Introducción...

Actualmente, las grandes redes de voz están basadas en sistemas de circuitos conmutados, donde las conexiones de voz entre los diferentes equipos telefónicos se realiza en forma análoga. Para realizar una llamada, un sistema PBX interconecta por medio de relevadores a los equipos telefónicos, permaneciendo esta conexión hasta que alguno de los equipos termine la llamada; ésta es la manera en que se realizan las llamadas en la red telefónica pública, lo que implica que, mientras la conexión se encuentra establecida, nadie más puede utilizarla, desaprovechando el ancho de banda disponible en el par de cobre; lo cual equivale a que teniendo una autopista para interconectar dos puntos, solamente se utilice uno de los carriles.

El primer paso para remediar esto, fue la digitalización de las señales para enviar más de un canal de voz por el par de cobre, y convirtiéndola a una señal análoga al llegar a su destino. Esto es lo que se realiza en las conexiones T1, E1, etcétera. donde a cada canal de voz se le asigna un ancho de banda de cuatro kilohertz, suficiente para la voz humana, el cual es hecho un muestreo a dos veces la frecuencia del ancho de banda, y con una resolución de ocho bits, dando como resultado 64 kilobites, por canal. Sin embargo, dicha solución significa también el establecimiento de un canal dedicado, aún si no se está ocupando para una conversación, y desaprovechando la ventaja de la manipulación de datos, en especial la compresión de las llamadas, para aprovechar aún más el ancho de banda disponible.

En la actualidad es común encontrar que, utilizando compresión, se pueden enviar hasta ocho conversaciones por cada canal. Pero hasta aquí solamente se estaban aprovechando parte de las ventajas de las transmisiones digitales, puesto que al reservar un canal dedicado para cada conversación, no se aprovechan los tiempos muertos para el envío de otro tipo de datos.

Aquí entra la propuesta de la transmisión de voz a través de las redes IP como una parte más de los datos, sin embargo, en sus inicios, el principal problema que se enfrentó fueron los retardos en la red, por falta de un protocolo que permitiera agilizar el tránsito de los paquetes de voz, sobre los de datos, así como el hecho de que el control de transmisión de datos (TCP) obligara el reenvío de los paquetes perdidos. Pero como todo, los sistemas de datos han ido avanzando de manera tal que ha surgido una tecnología que lleva a cabo esta transmisión por medio de paquetes con direcciones IP transportados por líneas privadas y dedicadas o a través de una red pública como Internet, la cual se denomina VOIP (Voice Over Internet Protocol).

Esta tecnología, al tener que transportar voz y datos requiere de un estándar con tráfico multimedia y que en tiempo real sea intercambiado sobre una red de paquetes, añadiendo la capacidad de flujos multimedia (transmisión de audio y video), dicho estándar es el H.323. Pero, más allá de la transmisión de la voz, se pretende integrar todos los servicios telefónicos a través de la red de datos, ofreciendo la solución a los problemas de comunicaciones de la universidad, al canalizar todo el tráfico de voz a través de las redes de datos existentes y disminuyendo considerablemente los costos de comunicación.

Motivación...

En la medida que se dan los avances tecnológicos, la UV busca los medios que la tecnología brinda para satisfacer necesidades, obteniendo beneficios tanto en el ámbito operativo como en el económico. La migración a la red basada en telefonía IP se debe a la ventajas que proporciona: la red IP de la universidad se podrá comunicar con redes internas (Intranet), externas (Extranet) y públicas (Internet).

El estándar en el cual opera (H.323) es efectivo; tiene interoperabilidad con diversos proveedores; no implica gastos en diseño de redes de datos ya que se utiliza la existente; no se pagará servicio medido ni larga distancia entre las dependencias de la universidad.

La implantación de nuevos estándares, ya que con el estricto cumplimiento de los estándares internacionales (ITU H.323, H.245, H.225) puede integrase fácilmente a redes en las que existen otros fabricantes.

El consumo de los recursos de la red no está regulado, sino se realizan en función de las necesidades de comunicación de la universidad.

Tomando en consideración lo antes mencionado, esta red telefónica representa ahorros económicos, flexibilidad de estándares y proveedores.

Justificación...

