ARQUITECTURA DE TELEFONÍA TRADICIONAL Y ARQUITECTURA DE TELEFONÍA IP
La
red telefónica básica RTB, o en la literatura
inglesa PSTN, fue creada para transmitir la voz humana. Tanto por la
naturaleza de la información a transmitir, como por la tecnología disponible en
la época en que fue creada, esta es de tipo analógico. Hasta hace poco se
denominaba RTC o Red Telefónica Conmutada, pero la aparición del
sistema RDSI3(digital pero basado también en la conmutación de
circuitos), ha hecho que se prefiera utilizar la
terminología RTB para la primitiva red telefónica (analógica),
reservando las siglasRTC para las redes conmutadas de cualquier tipo
(analógicas y digitales); así pues, la RTCincluye la
primitiva RTB y la moderna RDSI (Red Digital de Servicios
Integrados). RTB es en definitiva la línea que tenemos en el hogar o
la empresa, cuya utilización ha estado enfocada fundamentalmente hacia las
comunicaciones mediante voz, aunque cada vez más ha ido tomando auge el uso
para transmisión de datos como fax, Internet, etc.
Un terminal H.323 consta de las interfaces del equipo de usuario, el códec de video, el códec de audio, el equipo telemático, la capa H.225, las funciones de control del sistema y la interfaz con la red por paquetes.
a. Equipos de adquisición de información: Es un conjunto de cámaras, monitores, dispositivos de audio (micrófono y altavoces) y aplicaciones de datos, e interfaces de usuario asociados a cada uno de ellos.
b. Códec de audio: Todos los terminales deberán disponer de un códec de audio, para codificar y decodificar señales vocales (G.711), y ser capaces de transmitir y recibir ley A y ley μ. Un terminal puede, opcionalmente, ser capaz de codificar y decodificar señales vocales. El terminal H.323 puede, opcionalmente, enviar más de un canal de audio al mismo tiempo, por ejemplo, para hacer posible la difusión de 2 idiomas.
d. Canal de datos: Uno o más canales de datos son opcionales. Pueden ser unidireccionales o bidireccionales.
e. Retardo en el trayecto de recepción: Incluye el retardo añadido a las tramas para mantener la sincronización, y tener en cuenta la fluctuación de las llegadas de paquetes. No suele usarse en la transmisión sino en recepción, para añadir el retardo necesario en el trayecto de audio para, por ejemplo, lograr la sincronización con el movimiento de los labios en una videoconferencia.
f. Unidad de control del sistema: Proporciona la señalización necesaria para el funcionamiento adecuado del terminal. Está formada por tres bloques principales: Función de control H.245, función de señalización de llamada H.225 y función de señalización RAS.
Función de señalización de la llamada H.225: Utiliza un canal lógico de señalización para llevar mensajes de establecimiento y finalización de la llamada entre 2 puntos extremos H.323. El canal de señalización de llamada es independiente del canal de control H.245. Los procedimientos de apertura y cierre de canal lógico no se utilizan para establecer el canal de señalización. Se abre antes del establecimiento del canal de control H.245 y de cualquier otro canal lógico. Puede establecerse de terminal a terminal o de terminal a gatekeeper.
Función de control RAS (Registro, Admisión, Situación): Utiliza un canal lógico de señalización RAS para llevar a cabo procedimientos de registro, admisión, situación y cambio de ancho de banda entre puntos extremos (terminales, gateway.) y el gatekeeper. Sólo se utiliza en zonas que tengan un gatekeeper. El canal de señalización RAS es independiente del canal de señalización de llamada, y del canal de control H.245. Los procedimientos de apertura de canal lógico H.245 no se utilizan para establecer el canal de señalización RAS. El canal de señalización RAS se abre antes de que se establezca cualquier otro canal entre puntos extremos H.323.
g. Capa H.225: Se encarga de dar formato a las tramas de video, audio, datos y control transmitidos en mensajes de salida hacia la interfaz de red y de recuperarlos de los mensajes que han sido introducidos desde la interfaz de red. Además lleva a cabo también la alineación de trama, la numeración secuencial y la detección/corrección de errores.
h. Interfaz de red de paquetes: Es específica en cada implementación. Debe proveer los servicios descritos en la recomendación H.225. Esto significa que el servicio extremo a extremo fiable (por ejemplo, TCP) es obligatorio para el canal de control H.245, los canales de datos y el canal de señalización de llamada.
El servicio de extremo a extremo no fiable (UDP, IPX) es obligatorio para los canales de audio, los canales de video y el canal de RAS. Estos servicios pueden ser dúplex o símplex y de unicast o multicast dependiendo de la aplicación, las capacidades de los terminales y la configuración de la red.
Gateway
H.323 establece los estándares para la compresión y descompresión de audio y vídeo, asegurando que los equipos de distintos fabricantes se intercomuniquen. Así, los usuarios no se tienen que preocupar de cómo el equipo receptor actúa, siempre y cuando cumpla este estándar. Por ejemplo, la gestión del ancho de banda disponible para evitar que la LAN se colapse con la comunicación de audio y vídeo también está contemplada en el estándar, esto se realiza limitando el número de conexiones simultáneas.
También la norma H.323 hace uso de los procedimientos de señalización de los canales lógicos contenidos en la norma H.245, en los que el contenido de cada uno de los canales se define cuando se abre. Estos procedimientos se proporcionan para fijar las prestaciones del emisor y receptor, el establecimiento de la llamada, intercambio de información, terminación de la llamada y como se codifica y decodifica. Por ejemplo, cuando se origina una llamada telefónica sobre Internet, los dos terminales deben negociar cual de los dos ejerce el control, de manera tal que sólo uno de ellos origine los mensajes especiales de control.Un punto importante es que se deben determinar las capacidades de los sistemas, de forma que no se permita la transmisión de datos si no pueden ser gestionados por el receptor.
