UNIVERSIDAD ESTATAL DE BOLÍVAR FACULTAD DE CIENCIAS ADMINISTRATIVAS, GESTIÓN EMPRESARIAL E INFORMÁTICA ESCUELA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS CARRERA DE SISTEMAS INFORME FINAL DEL PROYECTO DE ANÁLISIS DE CASOS, PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN SISTEMAS COMPUTACIONALES TEMA: ANÁLISIS DE LAS ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS PARA LA COMUNICACIÓN TELEFÓNICA PARA LA COOPERATIVA DE AHORRO Y CRÉDITO “SAN PEDRO” LTDA., CANTÓN GUARANDA, PROVINCIA DE BOLÍVAR, AÑO 2018. AUTOR: ADRIÁN ELICIO MONAR TAMAYO DIRECTOR: ING. RODRIGO DEL POZO MSC PARES ACADÉMICOS: LIC. EDGAR RIVADENEIRA. LIC. JUAN MANUEL GALARZA. GUARANDA – ECUADOR 2018 II I. ÍNDICE GENERAL I. ÍNDICE GENERAL.......................................................................................... II ÍNDICE DE FIGURAS. ........................................................................................... IV ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................ VII RESUMEN EJECUTIVO .................................................................................... VIII ABSTRACT .............................................................................................................. IX 1. INTRODUCCIÓN.............................................................................................. 1 2. REVISIÓN DE LA LITERATURA ................................................................. 3 REDES CONVERGENTES ......................................................................................................... 4 RED TELEFÓNICA PÚBLICA ..................................................................................................... 4 CENTRALES TELEFÓNICAS TRADICIONALES ............................................................................ 4 VOIP ...................................................................................................................................... 6 2.4.1 CARACTERÍSTICAS DEL USO DE VoIP............................................................................. 7 2.4.2 ELEMENTOS DE LA RED VOZ IP .................................................................................... 8 2.4.3 TELEFONÍA CONVENCIONAL VS TELEFONÍA IP ............................................................ 10 2.4.4 FUNCIONALIDADES DE VOIP ...................................................................................... 12 2.4.5 VENTAJAS DE IMPLEMENTAR TECNOLOGÍA VOIP....................................................... 13 2.4.6 DESVENTAJAS DE IMPLEMENTAR TECNOLOGÍA VOIP ................................................. 15 2.4.7 PARÁMETROS PARA UNA COMUNICACIÓN VOIP ....................................................... 15 2.4.8 DIGITALIZACIÓN Y TRANSMISIÓN DE LA SEÑAL .......................................................... 24 2.4.9 ESTÁNDARES ............................................................................................................. 26 2.4.10 MENSAJERÍA UNIFICADA............................................................................................ 27 2.4.11 CENTRO DE LLAMADAS (CALL CENTER IP) .................................................................. 28 2.4.12 REDES PRIVADAS VIRTUALES DE VOZ ......................................................................... 29 2.4.13 CENTRO DE LLAMADAS POR LA WEB ......................................................................... 30 2.4.14 APLICACIONES DE FAX ............................................................................................... 30 2.4.15 MULTICONFERENCIAS ................................................................................................ 31 III 2.4.16 APLICACIONES EN INSTITUCIONES FINANCIERAS ....................................................... 31 2.4.17 COMPONENTES DE LA TELEFONÍA IP ......................................................................... 32 2.4.18 EL PROCESO DE CODIFICACIÓN DE LA VOZ ................................................................. 34 2.4.19 PROTOCOLOS DE SEÑALIZACIÓN DE VOIP .................................................................. 43 2.4.20 EL PROTOCOLO H.323 ................................................................................................ 45 2.4.21 EL PROTOCOLO SIP .................................................................................................... 55 2.4.22 EL PROTOCOLO IAX .................................................................................................... 62 2.4.23 PROTOCOLOS MEGACO Y SIGTRAN ............................................................................ 64 CARACTERÍSTICAS ENTRE ASTERISK Y CISCO CALL MANAGER ............................................... 66 2.5.1. ASTERISK ................................................................................................................... 66 2.5.2. CISCO CALLMANAGER ................................................................................................ 90 2.5.3. COMPARACIÓN ENTRE ASTERISK Y CISCO CALLMANAGER ....................................... 108 COSTOS DE IMPLEMENTACIÓN ......................................................................................... 110 2.6.1 HARDWARE REQUERIDO ASTERISK – CISCO CALLMANAGER .................................... 110 2.6.2 INSTALACIÓN, CONFIGURACIÓN E IMPLEMENTACIÓN. ............................................ 112 3. MÉTODO........................................................................................................ 114 4. RESULTADOS ............................................................................................... 116 5. DISCUSIÓN.................................................................................................... 118 6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................... 119 7. APÉNDICES ................................................................................................... 122 IV ÍNDICE DE FIGURAS. Figura 2.1: COAC “SAN PEDRO” LTDA. Figura 2.2: Esquema de conexión de una PBX Figura2.3: Solución de telefonía IP Figura 2.4: Tipos de terminales para VoIP Figura 2.5: Componentes básicos red VoIP Figura 2.6: Supresión del Jitter Figura 2.7: Representación de los tipos de retardo Figura 2.8: Procesamiento de la voz de extremo a extremo Figura 2.9: Pérdida de paquetes en la transmisión de voz Figura 2.10: Digitalización de la voz Figura 2.11: Transmisión de la voz Figura 2.12: Servicio de mensajería unificada Figura 2.13: Elementos de una red de voz a través de IP. Figura 2.14: Señal digitalizada Figura 2.15: Trama de voz sobre tecnología ethernet. Figura 2.16: Torre de protocolos H.323 Figura 2.17: Señalización directa sin gatekeeper Figura 2.18: Señalización a través de gatekeeper Figura 2.19: Torre de protocolos SIP Figura 2.20: Escenario SIP Figura 2.21: Formato de envió de un mensaje SIP Figura 2.22: Intercambio de mensajes SIP Figura 2.23: Integración de las redes RTC e IP Figura 2.24: Arquitectura de Asterisk V Figura 2.25: PBX tradicional vs Asterisk Figura 2.26: Diagrama y componentes de red con Asterisk Figura 2.27: Diseño de la arquitectura CRM Figura 2.28: Calendario de lanzamientos de Asterisk Figura 7.1: Resultados pregunta 1 de la encuesta Figura 7.2: Resultados pregunta 2 de la encuesta Figura 7.3: Resultados pregunta 3 de la encuesta Figura 7.4: Resultados de la pregunta 4 de la encuesta. Figura 7.5: Resultados de la pregunta 5 de la encuesta. Figura 7.6: Resultados de la pregunta 6 de la encuesta. Figura 7.7: Página de descarga del software. Figura 7.8: Pantalla inicial de instalación del sistema. Figura 7.9: Pantalla que muestra cómo se cargan los controladores. Figura 7.10: Pantalla de selección del idioma del sistema Figura 7.11: Pantalla para seleccionar idioma del teclado Figura 7.12: Crear particiones en el dispositivo (Disco duro). Figura 7.13: Tipo de unidad y diseños de partición Figura 7.14: Tamaños y tipos de particiones creadas. Figura 7.15: Pantalla para confirmación de configuración de red Figura 7.16: Configuraciones de la tarjeta de red. Figura 7.17: Configuraciones para la conexión a la red Figura 7.18: Ingreso de datos para configuraciones de red Figura 7.19: Nombre de host. Figura 7.20: Selección de la zona horaria. Figura 7.21: Ingreso de una contraseña. Figura 7.22: Formateo del sistema de archivos. VI Figura 7.23: Instalación de paquetes Figura 7.24: Arranque del servidor Elastix Figura 7.25: Ingreso y confirmación de contraseña de BD. Figura 7.26: Ingreso y confirmación de contraseña del administrador. Figura 7.27: Ingreso al sistema. Figura 7.28: Ingreso al sistema a través del navegador Figura 7.29: Configuración del idioma de la aplicación. Figura 7.30: Creación de las extensiones. Figura 7.31: Creación de las extensiones. Figura 7.32: Aceptación de creación de las extensiones Figura 7.33: Extensiones creadas Figura 7.34: Creación de Usuarios Figura7.35: Formulario para la creación de usuarios Figura 7.36: Descarga del softphone ZOIPER para PC y Android Figura 7.37: Configuración del softphone ZOIPER para PC. Figura 7.38: Ingreso de los datos del formulario Figura 7.39: Ingreso de la URL del servidor Figura 7.40: Detección del protocolo en el que se creó la extensión. Figura 7.41: Softphone listo para uso. Figura 7.42: Llamada entrante/saliente desde un softphone a otro Figura 7.43: Pruebas de llamadas con otras extensiones VII ÍNDICE DE TABLAS Tabla 2.1: Telefonía convencional vs Telefonía IP Tabla 2.2: Ancho de banda requerido por tipo de VoCodec Tabla 2.3: Soluciones a los problemas que presenta la calidad del servicio Tabla 2.4: Fabricantes de mensajería unificada Tabla 2.5: Ancho de banda por tipo de codec Tabla 2.6: Características de los protocolos Tabla 2.7: Características de cada protocolo Tabla 2.8: Alternativas tecnologías de telefonía VoIP Tabla 2.9: Distribuciones de Asterisk Tabla 2.10: Comparación de los codec de audio Tabla 2.11: Línea de tiempo de liberación versiones Asterisk Tabla 2.12: Versiones de Cisco Call Manager Tabla 2.13: Funcional Cisco Unified Communications Manager. Tabla 2.14: Características Asterisk/CUCM Tabla 2.15: Funcionalidades Asterisk/CUCM Tabla 2.16: Hardware necesario para Asterisk Tabla 2.17: Hardware necesario para Cisco Tabla 2.18: Instalación, configuración e implementación Asterisk (Elastix) Tabla 7.1: Resultados pregunta 1 de la encuesta Tabla 7.2: Resultados pregunta 2 de la encuesta Tabla 7.3: Resultados de la pregunta 3 de la encuesta Tabla 7.4: Resultados de la pregunta 4 de la encuesta. Tabla 7.5: Resultados de la pregunta 5 de la encuesta. Tabla 7.6: Resultados de la pregunta 6 de la encuesta. VIII RESUMEN EJECUTIVO El desarrollo del presente análisis de casos tiene el propósito de estudiar, presentar, seleccionar y proporcionar a la COOPERATIVA DE AHORRO Y CRÉDITO “SAN PEDRO” LTDA., la que consideremos la mejor opción en comunicaciones la misma que se adapte a las necesidades de la institución en lo que respecta al mejoramiento de las alternativas tecnológicas en telefonía debido a que durante la investigación preliminar se pudo conocer que existen ciertos inconvenientes en lo que respecta al manejo de la comunicación institucional, como el no poder realizar más de una llamada simultánea a la vez lo que ocasiona descontento en los socios porque la mayoría de ocasiones se comunican a la institución para confirmar transferencias que realizan y las líneas se encuentran ocupadas y con este problema no se puede realizar la actividad requerida; entre otros problemas que se pudo evidenciar. Durante el proceso de desarrollo de este análisis de casos se realizó un estudio de investigación de campo aplicando un análisis comparativo en la COOPERATIVA DE AHORRO Y CRÉDITO “SAN PEDRO” LTDA., el mismo que nos ayudó a reconocer todas las falencias y mostrar todas las debilidades que hay dentro de lo que se refiere al manejo de la comunicación tanto de forma interna como externa en la institución. A su vez, nos permitió analizar la forma en que se maneja la comunicación y que tipo de equipos son los que