Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
1
Voz, Video y Telefonía
Sobre redes IP
Ing. José Joskowicz
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
2
2Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz
Introducción
Voz, Video y Telefonía sobre IP
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
3
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 3
Voz, Video y Telefonía sobre IP
� Voz sobre redes de datos
� Video sobre redes de datos
� Calidad de voz sobre redes IP
� Calidad de video sobre redes IP
� Calidad de Servicio en redes de datos
� Voz y Video sobre Redes Inalámbricas
� Protocolos de VoIP� H.323
� SIP
� Gestión de proyectos de VoIP
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
4
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 4
Introducción
� ¿Por qué unificar?
� Bajar costos operativos
� Bajar costos de administración
� Mejorar las prestaciones
� Mejorar la productividad
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
5
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 5
Aumento de Tráfico de Voz de Larga Distancia Internacional (ILD)
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
6
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 6
Evolución de Precios de Larga Distancia Internacional (ILD)
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
7
7Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz
Voz sobre Redes de Datos
Voz, Video y Telefonía sobre IP
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
8
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 8
Codificación de la voz
8 k bit/s speech (Conjugate structure- algebraic code excited linear prediction or CS-ACELP)
G.729
8.8 kb/s (Linear Prediction Coefficients LPC)RTAudio
Silence CompressionG.729 Annex B
Reduce Complexity G.729 Annex A
16 k bit/s speechG.728
Dual Rate Speed at 6.4 and 5.3 k bit/s G.723.1
7 kHz speed at 48, 56 and 64K bit/s (hi-fi voice)G.722
Audio encoding at 64 k bit/s (µ-law and A-law)G.711
DescripciónAlgoritmo
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
9
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 9
� Para poder transmitir las muestras
codificadas de voz sobre redes de datos, es necesario armar “paquetes”.
� Es necesario “juntar” varias muestras para
armar un paquete.
� Cada paquete tiene una cantidad mínima de
información (bytes) de control
� Cabezal del paquete
� Origen, destino
� Etc.
Paquetización de la voz
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
10
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 10
Transmisión de voz sobre redes de datos
Flujo de voz, 64 kb/s
RTP
UDP
IP
Ethernet
Sobrecarga
Ventana
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
11
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 11
RTP – Real Time Protocol
� Es un protocolo para tranmisión de datos de tiempo real (audio y video) sobre IP
� Está originalmente estandarizado en el RFC 1889, reemplazado por el RFC 3550
� Se basa en UDP
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
12
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 12
RTP - Cabezal
V PX CC M PT Sequence number
Timestamp
synchronization source (SSRC) identifier
contributing source (CSRC) identifiers
…….
32 bits
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
13
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 13
� Payload type (7 bits)
RTP - Cabezal
Payload Type Formato Medio Clock Rate
0 PCM mu-law Audio 8 kHz
3 GSM Audio 8 kHz
4 G.723 Audio 8 kHz
8 PCM A-law Audio 8 kHz
9 G.722 Audio 8 kHz
14 MPEG Audio Audio 90 kHz
15 G.728 Audio 8 kHz
18 G.729 Audio 8 kHz
26Motion JPEG
Video 90 kHz
31 H.261 Video 90 kHz
34 H.263 Video 90 kHz
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
14
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 14
� Sequence number ( 16 bits)� Número secuencial, generado en el origen. Es usado por el receptor para detectar paquetes perdidos
� Time Stamp (32 bits)� Marca horaria, del momento de la generación del primer byte de la muestra enviada en el paquete
� Synchronization Source Identifier (32 bits)� Identifica el origen
RTP - Cabezal
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
15
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 15
RTCP –RTP Control Protocol
� El RFC 3550 establece, además del protocolo RTP, un protocolo de control,
RTCP
� Encargado de enviar periódicamente
paquetes de control entre los participantes
de una sesión
� Proveer realimentación acerca de la calidad
de los datos distribuidos (por ejemplo, de la
calidad percibida de VoIP).
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
16
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 16
Ancho de banda para Ley A
Ventana = 20 ms
� Bytes de voz/trama = 64 kb/s * 20 ms / 8 = 160 bytes
� Bytes de paquete IP = 160 + 40 = 200 bytes
� Bytes de Trama Ethernet = 200 + 26 = 226 bytes
� Ancho de banda LAN = 226 * 8 / 20 ms = 90.4 kb/s
� Este ancho de banda es para la voz en UN sentido. Se debe
duplicar para tener en cuenta ambos sentidos
Ethernet
26 bytes
IP (UDP + RTP)
40 bytes
20 ms de voz
160 bytes
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
17
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 17
Ancho de banda
� Bytes de voz/trama = Velocidad de muestreo * duración de trama /8
� Bytes de paquete IP = Bytes de
voz/trama + 40
� Bytes de Trama Ethernet = Bytes de
paquete IP + 26
� Ancho de banda LAN = Bytes de Trama Ethernet * 8 / duración de trama
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
18
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 18
Ancho de banda de LAN sin supresión de silencios
Tipo de
Codec
Duración
de Trama
(ms)
Bytes de
voz/Trama
Bytes de
paquete IP
Bytes de
trama
Ethernet
Ancho de
Banda en
LAN (kbps)
G.711 10 80 240 292 233,6
(64 kbps) 20 160 400 452 180,8
30 240 560 612 163,2
G.729 10 10 100 152 121,6
(8 kbps) 20 20 120 172 68,8
30 30 140 192 51,2
G.723.1
(6.3 kbps) 30 24 127 179 47,8
G.723.1
5.3 kbps 30 20 120 172 45,8
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
19
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 19
Tipo de
Codec
Duración
de Trama
(ms)
Bytes de
voz/Trama
Bytes de
paquete IP
Bytes de
trama
Ethernet
Ancho de
Banda en
LAN (kbps)
G.711 10 80 120 146 116,8
(64 kbps) 20 160 200 226 90,4
30 240 280 306 81,6
G.729 10 10 50 76 60,8
(8 kbps) 20 20 60 86 34,4
30 30 70 96 25,6
G.723.1
(6.3 kbps) 30 24 64 90 23,9
G.723.1
5.3 kbps 30 20 60 86 22,9
Ancho de banda de LAN con supresión de silencios
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
20
20Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz
Video sobre Redes de Datos
Voz, Video y Telefonía sobre IP
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
21
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 21
� JPEG (Joint Photographic Experts Group)� Diseñado para comprimir imágenes fijas, tanto en color como en blanco y negro
� Divide a la imagen en bloques de 8 x 8 píxeles, los que son procesados en forma independiente
� Dentro de cada uno de estos bloques, se aplica la transformada discreta de coseno (DCT) bidimensional, generando para cada bloque, una matriz de 8 x 8 coeficientes
Codificación de Video
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
22
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 22
� MPEG-1 � Originalmente diseñado por el “Moving Picture Experts Group” (MPEG) de la ISO
� Pensado para el almacenamiento y reproducción digital de aplicaciones multimedia desde dispositivos CD-ROM
� MPEG-2 � Pensado para proveer calidad de video desde la obtenida con NTSC/PAL y hasta HDTV, con velocidades de hasta 19 Mbps
Codificación de Video
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
23
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 23
Codificación en MPEG
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
24
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 24
Codificación en MPEG
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
25
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 25
MPEG-4 y AVC
� MPEG-4� Es la evolución de MPEG-1 y 2, y provee la tecnología base para la codificación en base a contenidos, y su almacenamiento, transmisión y manipulación
� Puede codificar múltiples “Objetos de video” (MVO –Multiple Video Objects)
� H.264/MPEG-4 Part 10 � JVT/H.26L/AVC (Advanced Video Coding) o H.264/AVC
� Con AVC, para una misma calidad de video, se logran mejoras en el ancho de banda requerido de aproximadamente un 50% respecto estándares anteriores
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
26
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 26
Comparación de codecs de video
NoSiSiSiCompatibilidad con estándares previos
AltaMediaMediaBajaComplejidad del codificador
64 kbps a 150 Mbps64 kbps a 2 Mbps2 a 15 Mbps< 1.5 MbpsAncho de banda
I,P,B,SI,SPI,P,BI,P,BI,P,B,DTipo de cuadros
385NoPerfiles
Si, con hasta 16 MVSiSiSiEstimación y compensación de movimiento
VLC, CAVLC, CABAC
VLCVLCVLCCodificación
4x48x88x88x8Tamaño de la muestra para aplicar la transformada
4x4 Integer transforDCT/DWTDCTDCTTransformada
8x8, 16x8, 8x16, 16x16, 4x8, 8x4,
4x4
16x168x8, 16x8
8x 88x8Tamaño del bloque
16x1616x1616x16, 16x816x16Tamaño del macro-bloque
H.264/MPEG-4 Part 10/AVC
MPEG-4MPEG-2MPEG-1Característica
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
27
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 27
Formatos de video
720 x 576SD
640 x 480VGA
1408 × 115216CIF
704 × 5764CIF
352 × 288CIF
176 × 144QCIF
128 × 96SQCIF
ResoluciónFormato
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
28
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 28
Ancho de Banda de Video
� El ancho de banda requerido depende de� Tipo de codificación utilizada (MPEG-1, 2, 4, H264, etc.)