Como se ha visto, este estándar define un amplio conjunto de características y funciones, algunas son necesarias y otras opcionales. Pero el H.323 define mucho más que las funciones, este estándar define los siguientes componentes más relevantes
Un gateway H.323 es un extremo que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real entre terminales H.323 en la red IP y otros terminales o gateways en una red conmutada. En general, el propósito del gateway es reflejar transparentemente las características de un extremo en la red IP a otro en una red conmutada y viceversa.
ARQUITECTURA
TELEFONÍA IP
La
arquitectura para la telefonía IP es básica y muy parecida a la que tiene
la PSTN, a continuación se describen las partes de la arquitectura:
·
Terminales: son los teléfonos IP o los
programas que los sustituyen y actúan como herramientas para la comunicación.
· Gatekeepers: son el re emplazo de las
centrales telefónicas convencionales que se usan en la PSTN. Las centrales
telefónicas IP son totalmente digitales que brindan valores agregados a
sus usuarios.
· Gateway: es el enlace con la red
telefónica convencional para tener comunicación con los teléfonos
convencionales.
Esta
estructura puede ser utilizada para interconectar las sucursales de una misma
empresa, con la ventaja de que todas las comunicaciones serían gratuitas y a
medida que pasa el tiempo más empresas y personas utilizan esta tecnología lo
que abarataría costos porque serían gratis las llamadas entre las empresas y
personas que trabajen con VoIP
Los protocolos para
Telefonía IP son los siguientes:
H.323,
este estándar proporciona una base para comunicaciones de audio, video y datos
a través de una red IP, que no proporciona QoS. Los productos que cumplen con
este estándar pueden inter operar con productos de otras marcas. H.323 tiene
una gran cantidad de dispositivos específicos y tecnologías embebidas en
ordenadores personales, para comunicación punto a punto o conferencias
multipunto. H.323 tiene control de llamadas, gestión multimedia y de la
capacidad de transmisión.
(SIP), es un protocolo para la inicialización, modificación
y finalización de sesiones interactivas de usuario, como voz, video,
mensajería instantánea, juegos en línea y realidad virtual. SIP fue
aceptado como protocolo de señalización de 3GPP y elemento de la
arquitectura IP Multimedia Subsystem (IMS).SIP es un protocolo para
señalización para VoIP, junto a H.323.
Media
Gateway Control Protocol (MGCP), es un protocolo tipo cliente-servidor de VoIP,
(RFC 3435). Se compone de tres sistemas:
Media
Gateway Controller (MGC), realiza el control de la señalización IP; Media
Gateway (MG), realiza la conversión del contenido multimedia; y Signaling
Gateway (SG), controla la señalización de la red de conmutación de circuitos.
Su sucesor es Megaco
COMPONENTES H.323
Terminal
Un terminal H.323 es un extremo de la red que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real con otro terminal H.323, gateway o unidad de control multipunto (MCU). Esta comunicación consta de señales de control, indicaciones, audio, imagen en color en movimiento y /o datos entre los dos terminales. Conforme a la especificación, un terminal H.323 puede proporcionar sólo voz, voz y datos, voz y vídeo, o voz, datos y vídeo.
Un terminal H.323 es un extremo de la red que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real con otro terminal H.323, gateway o unidad de control multipunto (MCU). Esta comunicación consta de señales de control, indicaciones, audio, imagen en color en movimiento y /o datos entre los dos terminales. Conforme a la especificación, un terminal H.323 puede proporcionar sólo voz, voz y datos, voz y vídeo, o voz, datos y vídeo.
Un terminal H.323 consta de las interfaces del equipo de usuario, el códec de video, el códec de audio, el equipo telemático, la capa H.225, las funciones de control del sistema y la interfaz con la red por paquetes.
a. Equipos de adquisición de información: Es un conjunto de cámaras, monitores, dispositivos de audio (micrófono y altavoces) y aplicaciones de datos, e interfaces de usuario asociados a cada uno de ellos.
b. Códec de audio: Todos los terminales deberán disponer de un códec de audio, para codificar y decodificar señales vocales (G.711), y ser capaces de transmitir y recibir ley A y ley μ. Un terminal puede, opcionalmente, ser capaz de codificar y decodificar señales vocales. El terminal H.323 puede, opcionalmente, enviar más de un canal de audio al mismo tiempo, por ejemplo, para hacer posible la difusión de 2 idiomas.
c.
Códec de video: En los terminales H.323 es opcional.
d. Canal de datos: Uno o más canales de datos son opcionales. Pueden ser unidireccionales o bidireccionales.
e. Retardo en el trayecto de recepción: Incluye el retardo añadido a las tramas para mantener la sincronización, y tener en cuenta la fluctuación de las llegadas de paquetes. No suele usarse en la transmisión sino en recepción, para añadir el retardo necesario en el trayecto de audio para, por ejemplo, lograr la sincronización con el movimiento de los labios en una videoconferencia.
f. Unidad de control del sistema: Proporciona la señalización necesaria para el funcionamiento adecuado del terminal. Está formada por tres bloques principales: Función de control H.245, función de señalización de llamada H.225 y función de señalización RAS.
