Telefonía Digital. Ejemplo: Dimensionado de una red telefónica de tránsito basada en VoIP. Ejemplo: Dimensionado de una Red Telefónica de tránsito basada en VoIP. Comentarios generales. Este es un análisis muy simplificado de dimensionamiento de una red de tránsito empleando VoIP sobre una red de paquetes. No analizamos los problemas de transporte por debajo de las capas MPLS y ATM, para lo cual se debería prevér una red de transporte con determinadas condiciones de calidad de servicio que escapa al objetivo del ejemplo. Estas redes de transporte pueden ser Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet o SDH, empleándose mayoritariamente SDH como tecnología de backbone de transporte si se desea brindar una determinada calidad de servicio. Tampoco se analiza en profundidad los protocolos involucrados en la arquitectura, ni su demanda de ancho de banda, entendiendo que para bajo tráfico su ancho de banda requerido es comparativamente bajo respecto al de voz y se analiza en otros materiales del curso el uso de los protocolos requeridos. Arquitectura de red elegida. Se conectan dos centrales telefónicas por medio de un grupo de troncales implementados sobre una red de tránsito que emplea VoIP, la Figura 1 muestra los Gateways de VoIP que se conectan a troncales basados en circuitos provenientes de centrales de conmutación de tecnología de circuitos. La arquitectura propuesta emplea protocolo “peer to peer” H.323, con control de encaminamiento de llamadas por Gatekeeper. Figura 1: Red de tránsito (Clase 4) basada en VoIP, interconectando dos centrales basadas en conmutación de circuitos de Clase 5. Parámetros de diseño: Grado de Servicio: 1% Tráfico de Busy Hour entre las dos centrales de la Figura 1: 15 Erl. Calidad de servicio: Carrier Grade (99,999%) (conocido como “5 nueves de disponibilidad”) MOS: 3.9 o superior. Retardo de paquetización 50 mseg. 1/3 Telefonía Digital. Ejemplo: Dimensionado de una red telefónica de tránsito basada en VoIP. Solución técnica. Con los anteriores valores, mediante la siguiente tabla que aproxima la fórmula de Erlang B, se puede determinar la cantidad de troncales de voz necesarios para dar el grado de servicio deseado. Busy Tour(Erl)\ G de Serv(%) 12 13 14 15 16 0.010 20 22 23 24 25 0.005 22 23 24 26 27 0.001 26 26 27 28 30 Tabla 1: Cantidad deCircuitos (Erlang B) para diferentes grados de servicio e intensidades de tráfico. Para el tráfico cursado y con el grado de servicio deseado, se necesitan 28 circuitos. Esto significa que en la hora más cargada se debe soportar el equivalente a 28 troncales de voz en la red de tránsito. Si el transporte se implementa sobre una red de paquetes, será necesario garantizar un determinado ancho de banda para mantener el grado de servicio (garantizar el número de troncales) y la calidad de voz. El ancho de banda necesario dependerá de la compresión a utilizar, multiplicando la cantidad de troncales por el ancho de banda requerido por cada troncal vocal. La compresión debe salir de un compromiso entre la calidad de la voz (MOS p. ej.), el ancho de banda disponible y el retardo máximo tolerable. Para los distintos tipos de compresión se presentan tablas del ancho de banda mínimo necesario en función de la cantidad de circuitos. Para obtener un MOS de 3.9, y emplear el menor ancho de banda posible en la red de backbone, se debería emplear G.729 (CS-CELP) de la Tabla 2. G 723.1 (ACELP) Canales 20 22 23 24 25 26 27 28 29 30 BW (Kbps) 320 352 368 384 400 416 432 448 464 480 G 726 Canales 20 22 23 24 25 26 27 28 29 30 BW (Kbps ) 960 1056 1104 1152 1200 1248 1296 1344 1392 140 G.729(CS-CELP) Canales 20 22 23 24 25 26 27 28 29 30 BW (Kbps) 480 528 552 276 600 624 648 672 696 720 Tabla 2. Anchos de banda requeridos para diferentes CODECs de voz. Con las tablas anteriores se estima el ancho de banda mínimo necesario para implementar el transporte. Luego hay que considerar que dicho ancho de banda debe estar reservado para estos fines por lo cual es necesario contar con una arquitectura de red que permita hacer este tipo de reserva, como ser ATM, MPLS, etc. A su vez estas introducen overhead adicional el cual también deberá ser considerado a la hora de la reserva. Esta reserva deberá garantizar el nivel de calidad de servicio de diseño y el MOS requerido, por lo que el ancho de banda se debe garantizar así como el 2/3 Telefonía Digital. Ejemplo: Dimensionado de una red telefónica de tránsito basada en VoIP. retardo debe ser lo menor posible y sin variaciones (jitter), lográndose por medio de ingeniería de tráfico en ATM o MPLS. En el curso se analizaron las características de la ingeniería de tráfico en MPLS. Finalmente, una vez que se definió el PVC o el LSP según la arquitectura elegida hay que estudiar si el camino cumple con los requisitos imprescindibles de retardo y jitter. Una vez definido el camino se puede estimar el retardo máximo, como la suma del retardo de los enlaces que lo componen más el retardo de compresión y descompresión, el cual en la mayoría de los casos es aproximable por el tiempo de muestreo necesario. Por otra parte el jitter es una de las magnitudes más difíciles de estimar, sin embargo para eliminar su efecto solo es necesario agregar un buffer en recepción, lo cual implica volver a estudiar el problema del retardo. Es importante destacar que el protocolo IP, UDP y RTP provocan un overhead considerable en voz comprimida que emplea paquetes, resultando en un incremento de ancho de banda que puede ser, según el retardo de paquetización, de hasta el 50% del ancho de banda utilizado por la codificación de voz. Los encabezados IP pueden ser comprimidos en algunos tramos, lo que mejora en alguna medida la eficiencia, existen RFC del IETF que avalan estos métodos. También es importante considerar que cada paquete IP solo contiene muestras de voz de un único troncal, no es posible multiplexar múltiples troncales en un mismo paquete para mejorar la eficiencia. 3/3