� Resolución (tamaño de los cuadros SD, CIF, QCIF, etc.)
� Tipo de cuantización seleccionado
� Movimiento
� Textura
� La codificación de video es estadística, y depende de la imagen transmitida
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
29
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 29
Calidad vs Ancho de Banda
CIF - MPEG-2
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Bitrate (Mb/s)
MO
S
src2 src3
src4 src5
src7 src9
src10 src13
src14 src16
src17 src18
src19 src20
src21 src22
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
30
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 30
Calidad vs Ancho de Banda
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
31
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 31
“Tempete”
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
32
32Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz
Calidad de Voz en Redes IP
Voz, Video y Telefonía sobre IP
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
33
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 33
Calidad de la voz
� La calidad de la voz sobre redes de paquetes se ve afectada por varios factores� Compresión utilizada
� Pérdida de paquetes
� Demora
� Eco
� Jitter
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
34
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 34
Compresión
� El proceso de digitalización utilizado degrada la señal de voz.
� La degradación introducida depende de la técnica utilizada� Generalmente, a mayor “compresión” (menor ancho de banda), mayor degradación
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
35
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 35
Pérdida de paquetes
� A diferencia de las redes telefónicas, donde para cada conversación se establece sobre un vínculo “estable y seguro”, las redes de datos admiten la pérdida de paquetes.
� En aplicaciones de voz y video el audio y videoes “encapsulado” en paquetes y enviado, sin confirmación de recepción de cada paquete.
� Puede haber un porcentaje de paquetes que no llegan al destino
� Se escucha como interrupciones en la voz, o cortes de video
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
36
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 36
� Se deben a:
� Algoritmos de compresión
� G.711 (64 kb/s) 0,13 – 0,75 ,ms
� G.728 (16 kb/s) 2.5 ms
� G.729 (8 kb/s) 10 – 15 ms
� G.723.1 (5.3 o 6.4 kb/s) 37.5 ms
� RTAudio < 40 ms
� Procesamiento
� Implementación de los protocolos
� Red (latencia)
� Velocidad de transmisión
� Congestión
� Demoras de los equipos de red (colas en routers,
gateways, etc.)
Demora (Delay)
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
37
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 37
Demora (Delay)
• Tiempo Total =
T algoritmo + T transmisión +
T propagación + T conmutación + T colas
– T algoritmo = función del CODEC
– T transmisión = función de la velocidad y tamaño de trama, paquete o
celda
– T propagación = función del medio de transmisión
– T conmutación = dependiente de la tecnología (store & foreward o cut-
through)
– Tiempo de colas = función de la ocupación, prioridad, tamaño y
velocidad
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
38
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 38
Demora (Delay)
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
39
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 39
� Tiempo transcurrido desde que se habla hasta que se percibe el retorno de la propia
voz
� Si la demora de retorno es menor a 30 ms, o
el nivel del retorno está por debajo de los –25 dB, el efecto del eco no es percibido.
� Dado que las demoras de voz sobre redes de
datos son altas, puede existir eco
Eco
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
40
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 40
� Es la variación en las demoras (latencias). � Por ejemplo, si dos puntos comunicados reciben un
paquete cada 20 ms en promedio, pero en determinado momento, un paquete llega a los 30 ms y luego otro a los 10 ms, el sistema tiene un “jitter” de 10 ms.
� El jitter afecta la percepción de la voz, y puede evitarse mediante buffers
� Los buffers agregan una demora adicional al sistema, ya que deben “retener” paquetes para poder entregarlos a intervalos constantes. Cuánto más variación de demoras (jitter) exista, más grandesdeberán ser los buffers, y por lo tanto, mayor demoratotal tendrá el sistema.
Jitter
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
41
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 41
Medida de la calidad de voz en redes IP
� Para que la tecnología de VoIP pueda ser
utilizada corporativamente, es esencial
garantizar una calidad de voz aceptable.
� Para ello se han desarrollado métodos para
medirla.
� Subjetivos
� Se basan en conocer directamente la opinión de los
usuarios
� Objetivos
� Miden propiedades físicas de una red para prever o
estimar la performance percibida por los usuarios
� Intrusivos
� No Intrusivos
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
42
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 42
Métodos Subjetivos
� La calidad de la voz se establece a través de la opinión del usuario
� ACR: Absolute Category Rating� Se califica el audio con valores entre 1 y 5, siendo 5
“Excelente” y 1 “Malo”
� MOS (Mean Opinión Score) es el promedio de los ACR medidos entre un gran número de usuarios
� DCR: Degradation Category Rating� Se califica entre 1 y 5, siendo 5 cuando no hay
diferencias apreciables entre el audio de referencia y el medido y 1 cuando la degradación es muy molesta
� DMOS (Degradation MOS) el promedio de los valores DCR medidos entre un gran número de usuarios
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
43
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 43
Métodos objetivos: ITU-T P.862
� La recomendación ITU-T P.862 presenta un método objetivo para la evaluación de la calidad vocal de extremo a extremo
� El método objetivo descrito se conoce por "evaluación de la calidad vocal por percepción" (PESQ, perceptual evaluation of speechquality).
� Se compara una señal inicial X(t) con una señal degradada Y(t) que se obtiene como resultado de la transmisión de X(t) a través de un sistema de comunicaciones (por ejemplo, una red IP).
� La salida de PESQ es una predicción de la calidad percibida por los sujetos en una prueba de escucha subjetiva que sería atribuida a Y(t).
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
44
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 44
ITU-T P.862
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
45
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 45
ITU-T P.862
� Lo esencial en este proceso es la
transformación de las dos señales, la inicial y la
degradada, en una representación interna que
intenta reproducir la representación psicoacústica de señales de audio en el sistema
auditivo humano.