Función
de control H.245: Se utiliza el canal lógico de control H.245 para llevar
mensajes de control extremo a extremo que rige el modo de funcionamiento de la
entidad H.323. Se ocupa de negociar las capacidades (ancho de banda)
intercambiadas, de la apertura y cierre de los canales lógicos y de los
mensajes de control de flujo. En cada llamada, se puede transmitir cualquier
número de canales lógicos de cada tipo de medio (audio, video, datos) pero solo
existirá un canal lógico de control, el canal lógico 0.
Función de señalización de la llamada H.225: Utiliza un canal lógico de señalización para llevar mensajes de establecimiento y finalización de la llamada entre 2 puntos extremos H.323. El canal de señalización de llamada es independiente del canal de control H.245. Los procedimientos de apertura y cierre de canal lógico no se utilizan para establecer el canal de señalización. Se abre antes del establecimiento del canal de control H.245 y de cualquier otro canal lógico. Puede establecerse de terminal a terminal o de terminal a gatekeeper.
Función de control RAS (Registro, Admisión, Situación): Utiliza un canal lógico de señalización RAS para llevar a cabo procedimientos de registro, admisión, situación y cambio de ancho de banda entre puntos extremos (terminales, gateway.) y el gatekeeper. Sólo se utiliza en zonas que tengan un gatekeeper. El canal de señalización RAS es independiente del canal de señalización de llamada, y del canal de control H.245. Los procedimientos de apertura de canal lógico H.245 no se utilizan para establecer el canal de señalización RAS. El canal de señalización RAS se abre antes de que se establezca cualquier otro canal entre puntos extremos H.323.
g. Capa H.225: Se encarga de dar formato a las tramas de video, audio, datos y control transmitidos en mensajes de salida hacia la interfaz de red y de recuperarlos de los mensajes que han sido introducidos desde la interfaz de red. Además lleva a cabo también la alineación de trama, la numeración secuencial y la detección/corrección de errores.
h. Interfaz de red de paquetes: Es específica en cada implementación. Debe proveer los servicios descritos en la recomendación H.225. Esto significa que el servicio extremo a extremo fiable (por ejemplo, TCP) es obligatorio para el canal de control H.245, los canales de datos y el canal de señalización de llamada.
El servicio de extremo a extremo no fiable (UDP, IPX) es obligatorio para los canales de audio, los canales de video y el canal de RAS. Estos servicios pueden ser dúplex o símplex y de unicast o multicast dependiendo de la aplicación, las capacidades de los terminales y la configuración de la red.
Gateway
Un
gateway H.323 es un extremo que proporciona comunicaciones bidireccionales en
tiempo real entre terminales H.323 en la red IP y otros terminales o gateways
en una red conmutada. En general, el propósito del gateway es reflejar
transparentemente las características de un extremo en la red IP a otro en una
red conmutada y viceversa.
PROTOCOLOS ESTÁNDAR
SIP VS. H.323
H323
es el protocolo más definido pero adolece de cierta falta de
flexibilidad. SIP está menos definido pero es más fácil de integrar, ¿Que
protocolo ganará al final? Es difícil de decir pero dependerá de la aplicación
que cada uno quiera desarrollar. (SIP es más fácil de implementar aunque los
conceptos de H.323 son mejores).
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H.323
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SIP
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Arquitectura
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H.323
cubre casi todos los servicios como capacidad de intercambio, control de
conferencia, señalización básica, calidad de servicio, registro, servicio de
descubrimiento y más.
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SIP
es modular y cubre la señalización básica, la localización de usuarios y el
registro. Otras características se implementan en protocolos separados.
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Componentes
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Terminal/Gateway
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UA
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Gatekeeper
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Servidores
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Protocolos
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RAS/Q.931
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SI
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H.245
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SDP
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Funcionalidades
de control de llamada
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Transferencia
de llamada (Call Transfer)
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Si
|
Si
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Expedición
de llamada (Call Forwarding)
|
Si
|
Si
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|
Tenencia
de llamada (Call Holding)
|
Si
|
Si
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Llamada
estacionada/recogida (Call Parking/Pickup)
|
Si
|
Si
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Llamada en
espera (Call Waiting)
|
Si
|
Si
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Indicación
de mensaje en espera (Message Waiting Indication)
|
Si
|
No
|
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Identificación
de nombre (Name Identification)
|
Si
|
No
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Terminación
de llamada con subscriptor ocupado (Call Completion on Busy Subscriber)
|
Si
|
Si
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|
Ofrecimiento
de llamada (Call Offer)
|
Si
|
No
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|
Intrusión
de llamada (Call Intrusion)
|
Si
|
No
|
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H.323
las divide en los protocolos H.450, RAS, H.245 y Q.931
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Características
Avanzadas
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Señalización multicast
(Multicast Signaling)
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Si,
requiere localización (LRQ) y descubrimiento automático del gatekeeper (GRQ).
|
Si,
ejemplo, a través de mensajes de grupo INVITEs.
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Control
de la llamada de un tercero (Third-party Call Contro)l
|
Si,
a través de pausa de la tercera parte y re-enrutando según esta definido en
H.323. Un control más sofisticado se define en el estándar de las series
H.450.x.
|
Si,
según se describe en los borradores (Drafts) del protocolo.
