Lab 4. Calidad del servicio (QoS)

Para esta entrada de laboratorio, hablaré de los principales problemas en cuanto a la calidad del servicio (QoS) de una red de VoIP.

La calidad de Servicio o QoS se refiere a la calidad de voz percibida y los métodos que se emplean para su correcta transmisión. Hay muchos factores que afectan la calidad y también metodos que se pueden utilizar para asegurar calidad en el servicio. 

Latencia o Retardo

Pasa cuando los paquetes toman un largo período en llegar a su destino, debido a que permanecen en largas colas o que utilicen otra ruta más larga para prevenir la congestión de red. La latencia en VoIP se define como el tiempo que tarda en llegar un paquete a su destino.

El retardo entre el punto inicial y el final de la comunicación debería ser inferior a 150 ms. El oido humano es capaz de detectar latencias de entre 200 y 250 ms. Si este umbral es superado la comunicación tendría dificultades para el entendimiento en la transmisión de voz.

El retraso entre extremos es la suma de todos los retrasos en los diferentes apartados de la red a lo largo de los enlaces por los que pasa el tráfico de red.

Jitter (Variación de latencia)

La variación de la latencia es definida como la variación en el tiempo de llegada de los paquetes, causada por la congestión de red, pérdida de sincronización o por las diferentes rutas que pueden seguir los paquetes para llegar a su destino.

Esta variación entre el punto inicial y final de la comunicación debería ser inferior a 100 ms, si el valor es mayor a esto se debería de minimizar. Las diferencias en los tiempos de llegada producen cortes en la voz.

Pérdida de paquetes

Las comunicaciones que se realizan en tiempo real se encuentran basadas en el protocolo UDP, el cual no se encuentra orientado a conexión y puede producirse una pérdida de datos. Esto normalmente pasa cuando la red esta congestionada. Los paquetes de datos pueden ser descartados y no llegan a su destino.

La pérdida de múltiples paquetes de un flujo de voz puede causar ruido que puede llegar a ser muy molesto. Esta pérdida debe ser inferior al 1% para que no se degrade la comunicación. También depende del códec que se utiliza.

Selección del códec

Cuanto mayor sea la compresión del codec más pernicioso es el efecto de la pérdida de paquetes. Una pérdida del 1% degrada más la comunicación si se utiliza códec G.729 en vez del G.711 por ejemplo.

En cualquier instalación de Voz sobre IP, el codec usado afecta la calidad de la voz debido a los diferentes algoritmos de compresión utilizados y a la cantidad de ancho de banda necesario.

Ancho de banda

En implementaciones y soluciones de comunicacines basadas en VoIP, disponer de ancho de banda tiene mayor influencia sobre la calidad de la voz. El ancho de banda se expresa normalmente con números en bits por segundos que pueden ser transmitidos sobre una conexión de red.

El ancho de banda es compartido entre la VoIP y otras aplicaciones de datos. La cantidad de ancho de banda requerido para VoIP depende de muchos factores como:

• Número simultáneo de llamadas.
• Codec empleado
• Tamaño de la trama
• Protocolo de red

Incrementando el ancho de banda sobre conexiones de datos pueden resolver problemas de calidad de voz.

Segmentos por paquete

Incrementando la cantidad de segmentos por paquete (VIF) se puede reducir el ancho de banda necesario y mejorar la calidad de voz, si el número de segmentos por paquete incrementa demasiado la calidad de voz puede deteriorarse.

Eco

Se produce por un fenómeno técnico que es la conversión de 2 a 4 hilos de los stemas telefónicos o por un retorno de la señal que se escucha por los altavoces y sale por el micrófono. Se define como una reflexión retardada de la señal acústica original.

Es molesto cuanto mayor es el retardo y mayor su intensidad con lo que se convierte en un problema en VoIP.

El oído humano es capaz de detectar el eco cuando su retardo con la señal original es superior o igual a 10 ms. Otro factor importante es la intensidad ya que a veces la señal de vuelta tiene menos potencia que la original, es tolerable que llegue a 65 ms y atenuación de 25 a 30 dB.

Referencias:

http://www.voipforo.com/QoS/QoSVoip.php
http://compnetworking.about.com/od/speedtests/a/network_latency.htm
https://www.eff.org/wp/detecting-packet-injection