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Factores que Afectan la Calidad de Voz en VoIP

Para Que funcione la Voz sobre redes de datos, debe funcionar la red de datos

Con esta frase acostumbro comenzar las conferencias que dicto sobre este tema. En una red de datos debemos cuidar los siguientes factores.

• perdidas de paquetes superiores al 5%
• jitter
• retardo
• perdidas de paquetes inferiores al 5%
• errores en la configuración de equipos activos
• QoS

Revisaremos cada uno de estos por separado.

Pérdida de paquetes superior al 5%

Los diferentes codes utilizados y en especial los mas comunes puedes predecir los paquetes perdidos y remplazarlos, de esta manera no nos damos cuenta de que falto un paquete. Pero cuando esta perdida es superior al 5%, ninguno de los codes implementados ampliamente puede predecir el valor del paquete perdido y se notara en la voz que este paquete hace falta.

Jitter

El Jitter es la variación en el retardo, en términos simples la diferencia entre el tiempo en que llega un paquete y el tiempo que se cree que llegara el paquete.

Entrando más en el funcionamiento de TCP/IP sabemos que los paquetes no llegan a su destino en orden y mucho menos a una velocidad constante, pero el audio tiene que tener una velocidad constante. Para esto existen los jitter buffer, estos buffer puede manejar unos 300 mili segundos y controlar esta variación para que el audio se escuche a velocidad constante. si la llegada de paquetes es demasiado desigual el buffer no la alcanza a controlar y perderá paquetes, deteriorando la calidad de la voz. Y si esta perdida es superior al 5% la perdida afectara al usuario.

Retardo

El retardo en la diferencia que existe entre el momento en que una señal es trasmitida y el momento que una señal llega a su destino. El retardo puede tener dos tipos de fuentes las cuales son:

Retardo constante.
Dentro de las fuentes de retardo constante están todas aquellas que siempre generaran la misma cantidad de retardo, las más importantes son:

Codificación, es el retardo generado al tomar el audio y procesarlo por un codec especifico.
Paquetizacion, es el retardo generado al tomar el audio y convertirlo en paquetes IP.

Serializaciòn, es el retardo generado al colocar los paquetes de voz, desde las capas de aplicación hasta la interfase por la cual será trasmitido.

Retardo variable.
Las fuentes de retardo variable son todas aquellas que generan diferentes cantidades de retardo según las condiciones del medio, las más importantes son:

Encolamiento, el retardo por encolamiento es el que se genera cuando los paquetes de voz tienes que esperar en las colas de los equipos activos a ser trasmitidos.

Propagación, El retardo por propagación es el retardo que se genera para al pasar los paquetes por los diferentes cables hasta llegar a su destino, o en el caso de las comunicaciones por satélite, el tiempo de ir y volver al satélite.

Para nuestros cálculos de retardo tenemos que tomar la suma de todos los retardos.

Perdidas de paquetes inferiores al 5%

Cuando la pérdida de paquetes es inferior al 5 % los diferentes codec utilizados pueden corregir el error, los métodos utilizados para corregir este error son básicamente dos.
Intrapolar, cuando falta un paquete el codec, toma el paquete anterior y el paquete siguiente y calcula el valor del paquete faltante.

Sustitución, cuando el codec detecta un paquete faltante lo remplaza por un paquete igual a el paquete anterior.

Errores en la configuración de equipos activos

Al ser cada vez los equipos activos mas inteligentes, existen una serie de protocolos que acostumbran negociar frecuente mente sus características, y mientras lo hacen detienen el puerto descartando los paquetes, dentro de estos protocolos están:

spaning tree
CDP
speed auto sense
power over ethernet

En lo posible deberíamos configurar este tipo de características en los puertos de los equipos activos y no dejar las opciones de fabrica, las cuales periódicamente están auto detectando cual seria la mejor opción.

QoS
Aunque todo el mundo habla del QoS como la solución a todos los problemas, una mala implementación de QoS puede ser la causante de los problemas, este es un tema bastante extenso que ampliaremos en otro post

Los factores que hemos enunciado son los más importantes a tener en cuenta al momento de buscar por que se deteriora la calidad de la voz.

Los valores tolerables de estos factores varían dependiendo de la marca de los equipos, siendo un límite para estos valores los siguientes:

Perdida de paquetes 5%
Jitter 300 ms
retardo 500 ms

En diversa literatura podrá encontrar valores más exigentes, estos valores fueron probados utilizando equipos quintun en h323 con codec g723. Dependiendo de la marca de los equipos estos valores seran diferentes, las marcas que en este sentido tienen mejor comportamiento son QUINTUM y CISCO.



 

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