� El modelo cognitivo de PESQ termina brindando una distancia entre la señal vocal inicial y la
señal vocal degradada (“nota PESQ”), la que
corresponde a su vez con una predicción de la
MOS subjetiva. La nota PESQ se hace
corresponder a una escala similar a la de MOS
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
46
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 46
Métodos objetivos: ITU-T P.563
� El algoritmo P.563 es aplicable para la
predicción de la calidad vocal sin una señal de
referencia independiente
� En comparación con la ITU-T P.862 que
compara una señal de referencia de elevada
calidad con la señal degradada en base a un
modelo perceptual, P.563 predice la calidad de la voz de una señal degradada sin una señal
vocal de referencia dada
� El enfoque utilizado en P.563 puede
visualizarse como un experto que escucha una
llamada real con un dispositivo de prueba
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
47
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 47
ITU-T P.563 vs ITU-T P.862
Señal de voz
de entrada
Señal de voz
de salida
Experiencia
Expectativa
SemanticaEvaluación
subjetiva
Canal en prueba
Evaluación intrusiva de la
calidad vocal (basada en
dos extremos)
Evaluación no intrusiva
de la calidad vocal
(basada en un extremo)
MOS
MOS
MOS
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
48
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 48
ITU-T P.563
� Trata de detectar tres clases de degradación de la señal de voz:� Desnaturalización de la voz
� Análisis del tracto vocal, tratando de identificar si existe una marcada “robotización”
� Análisis de ruidos adicionales intensos � SNR estática (nivel básico del ruido de fondo)
� SNR por segmentos de voz
� Interrupciones, silenciamientos y recortes temporales
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
49
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 49
ITU-T P.563
� Cada clase de distorsión utiliza una combinación lineal de varios parámetros, con lo que se genera una calidad vocal intermedia.
� La calidad vocal definitiva se calcula combinando los resultados de calidad vocal intermedia con algunas características adicionales de la señal.
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
50
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 50
Métodos objetivos: E-Model
� La ITU ha definido un modelo, llamado “E-Model” (ITU-T G.107), para estimar la calidad de la voz sobre redes de paquetes, teniendo en cuenta factores medibles de la red� El resultado del “E-Model” es un valor escalar llamado R, que puede ser directamente relacionado con el MOS (ITU-T P.800)
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
51
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 51
R versus MOS
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
52
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 52
Definición de “R”
� R = Ro - Is - Id – Ie,eff + A� Ro =Fuentes de ruido independientes del sistema
� Ruido ambiental, tanto en el origen como en el destino
� El máximo teórico es 100
� Is = Deterioro simultáneo a la generación de la señal digital
� Volumen excesivo, distorsión de cuantización
� Id = Deterioro causado por las demoras
� Demoras, Jitter, Eco
� Ie,eff = Deterioro causado por el Codec y la pérdidas de paquetes
� A = Factor de Mejoras de Expectativas
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
53
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 53
STD Kbps Algoritmo MOS Observaciones Retardo Uso
de 1 a 5 Encoding CPU
Toll Quality 4 a 5 Telefonía analógica - -
G.711 64 PCM 4,4 Telefonía digital 0,75 ms -
G.726/7 40/32/24/16 ADPCM 4,2 Telefonía digital comprimida 1 bajo
G.728 16 LD-CELP 3,6 Low Delay-Code Excited Linear Prediction bajo muy alto
G.729 8 CS-ACELP 4,2 VoIP/FR/ATM Netmeeting 15 ms alto
G.729A 8 CS-ACELP 3,7 VoIP/FR/ATM Netmeeting 15 ms alto
G.723.1 5,3 ACELP 3,5 VoIP/FR/ATM Netmeeting 37,5 ms moderado
G.723.1 6,4 MP-MLQ 3,98 VoIP/FR/ATM Netmeeting 37,5 ms moderado
MOS según el Codec
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
54
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 54
Valores de Ie según el Codec
156.3G.723.1MP-MLQ
195.3G.723.1ACELP
118G.729-A + VAD
108G.729CS-ACELP
Speech Compression Codecs
240G.726, G.727ADPCM
064G.711PCM
Waveform Codecs
Ie ValueOperating Ratekbit/s
ReferenceCodec Type
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
55
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 55
Efectos del Codec y la Demora
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
56
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 56
Efecto del Eco y la demora
50
60
70
80
90
100
0 100 200 300 400 500
One-way Delay (ms)
R
TELR = 65 dB
TELR = 60 dB
TELR = 55 dB
TELR = 50 dB
TELR = 45 dB
Exceptional
limiting case
Very
satisfactory
Satisfactory
Some users
dissatisf ied
Many users
dissatisf ied
User Satisfaction
TELR = Talker Echo Loudness Rating. Cuanto más atenuado el eco percibido (mayor valor en db de TELR), menor efecto tiene el
eco sobre la degradación
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
57
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 57
Efectos de la Demora y la Pérdida de paquetes
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
58
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 58
Efectos de la Demora y la Pérdida de paquetes
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
59
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 59
Estimación de A
Ejemplo de sistema de comunicación Valor máximo de A
Convencional (alámbrico) 0
Movilidad mediante redes celulares en un
edificio
5
Movilidad en una zona geográfica o en un
vehículo en movimiento
10
Conexión con lugares de difícil acceso, por ejemplo, mediante conexiones de múltiples
saltos por satélite
20
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
60
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 60
Relación entre R y MOS
G.107_FB.2
Excelente 5
Buena 4
Mediocre 3
Pobre 2
Mala 1
0 20 40 60 80 100 R
MOS
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
61
61Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz
Calidad de Video en Redes IP
Voz, Video y Telefonía sobre IP
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
62
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 62
Calidad de Video
� Varios tipos de degradaciones suelen presentarse en las señales de video transmitidas sobre redes de paquetes
� A su vez, varios tipos de degradaciones obedecen al método de codificación utilizado
� El estudio en esta área es todavía un tema de investigación
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
63
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 63
Degradaciones en video digital
� Efecto de bloques (blocking)� Efecto de imagen de base (basis image)� Borrosidad o falta de definición (Blurring)� Color bleeding (Corrimiento del color)� Efecto escalera y Ringing� Patrones de mosaicos (Mosaic Patterns)� Contornos y bordes falsos� Errores de Compensaciones de Movimiento (MC mismatch)
� Efecto mosquito� Fluctuaciones en áreas estacionarias� Errores de crominancia
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
64
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 64
Pérdida de paquetes
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
65
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 65
Demora / Jitter
� Aun no existe consenso en la influencia de las demoras en la calidad percibida
� Los Jitter-Buffer aportan un componente de demora apreciable en las aplicaciones de video
� Se han propuesto técnicas para bajar las demoras en el comienzo de la reproducción y aún así mantener Buffers“grandes”
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
66
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 66
Demora / Jitter
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
67
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 67
Medida de la calidad de video
� La manera más confiable de medir la calidad de una imagen o un video es la evaluación subjetiva, realizada por un conjunto de personas que opinan acerca de su percepción� El “MOS” (Mean Opinion Score) es la métrica generalmente aceptada como medida de la calidad
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
68
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 68
Medidas Objetivas de Calidad de video
� PSNR (Peak Signal to Noise Ratio)
[ ]∑∑∑= = =
−=N
n
M
m
T
t
tnmytnmxTMN
MSE1
2
1 1
),,(),,(1
MSERMSE=
=
MSE
LPSNR
2
10log10
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
69
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 69
Evaluaciones de imágenes comprimidas con JPEG
“Mandril” original y comprimida
MSE=163
“Tiffany” original y comprimida
MSE=165
“Lago” original y comprimida
MSE=167
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
70
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 70
Evaluación de imágenes comprimidas
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
71
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 71
Calidad de video
� Métodos objetivos� FR - Full Reference
� Se basan en la disponibilidad completa de la señal original
� RR – Reduced Reference� Se trata de enviar, junto con el video codificado, algunos parámetros que caractericen a la señal, y que sirvan de referencia en el receptor para poder estimar la calidad percibida
� NR - No Reference� Intentan estimar la calidad percibida basándose únicamente en el análisis de la señal recibida
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
72
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 72
VQEG
� El VQEG (Video Quality Expert Group) estállevando a cabo un gran trabajo sistemático y objetivo de comparación de modelos
� El objetivo del VQEG es proporcionar evidencia para los organismos internacionales de estandarización acerca del desempeño de diversos modelos propuestos, a los efectos de definir una métrica estándar y objetiva de calidad percibida de video digital (VQM – Video Quality Metric)
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
73
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 73
Areas de estudio de VQEG
� FR-TV (Full Reference TV)
� RRNR-TV (Reduced Reference, No Reference TV)
� Multimedia
� HDTV
� Hybrid Perceptual / Bitstream
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
74
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 74
VQEG FR-TV
� La ITU ha estandarizado en junio de 2004 a los cuatro mejores algoritmos en las recomendaciones ITU-T J.144 y ITU-R BT.1683� British Telecom BTFR (Reino Unido)
� Yonsei University/Radio Research Laboratory/SK Telecom (Corea)
� Centro de Investigación y Desarrollo en Telecomunicaciones (CPqD) (Brasil)
� National Telecommunications and InformationAdministration (NTIA)/Institute for TelecommunicationSciences (ITS) (Estados Unidos)
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
75
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 75
VQEG Multimedia
� Se han evaluado modelos del tipo FR, RR y NR para aplicaciones multimedia, en formatos de pantalla VGA, CIF y QCIF
� En total se presentaron 5 modelos, propuestos por NTT, OPTICOM, Psytechnics, SwissQual y Yonsei University
� Sobre la base de los resultados, se han publicado las recomendaciones ITU-T J.246 (RR) y ITU-T J.247 (FR).