existen actualmente dentro de la institución para el desarrollo de esta actividad, así mismo se puede analizar dos tipos de alternativas de tecnología telefónica para reemplazar a la ya existente centralita que es la telefonía IP. Encontramos dos alternativas dentro de lo que es tecnología VoIP (telefonía IP), la primera que es una alternativa privativa en lo que se refiere a equipos CISCO manejando el software Cisco Unified Communications Manager (CUCM) y la otra alternativa que es de manejo de software libre como Asteriks y sistemas operativos GNU/Linux, se desarrolló una investigación para cada una de estas alternativas para saber cuál de ellas es la más idónea de aplicar dentro de las instalaciones de la institución de acuerdo a sus necesidades y los beneficios que presenten cada una de ellas en lo que referente a costos de implementación y características de los equipos. IX ABSTRACT The development of this case analysis is intended to analyze, present, select and provide the SAINT AND CREDIT COOPERATIVE "SAN PEDRO" LTDA., Which we consider the best option that is adapted to the needs of the institution in Regarding the improvement of technological alternatives in telephony, due to the fact that during the preliminary investigation it was known that there are certain inconveniences regarding the management of institutional communication, such as not being able to make more than one simultaneous call at the same time. that causes discontent in the partners because most of the times they communicate to the institution to confirm transfers they make and the lines are occupied and they can not do what they needed; among other problems that could be evidenced. During the development process of this case analysis a field research study was carried out applying a comparative analysis in the COOPERATIVA DE AHORRO Y CRÉDITO "SAN PEDRO" LTDA., the same one that helped us to recognize all the shortcomings and show all the weaknesses that exist within what refers to the management of communication both internally and externally in the institution. At the same time, it allowed us to analyze the way in which communication is handled and what type of equipment are currently existing within the institution for the development of this activity, likewise it is possible to analyze two types of telephone technology alternatives to replace to the existing PBX that is IP telephony. We find two alternatives within what is VoIP technology (IP telephony), the first that is a proprietary alternative in terms of CISCO equipment handling Cisco Unified Communications Manager software (CUCM) and the other alternative that is software management free as Asteriks and GNU / Linux operating systems, a research was developed for each of these alternatives to know which is the most suitable to apply within the institution's facilities according to their needs and the benefits presented by each of them in terms of implementation costs and equipment characteristics. 1 1. INTRODUCCIÓN Estamos inmersos en una época que se ha denominado la era de la tecnología, debido a que se ha venido introduciendo en gran proporción el desarrollo de actividades autónomas con el uso de equipos informáticos que mejoran el desarrollo de un trabajo en todo tipo de instituciones u organizaciones ya sean estas del ámbito público como del privado, las mismas que al notar este desarrollo significativo se han visto en la obligación de insertar en los procesos que llevan a cabo dentro de ellas dichas mejoras para así no quedarse atrás e ir a la par con el desarrollo tecnológico para mejorar dichos procesos como es el caso de la comunicación de forma tanto interna como externa. En lo que respecta al desarrollo tecnológico de la comunicación institucional se ha podido conectar a ésta con el desarrollo de la red (internet), ya que se han presentado grandes avances y posibilidades de servicios y aplicaciones que puedan usar dicha red. En la institución financiera en la que se está realizando la investigación para el desarrollo del análisis de casos que se está ejecutando se ha podido evidenciar y así poder establecer cuál es uno de los principales problemas y este es la comunicación horizontal y la falta de canales de doble vía entre los líderes, sus colaboradores y socios en general, de tal manera que surge la necesidad de modernizar el modelo de tecnología con la que se maneja la comunicación dentro de la institución para mejorar los procesos tanto internos como externos. El manejo de la buena comunicación es estratégico porque impacta en la productividad reduciendo costos, evitando desperdicios y generando asociaciones productivas; por otro lado, ha tenido incidencia en la competitividad, al permitir que la institución financiera se adapte con facilidad a las necesidades de cada mercado. Conocer la comprensión de la cultura cooperativa del talento humano y su relación con la comunicación interna en las cooperativas de ahorro y crédito permite conocer la apropiación y vivencia de sus principios y valores, y la manera como esta entidad lo percibe, creando un efecto diferenciador dentro de la institución ante la competencia, aumentando las dinámicas de gestión e incrementando la satisfacción de los usuarios. Además, mejorar la comunicación bidireccional (ascendente - descendente) y multidireccional, le permite a la institución de economía solidaria la optimización del clima organizacional contribuyendo a su fortalecimiento y permanencia, maximizando 2 los recursos de los ahorradores y asociados siendo generadora de bienestar económico y social para la región donde tiene influencia. En el contexto de la institución el uso de las TIC’s, ha tenido un impacto importante en el ámbito financiero desde la aparición de los primeros sistemas de computación, donde muchas de las innovaciones desarrolladas para los dispositivos móviles, han permitido mejorar procesos internos de las instituciones como: la contratación en mercados o la interconexión con sistemas de pagos. Tanto bancos, cooperativas de ahorro y crédito y aseguradoras han aprovechado las ventajas que ofrece el uso de las TIC’s con las cuales han ahorrado costos, lo que permite mejorar la operación diaria, al tiempo que aumenta la rentabilidad de las operaciones e impulsa la fidelidad de los socios, logrando así una mejor relación con dichos usuarios que son una parte fundamental en el desarrollo de las actividades de la institución financiera. Lo que ha facilitado la puesta en marcha de nuevos canales más eficientes y rentables para captar nuevos socios/clientes, así como también para potenciar el incremento de las asociaciones con fuentes externas de conocimiento y experiencia, fomentando la innovación e incentivando la productividad y el mejoramiento de la competitividad. En la actualidad la COOPERATIVA DE AHORRO Y CRÉDITO “SAN PEDRO” LTDA., siendo una institución financiera debe llevar una comunicación extensa y amplia tanto en su organización interna (empleados), como en la parte externa (socios) para obtener una cultura comunicacional extensa que le permita llevar de buena manera las relaciones socio – empresa para su desarrollo y crecimiento. Para eso se trata de buscar una solución que sea efectiva la misma que muestre un cambio en el actual proceso de comunicación que se maneja. Gracias a las tecnologías actuales de redes LAN y a los diferentes protocolos de comunicación hemos podido llegar a trabajar a gran velocidad, la convergencia permite brindar nuevas capacidades en la actividad de las redes y proporciona los servicios necesarios para diferentes tipos de servicios ya sean estos de voz, video, etc., lo cual implican en beneficios para la institución ya que incurren en la reducción de gastos administrativos. 3 2. REVISIÓN DE LA LITERATURA Una vez realizado el análisis dentro de la COOPERATIVA DE AHORRO Y CRÉDITO “SAN PEDRO” LTDA., sobre la infraestructura de red con la que cuenta la institución se determinó que los recursos existentes son los idóneos y apropiados para el análisis, estudio y determinación de cuál será la alternativa tecnológica más viable de telefonía para el cambio de la centralita tradicional a la de comunicación telefónica a través de IP (call manager). Figura 2.1: COAC “SAN PEDRO” LTDA. Elaborado por: El investigador. La institución financiera edificó una nueva infraestructura en donde posteriormente va a desarrollar sus actividades, la misma que cuenta con tecnología de punta a la vanguardia del desarrollo y avance de la ciencia y tecnología la misma que va a brindar a los usuarios internos y externos nuevos servicios de internet no solo en las redes de tipo LAN con puntos de red en cada departamento; sino también con implementación de las de tipo WIRELESS con la implementación de routers en cada planta para una mayor conectividad, entre otros beneficios. 4 REDES CONVERGENTES Redes convergentes o también llamadas redes de multiservicios, llevan este nombre debido a los tipos de procesos que desarrollan ya que son capaces de integrar servicios tales como voz, datos y video sobre un protocolo de transporte en la misma red IP. “Aparte de la integración de estos servicios una red convergente es considerado un ambiente que puede contribuir con otro tipo de servicios más avanzados no solo en lo que respecta a tecnología telefónica sino mucha más halla como parte de toda la organización ya que este tipo de redes da soporte a las aplicaciones consideradas vitales en el desarrollo del funcionamiento de la institución tales como la telefonía, la administración de relaciones con los clientes aumentando la eficiencia, efectividad y agilidad en el proceso de atención al cliente viéndose afectados de forma directa los ingresos netos”. (Romero. 2014). RED TELEFÓNICA PÚBLICA El termino red telefónica pública o sus siglas en inglés PSTN (Public Switched Telephone Network), hace referencia a la red de telecomunicaciones basada en circuitos que presta funciones de transmisión y conmutación tanto en telefonía fija como móvil la misma que permite la comunicación oral de las personas sea que estos se encuentren en el mismo lugar o en cualquier parte del mundo. Como características de este tipo de tecnología tenemos:  Una conexión telefónica entre las partes se logra introduciendo los números de teléfono.  Se puede solo transmitir información hablada a través de dicha conexión telefónica.  Al momento de finalizar la conexión telefónica se deshabilita completamente la conexión quedando libre los recursos asignados para una nueva conexión. CENTRALES TELEFÓNICAS TRADICIONALES Las centrales telefónicas tradicionales o también llamadas PBX (Private Branch Exchange), de forma general son considerados equipos electrónicos los mismos que nacen de la necesidad de cubrir la demanda de servicios telefónicos que se presentan en el manejo de procesos de comunicación dentro de una institución, las que hacen la vez de conmutador esto quiere decir que establecen la conexión entre las líneas 5 telefónicas públicas con las de tipo privado que se encuentran dentro de la institución para mejorar el flujo de información entre llamadas externas e internas, esto básicamente quiere decir que intercomunican extensiones dentro de una empresa, organización o institución. Figura 2.2: Esquema de conexión de una PBX Fuente: www.servervoip/blog/centrales-telefonicas-tradicionales Con la implementación de una central telefónica en la organización vamos a tener dos beneficios uno de ello es la posibilidad de realizar llamadas fuera de la institución las cuales van a tener un costo de acuerdo al tiempo y lugar al que nos vamos a comunicar; la otra es poder comunicarse de forma interna a cualquier estación telefónica implementada dentro y conectada al intercomunicador esta no tendrá costo alguno sin importar el tiempo de duración. Según la dimensión y naturaleza de la empresa depende el tipo de central que se vaya a instalar para cubrir las necesidades de conmutación de las comunicaciones en empresas grandes a medianas lo más recomendable es la utilización de equipos del tipo PBX, mientras que si vamos a considerar implementar en pequeñas organizaciones lo aconsejable sería el uso de equipos más sencillos como los KTS que cubren perfectamente dicha necesidad, teniendo claro que cualquiera de ellas que se vayan a utilizar van a estar conectadas a la red pública RTC o RDSI. 6 VoIP “El sistema VoIP (Voice Over IP), telefonía IP, telefonía sobre internet, voz sobre banda ancha (VoBB, Voice Over Broad Band); se refiere al proceso que se realiza para la emisión de voz en paquetes IP sobre redes de datos como lo es el internet, este tipo de tecnología se basa en un conjunto de recursos que hacen posible la transmisión de voz en forma digital y que esta viaje a través de paquetes de datos”. (Huidrovo. & Conesa. 