Evolución Histórica hacia la VoIP: La telefonía ha tenido grandes avances a través del tiempo, desde su inicio con los experimentos de la telegrafía de Marconi (1874 – 1937) hasta la actualidad, con los avances que ha tenido la informática y las telecomunicaciones, las cuales hoy hacen posible la comunicación a través de Internet y el envío de paquetes de voz a través de redes de datos que es lo que se denomina Voz sobre IP (VoIP).

Estos avances han traído consigo grandes v entajas a las empresas y usuarios de servicios de telefonía, debido al ahorro en costos de infraestructura y tarifas, puesto que al aprovechar el cableado de la red de datos para el envío de voz se minimizan los gastos de llamadas e incluso se pueden llegar a reducir a cero.

Antecedentes de desarrollo de VoIP

En lo que respecta al tema específico de VoIP, este comenzó como el resultado del trabajo de un grupo de jóvenes en Israel durante 1995. En aquella época, la única comunicación posible era de PC a PC. Poco más tarde Vocaltec, Inc. anunció el lanzamiento del primer Softphone que llamaron “Internet Phone Software”. Este Softphone estaba hecho para ser usado en un PC que tenía tarjeta de sonido, micrófono, parlantes y modem.

El software funcionaba comprimiendo la señal de voz, convirtiéndola en paquetes de voz que eran enviados por Internet (exactamente igual que hoy). El software sólo funcionaba si los dos PC tenían el mismo software y el mismo hardware. Este fue comercialmente un fracaso principalmente porque las comunicaciones de banda ancha todavía no estaban disponibles.

En 1997 Jeff Pulver decide juntar por primera vez a los pocos usuarios, fabricantes, e interesados en esta tecnología en VON, la primer feria/congreso que actualmente sigue siendo el mayor evento de VoIP. Ahora Pulver organiza VON, 2 veces por año en EEUU, y ahora también una vez por año en varios países de Europa.

También formó una compañía prestadora de servicio VoIP llamada FreeWorldDialup comúnmente llamada FWD y es co-fundador de Vonage, el proveedor de VoIP más grande de EEUU. Pulver tiene varias empresas relacionadas con VoIP, entre ellas PulverMedia, su empresa encargada de organizar VON y publicar medios en todo el mundo.

En 1998 VoIP dio otro gran salto. Un grupo de emprendedores comenzó a fabricar los primeros ATA/Gateways para permitir las primeras comunicaciones PC a teléfono y, finalmente, las primeras comunicaciones teléfono a teléfono (con ATAs en cada extremo).

Algunos de estos emprendedores inicialmente daban el servicio sin cargo a sus clientes para que pudieran probar la calidad y la tecnología. Estas llamadas contenían publicidad en el inicio y al final de cada comunicación.

Estos servicios sólo se prestaban en EEUU y funcionaban gracias a esta publicidad. A menudo debía comenzarse la comunicación a través de una PC para luego pasar a un teléfono convencional. En este punto VoIP sumaba el 1% del total del tráfico de voz. Durante 1998 tres fabricantes comenzaron a fabricar switches de Capa 3 con QoS. En 1999, Cisco vende sus primeras plataformas corporativas para VoIP. Se utilizaba principalmente el protocolo H.323 de señalización.

En el año 2000 VoIP representaba más del 3% del tráfico de voz. El mismo año Mark Spencer un estudiante de la Universidad de Auburn crea Asterisk, la primer central telefónica basada en Linux con un PC personal y la utilización de código fuente abierto.

Asterisk hoy ofrece una solución freeware para hogares, pequeñas empresas y soluciones IP-PBX corporativas. En 2002 el protocolo SIP comienza a desplazar al H.323. En 2003 dos jóvenes universitarios – Jan Friis y Niklas Zenntrom – crean un softphone gratuito fácilmente instalable en cualquier PC que puede atravesar todos los firewalls y routers inclusive los corporativos. Ese producto es Skype, que se propaga con una velocidad increíble y llega en julio de 2007 a contar con 196 millones de usuarios en todo el mundo.

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La evolución y desarrollo que ha tenido VoIP, tiende a desplazar el sistema de teléfonos tradicionales por teléfonos IP. Lo anterior, si se tiene en cuenta que poco a poco todo el mundo cambiará sus teléfonos tradicionales por teléfonos IP apoyados por los propias operadores de telefonía y servicios IP.

Pero hay que destacar que el camino a seguir por parte de los investigadores de voz sobre IP no ha sido fácil, pues han encontrado inconvenientes a través de su proceso de investigación, el cual, de una u otra forma, han contribuido para que el proyecto no se haya llevado a cabalidad ni desarrollado a un punto más alto; algunos de estos factores se relacionan a continuación:
• El constante freno que han aplicado las empresas de telefonía existentes, valiéndose de herramientas de tipo jurídicas.
• El afán de las grandes compañías telefónicas por adueñarse de esta tecnología para sacar el mejor provecho.
• El alto costo de los DSP’s (Procesador Digital de señal).

Las primeras investigaciones hacia la convergencia de las actuales redes de telecomunicaciones se basaban en la utilización de multiplexores que permitían utilizar las redes WAN de datos de las empresas (típicamente conexiones punto a punto y Frame Relay ) para la transmisión del tráfico de voz. La falta de estándares, así como el largo plazo de amortización de este tipo de soluciones han imposibilitado su implementación.