� Los modelos NR no han presentado resultados lo suficientemente satisfactorios
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
76
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 76
VQEG HDTV
� El objetivo es evaluar modelos del tipo FR, RR y NR, para la predicción de la calidad de video percibida en aplicaciones de televisión digital de alta resolución (HDTV).
� Las pruebas se limitan a codecs MPEG-2 y H.264, incluyendo eventuales errores de transmisión.
� La resolución de pantalla a evaluar es 1080i @ 50/60 Hz y 1080p @ 25/30 fps
� Se espera tener los resultados para fines de 2009 o comienzos de 2010
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
77
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 77
Métodos objetivos: ITU-T G.1070
� Opinion Model for video-telephonyapplications� Es una recomendación reciente (Abril 2007)
� Propone un algoritmo de estimación de la calidad de video teléfonos en ambientes de redes de datos
� Para ser utilizada como herramienta de diseño o planeación
� Estima tres parámetros de calidad� Sq Speech Quality
� Vq Video Quality
� MMq Multimedia Quality
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
78
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 78
ITU-T G.1070 Framework
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
79
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 79
ITU-T G.1070: Coeficientes para cada Codec
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
80
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 80
ITU-T G.1070: Sq
� Básicamente se reduce al E-Model, simplificado
Q = Ro - Id – Ie,eff
Sq = f(Q), similar al E-Model
� Los efectos de la demora se incluyen en el MMq, y por lo tanto, se excluyen del Sq
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
81
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 81
ITU-T G.1070: Vq
� Se propone
Ic = f (codec, bitrate, frame rate)
DPplV = f (codec, bitrate, frame rate)
Pplv
plv
D
P
cq eIV−
+= 1
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
82
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 82
ITU-T G.1070: MMq
� Se propone
Calidad AudioVisual
MMSV = f (Vq, Sq)
Efectos de las demoras
MMT = f (Speech Delay, Video Delay)
4321 mMMMMmMMmMMmMM TSVTSVq +++=
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
83
83Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz
Calidad de Servicioen Redes de Datos
Voz, Video y Telefonía sobre IP
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
84
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 84
Impacto de las aplicaciones Multimedia en las Redes IP
� La calidad percibida por los usuarios (Calidad de la Experiencia - QoE) se ve afectada por diversos factores� Ancho de banda
� Pérdida de paquetes
� Demoras
� Jitter (Variación de la demora)
� Es necesario adecuar las redes de datos para soportar este tipo de aplicaciones, implementado estrategias de manejo de “calidad de servicio” (QoS Quality of Service)
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
85
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 85
Calidad de Servicio (QoS)
� Técnicas utilizadas� Priorización
� A nivel de capa 2, capa 3, capa 4, etc.
� Fragmentación� Necesaria en enlaces de baja velocidad
� Control de los retardos máximos� Fundamental para la calidad conversacional
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
86
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 86
LAN
Problemas en enlaces de baja velocidad
WANRouter Router
1 Mb/s100 Mb/s
La diferencia de
velocidades hace
necesario formar
Colas
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
87
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 87
ServersLAN
Problemas en enlaces compartidos
Switch Switch
Up-link100 Mb/s
La concurrencia sobre un mismo
“uplink” hace
necesario formar
Colas
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
88
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 88
LAN
Problemas en enlaces compartidos
WAN o
Up-link
Cola
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
89
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 89
Priorización
� Permite “marcar” tramas, paquete o cierto tipo de tráfico con diferentes prioridades
� En los switchs o routers se pueden formar varias “colas”, según las prioridades de los paquetes
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
90
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 90
QoS en Capa 2
� Las recomendaciones IEEE 802.1q y IEEE 802.1p incorporan 4 bytes adicionales a las tramas Ethernet, donde se puede incluir información acerca de VLANs y etiquetas que identifican la “prioridad” de la trama.
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
91
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 91
Tramas 802.1q
Preámbulo S
F
D
Dir
Origen
Dir
Destino
L Datos / Relleno FCS
SFD
7 1 6 6 2 2 2 46 – 1500 4
T
P
I
T
C
I
Preámbulo S
F
D
Dir
Origen
Dir
Destino
L Datos / Relleno FCS
SFD
7 1 6 6 2 46 – 1500 4
Trama normal
Trama 802.1q
Tag Protocol Identifier
81 00Tag Control Information
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
92
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 92
Campo TCI
Tag Control Information
PR VLAN ID
CFI
TCI
3 1 12
� PR = Prioridad
� CFI = Canonical Format Indication
� VLAN ID = Identificador de VLAN (LAN Virtual)
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
93
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 93
Prioridad en 802.1p
� Permite 8 prioridades: 0-7
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
94
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 94
Prioridad en 802.1p
� Colas
Prioridad = 0
Prioridad = 1
Prioridad = 3
Prioridad = 4
Prioridad = 5
Prioridad = 6
Prioridad = 7
Salida (ordenada por prioridad)
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
95
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 95
Estrategias de encolamiento y priorización
� FIFO (First In, First Out)� El primer paquete que haya ingresado en una cola, es el primero en salir.
� PQ (Priority Queuing)� La salida de los paquetes se realiza según el orden estricto de prioridad, y dentro de cada prioridad, según el orden de llegada. Este tipo de encolamiento puede hacer que, si existe siempre tráfico de alta prioridad, el tráfico de baja prioridad nunca sea enviado.
� FQ (Fair Queuing)� Es un esquema en el que cada cola se accede en forma circular, asegurando una distribución uniforme de ancho de banda entre todas las colas.
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
96
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 96
Estrategias de encolamiento y priorización
� WRR (Weighted Round Robin)� Permite asignar diferentes anchos de banda a cada cola.