2006). Figura2.3: Solución de telefonía IP Fuente: Grupo CTS La difusión de la telefonía IP se comenzó a dar a conocer mediante software que utiliza internet permitiendo que los usuarios puedan mantener contacto con este sistema a través de la computadora. Pero en sus inicios no fue una alternativa muy rentable ya que las conversaciones que se mantenían con esta no superaban una velocidad de 56 kbps ya que los modem entregaban esta capacidad como límite máximo y era demasiada lenta y contenía ecos. La tecnología que aplica este servicio es la fusión de dos mundos que hasta no hace mucho se trataban de forma separada, la transmisión de voz y la de datos porque se encapsulan estos dos en paquetes para poder ser transportados sobre redes de internet sin tener la necesidad de contar con una infraestructura de telefonía convencional, con esto obtenemos el desarrollo de una red 7 homogénea en la que se pueda transmitir información ya sea de voz, imagen, video o datos. IP es el nombre de la principal tecnología que maneja el uso de la red de internet, así como también de las redes locales de datos, como son Ethernet o Wi-Fi si fuera el caso, por lo que se puede hablar de que es un beneficio ya que puede ser empleada para la facilidad de comunicaciones internas dentro de una organización, como sustituto del sistema tradicional de la centralita de telefonía. Otra de las diferencias que se puede tomar en cuenta es que se puede utilizar también en particulares aplicaciones en las que se tena la necesidad de enviar archivos de audio en tiempo real, como ejemplo podemos listar el caso de las aplicaciones de vigilancia o asistencia a través de video, entre otras utilidades de esta tecnología. La principal ventaja de la aplicación de voz sobre IP es que se puede realizar llamadas a cualquier parte del mundo con un costo menor a lo que normalmente está el costo de utilizar este servicio usando la tecnología tradicional como él envió de un email y con la misma rapidez de realizar una llamada común. La transmisión VoIP básicamente especifica la propagación del tráfico de voz sobre internet, facilita la realización de procesos y servicios que normalmente son difíciles de implementar usando la telefonía tradicional PSTN incluido a esto el uso de este servicio significa un elevado costo de uso. 2.4.1 CARACTERÍSTICAS DEL USO DE VoIP Como características principales de la telefonía IP tenemos:  Poder realizar más de una llamada al mismo tiempo sin inconvenientes.  Mejora en el tiempo de respuesta en los procesos lo que concurre en optimizar la productiva de los empleados y la atención al cliente.  Tráfico de voz a través de cualquier tipo de red IP.  Al momento de implementar el servicio de telefonía IP se lo realiza sobre la misma arquitectura en la que está funcionando la red de internet por lo que implica reducción en el tiempo de instalación, costo de equipos y mantenimiento.  Es compatible a cualquier tipo de hardware de diferentes fabricantes ya sean estos sistemas propietarios o de libre comercialización. 8  Garantía al momento de utilizar el servicio tanto en seguridad como en privacidad gracias al tipo de tecnología más seguras y robustas que se utiliza en autenticación, autorización y protección de datos.  Funcionalidades extras sin cargo adicional: identificación de llamadas, transferencia de llamadas, etc., de menor costo o si es el costo de forma gratuita.  Mejor calidad de servicio ya que se puede asignar prioridades a los paquetes que sean transmitidos por la red IP.  Se puede realizar una llamada local que automáticamente puede ser enrutada a cualquier parte sin importar en donde se esté conectado a la red siempre que el destinatario cuente con un teléfono con tecnología VoIP y cuente con conexión a internet puede comunicarse tranquilamente.  Si se implementa un call manager todos los agentes que usen este servicio pueden trabajar desde cualquier lugar donde se encuentren y desarrollar sin inconveniente sus actividades siempre que cuenten con conexión a internet lo suficientemente rápida.  Integración de la comunicación por voz con otros servicios como datos, video e internet dentro del mismo entorno 2.4.2 ELEMENTOS DE LA RED VOZ IP  EL USUARIO Es el elemento al que va direccionado todo el proceso de comunicación este mismo se encarga tanto del establecimiento como de la finalización de las llamadas. La información que se envía a través del dispositivo de salida (micrófono) es codificada, empaquetada y transmitida para luego ser decodificada al momento de llegar a su destino final a través del dispositivo de entrada (altavoces o audífonos). Cabe resaltar que el usuario final puede receptar las llamadas en cualquiera de los tipos de terminales que se pueden utilizar al momento de utilizar el servicio VoIP.  TERMINALES Son los teléfonos, los mismos que sirven para que la comunicación se lleve a cabo estos pueden ser de tipo tradicionales siempre y cuando se cuente con un adaptador de teléfono analógico (ATA) que sirve para conectar el dispositivo con una red de paquetes; los teléfonos IP que tienen la misma apariencia que los 9 anteriores la diferencia es que estos transmiten de forma diferente la llamada ya que van directamente conectados a internet a través del router; y los llamados softphones es un software a través del cual se simula a un dispositivo telefónico a través del computador, permitiendo así realizar las llamadas a cualquier lugar y tipo de terminal sin ningún problema. Figura 2.4: Tipos de terminales para VoIP Fuente: Andreu, 2010  SERVIDORES Son los encargados del manejo de un amplio rango de operaciones complejas en base de datos sean estas desarrolladas en tiempo real o fuera de él. Dentro de los procesos que se desarrollan tenemos registro y validación de usuarios, enrutamiento, recolección de información, administración y control general, servicios de directorios, entre otros. Regularmente en dichos servidores se realiza la instalación de software para la operatividad de la telefonía IP denominados switches o IP-PBX (conmutadores IP), como ejemplos de estos tenemos “VOIPSWITCH”, “NEXTONE”, “MERA”, entre otros; uno que es usado con frecuencia es Asterisk debido a que es gratuito y de código abierto.  GATEWAYS “Para poder establecer la comunicación con la tecnología VoIP es necesario la implementación de un Gateway o llamado también pasarelas RTC/IP el mismo que tiene como función proporcionar un puente de comunicación entre los 10 usuarios desde las interfaces de telefonía tradicional a VoIP, la cual funcionara como plataforma para los usuarios virtuales”. (Mendioroz. 2015). Al momento de que un teléfono tradicional trata de mantener conexión con uno de tecnología IP el dispositivo que se encarga de la conversión de la señal analógica en un tránsito de paquetes IP y viceversa son los Gateway. Estos equipos tienen vital importancia en el desarrollo de esta tecnología dentro del manejo de la seguridad de acceso, la contabilidad, el control de calidad y mejoramiento del servicio. Una de sus varias funciones es la de finalizar las llamadas, es decir el usuario efectúa una llamada y el Gateway se encarga de que esta finalice, esto es cuando un cliente llama a un teléfono fijo o celular, debe existir la parte que hace que la llamada que a través de internet sea posible y que logre conectarse con una empresa de telefonía sea esta fija o móvil. Figura 2.5: Componentes básicos red VoIP Fuente: Mendioroz, 2015 2.4.3 TELEFONÍA CONVENCIONAL VS TELEFONÍA IP “Como se ha menciono anteriormente la telefonía IP usa el internet como medio para realizar la comunicación de un usuario con otro. Basados en este concepto, entendemos que la diferencia fundamental que existe con la telefonía tradicional es precisamente esta, aunque la anterior tecnología usa redes de datos no usa internet para la conexión y el transportar la voz de los interlocutores sino redes específicas analógicas”. (Cabezas. 2007). 11 TELEFONÍA CONVENCIONAL TELEFONÍA IP Transmisión de la voz La transmisión de la voz se transforma en señales o impulsos eléctricos a través de un cable llegan a la central telefónica. La transmisión de la vos es digitalizada y trasformada en paquetes de datos, es una hilera de bits que se agrupan y se envían en datagramas sobre una red IP. Numeración En la telefonía tradicional se maneja una secuencia de números dependiendo el destino al que se desee realizar la llamada sea esta local, nacional, internacional o al extranjero. En la telefonía IP se maneja otro tipo de identificación para diferenciar al usuario que está realizando la llamada esta es parecida a la de un correo electrónico que son suministrados por el proveedor de VoIP. Llamadas a números VoIP Llamar a un teléfono con este tipo de tecnología no es posible desde la telefonía tradicional. Si es posible, siempre que ambos teléfonos se encuentren registrados en su correspondiente servidor. Llamadas a teléfonos tradicionales Las llamadas realizadas son gestionadas a través de proveedor del servicio sin problema alguno. Es necesario que un proveedor nos introduzca en una red de telefonía tradicional o también llamada “terminación de la llamada” para interactuar con esta tecnología. Movilidad El dispositivo que recepta las llamadas es estacionario y debe estar conectado a la línea de teléfono para poder realizar o recibir cualquier tipo de llamada. En la telefonía IP sin importar en el lugar donde nos encontremos si tenemos acceso a internet podemos realizar o recibir llamadas. Recibir llamadas telef tradicional De un teléfono tradicional a otro la comunicación es totalmente viable ya que es la misma tecnología. Se puede entablar comunicación siempre que la llamada entre a través del proveedor de VoIP y llegue a nuestro teléfono si se está registrado en el servidor Proxy SIP. Valor añadido Se tiene que comprar al proveedor servicios como llamada en espera, identificador de llamada, multiconferencias, agenda, extensiones, etc. Nosotros mismo podemos configurar servicios como llamada en espera, identificador de llamada, multiconferencias, agenda, extensiones, etc. Tabla 2.1: Telefonía convencional vs Telefonía IP Elaborado por: El investigador 12 2.4.4 FUNCIONALIDADES DE VOIP La aplicación de tecnología VoIP facilita el desarrollo de tareas que al usar redes telefónicas tradicionales nos resultaría muy difíciles de realizar, como:  Al recibir una llamada telefónica local esta puede ser enrutada automáticamente a un teléfono VoIP, sin que afecte el lugar en donde se encuentre conectado a la red. Se podría llevar el dispositivo a cualquier lugar en un viaje, siempre que esté conectado a internet se podría recibir llamadas sin problemas.  Existen números telefónicos gratuitos para uso de telefonía VoIP, pero se encuentran únicamente disponibles en países en donde este tipo de tecnología lleva varios años de uso como Estados Unidos, Reino Unido, y otros países que cuentan con organizaciones de usuarios VoIP.  Si una organización dedicada al servicio de call center implementa en sus instalaciones tecnología VoIP, les da la posibilidad a sus agentes el poder desarrollar su trabajo en cualquier lugar que cuente con conexión a internet lo suficientemente rápida.  