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Conferencia
|
Si
|
Si
|
|
Pinchar
para llamar (Click for Dial)
|
Si
|
Si
|
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Escalabilidad
|
||
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Número
amplio de dominios (Large Number of Domains)
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La
intención inicial de H.323 fue el soporte de LANs, por lo que está pensado
para el direccionamiento de redes amplias. El concepto de zona fue añadido
para acomodar este direccionamiento amplio. Los procedimientos son definidos
por localización de usuarios a través de nombres de email. El anexo G define
la comunicación entre dominios administrativos, describiendo los métodos para
resolución de direcciones, autorización de acceso y el reporte entre dominios
administrativos. En las búsquedas multidominio no hay formas sencillas de
detectar bucles. La detección de bucles se puede realizar a través del campo
"PathValue" pero introduce problemas relativos a la escalabilidad.
|
SIP
soporta de manera inherente direccionamientos de áreas. Cuando muchos
servidores están implicados en una llamada SIP usa un algoritmo similar a BGP
que puede ser usado en una manera sin estado evitando problemas de
escalabilidad. Los SIP Registrar y servidores de redirección fueron diseñados
para soportar localización de usuarios.
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|
Gran
cantidad de llamadas (Large Number of Calls)
|
El
control de llamadas en se implementa de una manera sin estado. Un gateway usa
los mensajes definidos en H.225 para ayudar al gatekeeper en el balanceo de
carga de los gateways implicados.
|
El
control de llamadas en se implementa de una manera sin estado. SIP soporta
escalabilidad n a n entre UAs y servidores. SIP necesita menos ciclos de CPU
para generar mensajes de señalización Por lo tanto, teóricamente un servidor
puede manejar más transacciones. SIP ha especificado un método de balanceado
de carga basado en el mecanismo de traslación DNS SRV.
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Estado
de la conexión
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Con
estado o sin estado.
|
Con
estado o sin estado. Una llamada SIP es independiente de la existencia de una
conexión en la capa de transporte, pero sin embargo la señalización de
llamadas tiene que ser terminada explícitamente.
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internacionalización
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Si,
H.323 usa Unicode (BMPString con ASN.1) para alguna información textual
(h323-id), pero generalmente tiene pocos parametros textuales
|
Si,
SIP usa Unicode (ISO 10646-1), codificado como UTF-8, para todas las cadenas
de texto, permitiendo todos los caracteres para nombres, mensajes y
parametros. SIP provee metodos para la indicación del idioma y preferencias
del idioma.
|
|
Seguridad
|
Define
mecanismos de seguridad y facilidades de negociación mediante H.235, puede
usar SSL para seguridad en la capa de transporte.
|
SIP
soporta autentificación de llamante y llamado mediante mecanismos HTTP.
Autenticación criptográfica y encriptación son soportados salto a salto por
SSL/TSL pero SIP puede usar cualquier capa de transporte o cualquier
mecanismo de seguridad de HTTP, como SSH o S-HTTP. Claves para encriptación
multimedia se ofrecen usando SDP. SSL soporta autenticación simétrica y
asimétrica. SIP también define autenticación y encriptación final usando PGP
o S/MIME.
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Interoperabilidad
entre versiones
|
La
compatibilidad hacia atás de H.323 permite que todas las implementaciones
basadas en diferentes versiones de H.323 sean fácilmente integrables.
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En
SIP, una nueva versión puede descartar características que no van a ser
soportadas más. Esto consigue reducir el tamaño del código y la complejidad
del protocolo, pero hace perder cierta compatibilidad entre versiones.
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Implementación
de la Interoperabilidad
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H.323
provee una guía de implementación, que clarifica el standard y ayuda a la
interoperabilidad entre diferentes implementaciones.
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SIP
no prevee ninguna guía de interoperabilidad
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Facturación
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Incluso
con el modelo de llamada directa H.323, la posibilidad de facturar la llamada
no se pierde porque los puntos finales reportan al gatekeeper el tiempo de
inicio y finalización de la llamada mediante el protocolo RAS.
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Si
un proxy SIP quiere recoger información de facturación no tiene otra opción
que revisar el canal de señalización de manera constante para detectar cuando
se completa la llamada. Incluso así, las estadísticas están sesgadas porque
la señalización de la llamada puede tener retardos.
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Codecs
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H.323
suporta cualquier codec, estandarizado o propietario, no sólo codecs ITU-T,
por ejemplo codecs MPEG o GSM. Muchos fabricaantes soportan codecs propietarios
a través de ASN.1 que es equivalente en SIP a "códigos privados de mutuo
acuerdo" Cualquier codec puede ser señalizado a través de la
característica Generic Capability añadida en H.323v3.
|
SIP
soporta cualquier codec IANA-registered (es una característica heredada) o
cualquier codec cuyo nombre sea de mutuo acuerdo.
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|
Bifurcación
de llamadas (Call Forking)
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Un
gatekeeper H.323 puede controlar la señalización de la llamada y puede
bifurcar a cualquier número de dispositivos simultáneamente.
|
Un
proxy SIP puede controlar la señalización de la llamada y puede bifurcar a
cualquier número de dispositivos simultáneamente.
|
|
Protocolo
de transporte
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Fiable
(Reliable) o no fiable (unreliable), ej., TCP o UDP. La mayoría de las
entidades H.323 usan transporte fiable (TCP) para señalización.
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Fiable
(Reliable) o no fiable (unreliable), ej., TCP o UDP. La mayoría de las
entidades SIP usan transporte no fiable (UDP) para señalización.
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Codificación
de mensajes (Message Encoding)
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H.323
codifica los mensajes en un formato binario compacto adecuado para conexiones
de gran ancho de banda.
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SIP
codifica los mensajes en formato ASCII, adecuado para que lo puedan leer los
humanos.
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Direccionamiento
(Addressing)
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Mecanismos
de señalización flexibles, incluyendo URLs y números E.164.
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SIP
sólo entiende direcciones del estilo URL.