� WFQ (Weighted Fair Queuing)� Es una combinación de PQ y FQ, garantizando que aplicaciones de alto tráfico no monopolicen el enlace.
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
97
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 97
VLAN
� Muchos switches de datos permiten implementar cierta priorización del tráfico basado en VLANs
� De esta forma, se puede poner a todos los dispositivos de VoIP en la misma VLAN, y darle prioridad frente al tráfico de otras VLANs, dedicadas a aplicaciones de datos
� Adicionalmente, en este caso el tráfico de voz no se ve afectado por el de datos
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
98
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 98
QoS en Capa 3
� DiffServ (Differentiated Services) es comúnmente utilizado para gestionar prioridad en los paquetes
� La información de priorización se encuentra en el cabezal del paquete IP, en un campo llamado TOS (Type OfService)
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
99
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 99
Cabezal IP con TOS
� DSCP = Differentiated Services Code Point
� ECN = Explicit Congestion Notification
Versión TOS Largo total
4 4 8 16
Largo
del
cabezal
Resto del
cabezal IP
DSCP ECN
6 2
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
100
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 100
DSCP
� Es posible codificar hasta 26 = 64 posibles prioridades.
� De éstas, 32 están reservadas para usos experimentales
� 32 pueden ser utilizadas� 21 están estandarizadas por el IETF
� Las prioridades estandarizadas se dividen en 3 grupos
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
101
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 101
DSCP
� DE (DEfault)� Se asume el comportamiento por defecto, utilizando por tanto técnicas de encolamiento de “mejor esfuerzo”. El valor típico de DSCP para este tipo de tráfico es 000000.
� AF (Assured Forwarding)� Estandarizado en el RFC 2597, donde se definen 4 clases de prioridades dentro de este tipo de priorización.
� EF (Expedited Forwarding)� Estandarizado en el RFC 3246, establece las máximas prioridades para el tráfico marcado con este identificador. El valor típico de DSCP utilizado es 101110 (46 decimal).
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
102
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 102
ECN
� Permite conocer el estado de congestión del destino.
� Es utilizado para que el destino pueda indicarle a la fuente, aún antes de perder paquetes, que existe cierto estado de congestión, de manera que la fuente pueda tomar los recaudos apropiados, por ejemplo, disminuyendo el ancho de banda utilizado. � ECN = 11 indica que existe congestión
� ECN = 10 o 01 indican que no existe congestión.
� ECN = 00 indica que el extremo distante no soporta la función de notificación de congestión.
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
103
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 103
Otros mecanismos de priorización en Capa 3
� RSVP (Resource Reservation Protocol)� Establece los mecanismos para reservar cierto ancho de banda en la comunicación entre dispositivos que pasen a través de routers.
� El tráfico también puede ser priorizado en base a la dirección IP de origen o destino. � Esto puede ser implementado cuando se utilizan direcciones IP estáticas.
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
104
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 104
QoS en Capa 4 y superiores
� Los paquetes de datos pueden ser priorizados en base a los puertos TCP o UDP. � Sin embargo, diferentes aplicaciones podrían utilizar los mismos puertos, por lo que este tipo de priorizaciones debe ser evaluada en cada caso.
� Es posible también tener prioridades según el protocolo de capas superiores. � Por ejemplo, puede ser priorizado el tráfico RTP respecto a otros, y asignarlo a las colas de alta prioridad.
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
105
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 105
Fragmentación
Enlace de baja velocidad
Varias Colas Prioridad = 1
Prioridad = 2
� Las colas y prioridades no resuelven el problema de “paquetes largos sobre enlaces de baja velocidad”
� Es necesario “Fragmentar”
Paquete “largo” de
baja prioridad
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
106
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 106
Fragmentación
64 kb/s
WAN
ColasPaquete
de más de
1500
bytes1.500 bytes / 64 kb/s =187 ms
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
107
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 107
Fragmentación
Ethernet MTU Paq. de Voz
1500 32
Velocidad Tiempo Tiempo
[Kbps] [ms] [ms]
64 187,50 4,00
128 93,75 2,00
256 46,88 1,00
512 23,44 0,50
1024 11,72 0,25
2048 5,86 0,13
34000 0,35 0,01
155000 0,08 0,00
622000 0,02 0,00
Trama [Bytes]
Requiere fragmentación en las tramas de datos
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
108
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 108
DTEDTE
2 Mb
DTEDTE64 Kb
64 Kb
Ttrans 187.5 / 12.5 ms 6 / 0,4 ms 187.5 / 12.5 msTcola (2 paq) 375 / 25 ms 12 / 0,8 ms 375 / 25 msCodec (G.723) 30 ms
Total paquete 1500 bytes (sin colas): 187.5 + 6 +187.5 =381 msTotal paquete voz 100 bytes G.723 (sin colas): 30 + 12.5 + 0.4 + 12.5 = 30 + 25.24 = 55.4 ms
Paq: 1500/100 bytes
Retardos punta a punta para la voz
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
109
109Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz
VoWLANVoz y Video sobre Redes Inalámbricas
Voz, Video y Telefonía sobre IP
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
110
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 110
VoWLAN
� Las tecnologías de voz sobre redes de datos inalámbricas se conocen generalmente como VoWLAN (Voice overWireless LAN) o VoWi-Fi (Voz sobre Wi-Fi)
� Está comenzando a incrementarse la demanda de esta tecnología en el mercado corporativo
� Sin embargo, este tipo de tecnologías presentan desafíos adicionales para obtener una calidad aceptables
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
111
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 111
Recomendaciones IEEE 802.11
Fast Basic Service Set (BSS) Transition2008802.11r
Based Network Access Control 2004802.11x
Medium Access Control (MAC) Quality of Service Enhancements2005802.11e
4.9 GHz–5 GHz Operation in Japan2004802.11j
Medium Access Control (MAC) Security Enhancements2004802.11i
Spectrum and Transmit Power Management Extensions in the 5GHz band in Europe
2003802.11h
Further Higher-Speed Physical Layer Extension in the 2.4 GHz Band2003802.11g
Recommended Practice for Multi-Vendor Access Point Interoperability via an Inter-Access Point Protocol Across Distribution Systems…
2003802.11f
Specification for Operation in Additional Regulartory Domains2001802.11d
Higher-speed Physical Layer (PHY) extension in the 2.4 GHz band—Corrigendum1
2001802.11b Cor1
Higher speed Physical Layer (PHY) extension in the 2.4 GHz band1999802.11b
Amendment 1: High-speed Physical Layer in the 5 GHz band1999802.11a
Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY)1999802.11
DescripciónAñoRecomendación
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
112
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 112
Arquitectura 802.11
AP AP
DistributionSystem
Basic Service
Set (Celda)
Access Point
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
113
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 113
Modelo de capas 802.11
802.11 PHY
802.11 MAC
802.11 PHY
802.11 MAC
802.3 PHY
802.3 MAC
AP
Ethernet
LANWireless
LLC Relay
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
114
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 114
Velocidades en 802.11
600 Mb/s ?2010?802.11n
54 Mb/s2003802.11g
11 Mb/s1999802.11b
54 Mb/s1999802.11a
2 Mb/s1999802.11
Velocidad máximaAñoRecomendación
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
115
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 115
Desafíos en VoWLAN
� Cobertura
� Movilidad
� Calidad de Servicio
� Capacidad
� Seguridad
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
116
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 116
Cobertura
� La cobertura de las redes WLAN muchas veces se limita a las áreas donde se conectan los usuarios (salas de reuniones compartidas, recepción, etc.)