Tecnológica. Al contar en la UV con la infraestructura de una red de datos con fibra óptica, suena ilógico que las oportunidades de mejoramiento se desaprovechen si no se reestructuran los servicios telefónicos. La red de telefonía IP al ser completamente convergente permite la integración de voz y datos a través de un solo enlace, y al basar nuestra red de telefonía IP en sistemas PBX híbridos, (puertos análogos, digitales e IP) evita invertir en grandes cantidades de equipos ya que la comunicación se establece, en su mayor parte, a través de aparatos telefónicos convencionales, pero teniendo la posibilidad conectar teléfonos IP y/o de convertir la computadora personal en una extensión más, ya sea conectados directamente a la red o a través de un proveedor de Internet.

Económica: Hablar de bajos costos, reducción de gastos o ahorros económicos, implica pensar mucho antes de tomar una decisión. Por lo que la universidad se dio a la tarea de analizar las ventajas y requerimientos de la telefonía sobre IP.

La UV es una de las más grandes instituciones educativas a nivel nacional; cuenta con la unidad central (Rectoría) en la ciudad de Xalapa y cuatro regiones en otras ciudades del estado como son: Puerto de Veracruz, Poza Rica-Tuxpan, Coatzacoalcos-Minatitlán y Córdoba-Orizaba. Actualmente, la comunicación con estas regiones se establece a través de una Troncal-Extensión (Figura 1.1), donde la extensión de un equipo llega al otro como una entrada de troncal, y el enlace físico se lleva acabo con multiplexores a través de la red Frame Relay, con dos canales por región, siendo éstas insuficientes para cubrir el tráfico; para suplir esta carencia se utilizan líneas directas de proveedores. Aunado a este problema en las propias regiones se cuenta con un conmutador en su unidad central (Vicerrectoría), quedando fuera de su PBX el resto de las dependencias y facultades.

Pero, a todo esto, ¿dónde se reflejan los ahorros económicos instalando una red con telefonía sobre IP? La respuesta está en el "servicio medido" y la "larga distancia" (Tabla 1.1 y 1.2). Al implantar el servicio de telefonía IP, todas las dependencias que tengan un enlace de datos, fuera de las unidades centrales, podrán acceder a la red de voz de la universidad y, al unificar la marcación en todo el estado, se podrá marcar directamente desde cualquier extensión hacia cualquier dependencia utilizando siempre el mismo número, sin hacer uso de la red del proveedor de servicio de telefonía pública.

Únicamente harán uso de la red de datos, evitando así el costo de servicio medido y de larga distancia. Además, se utilizaría solamente el enlace directo del proveedor de larga distancia en el PBX de Xalapa para las llamadas de larga distancia que se tengan que realizar, sin importar en qué parte del estado se encuentre la extensión que solicita el servicio, con lo que se podrá centralizar la tarificación de llamadas de todas las regiones en el PBX de Xalapa (Figura 1.2).

Tomando en cuenta el gasto del año 2000 de la telefonía tradicional, se hizo el análisis mostrado en las tablas 1.1 y 1.2.

Conjugando ambas tablas se observa un ahorro anual promedio de cuatro millones 949 mil 519 pesos con 74 centavos, es decir, del 80 por ciento aproximadamente; esto variará dependiendo de la utilización que realicen los usuarios de la red telefónica IP.

La inversión en equipo para telefonía IP del enlace Xalapa-Veracruz será de 619 mil pesos y en el resto de las regiones será de aproximadamente de cuatro millones. La inversión total abarca los enlaces de las Vicerrectorías con sus dependencias y facultades, por lo que la amortización de la inversión se estima recuperarla en aproximadamente un año.

Diseño...

En el diseño de redes de voz sobre IP es importante tomar en cuenta: ancho de banda; pérdida de paquetes; latencia (tiempo de espera); calidad de servicio; encabezados de paquetes y compresión.

Con la introducción de la red metropolitana de alta velocidad a través de fibra óptica que implementa la universidad, el ancho de banda no será problema. La utilización de switches, asegura un bajo nivel de colisiones, con lo cual el nivel de paquetes perdidos se mantiene bajo. De igual manera, el uso de la red de alta velocidad, en la mayor parte de los casos, permite esperar una latencia muy baja en la transmisión de los paquetes de voz, aunado a todo lo anterior, como parte de la modernización de la red de datos, los equipos recién adquiridos manejan el mecanismo de calidad de servicio, lo cual nos permite reservar el ancho de banda necesario para llevar a cabo el trafico de voz sin un retraso apreciable, que pudiera comprometer el servicio de telefonía IP.