de circuitos. A comienzos
de la telefonía convencional, a mediados de 1960, cada llamada debía tener un
cable dedicado yendo de una punta a la otra de la comunicación durante todo el
tiempo que durara la misma. Entonces, si por ejemplo una persona ubicada en
Argentina tuviera que realizar un llamado a otra persona en España los
conmutadores de su operadora telefónica conectarían cables a lo largo de todo
el recorrido para formar un camino entre los 2 extremos de la comunicación.
En este caso si la llamada durara 10
minutos se usarían esos cables conmutados que van a lo largo de todo el
recorrido entre España y Argentina a lo largo de la duración de la
conversación. Esto hacia que las comunicaciones a larga distancia fueran muy
caras.
La Conmutación de Circuitos Hoy
en Día:
Hoy en día las comunicaciones telefónicas
son mucho mas eficientes por eso cuestan menos. Las voces son digitalizadas, y
tu voz, puede viajar junto con muchas otras a trabes de un cable de fibra
óptica por la mayoría del trayecto (sigue habiendo un pedazo de cable dedicado,
que es el que va justo hacia tu casa). Esas llamadas son transmitidas a una
calidad de 64kb por segundo (kbps) en cada dirección, por un total de
transmisión de 128kb (64kb de ida y 64kb de vuelta). Como existen 8Kb en un
KiloByte (KB), esto se transada en una transmisión de 16KB por cada segundo que
el circuito esta abierto, y 960KB cada minuto que esta abierto. Entonces, en
una comunicación de 10 minutos, el total transmitido seria de 9,600KB, lo que
es prácticamente equivalente a 10 megas. Si observaras una conversación típica
te darías cuenta fácilmente que mucha de esta información es malgastada.
Los Tiempos Muertos en las
Comunicaciones:
Cuado estas hablando, la otra parte esta
escuchando, lo que significa que solo la mitad de la conexión se encuentra en
uso en un momento dado. Basado en eso, podemos deducir que se podría cortar el
tamaño de la conversación justo a la mitad, osea 4,7MB siempre manteniendo la
misma calidad de comunicación.
Además, una gran cantidad de tiempo en las
conversaciones es tiempo muerto, tiempo en el que ninguno de los dos habla. Si
pudiéramos remover esos intervalos de tiempo muerto el tamaño de la
conversación seria todavía más pequeño. Entonces, en lugar de enviar una cadena
continua de bits (ambos de silencio o ruidos), que pasaría si solo enviamos paquetes
en los momentos que se produce ruido, cuando se crean. Esa es la base del
intercambio de paquetes, la alternativa a conmutación de paquetes.
Intercambio de Paquetes en la Telefonia IP
Mientras que la conmutación de paquetes
mantiene la conexión abierta y constante, el intercambio de paquetes que
utilizan la telefonía IP solo abre una pequeña conexión, suficientemente
extensa para enviar una pequeña porción de información llamada paquete, de un
sistema a otro, esto funciona así:
- La
computadora que envía divide la información en pequeños paquetes, con una
dirección en cada un indicando a los dispositivos de red donde enviar los
mismos.
- Adentro
de cada paquete hay una porción de la información que se esta enviando, la
voz.
- La
computadora emisora envía un paquete al router más cercano y se olvida del
mismo. El router cercano envía el paquete a otro router que se encuentre
mas cerca del destino, ese router se lo envía a otro que se encuentra
todavía mas cerca del destino, ese a otro mas cerca, y así..
- Cuando
la computadora receptora finalmente recibe los paquetes (que pueden haber
tomado caminos completamente diferentes para haber llegado ahi). Usa las
instrucciones contenidas en los paquetes para rearmar los datos en su
estado original.
- El
intercambio de paquetes es muy eficiente. Deja a la red enviar los
paquetes a lo largo de las rutas menos congestionadas. También libera a
las computadoras de forma que estas pueden también aceptar información
proveniente de otras computadoras.
Tipos de Comunicación en la Telefonia IP
Utilizando VoIP no existe solo una sola
forma de realizar una llamada, vamos a analizar las distintas opciones que nos
presenta esta tecnología:
- ATA:
(analog telephone adaptor) Esta es la forma mas simple. Este adaptador
permite conectar teléfonos comunes (de los que utilizamos en la telefonía
convencional) a su computadora o a su red para utilizarlos con VoIP. El
adaptador ATA es básicamente un transformador de analógico a digital.
Este toma la señal de la linea de teléfono tradicional y la convierte en datos digitales listos para ser transmitidos a trabes de internet. Algunos proveedores de VOIP están regalando adaptadores ATA junto con sus servicios, estos adaptadores ya vienen preconfigurados y basta con enchufarlos para que comiencen a funcionar. - Teléfonos
IP (hardphones): Estos teléfonos a primera vista se ven como los teléfonos
convencionales, con un tubo, una base y cables. Sin embargo los teléfonos
ip en lugar de tener una ficha RJ-11 para conectar a las líneas de
teléfono convencional estos vienen con una ficha RJ-45 para conectar
directamente al router de la red y tienen todo el hardware y software
necesario para manejar correctamente las llamadas VOIP. Próximamente,
teléfonos celulares con Wi-Fi van a estar disponibles permitiendo llamadas
VOIP a personas que utilicen este tipo de teléfonos siempre que exista
conectividad a internet.