� Bajas señales de radio frecuencia son soportadas por las aplicaciones típicas de datos (correo electrónico, navegación en Internet, etc.), aún con tasas de errores elevadas
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
117
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 117
Cobertura
� Las aplicaciones de telefonía móvil requieren una cobertura extendida, en escaleras, pasillos, áreas de descanso, y diversos sectores donde típicamente no eran áreas de trabajo para conexión de laptops
� Los AP deben ser ubicados de tal forma que sus áreas de cobertura se solapen lo suficiente para que no se produzcan cortes o interrupciones en la comunicación
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
118
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 118
Movilidad
� El proceso de “Roaming” es lento.
� A nivel de cada 2:� búsqueda de un nuevo AP
� re-asociación
� re-autenticación (IEEE 802.11x )
� La re-autenticación es el proceso que mas demora (de cientos de milisegundos a varios segundos)
� La IEEE 802.11r (de 2008) mejora los tiempos de re-autenticación
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
119
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 119
Movilidad
� A nivel de cada 3:� búsqueda de un nuevo AP
� re-asociación
� re-autenticación (IEEE 802.11x )
� renovación de dirección IP
� La renovación de dirección IP puede llevar varios segundos (DHCP)
� Existen mecanismos propietarios para bajar estos tiempos
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
120
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 120
Calidad de Servicio
� Cuando la red inalámbrica se comparte entre aplicaciones de voz y de datos, la calidad de la voz y el video pueden verse fuertemente afectadas, debido a que los paquetes de datos pueden ser excesivamente largos, a velocidades de transmisión relativamente bajas, generando por tanto demoras y jittermayores a lo que se produce en redes cableadas
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
121
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 121
Calidad de Servicio
� IEEE 802.11e (2005) establece dos nuevas estrategias de acceso al medio, para asegurar la calidad de servicio� EDCA (Enhanced Distributed Control Access)
� Establece 4 categorías de acceso: voz, video, mejor esfuerzo y “background”
� HCCA (Hybrid Controlled Channel Access)� Sistema centralizado de control que permite a las aplicaciones reservar recursos de red basados en sus características de tráfico
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
122
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 122
WMM – Wi-Fi Multi Media
� Basado en EDCA, establece 4 categorías de acceso
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
123
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 123
WMM – Wi-Fi Multi Media
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
124
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 124
Capacidad
� La cantidad máxima de llamadas en determinada área será función de la cantidad de usuarios en dicha área, y de las reglas de tráfico habituales en telefonía
� La capacidad de las redes WLAN estáesencialmente determinada por la cantidad de canales de RF no solapados y la densidad de APs instalados
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
125
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 125
Capacidad
� Agregando APs que utilicen canales de RF que no interfieran (que no se “solapen” en la frecuencia) se incrementa la capacidad en un área determinada � Si los canales se solapan, agregar más APsgenera interferencia de RF, lo que termina disminuyendo la capacidad.
� 802.11b/g tienen únicamente 3 canales de RF que no se solapan
� 802.11a tiene de 8 a 20 canales de RF que no se solapan
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
126
126Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz
Protocolos de VoIP
H.323
Voz, Video y Telefonía sobre IP
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
127
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 127
H.323
� Es un estándar “base” para las comunicaciones de audio, video y datos a
través de redes IP que no proveen calidad de servicio garantizada
� La primera versión fue aprobada en 1996 por
la ITU. La versión 6 fue aprobada en junio de 2006
� Es parte de las recomendaciones H.32x (como por ejemplo H.320 para ISDN y H.324
para la PSTN)
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
128
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 128
Arquitectura de H.323
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
129
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 129
Componentes de H.323
� Terminales
� Gateways (“pasarelas”)
� Gatekeepers
� Multipoint Control Units (“Unidades de
control multipunto, para conferencias”)
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
130
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 130
Terminales H.323
� Son los “telefonos multimadia IP”
� Deben soportar comununicaciones de voz, y opcionalmente comunicaciones de
video y datos
� Pueden ser equipos “stand alone”
conectados directamente a la LAN, o software de PC
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
131
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 131
Terminal H.323
Alcance de H.323
Control
Audio CodecG.711, G.722, G.723,
G.728, G.729
Video CodecH.261, H.263
Intrerfaz de datosT.120
Canal de controlH.245
Canal de señalización
H,225.0 (Q.931)
Canal de RASH.225.0
RTP RTCP
UDP
TCP
IP
MicrófonoParlante
CámaraDisplay
Equipos de datos
Control
Interfaces de usuario
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
132
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 132
Estándares de Audio
� G.711
� Codificación de la voz a 64 kb/s (Ley A o Ley
mu)
� G.729
� Codificación de la voz a 8 kbps utilizando
algoritmos de compresión del tipo
“Conjugate-Structure Algebraic-Code-Excited Linear Prediction (CS-ACELP)”
� G.723.1
� Codificación de la voz a 6.4 kbps y 5.3 kbps
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
133
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 133
Estándares de Video
� H.261� Algoritmos de digitalización y compresión de
video, utilizado para video conferencias. Utiliza multiplos de 64-kbits/s.
� H.263� Algoritmo de digitalización y compresión de
video, optimizado para bajas velocidades de datos y “poco” movimiento. H.263 es unamejora de H.261, diseñado para tenerbuenas calidades de video a velocidadesmenores a 64 kbits/sec.
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
134
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 134
Estándares de Datos
� T.120� Protocolos y servicios para comunicaciones de datos
en tiempo real entre varios puntos. Utilizado paracompartir documentos en video conferencias.
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
135
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 135
Estándares de Control
� H.245� Describe los mensajes y procedimientos para abrir y
cerrar canales lógicos para audio, video y datos, y para realizar el control de las comunicaciones
� Q.931 (H.225)� Protocolo de control de conexiones (similar a ISDN)
� RAS� Registration/Admission/Status: Protocolo de
comunicacion con el Gatekeeper
� RTP / RTCP� Real-Time Protocol / Real-Time Control Protocol :
Protocolo que define los procedimientos para manejar datos de tiempo real
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
136
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 136
Gateways
� Realiza funciones de interconexión entre sistemas H.323 y sistemas de otro tipo
(por ejemplo redes ISDN o PSTN)
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
137
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 137
Gatekeeper
� Actúa como “punto central” de las llamadas de una determinada zona
(como “PBX virtual”).