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Interconexión
Red Telefónica Pública (PSTN Interworking)
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H.323
toma prestado de la red telefónica pública protocolos como Q.931 y está por
tanto bien adecuada para la integración. Sin embargo, H.323 no emplea la
analogía a tecnología de conmutación de circuitos de red telefónica pública
de SIP. H.323 es totalmente una red de conmutación de paquetes. El como los
controles deben implementarse en la arquitectura H.323 está bien recogido en
el estándar.
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SIP
no tiene nada en común con la red telefónica pública y esa señalización debe
ser "simulada" en SIP. SIP no tiene ninguna arquitectura que
describa cómo deben implementarse los controles.
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|
Detección
de bucles (Loop Detection)
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Si,
los gatekeepers pueden detectar bucles mirando los campos
"CallIdentifier" y "destinationAddress" en los mensajes
de procesamiento de la llamada. Combinando ambos se pueden detectar bucles
|
Si,
el campo "Via" de la cabecera de los mensajes SIP facilita el
proceso. Sin embargo, este campo "Via" puede generar complejidad en
los algoritmos de detección de bucles y se prefiere usar la cabecera
"Max-Forwards" para limitar el número de saltos y por tanto
los bucles.
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Puertos
mínimos para una llamada VoIP
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5
(Señalización de llamada, 2 RTP, and 2 RTCP.)
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5
(Señalización de llamada, 2 RTP, and 2 RTCP.)
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Conferencias
de vídeo y datos
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H.323
suporta todo tipo de conferencia de vídeo y datos. Los procedimientos
permiten control de la conferencia y sincronización de los streams de audio y
vídeo,
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SIP
no soporta protocolos de vídeo como T.120 y no tiene ningún protocolo para
control de la conferencia.
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COMPONENTES H.323
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H.323 establece los estándares para la compresión y descompresión de audio y vídeo, asegurando que los equipos de distintos fabricantes se intercomuniquen. Así, los usuarios no se tienen que preocupar de cómo el equipo receptor actúa, siempre y cuando cumpla este estándar. Por ejemplo, la gestión del ancho de banda disponible para evitar que la LAN se colapse con la comunicación de audio y vídeo también está contemplada en el estándar, esto se realiza limitando el número de conexiones simultáneas.
También la norma H.323 hace uso de los procedimientos de señalización de los canales lógicos contenidos en la norma H.245, en los que el contenido de cada uno de los canales se define cuando se abre. Estos procedimientos se proporcionan para fijar las prestaciones del emisor y receptor, el establecimiento de la llamada, intercambio de información, terminación de la llamada y como se codifica y decodifica. Por ejemplo, cuando se origina una llamada telefónica sobre Internet, los dos terminales deben negociar cual de los dos ejerce el control, de manera tal que sólo uno de ellos origine los mensajes especiales de control.Un punto importante es que se deben determinar las capacidades de los sistemas, de forma que no se permita la transmisión de datos si no pueden ser gestionados por el receptor.
Como se ha visto, este estándar define un amplio conjunto de características y funciones, algunas son necesarias y otras opcionales. Pero el H.323 define mucho más que las funciones, este estándar define los siguientes componentes más relevantes
Terminal
Un terminal H.323 es un extremo de la red que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real con otro terminal H.323, gateway o unidad de control multipunto (MCU). Esta comunicación consta de señales de control, indicaciones, audio, imagen en color en movimiento y /o datos entre los dos terminales. Conforme a la especificación, un terminal H.323 puede proporcionar sólo voz, voz y datos, voz y vídeo, o voz, datos y vídeo.
Un terminal H.323 consta de las interfaces del equipo de usuario, el códec de video, el códec de audio, el equipo telemático, la capa H.225, las funciones de control del sistema y la interfaz con la red por paquetes.
a. Equipos de adquisición de información: Es un conjunto de cámaras, monitores, dispositivos de audio (micrófono y altavoces) y aplicaciones de datos, e interfaces de usuario asociados a cada uno de ellos.
b. Códec de audio: Todos los terminales deberán disponer de un códec de audio, para codificar y decodificar señales vocales (G.711), y ser capaces de transmitir y recibir ley A y ley μ. Un terminal puede, opcionalmente, ser capaz de codificar y decodificar señales vocales. El terminal H.323 puede, opcionalmente, enviar más de un canal de audio al mismo tiempo, por ejemplo, para hacer posible la difusión de 2 idiomas.
c. Códec de video: En los terminales H.323 es opcional.
d. Canal de datos: Uno o más canales de datos son opcionales. Pueden ser unidireccionales o bidireccionales.
e. Retardo en el trayecto de recepción: Incluye el retardo añadido a las tramas para mantener la sincronización, y tener en cuenta la fluctuación de las llegadas de paquetes. No suele usarse en la transmisión sino en recepción, para añadir el retardo necesario en el
trayecto de audio para, por ejemplo, lograr la sincronización con el movimiento de los labios en una videoconferencia.
f. Unidad de control del sistema: Proporciona la señalización necesaria para el funcionamiento adecuado del terminal. Está formada por tres bloques principales: Función de control H.245, función de señalización de llamada H.225 y función de señalización RAS.
Función de control H.245: Se utiliza el canal lógico de control H.245 para llevar mensajes de control extremo a extremo que rige el modo de funcionamiento de la entidad H.323. Se ocupa de negociar las capacidades (ancho de banda) intercambiadas, de la apertura y cierre de los canales lógicos y de los mensajes de control de flujo. En cada llamada, se puede transmitir cualquier número de canales lógicos de cada tipo de medio (audio, video, datos) pero solo existirá un canal lógico de control, el canal lógico 0.
