Protocolos de Comunicación VoIP: SIP, H.323 y Códecs Esenciales
Protocolo de Iniciación de Sesión (SIP)
El Protocolo de Iniciación de Sesión (SIP) es un protocolo de señalización de capa de aplicación utilizado para crear, modificar y finalizar sesiones con uno o más participantes, como conferencias de voz/datos y multimedia en general a través de Internet.
Protocolos de Arquitectura IETF Relacionados con SIP
- RTP y RTCP: Proporcionan una entrega de medios en tiempo real.
- RTSP: Protocolo de flujo en tiempo real que ofrece entrega bajo demanda.
- SDP (Protocolo de Descripción de Sesión): Proporciona un formato de descripción estándar para el intercambio de capacidades de medios.
Atributos Clave de SIP
- Simplicidad
- Eficiencia
- Escalabilidad
- Flexibilidad
- Soporte de movilidad
- Programación de usuarios
- Extensibilidad
Componentes Principales del Sistema SIP
- Agentes de Usuario (UA)
- Aplicaciones de punto final que envían y reciben peticiones SIP.
- Servidores Proxy
- Aplicaciones que reciben peticiones SIP de clientes y las reenvían hacia los agentes de usuario de destino.
- Registradores
- Aceptan el registro de clientes, indicando las direcciones donde se les puede localizar.
Estructura y Métodos de Mensajes SIP
La estructura de los mensajes SIP se compone de: Línea de inicio, Cabeceras y Cuerpo. Algunos métodos SIP comunes son:
- INVITE: Inicia una llamada VoIP.
- ACK: Reconoce una respuesta SIP.
- OPTIONS: Consulta las capacidades de un servidor o Agente de Usuario (UA).
- BYE: Señal del cliente UA que indica el deseo de finalizar una llamada.
Recomendación H.323
La recomendación H.323 es una especificación de la ITU-T para la transmisión de audio, video y datos a través de redes de Protocolo de Internet (IP). Los productos y aplicaciones que comparten el protocolo H.323 son compatibles entre sí. Este protocolo gestiona la señalización y control de llamadas, el transporte y control multimedia, y el control de ancho de banda para conferencias punto a punto y multipunto.
Serie H de Recomendaciones
La Serie H de recomendaciones incluye H.320 para RDSI y H.324 para POTS.
Componentes y Protocolos Clave de H.323
- Señalización: H.225
- Control de medios: H.245
- Códecs de audio: G.711, G.722, G.723, G.728, G.729
- Códecs de video: H.261, H.263
- Compartir datos: T.120
- Transporte de medios: RTP/RTCP
Elementos Principales de una Red H.323
- Terminales
- Puntos finales de comunicación.
- Gateways
- Interconectan con la PSTN o ISDN para la interoperabilidad.
- Gatekeepers
- Proporcionan control de admisión y servicios de traducción de direcciones.
- MCU (Unidades de Control Multipunto)
- Dispositivos que permiten que dos o más terminales o gateways participen en una conferencia de audio/video.
Áreas de Control Principales de H.323
- Señalización de Registro, Admisión y Estado (RAS)
- Señalización de Control de Llamadas
- Control y Transporte de Medios
RAS (Registro, Admisión y Estado)
RAS proporciona control de pre-llamadas en las redes H.323 donde existen gatekeepers y una zona. Se establece entre puntos finales y gatekeepers a través de una red IP.
Procedimientos y Mensajes de Control H.245
Los procedimientos y mensajes de control H.245 incluyen: intercambio de capacidades, terminación maestro-esclavo, retardo de ida y vuelta y señalización de canal lógico.
Procedimientos de Conexión Rápida
Para el establecimiento rápido de canales de medios entre puntos finales, los procedimientos disponibles son H.245 y Fast Connect.
Tunneling H.245
Tunneling H.245 es un método que mejora el tiempo de conexión de llamada y la asignación de recursos, proporcionando una sincronización entre la señalización y el control de llamadas.
Códecs y Calidad de Voz
Tipos de Códecs
- Códecs de forma de onda
- Reconstruyen la señal de entrada sin modelar el proceso que la creó.
- Códecs de fuente
- Intentan replicar el proceso físico de la creación de sonido.
- Códecs híbridos
- Utilizan una combinación de modelado de fuente y análisis de forma de onda. Las estrategias principales incluyen MPE, RPE y CELP.
Factores que Afectan la Calidad de la Conversación
- Pérdida de trama o errores del códec
- Ruido de fondo
- Múltiples portavoces simultáneos
- Fuentes que no son de conversación
- Lenguaje del portavoz
- Múltiples ciclos de códecs
Rutas de Comunicación
Ruta del Audio
La ruta del audio típicamente sigue la secuencia: RTP-RTCP (12 bits) > UDP (8 bits) > IP (20 bits) > Enlace > Física.
Ruta de Señalización (H.323)
La ruta de señalización en H.323 es: H.323 > RAS (Registro, Admisión, Estado) > H.225 (Setup Q.931) > H.245 (Capacidades, abrir canales lógicos, abrir canales TCP; canales A/V).
Códecs de Voz Comunes y sus Características
- G.711 / PCM / 64 kbps
- G.726 / ADPCM / 32 kbps
- G.728 / LDCELP / 16 kbps
- G.729 / CS-ACELP / 8 kbps
- G.729A / CS-ACELP / 8 kbps
- G.723.1 / MP-MLQ / 6.3 kbps
- G.723.1 / ACELP / 5.3 kbps
Criterios para la Selección de Códecs
- Tasa de bits
- Retraso algorítmico
- Complejidad de procesamiento
- MOS (Mean Opinion Score)
- Rendimiento con señales no conversacionales
Cálculos de Ancho de Banda y Tamaño de Paquetes
- Bytes de voz por trama = (64000 x 0.020) / 8
- Bytes de paquetes IP = Bytes de voz + 40
- Bytes de trama Ethernet = Bytes de paquetes IP + 26
- ABLAN (Ancho de Banda LAN) = (Bytes de trama Ethernet x 8) / 0.020
VAD (Detección de Actividad de Voz) = ABLAN