� Funciones de control:
� Traducción de “direcciones”
� Gerenciamiento del ancho de banda
� Ruteo de llamadas H.323
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
138
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 138
� Traducción de direcciones
� De números de teléfonos o nombres a direcciones
de red
� Control de Admisión
� Autorización de uso a los diversos dispositivos
(terminales, gateways, MCUs)
� Control de Ancho de banda
� Manejo del ancho de banda permitido para cada
servicio y/o terminal
Funciones obligatorias de Gatekeepers
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
139
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 139
Funciones opcionales de Gatekeepers
� Autorización de llamadas
� Control de llamadas (con fines administrativos - costos)
� Control de la señalización
� Otras funciones, de acuerdo a criterios de los fabricantes
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
140
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 140
Multipoint Control Units
� Soporta conferencias entre 3 o más puntos
� Consiste de:
� MC: Multipoint Controller
� Encargado de la señalización H.245 entre los terminales
� MP: Multipoint Processors
� Encargado de “mezclar” y procesar audio video y/o
datos
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
141
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 141
� Centralizadas
� Utiliza MCU para centralizar el control y contenido
de la conferencia (dispone de MC y MP
centralizado). La comunicación es siempre punto
a punto
� Descentralizadas
� Utilizan la tecnología de “Multicast”, donde el
audio y video es enviado por cada terminal a
todos los otros (utiliza MC y no MP)
� Hibridas
� Conjuga los modos anteriores
Tipos de conferencias
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
142
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 142
Esquema de un MCU en H.323
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
143
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 143
H.323 en el modelo OSI
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
144
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 144
Establecimiento de llamadasDirect Call
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
145
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 145
Establecimiento de llamadasDirect Call
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
146
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 146
Establecimiento de llamadasDirect Call
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
147
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 147
Establecimiento de llamadasDirect Call
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
148
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 148
Establecimiento de llamadasGatekeeper Routed
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
149
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 149
Establecimiento de llamadasGatekeeper Routed
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
150
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 150
Establecimiento de llamadasGatekeeper Routed
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
151
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 151
Establecimiento de llamadasGatekeeper Routed
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
152
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 152
Fast Connect
� Con este procedimiento el terminal que origina una llamada pude proponer un conjunto de canales de medios para su inmediata apertura en el mensaje de establecimiento (setup) H.225
� Se utiliza el campo “fastStart”, lo que permite encapsular mensajes de apertura de canales de medios H.245 (openLogicalChannal)
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
153
153Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz
Protocolos de VoIP
SIP
Voz, Video y Telefonía sobre IP
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
154
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 154
SIP
� En marzo de 1999 es aprobado el RFC 2543, por el grupo de estudio MMUSIC del IETF, dando origen oficial al protocolo SIP (Session InitiatonProtocol)
� SIP tiene sus orígenes a fines de 1996, como un componente del “Mbone” (Multicast Backbone)� El Mbone, era una red experimental montada sobre la
Internet, para la distribución de contenido multimedia, incluyendo charlas, seminarios y conferencias de la IETF. Uno de sus componentes esenciales era un mecanismo para invitar a usuarios a escuchar una sesión multimedia, futura o ya establecida. Básicamente un “protocolo de inicio de sesión” (SIP).
� En junio de 2002, el RFC 2543 fue reemplazado por un conjunto de nuevas recomendaciones, entre las que se encuentran los RFC 3261 al 3266.
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
155
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 155
“Filosofía” de SIP
� Estándar de Internet
� Promocionado por IETF - http://www.ietf.org
� Reutilizar la tecnología de Internet:
� URLs, DNS, proxies
� Reutilizar el código HTTP
� Textual, sencillo de implementar y depurar
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
156
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 156
Mensajería SIP
� La mensajería SIP está basada en el esquema “Request” – “Response” de HTTP.
� A diferencia de H.323, todos los mensajes son de texto plano, y por lo tanto fáciles de interpretar
� Para iniciar una sesión se envía un mensaje de “Request” a una contraparte de destino. El destino recibe el “Request”, y lo contesta con el correspondiente “Response”.
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
157
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 157
RTP Audio G.729
RTP Video MPEG-1
ACK
BYE
180 Ringing
200 OK con SDP
200 OK
100 Tryinig
INVITE con SDP
sip:[email protected] sip:[email protected]
SIP/2.0 100 Trying100 Tryinig
SIP/2.0 180 Ringing180 Ringing
SIP/2.0 200 OK
Medios SDP:G.729MPEG-I Video
200 OK con SDP
INVITE sip:[email protected] SIP/2.0From: sip:[email protected]: sip:[email protected]
Medios SDP:G.729MPEG-I Video
INVITE con SDP
ACK sip:[email protected] SIP/2.0:5060ACK
BYE sip:[email protected] SIP/2.0:5060BYE
SIP/2.0 200 OK200 OK
Establecimiento de la llamada
Flujo de datos
Finalización de la llamada
Ejemplo de una llamada SIP
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
158
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 158
SIP Requests
� Los mensajes de “Request” tiene el formato:
� <Método> <URL> <SIP-Version>
� Ejemplo: INVITE sip:[email protected] SIP/2.0
Used by client to register a particular address with the SIP serverREGISTER
Cancels any pending requests. Usually sent to a Proxy Server to cancel
searches
CANCEL
A call is being released by either partyBYE
A Query to a server about its capabilitiesOPTIONS
Message from client to indicate that a successful response to an INVITE
has been received
ACK
A session is being requested to be setup using a specified mediaINVITE
DescripciónMétodo
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
159
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 159
SIP Requests
Provisional ACK. Used to acknowledge receipt of reliably transported
provisional responses (1xx)
PRACK
Used by a user agent to send call signaling information to another user
agent with which it has an established media session
INFO
Used to modify the state of a session without changing the state of the
dialog
UPDATE
Used to transport instant messages (IM) using SIPMESSAGE
Used to referring the remote user agent to a web page or another URI REFER
Used to request status or presence updates from the presence serverSUBSCRIBE
Used to deliver information to the requestor or presence “watcher.”NOTIFY
DescripciónMétodo
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
160
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 160
SIP Responses
� Las respuestsa SIP son del estilo HTTP:
� <SIP-Version> < Status-Code> <Reason>
� Ejemplo: SIP/2.0 404 Not Found
Global Failure – Request is invalid at any server.6xx
Server Error – Server failed to fulfill an apparently valid request.5xx
Client Error – Request contains bad syntax or cannot be fulfilled at this
server.
4xx
Redirection – Further action needs to be taken in order to complete the
request.
3xx
Success – Action was successfully received, understood and accepted.
(200 OK )
2xx
Informational – Request received, continuing to process request.