Existen servicios extras en algunos paquetes de telefonía VoIP por los que normalmente la PSTN (Red Pública Telefónica Conmutada) cobra un recargo adicional al servicio que normalmente prestan como el recibir más de una llamada a la vez a través de la misma línea telefónica, llamada en espera, retorno de llamada, remarcación automática o identificador de llamadas.  Los usuarios que utilicen tecnología VoIP tienen la posibilidad de viajar a cualquier parte del mundo y poder utilizar el servicio tanto recibiendo como realizando llamadas de la siguiente forma: o Los usuarios que se encuentre suscritos al servicio de la línea telefónica pueden tanto recibir como realizar llamadas fuera de su localidad. o Los usuarios que utilicen el servicio de mensajería instantánea basada en tecnología VoIP también tienen la posibilidad de viajar a cualquier lugar y de igual forma podrán tanto realizar como recibir llamadas. o Los usuarios de la telefonía VoIP tendrán la posibilidad de integrar otro tipo de servicios disponibles en internet entre los que incluyen videoconferencias, el intercambio de datos y mensajes con otro tipo de servicios en paralelo con una 13 conversación existente, audio conferencias, intercambio de información con otros usuarios e incluso administración de libros de direcciones.  Una función que se puede implementar con el servicio de telefonía IP y que anteriormente no se daba en las centrales telefónicas tradicionales o que esta tenía un costo extra al normal era el poder interactuar con más de una llamada a la vez a través de un mismo terminal pudiendo receptar y gestionar varias llamadas simultáneas en teléfonos IP. Muchas organizaciones al conocer todas las funcionalidades que presenta el incorporar en sus procesos la tecnología de telefonía VoIP han visto la necesidad de integrar este servicio lo que está abaratando las comunicaciones internacionales y mejorando de esta manera el cómo se desarrolla la comunicación entre proveedores y clientes, o entre departamentos del mismo grupo de trabajo. Así, como también al mismo tiempo la tecnología de VoIP se está integrando a través de específicas aplicaciones como portales web, lo que ayuda al usuario el poder establecer con diferentes empresas que trabajen el realizar una llamada a una hora específica, que se llevara a cabo a través de un operador de voz IP normalmente. 2.4.5 VENTAJAS DE IMPLEMENTAR TECNOLOGÍA VOIP “Como ya hemos hablado anteriormente se podría decir que la ventaja primordial que tiene el utilizar el servicio de comunicación VoIP es que no hay que pagarle a la compañía telefónica por la comunicación, esto es lo que le hace que sea tan recomendable el uso de esta tecnología para quienes utilizan llamadas a larga distancia”. (Tecnología & Informática. 2018)  Al usar la red de internet para mantener la comunicación evita los altos cargos de telefonía (principalmente de larga distancia) que imponen las compañías de la Red Pública Telefónica Conmutada (PSTN).  Los codecs que están desarrollados para la tecnología VoIP hacen posible que la voz se codifique en pequeños paquetes de datos lo que hace posible la reducción del uso en el ancho de banda al momento de mantener una comunicación esto junto con el avance de las conexiones ADSL en el mercado tanto residencial como empresarial, hace que se tornen populares estas tecnologías para llamadas internacionales. 14  Con el desarrollo de las nuevas tecnologías las redes IP están siendo estandarizadas para el uso universal a través de ellas tanto para internet, intranet y extranet. Esto quiere decir que dentro de nuestra infraestructura de red podemos desarrollar los servicios de internet, telefonía y trabajos que se realicen en la organización de forma interna a través de la red.  La comunicación desde un equipo con tecnología VoIP hacia una central telefónica tradicional es mucho más barata que la comunicación entre telefonía singular por el tipo de servicio que utiliza, mientras que la comunicación entre telefonía IP es completamente gratuita.  La integración de servicios adicionales en telefonía VoIP no depende del proveedor de la línea telefónica ni de un cargo extra en el pago del servicio, es de libre voluntad del usuario del servicio ya que solo se necesita realizar una configuración en los equipos para tener funciones como receptar más de una llamada a la vez a través de un mismo equipo, la llamada en espera, transferencias de llamadas, contestadora automática, identificador de llamadas, entre otros.  Mejora en la productividad así como en la atención al cliente a nivel empresarial, debido a la automatización y simplificación de ciertos procesos al momento del desarrollo de las actividades dentro de las organizaciones.  El costo de los equipos, instalación y mantenimiento de los mismos es mucho más económico debido a que no hace falta implementar equipos extras si utilizamos la misma infraestructura que está en uso para la red de internet.  Con la tecnología telefónica VoIP se puede realizar cualquier tipo de llamadas desde cualquier lugar en donde exista conectividad de internet, debido a que los teléfonos VoIP transmiten la información a través de la red y los mismos pueden ser administrados por su proveedor desde cualquier lugar donde exista conectividad.  Los sistemas que se necesitan para la administración del servicio de telefonía sobre IP son realmente muy fáciles de usar ya que presentan interfaces de usuario gráfico de tipo web, gracias a esto no es muy necesario al menos al desarrollar mantenimiento básico tener información específica y dedicada.  No existe una única empresa que desarrolle equipos para implementar telefonía con tecnología IP, por lo que la interoperabilidad de diversos proveedores que existen hace factible que la persona u organización que busque la implementación 15 del servicio decida según sus requerimientos y presupuesto cuáles serán los equipos que buscará adquirir. 2.4.6 DESVENTAJAS DE IMPLEMENTAR TECNOLOGÍA VOIP  El control de tráfico masivo de datos a través de redes a nivel de IP no es algo sencillo de hacer, existen variables muy complejas y se torna más difícil de hacer a gran escala.  Uno de los problemas de implementar esta tecnología no es directamente VoIP es más bien la red IP, ya que no presta muchas garantías como por ejemplo en la latencia, ya que al momento en que se está desarrollando la comunicación no es viable 200ms de pausa en la transmisión, cuando se va a utilizar el servicio es recomendable controlar el uso de la red para garantizar una transmisión de calidad.  Si fuera el caso de que un virus infecte alguno de los equipos que son utilizados para el servicio de telefonía IP, el servicio quedará interrumpido debido a que cada uno de estos tiene su función específica para la puesta en marcha de este proceso. Así, como también se pueden ver afectados otros equipos que estén conectados al sistema, si no se implementa una adecuada protección se puede sufrir fraudes por medio de suplantación de identidad. 2.4.7 PARÁMETROS PARA UNA COMUNICACIÓN VOIP 2.4.7.1 CALIDAD DE SERVICIO (QoS) La calidad de servicio o QoS (Quality of Service), se considera al conjunto de tecnologías que permiten garantizar la transmisión de una cantidad específica de información en un tiempo determinado dirigido hacia los diferentes dispositivos de la red, basados en esta definición podemos decir que en este proceso intervienen gran cantidad de factores, tanto del ámbito subjetivo como objetivo. Desde el punto de vista del usuario, se entendería como la claridad con la que el receptor escucha la voz del otro extremo (fidelidad de la voz) y la capacidad con que la red soporta el flujo de la información que se produce mediante la comunicación. “Desde otra perspectiva más técnica, es la capacidad con la que cuenta la red para poder satisfacer el flujo de información en tiempo real en términos de diferentes parámetros como son: ancho de banda, pérdidas de información, retardo en la llamada, el jitter y el eco.” (Cisco, 2016) 16 Se puede definir a la calidad de servicio como la capacidad que tiene una red para generar un tratamiento específico a cada uno de los diferentes tipos de tráfico de información, mejorando de esta manera el servicio que se presta. Para así poder brindar mayor calidad al momento de desarrollar una conversación de una red de voz sobre IP, el ancho de banda que requieren los dos flujos de tráfico de información (datos y voz) deben ser garantizados independientemente del estado de las demás conexiones basados en diferentes criterios como:  Tasa de conectividad, que trata del porcentaje de probabilidades de recursos que tendrá disponible la red al momento de intentar conectar una llamada.  Claridad de la voz, que es la claridad con que la voz será percibida por el receptor de la llamada e indica cuanta de esta información puede ser entendida al ser emitida de un extremo a otro. Esto dependerá de la distorsión que se genere por los componentes que interactúan en la red.  Codificación de la voz, al momento de que una llamada ha sido establecida y que se pueda comprobar que el receptor puede hacerse entender con claridad se procede a codificar la voz, para poder transmitirla a través de la red y ver qué tal se escucha.  Inteligibilidad de la voz, uno de los parámetros imprescindibles al momento de entablar una conversación es saber que los dos extremos tanto el receptor como el emisor sean capaces de entender y darse a entender con el otro usuario. Para este proceso juega un papel importante la claridad de la voz.  La inteligibilidad de la voz y la calidad de la codificación están estrechamente relacionadas esto quiere decir que dependen estrictamente de la tasa binaria en el transporte de la información, como la tasa de errores que presente la comunicación. 2.4.7.2 ANCHO DE BANDA La red es la transferencia de información de un punto a otro a través de un determinado canal que termite su transmisión. Al hablar de ancho de banda en sistemas digitales nos referimos a la máxima cantidad de datos e información que pueden circular por algún medio que permita una conexión de red en un determinado periodo de tiempo establecido, tradicionalmente el ancho de banda es expresado en bits por segundo (bs). 17 La importancia del ancho de banda radica en que la tecnología que se utiliza ocupa muchos recursos por lo que a mayor ancho de banda mejor transmisión de información. “En la tecnología de redes de voz para telefonía IP, como regularmente en otro tipo de redes, mientras mayor es el ancho de banda disponible es mejor la transferencia de datos e información por unidad de tiempo que resultara mayor.” (Domínguez & Hernández, 2013) Se puede considerar como el primer requisito que debería cumplir una red de voz sobre paquetes para así poder brindar la calidad acorde de contar con el ancho de banda necesario para cruzar las comunicaciones de voz. Porque esta es una de las opciones más viables para prestar una óptima calidad en el servicio ya que optimizando el ancho de banda se producirá mejores resultados en la comunicación. Se puede obtener un estimado del ancho de banda que se requiere para desarrollar comunicación a través de tecnología de voz sobre redes IP dependiendo del tipo de recursos con los que se cuente aplicando la fórmula: 𝐵𝑊 = 𝐵𝑊 𝑣𝑜𝑧 + 𝐵𝑊 𝑣𝑖𝑑𝑒𝑜 + 𝐵𝑊 𝑑𝑎𝑡𝑜𝑠 0.75 Dejando un margen del 25% para poder equilibrar el servicio en caso de que se presenten posibles picos de tráfico. Al reducir inconvenientes y de alguna forma garantizar al proceso el suficiente ancho de banda para el desarrollo de las comunicaciones, se reducen problemas como el retardo, el jitter o que haya pérdidas de información que tengan un impacto considerable para los usuarios. Como ya se ha mencionado anteriormente uno de los elementos que se utilizan para el proceso de comunicación a través de redes IP son los Gateways, los que se encargan de recibir la voz de digitalizarla y comprimirla según el algoritmo que se utilice entre algunos podemos nombrar: GSM, G.723.1, G.711, G.729, los mismos que son considerados dependiendo cual es el que nos ayudará a obtener mayores ratios de comprensión en detrimento del tiempo de latencia (es el tiempo que demora en ser descomprimida