El estándar VoIP define la tecnología que permite encapsular la voz en paquetes para poder ser transportados sobre redes IP sin necesidad de disponer de circuitos conmutados como es el caso de la red de telefonía conmutada (PSTN). La red convencional se basa en la conmutación de circuitos, es decir, al iniciarse la comunicación se establece un circuito físico durante el tiempo que dura la conversación.

Esto implica la reserva de los recursos hasta que finalice la comunicación no pudiendo ser utilizado por otra, incluso durante los silencios que se suceden dentro de una conversación típica. En cambio, la telefonía IP no utiliza circuitos físicos para la conversación, sino que envía múltiples conversaciones a través del mismo canal (circuito virtual) codificadas en paquetes y en flujos independientes. Cuando se produce un silencio en una conversación, los paquetes de datos de otras conversaciones pueden ser transmitidos por la red, lo que implica un uso más eficiente del ancho de banda.

Desde que en 1995 la empresa VocalTec iniciara las primeras aplicaciones de comunicación de voz entre dos PCs a través de la red IP, han aparecido distintos niveles de desarrollo hacia la convergencia de redes:

• Voz en Internet: servicios de telefonía prestados sobre la red pública global formada por la interconexión de redes de conmutación de paquetes basadas en IP.
• Voz sobre IP (VoIP): servicios de telefonía prestados sobre redes IP «privadas» sin interconexión a la red PSTN o a la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI).
• Telefonía IP: servicios de telefonía prestados sobre Redes IP privadas en interconexión con la PSTN y/o RDSI.
• Voz sobre Frame Relay (VoFR): servicios de telefonía prestados sobre redes Frame Relay orientadas a la transmisión de datos.
• Voz sobre ATM (VoATM): servicios de telefonía prestados sobre redes ATM donde existe posibilidad de ofrecer calidad de servicio (QoS: Quality of Service ).
• Multimedia sobre IP (MoIP): servicios multimedia (vídeo, audio, imagen, etc.) prestados sobre redes IP.
• Fax sobre IP (FoIP): servicios de transmisión de fax sobre redes IP. • XoIP: integración global de todos los servicios actuales y futuros que se puedan ofrecer sobre una red IP. El término X puede referirse por ejemplo a:

F = fax
M = multimedia
V = voz
D = datos

En definitiva, las redes IP parecen ser a priori la solución más inmediata para alcanzar la convergencia de redes debido sobre todo a su ámbito de cobertura actual, su aceptación por parte del usuario y la próxima aparición del protocolo IPv6. Integrar la voz en las redes IP aporta múltiples ventajas:

• La reducción de costes debido, por ejemplo, al mantenimiento, gestión y administración de una única red; llamadas gratuitas entre las distintas sedes de una empresa, etc.
• Mejor utilización del ancho de banda
• La integración de servicios en una misma infraestructura permite una mayor estandarización.
• Permite el control del tráfico de la red por lo que se disminuyen las posibilidades de que se produzcan caídas importantes en el rendimiento.
• Es independiente del tipo de red física que lo soporta. • Permite utilizar tanto terminales hardware como software.
• Permite la integración de vídeo.
• Ofrece nuevos servicios de valor añadido como el correo de voz (voicemail), centro de llamadas vía Web, etc.

Sin embargo, existe un importante inconveniente que ha hecho que la expansión de la VoIP no sea tan rápida como se esperaba: la dificultad en ofrecer QoS. En la transmisión de voz es necesario que todos los paquetes lleguen ordenados, que no haya pérdidas y garantizar una mínima tasa de transmisión lo que implica la necesidad de QoS.

En otros servicios como el correo, ofrecer QoS no es crítico, ya que si un paquete no ha llegado al destino se solicita su retransmisión; pero esto no es posible en la VoIP, ya que se trata de un servicio en tiempo real. La solución radica en diferenciar los paquetes de voz de los paquetes de datos, priorizar la transmisión de los paquetes de voz y evitar que la transmisión de los paquetes no supere los 150 milisegundos, tal y como se especifica en la recomendación ITU-TG 114. La calidad de servicio se está logrando en base a los siguientes criterios:

• La supresión de silencios y VAD ( Voice Activity Detection ), otorga más eficiencia a la hora de realizar una transmisión de voz, ya que se aprovecha mejor el ancho de banda al transmitir menos información.
• Compresión de cabeceras aplicando los estándares RTP/RTCP ( Real Time Protocol ).
• Cancelador de eco
• Priorización de los paquetes que requieran menor latencia:
– Custom Queuing (CQ): asigna un porcentaje del ancho de banda disponible.
– Priority Queuing (PQ): establece prioridad en las colas.
– Weight Fair Queuing (WFQ): prioriza el tráfico de menor carga.
– DiffServ : establece decisiones de rutas por paquete.
– Random Early Discard (RED): control de congestión basado en descarte de paquetes de forma aleatoria.
• La implantación de IPv6 que proporciona mayor espacio de direccionamiento y la posibilidad de tunneling

Tomado de:
Hunter, A. (2007). Diseño e implementación de experiencias docentes para el servicio de voz sobre IP, mediante la utilización de la plataforma asterisk IPBX (tesis de pregrado). Universidad Austral de Chile, Valdivia, Chile.

Fuente:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2007/bmfcih939d/doc/bmfcih939d.pdf

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