(180 Ringing 181 Call is Being Forwarded )
1xx
DescripciónRespuesta
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
161
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 161
Ejemplo: INVITE
INVITE sip:[email protected] SIP/2.0
Via:SIP/2.0/UDP pc33.montevideo.com;branch=z9hG4bK776asdhds
Max-Forwards: 70
To: Pepe <sip:[email protected]>
From: Alicia <sip:[email protected]>;tag=1928301774
Call-ID: [email protected]
CSeq: 314159 INVITE
Contact: <sip:[email protected]>
Content-Type: application/sdp
Content-Length: 142
v=0
o=AGarcia 2890844526 2890842807 IN IP4 126.16.64.4
s=Phone Call
c=IN IP4 100.101.102.103
t=0 0
m=audio 49170 RTP/AVP 0
a=rtpmap:0 PCMU/8000
Cabezal
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
162
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 162
Ejemplo: INVITE
INVITE sip:[email protected] SIP/2.0
Via:SIP/2.0/UDP pc33.montevideo.com;branch=z9hG4bK776asdhds
Max-Forwards: 70
To: Pepe <sip:[email protected]>
From: Alicia <sip:[email protected]>;tag=1928301774
Call-ID: [email protected]
CSeq: 314159 INVITE
Contact: <sip:[email protected]>
Content-Type: application/sdp
Content-Length: 142
v=0
o=AGarcia 2890844526 2890842807 IN IP4 126.16.64.4
s=Phone Call
c=IN IP4 100.101.102.103
t=0 0
m=audio 49170 RTP/AVP 0
a=rtpmap:0 PCMU/8000
Cuerpo SDP
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
163
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 163
Cabezal
� Tienen un formato del tipo Campo: Valor
� Via: SIP/<version>/<transporte> hostnmae;branch=<transaction
numer>Via:SIP/2.0/UDP pc33.montevideo.com;branch=z9hG4bK776asdhds
� Max-Forwards: <numero>
� To: <dirección SIP>
� From: <dirección SIP>
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
164
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 164
Cabezal SIP
Direcciones SIP:
� Utiliza el formato de URLs de Internet
� Uniform Resource Locators
� El formato general es nombre@dominio
� Ejemplos:
� sip:[email protected]
� sip:Jose .M. Perez <[email protected]>
� sip:[email protected];user=phone
� sip:[email protected]
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
165
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 165
Cabezal
� Call-ID: <numero>@<Host>
� CSeq: <numero> <metodo>
� Contact: <dirección SIP>
� Content-Type: <tipo de contenido
y formato del cuerpo>
� Content-Length: <largo del cuerpo>
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
166
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 166
Cuerpo SDP
� El formato de cada renglón de SDP es <tipo>=<valor>
� <tipo> es siempre un único carácter, y se diferencian mayúsculas de minúsculas
� El formato de <valor> depende del <tipo> al que corresponda
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
167
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 167
Cuerpo SDP
� Versión del protocolo (v)
� Origen (o)o=<username> <session id> <version> <network type>
<address type> <address>
� Nombre de la sesión (s)
� Datos de la conexión (c)
c=<network type> <address type> <connection address>
� Nombre de la sesión (s)
� Medios (m)
m=<media> <port> <transport> <fmt list>
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
168
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 168
SIP Clients and Servers - 1
� SIP utiliza una arquitectura cliente / servidor
� Elementos:
� SIP User Agents (Teléfonos SIP)
� SIP Servers
� SIP Gateways:
� Hacia la PSTN para interconectar el “mundo”SIP al “mundo” TDM
� Hacia H.323 para realizar interoperabilidad en el “mundo” IP
� Clientes – Origina mensajes
� Servidores – Responden a los mensajes o los redireccionan
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
169
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 169
SIP Clients and Servers - 2
� Entidades lógicas SIP:
� User Agents
� User Agent Client (UAC): Inician requerimientos SIP
� User Agent Server (UAS): Retornan respuestas SIP
� Network Servers
� Registrar: Acepta registraciones de clientes
� Proxy: Decide el próximo salto y redirecciona el requerimiento
� Redirect: Envía la dirección del próximo salto al cliente
� Location: Servidor de búsqueda
� Presence: Servidor de presencia
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
170
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 170
Ejemplos con Proxy Server
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
171
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 171
Ejemplos con Proxy Server
server.fing.com
200 OK
BYE
200 OK
INVITE sip:[email protected]
host.fing.com
200 OK
ACK
INVITE sip:[email protected]
sip.abc.com
SIPUser Agent
Client
SIPProxyServer
SIPUser AgentServer
Media Stream
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
172
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 172
Ejemplos con Redirect Server
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
173
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 173
302 Moved sip:[email protected]
ACK
Media Stream
INVITE sip:[email protected]
SIPUser Agent
Client
SIPRedirectServer
180 Ringing
ACK
INVITE sip:[email protected]
SIPUser Agent
ServerREGISTER [email protected]
host.fing.com.uy sip.ucla.com
200 OK
server.fing.com.uy
200 OK
CC
RS
UAS
1
2
3
Ejemplos con Redirect Server
Media Stream
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
174
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 174
Comparación H.323 - SIP
Utiliza RTP y RTCPUtiliza RTP y RTCP
Amplia difusión, en aumentoAmplia difusión, pero disminuyendo
No basado en protocolos telefónicosBasado en Q.931 (ISDN)
Protocolos simplesProtocolos complejos
Mensajes con representación textualMensajes con representación binaria
Originalmente diseñado para establecer
sesiones
Originalmente diseñado para
comunicaciones multimedia sobre redes
Primer RFC de 1999Primera versión de 1996
RFC de IETFStandard de ITU
SIPH.323
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
175
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 175
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
176
176Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz
Gestión de Proyectos de VoIP
SIP
Voz, Video y Telefonía sobre IP
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
177
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 177
Gestión de proyectos
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
178
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 178
Procesos de Iniciación
� Desarrollo del “caso de negocio”
� Determinar el ROI (Retorno de la inversión)
� Establecer el alcance del proyecto, a alto nivel
� Identificar a los grupos de interés (“stakeholders”) y determinar sus necesidades y expectativas
� Identificar las restricciones conocidas
� Crear un “Project charter”, o acta de inicio del proyecto
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
179
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 179
Procesos de Planificación
� Definición de un alcance detallado
� Estimación detalla del presupuesto y asignación del presupuesto
� Creación de la Estructura de Desglose del Trabajo (WBS)
� Identificación del camino crítico
� Desarrollo de los diversos planes de gestión del proyecto
� Identificación y cuantificación de riesgos
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
180
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 180
Riesgos en VoIP
� Problemas de calidad de la voz
� Problemas de seguridad
� Infraestructuras de cableado que no soporten apropiadamente la nueva tecnología
� Infraestructura de red de datos que no soporte apropiadamente la nueva tecnología
� Incrementos no detectados en el tráfico
� Problemas técnicos de una tecnología emergente
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
181
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 181
Network Assessment
� Muchos de estos riesgos se pueden minimizar realizando previamente un análisis del estado de la red, llamado habitualmente “network assessment”
� Permite detectar, de manera temprana, el estado de una infraestructura existente para el soporte de Voz y Video sobre IP
� Es altamente recomendable realizarlo en todo proyecto de VoIP
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
182
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 182
Procesos de Ejecución
� Determinación y asignación de el o los equipos de trabajo asignados al proyecto
� Realizar y gestionar los contratos de subcontratistas, incluyendo los contratos de hardware, software y servicios.
� Implementación, de acuerdo al alcance detallado realizado en el proceso de planificación
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
183
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 183
Procesos de Monitoreo y Control
� Monitorear y controlar el avance general del proyecto
� Realizar la verificación y control de que se estécumpliendo con el alcance definido
� Realizar un control de costos� Realizar controles de calidad� Tareas relativas a reportes de avances� Mantener los riesgos monitoreados y controlados. En casos que corresponda, gestionar la implementación de las medidas correctivas previstas
� Administrar a los sub contratos� Realizar un control integral de cambios
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
184
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 184
Monitoreo y Control en VoIP
� Los procesos de monitoreo y control en proyectos de VoIP deben tener especial cuidado en lo que respecta a la gestión de riesgos� Siendo ésta una tecnología emergente, es posible que se presenten inconvenientes no previstos y se deban tomar acciones correctivas o de mitigación apropiadas
� Los problemas de integración o de “frontera”entre diversos sectores son frecuentes y muchas veces difíciles de prever en la etapa de planificación.
� Problemas no previstos de seguridad de la información pueden presentarse
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
185
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 185
Procesos de Cierre
� Obtener la aceptación de los interesados
� Finalizar los sub-contratos
� Des-asignar a los equipos de trabajo y recursos del proyecto
� Documentar las lecciones aprendidas
� Archivar la documentación para referencias futuras
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
186
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 186
Operación y Mantenimiento
� Una vez cerrado el proyecto, es recomendable realizar un análisis del éxito del mismo, las mejoras de la productividad y de costos obtenidas en la operación, y el grado de satisfacción de los usuarios.
� Hacer visibles estas mejoras ayudará a conseguir presupuesto para nuevas ampliaciones o futuros proyectos de tecnologías relacionadas.
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 Voz, Video y Telefonía sobre IP
187
Comunicaciones Corporativas Unificadas 2009 © Ing. José Joskowicz 187
Operación y Mantenimiento
� Es conveniente realizar nuevamente un análisis de la red (network assessment), determinando su desempeño durante la operación
� Idealmente este tipo de estudios debe realizarse periódicamente� una vez por mes o cada dos meses durante los primeros seis meses de operación y cada vez que se incorporan nuevos servicios o exista incrementos en el tráfico