la voz para que pueda ser receptada). El protocolo IP se encarga de adjuntar al paquete de voz ya comprimido y digitalizado con una sucesión de cabeceras para su correcto transporte a través de la red, lo que hace que el ancho de banda pase de 8kbps que es aproximado con el que algunos algoritmos comprimen los paquetes de voz a 16kbps. 18 A continuación, se presenta una tabla que nos muestra la correspondencia que existe entre los algoritmos de compresión de voz que se mencionó anteriormente con el ancho de banda que requieren cada uno de ellos: VoCodecs Ancho de Banda (BW) G.711 PCM 64 kbps G.726 ADPCM 16, 24, 32, 40 kbps G.727 E-ADPCM 16, 24, 32, 40 kbps G.729 CS-ACELP 8 kbps G.728 LD-CELP 16 kbps G.723.1 CELP 6.3/ 5.3 kbps Tabla 2.2: Ancho de banda requerido por tipo de VoCodec Fuente: http://www.ulysea.com/service/voip/ 2.4.7.3 JITTER O VARIACIÓN DE RETARDO El jitter es considerado al efecto de las redes de datos no orientadas a conexión y basadas en conmutación de paquetes que existe por el cual el retardo entre estos paquetes no es constante. Se trata de la diferencia existente entre la amplitud en el tiempo de transmisión y la anchura del tiempo de recepción y se le conoce con el nombre de variabilidad del retardo. En tecnología de redes IP, y en forma más general en cualquier tipo de red de paquetes, no existe forma que nos posibilite garantizar que el envío de la información empaquetada de una misma comunicación siga el mismo sendero, muy contrario de lo que sucede con las redes del tipo de conmutación de circuitos. Esto ocasiona que cada uno de los paquetes que se envían llegará a su destino pasando por un número de nodos diferentes de la red, y esto hace que alcancen su objetivo con un retardo diferente. De una forma más técnica, se define el jitter como la variación existente en el tiempo en la llegada de los paquetes, la que se puede originar o ser causada por un congestionamiento de la red, una falla de sincronización, o algún inconveniente que se presente en una de las diferentes rutas por las que pasa el paquete para llegar a su destino final. Al ser una tecnología que trabaja en tiempo real, la voz sobre IP está expuesta a este tipo de fallos. 19 Para poder corregir este tipo de variaciones en él envió de la información a través de la red se utilizan los denominados buffer de supresión de jitter, los mismos que hacen el trabajo de retener los paquetes durante el tiempo que sea necesario para que los que no han llegado en conjunto con los otros puedan así reordenarse y desarrollarse en el orden correcto. Figura 2.6: Supresión del Jitter Fuente: Huidrobo & Roldan, 2006 2.4.7.4 ECO “Otro de los conflictos más comunes que se presentan en el uso tanto de las redes telefónicas como en las de voz sobre paquetes es la presencia del eco. Este inconveniente es el que produce al momento de la comunicación que el emisor escuche parte de su propia voz junto con la del otro interlocutor a la misma vez o en ausencia de ella”. (Sing-Borajo. 2014) Falencias que se pueden dar en los parámetros de comunicación de los que hablamos anteriormente pueden producir eco sobre la señal de telefonía. Existen dos tipos de ecos que tienen que ver con el tipo de tecnologías que se utiliza, el uno que es considerado de alto nivel pero de poco retardo que se produce en el circuito híbrido de 2 a 4 hilos local; y el otro de bajo nivel pero a su vez de gran retardo que es el que encontramos en el circuito separador híbrido remoto. El uso de un proceso que permita cancelar el eco se crea mediante una técnica denominada ecualización transversal autoadaptativa, la misma que se basa en utilizar una parte de la señal de transmisión para así suprimir el eco que se produce por la inadecuación de impedancias en el circuito híbrido que convierte de 4 a 2 hilos. 20 Las causas que pueden presentar eco en la comunicación son variadas, otro tipo de eco en cuanto al tipo de componentes que se utilice, es el acústico que se presenta debido a un acoplamiento entre el auricular y micrófono del teléfono. El mismo que se presenta en teléfonos que usan servicios de manos libres o inalámbricas y se puede solucionar con la utilización de terminales de mejor calidad y mayor precio. El otro es el eléctrico, que se presenta resultado de una desadaptación de impedancias en el extremo que recepta la comunicación. 2.4.7.5 RETARDO O LATENCIA El retardo o latencia se define como la cantidad necesaria de tiempo que le toma a la señal de voz en dirigirse desde la boca del emisor y llegar al odio del receptor. Los usuarios tienen la capacidad de sostener una conversación de forma amena aunque exista en ella cierto retardo, pero llegado a un umbral puede empezar a incómodo para mantener una conversación. En el ámbito de las comunicaciones como una de las características más importantes de la voz tenemos su temporalidad, no solo debido al intervalo de pronunciación de un par de silabas dispone su pertenencia a una misma palabra, sino más bien la convergencia existente entre dos interlocutores se guía por un tipo de esquema temporal de escuchar-responder cuya variación puede tornar a la conversión en ininteligible (como tener a dos personas hablando al mismo tiempo). “La latencia se torna fundamentalmente crítica en las comunicaciones que se desarrollan en tiempo real, si esta es demasiado grande la interactividad comienza a ser muy deficiente, en el caso de las tecnologías de voz a través de IP se pueden reconocer diferentes tipos de retardos.” (Domínguez & Hernández, 2013) El llamado retardo de extremo a extremo, el mismo que está basado en tres principales componentes:  Retardo de empaquetamiento: Es el tiempo que se emplea para almacenar los modelos de la voz y colocarlas en segmentos. El estimado que toma realizar esta acción entra en el rango de 10 y 30 milisegundos por cada paquete en función del hardware. 21  Retardo de codificación: Es el tiempo indispensable que se ocupa en transformar el segmento de voz a su muestra en bits, el estimado en realizar esta acción oscila entre 5 y 10 milisegundos de promedio.  Retardo de compresión: Es el tiempo que se emplea en comprimir los segmentos de voz, empaquetarlos y enviarlos a través de la red. El estimado en realizar esta acción es de 5 y 10 milisegundos.  Retardo de red: El tiempo que se emplea dentro de esta acción esta entre los valores de 70 y 120 milisegundos. Está compuesto por: o Retardo de procesamiento: Es el tiempo que se demora el ruteador en el procesamiento del encabezado de cada paquete. o Retardo de las filas de espera: Es el tiempo que utilizan cada uno de los paquetes para permanecer en la cola hasta que sean atendidos por el ruteador. o Retardo de transmisión: Es el tiempo que se necesita para colocar todos los bits en un solo paquete dentro del enlace. o Retardo de propagación: Es el tiempo que necesita la señal a un nivel físico para entrar y extenderse por el medio.  Retardo de decodificación: Es el tiempo que se necesita para la descompresión de los paquetes, se estima que se emplea entre 5 y 10 milisegundos.  Retardo de playout: Es el tiempo que le toma a los paquetes permanecer a la espera en el buffer del playout desde que llegan hasta que se vuelven a enviar. Se estima el uso de entre 50 y 200 milisegundos. Figura 2.7: Representación de los tipos de retardo Fuente: https://slideplayer.es/slide/1640720/ Se pueden reducir los retardos en la red mediante la utilización del protocolo de reservación RSVP. Debido a la compresión de la voz se puede suprimir el retardo empleando una velocidad de 64 kbps sin la utilización de la compresión (G.711). 22 Tradicionalmente se pensó la tecnología de voz sobre IP para ser utilizada para reducir costos con la menor velocidad posible y con el uso de la infraestructura del internet. Pero en la actualidad con el tipo de una red IP de una elevada velocidad, hace que no sea indispensable la compresión vocal dentro de una red local. Entonces entendemos que la telefonía VoIP se despliega para brindar una red de tipo de servicios integrados soportada en protocolo IP, sin limitaciones en lo que se refiere al ancho de banda. Figura 2.8: Procesamiento de la voz de extremo a extremo Elaborado por: El investigador 2.4.7.6 PÉRDIDA DE PAQUETES La pérdida de paquetes en redes de datos se da de forma común y está representada por el porcentaje de paquetes que son transmitidos y a su vez son descartados en la red. Este extravío de información se puede dar por múltiples razones como es el congestionamiento que se produce por errores de transmisión y/o enlace. Agregado a este existe otro tipo de pérdidas que se les llama artificiales que se muestran cuando hay exceso de latencia, por lo que se dan paquetes que son inútiles para la sesión de audio sin que signifiquen algo aun cuando lleguen de forma correcta al receptor. Otra de las causas para la perdida de paquetes se produce por la alta tasa de error en alguno de los recursos de enlace o por exceder los límites de capacidad de un buffer de una interfaz en momentos de congestión. El extravió de esta información es retrasmitida luego con aplicaciones que no son en tiempo real; hablando de tecnología telefónica, no es posible su recuperación lo que repercute en una distorsión vocal. 23 Como consecuencia de la pérdida de paquetes se presenta una baja en la calidad de la voz, ya que va a faltar información transmitida a la hora de intentar reponer la señal vocal. Mientras mayor sea la tasa de compresión del códec más alta es la disminución de la calidad. La solución más factible a este tipo de inconvenientes es tratar de mejorar la arquitectura de la red, sustituyendo las líneas por las que se transmite la comunicación y los enrutadores por unos que sean mejores con mayor capacidad, técnicamente el problema quedaría resuelto. Pero, cabe resaltar que esta no es una solución del todo definitiva ya que al aumentar el tráfico de la red se volverá a presentar los mismos inconvenientes, se debe pensar esta alternativa dependiendo del tipo de transmisión y el volumen con el que se va a llevar a cabo la comunicación; o a su vez, se podría pensar en solicitar la retransmisión de los paquetes que se perdieron algo que no es muy aconsejable por el retardo adicional que se daría que empeoraría todavía más la calidad de la voz. Figura 2.9: Pérdida de paquetes en la transmisión de voz Fuente: Urbina, 2013 Las tecnologías en las que se aplica audio admiten cierta tasa de pérdida de información sin que esta interfiera en la calidad de la voz, el máximo de tolerancia es del 5%, pero para tener un mayor flujo de comunicación se recomienda no exceder de un 3% ya que así se obtiene el más alto nivel de satisfacción posible. “Los procesos que se pueden aplicar para manejar pérdidas de información en tecnología VoIP se clasifican como Corrección de Error Proactiva (FEC) y Corrección de Error Reactiva (ARQ)” (Valbuena. 2018).  FEC (Forward Error Correction), se basa en la reconstrucción del paquete tomando como punto de partida la información contenida en los paquetes consiguientes para entender que fue lo que se extravió, pero la desventaja de esta es que al requerir de estos paquetes siguientes hace que aumente el retardo de al menos un paquete. 24  ARQ (Automatic Repeat reQuest), consiste en un artilugio usado para la recuperación de las perdidas realizando una petición explicita a la fuente, el mismo que incluye un retardo adicional lo que muchas veces no es tolerable para la aplicación. 2.4.7.7 VALORES RECOMENDADOS – POSIBLES SOLUCIONES FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CALIDAD DEL SERVICIO FACTOR VALOR RECOMENDADO POSIBLE SOLUCIÓN Ancho de banda Depende del códec Aumento del ancho de banda Jitter 100 ms Implementación Jitter buffer Eco 10 ms Supresores y canceladores de eco Retardo 150ms Aumento del ancho de banda Perdida de paquetes Menor al 11% No transmitir los silencios Tabla 2.3: Soluciones a los problemas que presenta la calidad del servicio Elaborado por: El investigador 2.4.8 DIGITALIZACIÓN Y TRANSMISIÓN DE LA SEÑAL “La telefonía IP tiene como desafío primordial la transformación de la señal analógica que se produce por la voz en el desarrollo de la comunicación en digital, de forma que esta pueda ser trasladada a través de internet, el desarrollo de este proceso lleva el nombre de digitalización de la voz. Este procedimiento que se realiza radica en coger una muestra de voz, valorarla y transformar este valor en un número binario”. (Carballar. 