Función de señalización de la llamada H.225: Utiliza un canal lógico de señalización para llevar mensajes de establecimiento y finalización de la llamada entre 2 puntos extremos H.323. El canal de señalización de llamada es independiente del canal de control H.245. Los procedimientos de apertura y cierre de canal lógico no se utilizan para establecer el canal de señalización. Se abre antes del establecimiento del canal de control H.245 y de cualquier otro canal lógico. Puede establecerse de terminal a terminal o de terminal a gatekeeper.
Función de control RAS (Registro, Admisión, Situación): Utiliza un canal lógico de señalización RAS para llevar a cabo procedimientos de registro, admisión, situación y cambio de ancho de banda entre puntos extremos (terminales, gateway..) y el gatekeeper. Sólo se utiliza en zonas que tengan un gatekeeper. El canal de señalización RAS es independiente del canal de señalización de llamada, y del canal de control H.245. Los procedimientos de apertura de canal lógico H.245 no se utilizan para establecer el canal de señalización RAS. El canal de señalización RAS se abre antes de que se establezca cualquier otro canal entre puntos extremos H.323.
g. Capa H.225: Se encarga de dar formato a las tramas de video, audio, datos y control transmitidos en mensajes de salida hacia la interfaz de red y de recuperarlos de los mensajes que han sido introducidos desde la interfaz de red. Además lleva a cabo también
la alineación de trama, la numeración secuencial y la detección/corrección de errores.
h. Interfaz de red de paquetes: Es específica en cada implementación. Debe proveer los servicios descritos en la recomendación H.225. Esto significa que el servicio extremo a extremo fiable (por ejemplo, TCP) es obligatorio para el canal de control H.245, los canales de datos y el canal de señalización de llamada.
El servicio de extremo a extremo no fiable (UDP, IPX) es obligatorio para los canales de audio, los canales de video y el canal de RAS. Estos servicios pueden ser dúplex o símplex y de unicast o multicast dependiendo de la aplicación, las capacidades de los terminales y la configuración de la red.
Gateway:
Un terminal H.323 es un extremo de la red que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real con otro terminal H.323, gateway o unidad de control multipunto (MCU). Esta comunicación consta de señales de control, indicaciones, audio, imagen en color en movimiento y /o datos entre los dos terminales. Conforme a la especificación, un terminal H.323 puede proporcionar sólo voz, voz y datos, voz y vídeo, o voz, datos y vídeo.
Un terminal H.323 consta de las interfaces del equipo de usuario, el códec de video, el códec de audio, el equipo telemático, la capa H.225, las funciones de control del sistema y la interfaz con la red por paquetes.
a. Equipos de adquisición de información: Es un conjunto de cámaras, monitores, dispositivos de audio (micrófono y altavoces) y aplicaciones de datos, e interfaces de usuario asociados a cada uno de ellos.
b. Códec de audio: Todos los terminales deberán disponer de un códec de audio, para codificar y decodificar señales vocales (G.711), y ser capaces de transmitir y recibir ley A y ley μ. Un terminal puede, opcionalmente, ser capaz de codificar y decodificar señales vocales. El terminal H.323 puede, opcionalmente, enviar más de un canal de audio al mismo tiempo, por ejemplo, para hacer posible la difusión de 2 idiomas.
c. Códec de video: En los terminales H.323 es opcional.
d. Canal de datos: Uno o más canales de datos son opcionales. Pueden ser unidireccionales o bidireccionales.
e. Retardo en el trayecto de recepción: Incluye el retardo añadido a las tramas para mantener la sincronización, y tener en cuenta la fluctuación de las llegadas de paquetes. No suele usarse en la transmisión sino en recepción, para añadir el retardo necesario en el
trayecto de audio para, por ejemplo, lograr la sincronización con el movimiento de los labios en una videoconferencia.
f. Unidad de control del sistema: Proporciona la señalización necesaria para el funcionamiento adecuado del terminal. Está formada por tres bloques principales: Función de control H.245, función de señalización de llamada H.225 y función de señalización RAS.
Función de control H.245: Se utiliza el canal lógico de control H.245 para llevar mensajes de control extremo a extremo que rige el modo de funcionamiento de la entidad H.323. Se ocupa de negociar las capacidades (ancho de banda) intercambiadas, de la apertura y cierre de los canales lógicos y de los mensajes de control de flujo. En cada llamada, se puede transmitir cualquier número de canales lógicos de cada tipo de medio (audio, video, datos) pero solo existirá un canal lógico de control, el canal lógico 0.
Función de señalización de la llamada H.225: Utiliza un canal lógico de señalización para llevar mensajes de establecimiento y finalización de la llamada entre 2 puntos extremos H.323. El canal de señalización de llamada es independiente del canal de control H.245. Los procedimientos de apertura y cierre de canal lógico no se utilizan para establecer el canal de señalización. Se abre antes del establecimiento del canal de control H.245 y de cualquier otro canal lógico. Puede establecerse de terminal a terminal o de terminal a gatekeeper.
Función de control RAS (Registro, Admisión, Situación): Utiliza un canal lógico de señalización RAS para llevar a cabo procedimientos de registro, admisión, situación y cambio de ancho de banda entre puntos extremos (terminales, gateway..) y el gatekeeper. Sólo se utiliza en zonas que tengan un gatekeeper. El canal de señalización RAS es independiente del canal de señalización de llamada, y del canal de control H.245. Los procedimientos de apertura de canal lógico H.245 no se utilizan para establecer el canal de señalización RAS. El canal de señalización RAS se abre antes de que se establezca cualquier otro canal entre puntos extremos H.323.
g. Capa H.225: Se encarga de dar formato a las tramas de video, audio, datos y control transmitidos en mensajes de salida hacia la interfaz de red y de recuperarlos de los mensajes que han sido introducidos desde la interfaz de red. Además lleva a cabo también
la alineación de trama, la numeración secuencial y la detección/corrección de errores.
h. Interfaz de red de paquetes: Es específica en cada implementación. Debe proveer los servicios descritos en la recomendación H.225. Esto significa que el servicio extremo a extremo fiable (por ejemplo, TCP) es obligatorio para el canal de control H.245, los canales de datos y el canal de señalización de llamada.