- Computadora
a Computadora: Esta es la manera mas fácil de utilizar VoIP, todo lo que
se necesita es un micrófono, parlantes y una tarjeta de sonido, además de
una conexión a internet preferentemente de banda ancha. Exceptuando los
costos del servicio de internet usualmente no existe cargo alguno por este
tipo de comunicaciones VoIP entre computadora y computadora, no importa
las distancias.
Ventajas de la Telefonia IP, ¿Porque utilizar VoIP?
La primer ventaja y la mas importante
es el costo, una llamada mediante telefonía voip es en la mayoría de los casos
mucho mas barata que su equivalente en telefonía convencional.
Esto es básicamente debido a que se utiliza la misma red para la transmisión de datos y voz, la telefonía convencional tiene costos fijos que la telefonía IP no tiene, de ahi que esta es mas barata. Usualmente para una llamada entre dos teléfonos IP la llamada es gratuita, cuando se realiza una llamada de un teléfono ip a un teléfono convencional el costo corre a cargo del teléfono ip.
Esto es básicamente debido a que se utiliza la misma red para la transmisión de datos y voz, la telefonía convencional tiene costos fijos que la telefonía IP no tiene, de ahi que esta es mas barata. Usualmente para una llamada entre dos teléfonos IP la llamada es gratuita, cuando se realiza una llamada de un teléfono ip a un teléfono convencional el costo corre a cargo del teléfono ip.
Existen otras
ventajas mas allá del costo para elegir a la telefonía IP:
- Con
VoIP uno puede realizar una llamada desde cualquier lado que exista
conectividad a internet. Dado que los teléfonos IP transmiten su
información a trabes de internet estos pueden ser administrados por su
proveedor desde cualquier lugar donde exista una conexión. Esto es una
ventaja para las personas que suelen viajar mucho, estas personas pueden
llevar su teléfono consigo siempre teniendo acceso a su servicio de
telefonía IP.
- La
mayoría de los proveedores de VOIP entregan características por las cuales
las operadoras de telefonía convencional cobran tarifas aparte. Un
servicio de VOIP incluye:
- Identificación
de llamadas.
- Servicio
de llamadas en espera
- Servicio
de transferencia de llamadas
- Repetir
llamada
- Devolver
llamada
- Llamada
de 3 líneas (three-way calling).
- En
base al servicio de identificación de llamadas existen también
características avanzadas referentes a la manera en que las llamadas de un
teléfono en particular son respondidas. Por ejemplo, con una misma llamada
en Telefonía IP puedes:
- Desviar
la llamada a un teléfono particular
- Enviar
la llamada directamente al correo de voz
- Dar
a la llamada una señal de ocupado.
- Mostrar
un mensaje de fuera de servicio
Desventajas de la Telefonia IP
Aun hoy en dia existen problemas en la
utilización de VoIP, queda claro que estos problemas son producto de
limitaciones tecnológicas y se verán solucionadas en un corto plazo por la
constante evolución de la tecnología, sin embargo algunas de estas todavía
persisten y se enumeran a continuación.
- VoIP
requiere de una conexión de banda ancha! Aun hoy en dia, con la constante
expansión que están sufriendo las conexiones de banda ancha todavía hay
hogares que tienen conexiones por modem, este tipo de conectividad no es
suficiente para mantener una conversación fluida con VoIP. Sin embargo,
este problema se vera solucionado a la brevedad por el sostenido
crecimiento de las conexiones de banda ancha.
- VoIP
requiere de una conexión eléctrica! En caso de un corte eléctrico a
diferencia de los teléfonos VoIP los teléfonos de la telefonía
convencional siguen funcionando (excepto que se trate de teléfonos
inalámbricos). Esto es así porque el cable telefónico es todo lo que un
teléfono convencional necesita para funcionar.
- Llamadas
al 911: Estas también son un problema con un sistema de telefonía VOIP.
Como se sabe, la telefonía ip utiliza direcciones IP para identificar un
numero telefónico determinado, el problema es que no existe forma de
asociar una dirección ip a un área geográfica, como cada ubicación
geográfica tiene un numero de emergencias en particular no es posible
hacer una relación entre un numero telefónico y su correspondiente sección
en el 911. Para arreglar esto quizás en un futuro se podría incorporar
información geográfica dentro de los paquetes de transmisión del VOIP.