2008). Actualmente, las tecnologías modernas existentes que realizan el proceso de digitalización de la señal analógica de la voz incluyen ciertas técnicas de codificación que hacen que el ancho de banda necesario para el procesamiento de la comunicación sea muy inferior a los 64 kbps. Dicha disminución en el ancho de banda necesario es imprescindible para poder obtener altos niveles en la calidad inclusive cuando el acceso o las condiciones de la red no son idóneos. 25 Figura 2.10: Digitalización de la voz Fuente: Carballar, 2008 La red de internet fue desarrollada para la transmisión de datos que no necesariamente tienen que llegar a su destino de forma ordenada ni en tiempo real, no tiene importancia si la información que contiene un correo electrónico o el contenido de una página web es transmitida de forma desordenada, el programa de comunicación del terminal en el destino se toma el tiempo de ordenarlo y así el usuario que recibe el paquete de datos no nota que la información llego de forma diferente a la que se la presenta en pantalla. Pero, hablando de comunicación las muestras de voz se codifican y decodifican de forma constante y en tiempo real, por lo que no existe margen de error para que el sistema se tome el tiempo de estar ordenando nada. Si la información no fue recibida al momento que se la requiere es mejor darla por perdida debido a que si se extravía una muestra puede afectar levemente a la calidad de la reproducción pero no se sufrirá de retardos en el proceso de comunicación ni su entendimiento. Por ello, se ha tenido que implementar en la red de internet nuevos tipos de protocolos para el control de la transmisión de este tipo de información, los denominados protocolos de transmisión en tiempo real. Ya hace mucho tiempo atrás que las redes telefónicas tradicionales fueron digitalizadas, esto trata de que tanto los equipos que se utiliza en la conmutación como los de transmisión usan señales de tipo digital, básicamente se refiere a que antes de que la voz pase por el primer equipo esta señal es digitalizada en las centrales. Este 26 proceso de digitalización representa una gran ventaja debido a que hace mucho más inmunes a las señales digitales del ruido que las analógicas. Los pasos que sigue la comunicación mediante VoIP son:  Registro de ondas sonoras de voz mediante micrófono.  Digitalizar y codificar la señal y convertirla en flujos de bits.  Transmisión de información en tiempo real.  Decodificar la información y pasarla de digital a analógica.  Producir las ondas sonoras de voz a través del altavoz del teléfono. Figura 2.11: Transmisión de la voz Fuente: Carballar, 2008 2.4.9 ESTÁNDARES La comunicación que se realiza a través de la voz es de tipo analógica, mientras la red de datos en donde se desarrolla en cambio es digital. Actualmente, podemos encontrar estándares que normalizan este tipo de comunicaciones, este tipo de regulaciones están determinadas por organizaciones y estandarizaciones internacionales como es el ITU (International Telecomunication Union) los que se encargan de definir cierto tipo de normativas para la interconexión de los múltiples elementos que actúan en el momento de desarrollar la comunicación sobre telefonía IP. El procedimiento que se sigue para la conversión de las ondas analógicas a información digital se la realiza con un codificador decodificador (CODEC), existen diversas maneras que nos permiten el poder transformar una señal de voz de tipo analógica, todas estas administradas por diferentes estándares. “El tratamiento que se le da a la información para su posterior conversión es bastante complejo, cabe 27 mencionar que la mayor parte de este proceso está fundamentado en la modulación codificada mediante pulsos (PCM) o variaciones” (Chavez. 2014). 2.4.10 MENSAJERÍA UNIFICADA “Se puede decir que una de las tecnologías que van a la par con la evolución de la nueva era de la telefonía IP es la mensajería unificada, se hace poco probable el tratar de estas por separado cuando se está desarrollando proyectos del tipo de convergencia o de integración de voz y datos, la mayoría de profesionistas en el área de la comunicación vinculan este tipo de tecnologías con la telefonía IP.” (Orosa. 2009). Pensar que en una organización un empleado tenga en su oficina o puesto de trabajo un solo elemento de comunicación ya no es algo que se considere normal el día de hoy por el avance considerable que ha tenido la comunicación con la tecnología, así mismo es algo muy normal encontrar en algunas empresas elementos o equipos que manejen en forma conjunta elementos como correos electrónicos, faxes y mensajes de voz. Figura 2.12: Servicio de mensajería unificada Fuente: http://www.servervoip.com/blog/mensajeria-unificada/ La integración de todos estos servicios aporta al empleado un servicio de ayuda ya que dispondrá de toda la información que necesita para realizar su trabajo de mejor manera, en un solo elemento o dispositivo. Es cuantificable el mejor desempeño del trabajador para cualquier ejecutivo ya que se notará un alto desarrollo en lo que refiere a productividad en cada uno de los departamentos. Entre los fabricantes más conocidos que distribuyen este tipo de tecnologías encontramos: 28 PROVEEDOR EXPERIENCIA MENSAJERÍA UNIFICADA Avaya Convergencia Intuity-Audix Siemens Convergencia Hipath Xpression HiNet Xpress Workflow Cisco IP Unity Unified Interactive Intelligent IP CIC Nortel Convergencia Unified Messaging 3Com Ethernet NBX Unified Tabla 2.4: Fabricantes de mensajería unificada Elaborado por: El investigador 2.4.11 CENTRO DE LLAMADAS (CALL CENTER IP) Al hablar de un call center IP nos referimos al sitio donde se reciben o realizan las llamadas las mismas que son administradas a través de un sistema de telecomunicaciones que está basado en tecnología VoIP. Dentro de esta dependencia de la empresa u organización se encuentran los trabajadores encargados de realizar este trabajo los mismos que toman el nombre de agentes, los que se ponen en contacto con los usuarios que ya son parte de la institución o a su vez captan los que podrían llegar a ser nuevos clientes para ofertarles algún tipo de servicio, producto o a su vez prestar algún tipo de asistencia. El uso de la tecnología de telefonía IP dentro de este tipo de organizaciones que su herramienta primordial es la comunicación, les permite poder optimizar la calidad de la información que se transmitirá en cada una de las sesiones que se lleven a efecto. Un usuario cualquiera procedería a realizar una investigación en línea a través de internet para conocer un poco de lo que se está ofertando, luego realizará una llamada al operador para solicitar un poco más de información al respecto, una vez establecida la comunicación podrán ambas partes trabajar con un documento compartido por la pantalla, de esta manera obtenemos un servicio de calidad acorde a las necesidades del usuario, además de obtener ventajas significativas como la reducción en un margen muy amplio en el costo de líneas telefónicas y de distribuidores de llamadas automáticos. 29 Existen diferentes tipos de soluciones para call center utilizando el servicio de VoIP, los que son diseñados para satisfacer la necesidad dependiendo de los requerimientos que tenga la organización. Entre los más utilizados tenemos:  VoIP InBound: Este software está designado estrictamente para los call center que únicamente están orientados a la recepción de llamadas, como son los que se centran en el servicio al cliente. Este tipo de sistema que se implementa se encarga de la transferencia de la voz al momento de recibir una llamada aceptándola y a la misma vez redirigiéndola hacia un agente que esté disponible.  VoIP OutBound: Cumple la misma función que el anterior solo que este se encarga de realizar llamadas más no recibirlas. Al momento de que el agente realiza una llamada y esta es contestada se transmite voz y datos. Este tipo de software es utilizado en las organizaciones que tienen como finalidad la facturación o el telemarketing.  Blended: Es una combinación de los dos sistemas anteriores ya que utilizando este software podemos realizar llamadas como recibirlas, con mecanismos de software VoIP que a menudo funcionan con líneas de negocio independientes. Con la aplicación de este método, se puede usar la misma línea para para receptar y enviar comunicación. 2.4.12 REDES PRIVADAS VIRTUALES DE VOZ Este tipo de prácticas en telefonía se fundamenta en realizar la conexión entre sí de centrales telefónicas dentro de la red IP interna en una institución u organización, de manera que se pueda realizar una llamada de un departamento específico (A) y establecer conexión en otro (B), mediante la propia red de datos de la empresa, recordando que este servicio no tendrá costo alguno ya que aprovechando la infraestructura existente se realiza la comunicación a través de los datos existentes. Uno de los grandes ejemplos conocidos son las comunicaciones que se realizan dentro de las instituciones financieras que se comunican de forma permanente internamente para realizar una infinidad de procesos ya que su actividad se relaciona con el manejo continuo de transacciones tanto en forma presencial como virtual. 30 2.4.13 CENTRO DE LLAMADAS POR LA WEB Cuando una institución posee un sitio web en el que tiene disponible su información en línea, les da la posibilidad a los usuarios que visiten este sitio en la red para despejar cualquiera de sus dudas, esto permitirá también que dicha persona pueda entablar una comunicación más directa con una persona de atención al cliente sin tener el inconveniente de cortar la conexión. Esto le facilita a la persona que atiende la inquietud poder interactuar mediante chat y así poder compartir información en tiempo real con el cliente. Como ventajas que presenta esta aplicación podemos enumerar:  Al realizar la llamada a través de la red de internet, el usuario no invertirá ningún recurso extra en el proceso de comunicación ya que se aprovecha la llamada telefónica que estaba en ejecución para comunicación de datos.  El usuario externo que se comunica con la institución interactúa con un recurso humano en tiempo real el que le asesorará de mejor manera, ya que este tipo de característica mejora el servicio de comunicarse a través de un correo electrónico.  En ningún momento será necesario que el usuario abandone la línea mientras habla con un operador de ventas.  El empleado (operador) puede desconectar la ventana de manera mucho más ágil debido a las precauciones que toma el usuario para proporcionar datos de su tarjeta de crédito en un sitio web por diferentes temas en la seguridad que es de conocimiento de todos, no se presentaría el inconveniente de entregar datos cualquiera sabiendo que la persona que está receptando esta información los recoge de forma verbal, teniendo así el cliente la satisfacción y seguridad de que todo lo que se transmita ese momento quedara a salvo de cualquier tipo de manipulación externa. 2.4.14 APLICACIONES DE FAX La implementación de un sistema de tecnología de voz sobre IP, así como se hace con la voz presenta la posibilidad de poder realizar emisiones de fax, logrando así un significativo ahorro en lo que se refiere a costos de procesos de comunicación de una empresa en lo que respecta a fax. Existen tipos de aplicaciones que incorporan este tipo de servicios con los servidores de correos, esto ayuda a que tanto los archivos 31 enviados por fax como los de email sean enviados al mismo repositorio, esta es un tipo de funcionalidad que presenta la mensajería unificada. Al poder tener en conjunto sobre el mismo repositorio tanto archivos de fax como email representa para la institución ahorro en cuanto a papel que se utiliza para la impresión de estos archivos, además de poder tener la posibilidad de respaldar esta información en dispositivos magnéticos para imprimirlos cuando sea necesario. 