El servicio de extremo a extremo no fiable (UDP, IPX) es obligatorio para los canales de audio, los canales de video y el canal de RAS. Estos servicios pueden ser dúplex o símplex y de unicast o multicast dependiendo de la aplicación, las capacidades de los terminales y la configuración de la red.
Gateway:
Un gateway H.323 es un extremo que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real entre terminales H.323 en la red IP y otros terminales o gateways en una red conmutada. En general, el propósito del gateway es reflejar transparentemente las características de un extremo en la red IP a otro en una red conmutada y viceversa.
El
protocolo H.323
El
estándar H.323 es un conjunto de normas y protocolos recomendado por el ITU-T
(International Telecommunication Union)
diseñado para permitir transmisiones multimedia en LANs basadas en IP. Fue
rápidamente adoptado por fabricantes
de equipos para transmitir voz y videoconferencia sobre IP ya que define un
modelo básico de llamada con servicios
suplementarios (convergencia de voz, vídeo y datos en una sola red) y surgió en
el momento adecuado.
Forma
parte de la serie de protocolos H.32x, los cuales también dirigen las
comunicaciones sobre RDSI (H.320), RTC o SS7.
Esta familia de protocolos ha ido evolucionando con el tiempo para permitir
mejorar las transmisiones de voz y vídeo en LANs y WANs sobre distintos medios.
La versión actual data de 2006 y se conoce como H.323v6.
Sus
principales características son:
1) No
garantiza una calidad de servicio (QoS)
2) Es
independiente de la topología de la red
3) Admite
pasarelas
4) Permite
usar más de un canal (voz, vídeo, datos) al mismo tiempo.
5) El
estándar permite que las empresas añadan funcionalidades, siempre que
implementen las funciones de interoperabilidad necesarias.
Los
componentes principales del sistema H.323 son:
Terminales:
Equipamiento que utilizan directamente los usuarios. Se pueden implementar
tanto por software (mediante un ordenador) como
por hardware (dispositivo físico).
Guardianes
(GateKeepers):
Son el centro de toda organización VoIP y son el equivalente a
las centralitas privadas o PBX (Private Branch eXchange). Normalmente se
implementan porsoftware.
Pasarelas
(Gateways):
Hacen de enlace con la red telefónica conmutada, actuando de forma
transparente para el usuario.
Unidades
de Control Multipunto (MCUs): se encargan de gestionar las multi-conferencias.
Los
principales protocolos utilizados son:
RAS (Registro,
Admisión, Situación): Se utiliza sólo en zonas que tengan un guardián para la
gestión de la zona de control del mismo.
H.225:
Mensajes de establecimiento y finalización de llamada entre terminales o con el
guardián.
H.245:
Mensajes de control extremo a extremo. Negociación de las capacidades de ancho
de banda (mensajes TerminalCapabilitySet), de la apertura y cierre de los
canales lógicos
(mensajes OpenLogicalChannel, CloseLogicalChannel y EndSessionComand),
de los códecs y mensajes de control de flujo.
RTP/RTCP (Real-Time
Transport Protocol / Real-Time Transport Control Protocol): Transporte punto a
punto de datos en tiempo real.
Una
llamada H.323 se caracteriza por las siguientes fases:
1.
ESTABLECIMIENTO
-
Uno de los terminales se registra en el guardián utilizando el protocolo RAS
(mensajes ARQ y ACF).
-
Mediante el protocolo H.225 se manda un mensaje de inicio de llamada (SETUP)
con los datos (IP y puerto) de llamante y llamado.
-
El terminal llamado contesta con CALL PROCEEDING.
-
El segundo terminal tiene que registrarse con el guardián de manera similar al
primer terminal.
- ALERTING indica
el inicio de generación de tono.
- CONNECT indica
el comienzo de la conexión.
2.
SEÑALIZACIÓN DE CONTROL
-
Se abre una negociación mediante el protocolo H.245, para establecer quién será
maestro y quién esclavo, las capacidades de los participantes y los códecs de
audio y vídeo a utilizar. Como punto final de esta negociación se abre el canal
de comunicación (direcciones IP, puerto).
3.
AUDIO (+ DATOS y/o VÍDEO)
Los
terminales inician la comunicación y el intercambio de audio (+ datos y/o vídeo)
mediante RTP/RTCP.
4.
DESCONEXIÓN
-
Cualquiera de los participantes activos puede iniciar el proceso de
finalización de llamada mediante
mensajes CloseLogicalChannel y EndSessionComand de H.245.
-
Posteriormente utilizando H.225 se cierra la conexión con el
mensaje RELEASE COMPLETE
-
Por último se liberan los registros con el guardián utilizando mensajes del
protocolo RAS.
Cuadro Comparativo entre (Protocolos H.323 y SIP)
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H323 es el protocolo más definido pero adolece de cierta falta de flexibilidad
. SIP está menos definido pero es más fácil de integrar, ¿Que protocolo
ganará al final?. Es dificil de decir pero dependera de la aplicación que
cada uno quiera desarrollar. (SIP es más facil de implementar aunque los
conceptos de H.323 son mejores).