- Dado
que VOIP utiliza una conexión de red la calidad del servicio se ve
afectado por la calidad de esta línea de datos, esto quiere decir que la
calidad de una conexión VoIP se puede ver afectada por problemas como la
alta latencia (tiempo de respuesta) o la perdida de paquetes. Las
conversaciones telefónicas se pueden ver distorsionadas o incluso cortadas
por este tipo de problemas. Es indispensable para establecer
conversaciones VOIP satisfactorias contar con una cierta estabilidad y
calidad en la línea de datos.
- VOIP
es susceptible a virus, gusanos y hacking, a pesar de que esto es muy raro
y los desarrolladores de VOIP están trabajando en la encriptación para
solucionar este tipo de problemas.
- En
los casos en que se utilice un softphone la calidad de la comunicación
VOIP se puede ver afectada por la PC, digamos que estamos realizando una
llamada y en un determinado momento se abre un programa que utiliza el
100% de la capacidad de nuestro CPU, en este caso critico la calidad de la
comunicación VOIP se puede ver comprometida porque el procesador se
encuentra trabajando a tiempo completo, por eso, es recomendable utilizar
un buen equipo junto con su configuración voip.
De todos modos, con la evolución
tecnologica la telefonía IP va a superar estos problemas, y se estima que
reemplaze a la telefonía convencional en el corto plazo.
Codecs en la Telefonia IP, Codecs VoIP
Un Codec, que viene del ingles
coder-decoder, convierte una señal de audio analógico en un formato de audio
digital para transmitirlo y luego convertirlo nuevamente a un formato
descomprimido de señal de audio para poder reproducirlo. Esta es la esencia del
VoIP, la conversión de señales entre analógico-digital.
Tipos de codecs en
la Telefonía IP
Los codecs realizan esta tarea de
conversión tomando muestras de la señal de audio miles de veces por segundo.
Por ejemplo, el codec G.711 toma 64,000 muestras por segundo. Convierte cada
pequeña muestra en información digital y lo comprime para su transmisión.
Cuando las 64,000 muestras son reconstruidas, los pedacitos de audio que se
pierden entre medio de estas son tan pequeños que es imposible para el oído
humano notar esta perdida, esta suena como una sucesión continua de audio.
Existen diferentes frecuencias de muestre de la señal en VOIP, esto depende del
codec que se este usando.
- 64,000
veces por segundo
- 32,000
veces por segundo
- 8,000
veces por segundo
Un codec G728A tiene una frecuencia de
muestreo de 8,000 veces por segundo y esta el codec mayormente usado en VoIP.
Tiene el balance justo entre calidad de sonido y eficiencia en el uso de ancho
de banda.
Como Funcionan los
Codecs VoIP
Los codecs operan usando algoritmos avanzados
que les permiten tomar las muestras, ordenas, comprimir y empaquetar los datos.
El algoritmo CS-ACELP (conjugate-structure algebraic-code-excited linear
prediction) es uno de los algoritmos mas comunes en VoIP. CS-ACELP ayuda a
organizar el ancho de banda disponible.
El anexo B de este algoritmo CS-ACELP
es el que crea la regla que dice "si ninguno esta transmitiendo, no mandar
ninguna información". Como aprendimos anteriormente la eficiencia creada
por esta regla es una de las cosas mas importantes en las que el intercambio de
paquetes es superior a la conmutación de circuitos. Es el Anexo B en este
algoritmo CS-ACEPL que es responsable de este regla en las llamadas VoIP.
Protocolos
en la Telefonia IP, Protocolos VoIP
Existen varios protocolos comúnmente
usados para VOIP, estos protocolos definen la manera en que por ejemplo los
codecs se conectan entre si y hacia otras redes usando VoIP. Estos también
incluyen especificaciones para codecs de audio.
El Protocolo H.323
El protocolo mas usado es el H.323, un
standard creado por la International Telecomunication Union (ITU) (link) H323
es un protocolo muy complejo que fue originalmente pensado para
videoconferencias. Este provee especificaciones para conferencias interactivas
en tiempo real, para compartir data y audio como aplicaciones VoIP. Actualmente
H323 incorpora muchos protocolos individuales que fueron desarrollados para
aplicaciones específicas.
CUADRITO
ROBAR
Como
pueden ver H.323 es una larga colección de protocolos y especificaciones. Eso
es lo que lo permite ser usado en tantas aplicaciones. El problema con H.323 es
que no fue específicamente dirigido a VoIP.
El protocolo SIP
Una alternativa al H.323 surgió con el
desarrollo del Session Initiation Protocol (SIP). SIP es un protocolo mucho mas
lineal, desarrollado específicamente para aplicaciones de Voip. Más chicas y
más eficientes que H.323. SIP toma ventaja de los protocolos existentes para
manejar ciertas partes del proceso.
Uno de los desafíos que enfrenta el VoIP
es que los protocolos que se utilizan a lo largo del mundo no son siempre
compatibles. Llamadas VoIP entre diferentes redes pueden meterse en problemas
si chocan distintos protocolos. Como VoIP es una nueva tecnología, este
problema de compatibilidad va a seguir siendo un problema hasta que se genere
un standard para el protocolo VoIP.