2.4.15 MULTICONFERENCIAS Los teléfonos que maneja la tecnología de voz IP tienen embebidos en su sistema una función que le permite al usuario poder mantener una conversación con hasta tres participantes al mismo tiempo de manera simultánea, independientemente del lugar en donde se encuentren estas personas geográficamente. Esto representa para la organización que decida aplicar esta técnica en ahorro en gastos administrativos ya que para mantener una reunión con algún proveedor o sucursal sea cual fuera el caso no va a necesitar de dirigirse al lugar donde se encuentren estas personas con realizar una llamada de tipo conferencia puede tranquilamente interactuar con otras personas y dar a conocer las cosas que desee sin ningún tipo de inconveniente, el costo va a significar un ahorro extra ya que al manejar datos la comunicación y trasmisión de información será a través de la red de internet. 2.4.16 APLICACIONES EN INSTITUCIONES FINANCIERAS Hoy en día las instituciones que han decidido implementar este tipo de solución de tecnología cuentan en sus oficinas con servicios adicionales de telefonía que no podían utilizar porque no se podía con el servicio que usaban anteriormente o a su vez recurría en un gasto adicional, ya que existe una diferencia significativa de estos dos tipos de centrales y por el mantenimiento y/o administración que muchas veces podían requerir. Con la aparición de la telefonía IP como solución, la administración tanto de la voz como de los datos es manejada ahora de forma centralizada y se puede manipular sin ningún problema desde cualquier punto de la red de la institución financiera mediante el simple uso de una computadora que tenga implementada un navegador web cualquiera. Se presenta un amplio margen de beneficios que presenta esta solución en telefonía que se van evidenciando a partir de su implementación, uno de ellos es el máximo 32 aprovechamiento en su totalidad de la infraestructura de datos disponibles con una plataforma única de comunicación, eliminación de costos de administración, instalación y mantenimiento de centrales telefónicas y se prescindió de la necesidad de pares telefónicos para extensiones de convencionales, esto limita a realizar un solo tendido de cable de datos. 2.4.17 COMPONENTES DE LA TELEFONÍA IP “El tipo de componentes que se deben adjuntar a la implementación de una infraestructura de la comunicación a través de redes IP son los que realmente le darán la diferenciación real en lo que es la telefonía tradicional de voz a diferencia de la de datos, ya que si se desarrolla la comunicación a través de un sistema convergente no hay problema al utilizar al mismo tiempo voz, datos o video porque todo esto entra dentro de los parámetros de la comunicación.” (Mendioroz y Rendón. 2014). Algo importante en este tipo de procesos que no debemos olvidar en la aplicación de infraestructuras convergentes es que el proceso de comunicación al tenerla sobre una misma red y utilizar cualquier tipo de servicio no va a tener conflictos ni la necesidad de utilizar otros aspectos por cada uno de ellos. Figura 2.13: Elementos de una red de voz a través de IP. Fuente: Rodríguez, 2013 2.4.17.1. CALL MANAGER Este componente de la telefonía IP presenta un tipo de solución el mismo que se fundamenta en un software de plataforma de procesamiento de las llamadas para 33 ejercer la misma función del PBX en la tecnología telefónica de tipo tradicional. “Este proceso nos presenta la posibilidad de una solución a gran escala y a su vez responde de buena manera a lo que es telefonía IP, incluye también el examinar las diferentes necesidades que presente el servicio en el que se lo vaya a implementar.” (Anaya. 2013). Existen en el entorno de tecnología VoIP una infinidad de programas de chat que se pueden utilizar con estos sistemas como: Yahoo! Messenger, Instant Messenger, Microsoft NetMeeting, America Online, etc., entre otros, dichos programas ofertan la disponibilidad de realizar el proceso de comunicación por vez utilizando el servicio de internet u otra red como medio de transmisión, pero con el inconveniente que estos carecen de confiabilidad. Los servicios de comunicación necesitan ser bastante seguros por lo que se busca que el call manager preste soluciones confiables, escalables y a su vez que sean fáciles de manejar para cualquier tipo de institución de cualquier tamaño en el que se desee implementar la tecnología de telefonía de voz sobre IP. 2.4.17.2. PLATAFORMA CALL MANAGER La plataforma de call manager reemplaza a la PBX normal que se utiliza para el procesamiento de las llamadas en una central telefónica tradicional, es considerada probablemente como la más integral dentro de los servicios de telefonía IP. Está tecnología suministra a la demás arquitectura de la VoIP con un punto centralizado para el procesamiento de las llamadas, servicios de conexión, registro y señalización para teléfonos con tecnología IP, los análogos, gateways digitales y hereda dispositivos de telefonía como en un sistema basado en tecnología PBX tradicional. La aplicación de la tecnología VoIP para servicios de comunicación por voz está desarrollada para utilizar diferentes tipos de protocolos basados en telefonía IP como H.323, SSP (Skinny Station Protocol), MGCP (Media Gateway Control Protocol) y SMDI (Simplified Message Desk Interface). “Versiones actuales de lo que refiere a plataforma call manager permiten que un servidor que se base en este tipo de tecnología pueda gestionar hasta 2500 teléfonos IP a 5000 dispositivos de tecnología de telefonía IP por cada uno de los servidores que se implementen.” (Domínguez & Hernández, 2013) 34 Se puede considerar a un dispositivo que entre en la definición de tecnología de voz IP:  Teléfono IP.  Softphone (Software simulador de telefonía)  Gateway digital o analógico  Procesador de señales digital 2.4.18 EL PROCESO DE CODIFICACIÓN DE LA VOZ 2.4.18.1. EMPAQUETADO El proceso del empaquetado de la voz es el que se realiza en tiempo real, esta es la razón por lo cual el flujo de la voz digitalizada se fracciona en porciones manejables que tengan el mismo tamaño para que puedan transportarse correctamente a través de la red. Figura 2.14: Señal digitalizada Fuente: Valverde, 2018 A diferencia del proceso que maneja una línea analógica, la tecnología VoIP la señal que emite el sonido es transmitida y receptada mediante terminales de red IP. Esto 35 beneficia para que la necesidad sea más manipulable para poder ser transportada a través de circuitos tradicionales de voz como son E1 o RDSI. Teniendo en claro que a diferencia de del sistema de telefonía digital RDSI, la señal que emite una llamada que se realiza a través de una red IP es empaquetada, esto quiere decir que esta información es trasmitida a través de la red en unidades que también son utilizadas para el transporte de otro tipo de datos. Hablando de la tecnología VoIP la señal emitida es encapsulada en datagramas UDP. 2.4.18.2. MULTIPLEXACIÓN La tecnología con la que se maneja la red de telefonía tradicional (RTC) integra una manera más amplia de proveer una mayor capacidad de llamadas que la que se podría manipular en una línea telefónica tradicional. La de tipo convencional está compuesta por un solo par de hilos conductores, mientras que la otra está compuesta por dos pares de hilos, lo que le permite gestionar hasta un total de 24 llamadas de forma simultánea, por lo que se considerada a esta tecnología de alta densidad y se le conoce con el nombre de E1 la que es a menudo utilizada como enlace para unir centrales telefónicas (PBX). El procedimiento que se aplica para sacar el mayor provecho en el mejor uso de los recursos de la red se le da el nombre de multiplexación. Múltiples niveles de multiplexación de canales de voz, suministran una mayor densidad de llamadas a través de un mismo medio. Pero como un punto en contra se considera que la adquisición de este tipo de circuitos tiene un costo bastante elevado y es por esto que solo tienden a ser utilizados para uso exclusivo en enlaces entre centrales telefónicas, o a su vez, en aplicaciones de datos, estos son utilizados más por proveedores de servicios de internet (ISP) que necesitan ofertar un volumen bastante grande de capacidad en conexión a internet. 2.4.18.3. COMPRESIÓN La tecnología VoIP proporciona una manera mucho más económica de compartir el medio de transmisión, para conseguir esto se emplea técnicas de compresión sobre las muestras de sonido que se usa para representar la voz dentro de la red, de tal manera que una porción menor de enlaces físicos son requeridos para la transmisión de la misma información. 36 Existe la posibilidad de reducir el régimen binario de 64kbps, que son los que se utiliza al momento de desarrollar una conversación telefónica tradicional, por debajo de los 44kbps, sin que esto llegue a notar una pérdida de la calidad en la voz reconstruida en el extremo receptor. Los algoritmos que se utilizan en la tecnología VoIP para la codificación de los datos de sonido o para decrementar los requerimientos en el ancho de banda llevan el nombre de códec. 2.4.18.4. CODECS Se les conoce con el nombre de codecs debido a la función que desempeñan, en la parte del transmisor cumplen funciones como codificadores de la señal, en la parte del receptor hacen las veces de decodificar la misma, son un tipo de algoritmos que son utilizados para el empaquetamiento de los flujos de datos multimedia (voz y/o audio), que luego serán retransmitidos a través de la red mediante streaming o sino serán transportados en tiempo real sobre la misma. Existen varios codecs que sirven para aplicar en sistemas para audio y video, pero vamos hablar solo los más utilizados en lo que se refiere a tecnología VoIP. “La mayor parte de estos codecs que se utilizan en redes de VoIP son determinados por recomendaciones de la ITU-T, aquellas que pertenecen a la variedad G (Transmision system and media). Dentro del conjunto de codecs que están definidos por la ITU-T, podemos distinguir dos grandes tipos: los que están determinados al tipo de aplicaciones que requieren una alta fidelidad como lo podría ser la difusión de música a través de la red, y para las que están destinadas a la codificación de la voz la que será transmitida en tiempo real. Para la investigación del caso de estudio que estamos realizando pondremos mayor énfasis en el estudio de estos último.” (Servicios en Red. 2010). Para las aplicaciones de telefonía los codecs que se utilizan también se dividen en dos grupos: los que se fundamentan en la modulación por impulsos codificados para la transmisión de la señal de audio y los restructuran la representación digital de la señal PCM en un diseño más adecuado. A este conjunto de codecs de telefonía se es da el nombre de codec PCM, que son básicos de 64kbps y los vocoders que van mucho más allá del algoritmo PCM. Existe también otro grupo de codecs que se pueden considerar el tercero más grande que son los híbridos que son la unión de las ventajas que presentan los anteriores. 37  Codecs PCM o basados en forma de onda. Son los que emiten la información sobre la forma de onda de la señal de voz, a este conjunto de codecs se los caracteriza porque tienen una tasa de bit de 64kbps, teniendo como al más característico el codec G.711. La tasa que se utiliza en este proceso es considerada muy elevada para las posibilidades de algunas partes de la red, por lo que este tipo de codecs se van utilizando cada vez ya menos. Dentro de esta clasificación también podemos encontrar a los codecs predictivos, los que comparan los paquetes ya empaquetados y solo se encargan de codificar la señal de error, con una menor cantidad de bits y también mediante forma de onda. La razón de usar menos bits deriva de que las señales de error son más pequeñas que la muestra en sí, ya que tienen un menor rango dinámico. Aplicando estos codecs la tasa de error se puede reducir hasta los 18kbps, a cambio de perder un poco de calidad.  