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Parámetros
de la VoIP
Este
es el principal problema que presenta hoy en día la penetración tanto de VoIP
como de todas las aplicaciones de IP.
Garantizar la calidad de servicio sobre internet, que solo soporta «mejor esfuerzo» (best effort) y
puede tener limitaciones de ancho de banda en la ruta, actualmente no es
posible; por eso, se presentan diversos problemas en cuanto a garantizar la
calidad del servicio.
Códecs.
La
voz ha de codificarse para poder ser transmitida por la red IP. Para ello se
hace uso de códecs que garanticen la codificación y compresión del audio o del
video para su posterior decodificación y descompresión antes de poder generar un
sonido o imagen utilizable. Según el códec utilizado
en la transmisión, se utilizará más o menos ancho de banda. La cantidad de
ancho de banda utilizada suele ser directamente proporcional a la calidad de
los datos transmitidos.
Entre
los códecs más utilizados en VoIP están G.711, G.723.1 y el G.729 (especificados
por la 'ITU-T').
Estos
códecs tienen los siguientes anchos de banda de codificación:
G.711:
bit-rate de 56 o 64 kbps.
G.722:
bit-rate de 48, 56 o 64 kbps.
G.723:
bit-rate de 5,3 o 6,4 kbps.
G.728:
bit-rate de 16 kbps.
G.729:
bit-rate de 8 o 13 kbps.
Esto
no quiere decir que es el ancho de banda utilizado, ya que hay que sumar el
tráfico de por ejemplo el códec G729 utiliza 31.5 kbps de ancho de
banda en su transmisión.
Retardo
o latencia
Una
vez establecidos los retardos de tránsito y el retardo de procesado la
conversación se considera aceptable por debajo de los 150 ms (que
viene a ser 1,5 décimas de segundo) y ya produciría retardos importantes.
Pérdida
de tramas (frames lost):
durante su recorrido por la red IP las
tramas se pueden perder como resultado de una congestión de red o corrupción de
datos. Además, para tráfico de tiempo real como la voz, la retransmisión de
tramas perdidas en la capa de transporte no es práctico por ocasionar retardos
adicionales. Por consiguiente, los terminales de voz tienen que retransmitir
con muestras de voz perdidas, también llamadas Frame Erasures. El efecto
de las tramas perdidas en la calidad de voz depende de como los terminales
gestionen las Frame Erasures.
En
el caso más simple si se pierde una muestra de voz el terminal dejará un
intervalo en el flujo de voz. Si muchas tramas se pierden, sonará grietoso con
sílabas o palabras perdidas. Una posible estrategia de recuperación es
reproducir las muestras de voz previas. Esto funciona bien si sólo unas cuantas
muestras son perdidas. Para combatir mejor las ráfagas de errores usualmente se
emplean sistemas de interpolación. Basándose en muestras de voz previas, el
decodificador predecirá las tramas perdidas. Esta técnica es conocida
como packet loss concealment (PLC).
La
ITU-T G.113 apéndice I provee algunas líneas de guía de planificación
provisional en el efecto de pérdida de tramas sobre la calidad de voz. El
impacto es medido en términos de Ie, el factor de deterioro. Este es un número
en el cual 0 significa no deterioro. El valor más grande de Ie significa
deterioro más grave. La siguiente tabla está derivada de la G.113 apéndice I y
muestra el impacto de las tramas perdidas en el factor Ie.
Calidad
del servicio
Para
mejorar el nivel de servicio, se ha apuntado a disminuir los anchos de banda
utilizados, para ello se ha trabajado bajo las siguientes iniciativas:
La
supresión de silencios, 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.
Para
la medición de la calidad de servicio QoS, existen cuatro
parámetros como el ancho de banda, retraso temporal (delay), variación de
retraso (jitter)
y pérdida de paquetes.
Para
solucionar este tipo de inconvenientes, en una red se puede implementar tres
tipos básicos de QoS:
Entrega de mejor esfuerzo (best
effort): este método simplemente envía paquetes a medida que los va recibiendo,
sin aplicar ninguna tarea específica real. Es decir, no tiene ninguna prioridad
para ningún servicio, solo trata de enviar los paquetes de la mejor manera.
Servicios Integrados: este sistema tiene como
principal función preacordar un camino para los datos que necesitan prioridad,
además esta arquitectura no es escalable, debido a la cantidad de recursos que
necesita para estar reservando los anchos de banda de cada aplicación.
RSVP (resource reservation protocol)fue desarrollado como el mecanismo
para programar y reservar el ancho de banda requerido para cada una de las
aplicaciones que son transportados por la red.
Servicios Diferenciados: este sistema
permite que cada dispositivo de red tenga la posibilidad de manejar los
paquetes individualmente, además cada router y switch puede configurar sus
propias políticas de QoS, para tomar sus propias decisiones acerca de la
entrega de los paquetes. Los servicios diferenciados utilizan 6 bits en la
cabecera IP (DSCP: Differentiated Services Code Point). Los servicios para
cada DSCP son los siguientes:
|
Servicio
|
Característica
|
|
Best
Effort
|
No
ofrece garantías
|
|
Assured
Forwarding(AF)
|
Asegura
un trato preferente, si los valores de DSCP son más altos, tendrá mayor
prioridad el tráfico y disminuye la posibilidad de ser eliminado por
congestión.
|
|
Expedited
Forwarding(EF)
|
Utilizada
para dar el mayor servicio, por ende, es la que brinda más garantías
(utilizada para tráfico de voz o video).
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