ASPECTOS CRÍTICOS A TENER EN CUENTA

Las redes de datos están orientadas a las aplicaciones distribuidas tradicionales que no presentan exigencias de calidad e inmediatez en el envío de la información, como se requiere en el tráfico de voz en tiempo real. La voz debe cumplir con las exigencias de la calidad del servicio y aunque no consume demasiado ancho de banda, tiene una baja tolerancia al retardo y al jitter. El objetivo es que ambos tipos de tráfico sean soportados por la misma red de comunicaciones y ésta sea capaz de adoptar medidas sobre los factores que determinan la calidad en el tráfico de voz, como son la disponibilidad, el jitter, las pérdidas, el retardo, el ancho de banda y el eco.

 Disponibilidad. La disponibilidad de un sistema es una medida de probabilidad en el que un sistema estará en condiciones de funcionamiento. Las redes telefónicas convencionales presentan unos valores de disponibilidad muy elevados, en torno al 99,999% (los 5 nueves). Sin embargo, las redes de datos no alcanzan estos niveles de disponibilidad.

Para garantizar la disponibilidad del servicio en un entorno de VoIP, habrá que implementar mecanismos de redundancia en los componentes críticos del sistema, de forma que se aumente el valor de disponibilidad para la red de voz. La clave para la tolerancia a fallos en cualquier sistema es la redundancia, por lo que deberemos de replicar los componentes encargados del control de llamadas, la señalización y las pasarelas.

La replicación de todos los elementos de la red de VoIP no es una solución viable y deben complementarse con otros mecanismos adicionales como encaminamientos alternativos de llamadas, sistemas de alimentación ininterrumpida, etc.

 Jitter. El jitter es la variación en el retardo de los paquetes recibidos. Esta variación en el tiempo de llegada de los paquetes puede ser causada por congestión en la red, perdida de sincronización o por las diferentes rutas seguidas por los paquetes para

51 llegar al destino. El tráfico de voz es muy sensible a estas variaciones de retardo y en las redes de datos lo más probable es que los paquetes que se generan en un origen, no sigan el mismo camino hasta llegar a su destino. Esto puede generar retardos de encolado y propagación que provoque que en el destino no se entreguen en el orden correcto.

Para absorber estas variaciones se utilizan buffers de supresión de jitter, que almacenan los paquetes durante el tiempo suficiente para que los que hayan llegado fuera de secuencia, puedan reordenarse antes de reproducirse en el destino.

Esta supresión de jitter introduce un retardo adicional que puede afectar a la calidad de voz resultante, por lo que idealmente el tamaño del buffer debería variar dinámicamente con las condiciones de la red durante su funcionamiento.

Según las recomendaciones, valores de jitter inferiores a 100 ms pueden ser corregidos. Valores superiores deberían minimizarse para que la calidad de la conversación no se vea afectada.

 Pérdida de paquetes. Las comunicaciones en tiempo real están basadas en el protocolo UDP. Este protocolo no está orientado a la conexión y si se produce una pérdida de paquetes no se reenviará. Además, la pérdida de paquetes también se produce por descartes de paquetes que no llegan a tiempo al receptor.

Sin embargo, la voz es bastante predictiva y si se pierden paquetes aislados se puede recomponer la voz de una manera bastante óptima. El problema es mayor cuando se producen pérdidas de paquetes en ráfagas.

La pérdida de paquetes máxima admitida para que no se degrade la comunicación deber ser inferior al 1%. Pero es bastante dependiente del códec que se utiliza. Cuanto mayor sea la compresión del códec, más pernicioso es el efecto de la pérdida de paquetes. Una pérdida del 1% degrada más la comunicación si se usa el códec G.729 en vez del G.711.

Para evitar la pérdida de paquetes, en redes con congestión o de baja velocidad, en ocasiones se emplea una técnica que consiste en no transmitir los silencios.

Este fenómeno puede estar también bastante relacionado con el jitter y el jitter buffer.

 Retardo o latencia. La latencia se define como el tiempo que tarda un paquete en llegar desde la fuente al destino. Las comunicaciones en tiempo real como la voz son muy sensibles a este efecto y el tiempo empleado en la codificación, empaquetado y el

52 tránsito por todos los elementos de la red por los que pase, contribuirán al incremento de este parámetro.

La latencia o retardo entre el punto inicial y final de la comunicación debiera ser inferior a 150 ms o 200 ms, según la recomendación G.144 de la ITU-T. Este es el denominado retardo máximo aceptable, que marca el umbral por encima del cual la calidad de la voz resultante es inaceptable. El oído humano es capaz de detectar latencias de unos 250 ms, 200 ms en el caso de personas bastante sensibles. Si se supera ese umbral la conversación resulta imposible.

 Ancho de Banda. El ancho de banda (BW, BandWidth) de una red puede definirse como la cantidad máxima de información que la red es capaz de transportar por unidad de tiempo. Este es uno de los requerimientos que debe cumplir una red de voz sobre paquetes para ofrecer la calidad adecuada. En general, el ancho de banda medio de la red debe ser:

De esta forma reservamos un margen del 25% para hacer frente a posibles picos de tráfico. Al garantizar un ancho de banda suficiente, reducimos la probabilidad de incurrir en pérdidas, retardos y jitter que tengan un impacto considerable en la calidad del servicio.

El sobredimensionamiento de la red no garantiza que los factores que influyen en la calidad del servicio sean resueltos definitivamente y deberán estudiarse cada uno de ellos para tomar las medidas adecuadas.

Además, para optimizar el uso del ancho de banda podemos adoptar mecanismos de compresión de la voz, que aunque suponen una pérdida de calidad, muchas veces es asumible y compensado por los ahorros derivados de la adecuación de los caudales de las líneas de comunicaciones contratadas.

o Supresión de silencios. La supresión de silencios es un mecanismo complementario a la utilización de códecs, que aprovecha el hecho de que en las comunicaciones telefónicas se producen silencios producidos por pausas en las conversaciones, que serían transmitidas igualmente en forma de paquetes de datos. Existe una técnica de detección de actividad, de supresión de silencios o VAD (Voice Activity Detection), que utiliza estos instantes que no son paquetizados, para introducir otras conversaciones y optimizar así el uso

53 de la red de comunicaciones. Este mecanismo puede activarse en diferentes puntos de la red como en los router, pasarelas o PBX IP.

 Eco. El eco es un fenómeno común de las redes telefónicas convencionales y se produce cuando el emisor escucha parte de su propia voz.

El eco puede ser acústico, generado fundamentalmente por acoplamiento entre el micrófono y el auricular del teléfono, o bien eco eléctrico, como consecuencia de la desadaptación de impedancias en el extremo del receptor.

En las redes de VoIP, este efecto sólo será producido en tramos analógicos de la red de voz, que son los susceptibles de sufrir ecos (circuitos de cola). El hecho de que el terminal telefónico emplee un par de hilos y las redes telefónicas convencionales dos pares (Tx y Rx) entre el bucle telefónico del usuario y la central de conmutación, provoca que en la conversión se produzca una desadaptación de impedancias que refleja parte de la señal incidente y que viajará junto con la voz del otro extremo, provocando el fenómeno del eco.

Para disminuir los efectos del eco, algunas pasarelas y teléfonos IP incluyen canceladores de eco que tratan de neutralizarlo.