Vocoders Son codecs que buscan aprovechar las características de la señal de la voz humana, ocupan muestras de intervalos de la señal de voz de distinta duración (10ms, 20ms, 30ms), según el tipo de codec. Una vez que ya se han obtenido estas muestras, se procede a su analizas mediante la aplicación de determinados algoritmos para poder obtener los coeficientes del filtro vocal y para así poder crear la señal que simula el impulso del aire que pasa por las cuerdas vocales al hablar. Con los datos que se obtienen aplicando estos dos procedimientos se puede lograr reconstruir posteriormente la voz en el receptor. Al aplicar estos codecs la información que se va a trasmitir es bastante comprimida y alcanza tasas de transmisión muy bajas, esto hace que la voz que se reproduce suene muy sintetizada, osea poco natural y la calidad es bastante deficiente a comparación con la que se obtiene de PCM.  Codecs Híbridos. Son codecs que unen las ventajas de los expuestos anteriormente, presentan la ventaja de los vocodecs ya que se basan en el modelo de excitación (que simula el impulso del aire que pasa por las cuerdas vocales al hablar) en conjunto con un filtro vocal para conseguir tasas bajas de bit que van a ser trasmitidos, además de contar con la ventaja de los predictivos debido a que comparan la muestra generada mediante la señal de 38 excitación y filtro calculados con la original para así poder transmitir también el error cometido con muy pocos bits y así poder obtener una voz más natural reproducida en el destino. Este error se lo puede codificar con dos opciones la una serpia mediante índices y la otra por forma de onda esto dependerá del codec que se esté usando, y esto será transmitido en conjunto con los coeficientes del filtro vocal y la señal de excitación. Aplicando estos pasos se logra obtener tasas de trasmisión también muy bajas y además de una calidad al escuchar bastante aceptable. Codecs entran en esta definición podemos encontrar a los: G.729 y G.723.1, estandarizados por la ITU-T, GSM y sus variantes que son estandarizados por el ETSI. Vamos hacer a continuación una breve descripción de los codecs más comunes que se utilizan en la telefonía IP:  G.711: Es un algoritmo de codificación/decodificación de 64 kbps que utiliza 8 bits para codificar los modelos de las señales de audio muestreadas a 8 khz, hablamos de una señal de audio de muy buena calidad. De ser el caso de implementación de este codec presenta un bajo procesamiento y es el esquema de codificación que se usa en los circuitos de la telefonía digital tradicional como en E1, pero este codec no provee ninguna compresión. El codec G.711 posee dos variantes dentro de las técnicas de digitalización PCM que se usan en este servicio la uLaw y ALaw. La primera usa una escala de digitalización logarítmica para así poder discretizar los niveles de amplitud, mientras que la otra variante es la que usa una escala mucho más lineal. Estos no son compatibles entre sí a pesar de ser parte del mismo proceso y en el caso de que al momento de desarrollar una comunicación cada uno de los extremos este utilizando uno de ellos estos deben ser transcodificados para poder recibirla. Los lugares donde regularmente se puede observar el uso de uLaw son Norte América y parte de Asia, mientras que ALaw se utilizada en el resto del mundo.  G.721, G.723, G.726, G.728 Y G.729.A: Son los codecs que realizan una mejor utilización de la capacidad de la red ya que permiten la reproducción del sonido de alta calidad a una tasa de bit de 8 a 32 kbps, a diferencia de los anteriores este grupo emplea en sus procedimientos algoritmos ADCPM (Adaptative Differential Pulse Code Modulation) o CELP (Code Excited Linear Prediction) para así reducir los requerimientos de ancho de banda. 39  G.722: Este codec ocupa una gran capacidad del ancho de banda, debido a que realiza un muestreo de la señal de audio al doble de lo que regularmente se lo hace: 16 khz, el efecto que este procedimiento que se realiza hace que el sonido tenga mayor calidad que el resto de los codecs utilizados para VoIP, pero en otros aspectos es igual al codec G.711.  GSM: Utilizando este codec en lo que es un sistema de telefonía global nos brinda la posibilidad de tener una tasa de 13 kbps, como la mayoría de codecs es una de las recomendaciones que presenta la ITU-T, hace uso del algoritmo CELP para obtener una alta escala de compresión y también nos presenta un procesamiento mucho menor.  ILBC: Conocido por sus siglas en inglés como Internet Low Bitrate Code, es el codec de audio que puede ser obtenido de forma gratuita, este presenta características muy parecidas en lo que se refiere a consumo de ancho de banda e intensidad de procesamiento a las del codec G.729.A, pero a diferencia de que tiene un mejor comportamiento ante la pérdida de paquetes.  Speex: Este codec nos muestra una tasa de muestreo comprendida entre 8 y 32 kHz, además de una tasa binaria variable, con la diferencia de que nos permite poder cambiar la tasa binaria en medio de la transmisión, sin tener la necesidad de establecer una nueva llamada lo que sería un gran beneficio en una situación como cuando la red está congestionada. Este es otro de los codec que se encuentran disponibles de forma gratuita y su implementación bajo código abierto. CODEC COMPRESIÓN ANCHO DE BANDA APLICACIÓN G.711 ALaw – uLaw bit-rade de 56 o 64 kbps Telefonía en general G.722 SB-ADPCM bit-rade de 48, 56 o 64 kbps Videoconferencia G.723 ACELCP bit-rade de 5.3 o 6.4 kbps Telefonía internet GSM ADPCM bit-rade de 13.2 kbps Codec GSM G.728 LD-CELP bit-rade de 16 kbps Telefonía/Video G.729 CS-ACELP bit-rade de 8 o 13 kbps VoIP (Lento) Tabla 2.5: Ancho de banda por tipo de codec Elaborado por: El investigador 40 De todos los codecs que se han tratado anteriormente cada uno de ellos tiene sus ventajas así como desventajas, cada uno tiene su propósito de uso por ejemplo: “G.711” este es aconsejable para enlaces en donde hay suficiente capacidad y se presenta poca latencia, como es el caso del ethernet. Ya que este presenta un buen comportamiento ante fallos, pero a su vez no sería recomendable utilizarlo en un enlace Frame Relay de 56 kbps, debido a que no se dispondría del adecuado ancho de banda. Hablando en forma recíproca, todos los codecs que presentan el beneficio de algún tipo de compresión son porque lo hacen a costa de reducir la calidad en la señal. 2.4.18.5. TASA DE PAQUETIZACIÓN DE LOS CODECS A parte de los bits que representan a los datos de audio todos los paquetes que intervienen transportan otros bits utilizados para funciones de rutaje, corrección de errores, entre otros. Dicha sobre carga de estos bits no beneficia en nada para la aplicación en VoIP, lo único que hacen es permitir a los niveles inferiores la transmisión de las cabeceras ethernet, cabeceras IP o cualquier otra información indispensable para la transportación del paquete a través de la red. Cuando es mayor la cantidad de datos de audio que son transmitidos por paquete, menor es la sobrecarga de cabeceras que se transmite por la red, debido a que hacen falta menos paquetes para transformar el mismo sonido y esto hace que se aproveche de mejor manera la capacidad del canal. Se ha determinado en muchas ocasiones que el secreto para reducir la sobrecarga en una red de VoIP es la disminución en el número de paquetes por segundo que se usa para la transmisión de la señal de audio, pero a su vez al hacer esto se incrementa el impacto de los errores sobre la llamada telefónica. “Debido a esto surge la necesidad de establecer un compromiso entre un valor de sobrecarga y un nivel de resistencia de los errores aceptables, es aquí donde la elección de un codec determinado puede ayudar en el proceso de comunicación debido a que cada uno de estos nos brinda distintas tasas de transmisión de paquetes por segundo y distintas cantidades de cabeceras.” (Anaya, 2013) Cada uno de los tipos de codecs usan diferentes tipos de tasas de paquetes, el espacio que existe entre paquetes se le conoce como intervalo entre paquetes y este está expresado en relación a la tasa de paquetes. Ciertos paquetes, en especial aquellos que 41 usan algoritmos CELP avanzados necesitan una mayor cantidad de audio (20 ms, 30 ms) al mismo tiempo para que se pueda desarrollar la codificación/decodificación. El espacio que existe entre los paquetes tiene un efecto directo en la sobrecarga, mientras mayor es este menor va a ser la sobrecarga requerida para la transmisión de los datos de audio y viceversa. Pero del otro lado, el aumento del mismo provoca un aumento directo de la latencia o retraso de los datos, o sea que la desigualdad que existe en el tiempo entre el momento en que el sonido fue originado hasta el momento que fue codificado, transportado, decodificado y reproducido en el extremo receptor es mucho mayor, esto se debe a que un paquete IP no será trasmitido hasta que éste sea construido en su totalidad, no es posible transportar a través de la red una trama de audio hasta que se encuentre totalmente codificado, dicha latencia tiene un efecto negativo sobre la calidad de la llamada que es recibida por el receptor. Aun cuando exista latencia no será el único inconveniente que se presente que se deriva de tener un intervalo entre paquetes grandes: ya que mientras mayor sea la duración del sonido que se transporta por cada paquete es considerablemente grande la probabilidad de que el extremo receptor perciba un efecto negativo en el sonido si un paquete es extraviado debido a una congestión o error en la red. El perder un paquete que transporta 20 ms de audio es imperceptible para el codec G.711, pero no es el caso si se pierde 60 ms de audio ya que esto puede ser bastante molesto. La razón principal para que el sonido sea transmitido bajo datagramas UDP es debido a que ofrece un servicio que no es fiable y que no está orientado a una conexión, esto origina a que aquellos paquetes que se perdieron no podrán ser retransmitidos. La finalidad que tiene el implementar el protocolo de VoIP sobre el TCP tiene implícito que todos los paquetes que se notifiquen como perdidos serán retransmitidos, este proceso haría que los paquetes en el extremo receptor lleguen completamente fuera de su secuencia lo que tiene como consecuencia la perdida en la calidad del servicio. Si tomamos en consideración un muestreo de 8 kHz para una señal audible básica con 8 bits por cada una de las muestras y a su vez consideramos un intervalo entre los paquetes de 20 ms podemos notar que la cantidad de datos de audio que se transportan al utilizar el codec G.711 es de 1280 bits. Si le incorporamos a estos los bits de cabecera introducidos por cada uno de los protocolos que encapsula el mensaje nos da 42 un total de 1904 por cada una de las tramas tomando en consideración que para ello se está usando el ethernet como la tecnología de transmisión. Figura 2.15: Trama de voz sobre tecnología ethernet. Fuente: http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/11379/fichero/memoria%252F3.pdf 2.4.18.6. SISTEMAS DE TRANSMISIÓN DTX/VAD/CNG Más allá de la conversión analógico-digital que se realiza los codec intentan comprimir lo más que puedan la información que va a ser transmitida para que así los requerimientos del ancho de banda que se necesitan para llevar a cabo la comunicación sean los menores posibles. Una de las mejores maneras que nos ayuda a reducir el ancho de banda, aparte del que ya se obtiene al momento de comprimir la señal, es el uso del sistema DTX / VAD / CNG. Este sistema se basa en la transmisión discontinua (Discontinous Trasnmition, DTX) el mismo que es empleado conjuntamente con un detector vocal (Vocal Activity Detector, VAD) y un generador de ruido de fondo (Confort Noise Generator, CNG). El sistema tiene como finalidad el no envío de paquetes de datos durante ocurran silencios en las conversaciones, en la presentación de estos momentos aun