APRENDIENDO DE LA EXPERIENCIA DE SKYPE.

21 08 2007

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Muchas publicaciones del mundo, y entre ellas muchos blogs, hicieron eco del problema que presento skype, el cual dejo fuera de servicio durante un tiempo a todos sus usuarios.

Aunque la posición de skype en el mercado le da mucha relevancia al hecho, es importante tener en cuenta que no es un hecho aislado y que otras empresas sillares han afrontado también problemas, aunque no de tanta magnitud.

Aunque soy un gran defensor de la VoIP, trabajo en la industria VoIP, esta es una importante oportunidad para ver sin mitos que tanto ganamos y que tanto perdemos con los diferentes servicios emergentes que están naciendo basados en VoIP, dentro de este análisis incluiremos a operadores tanto legales como ilegales.

Después de los problemas presentados nos encontramos con el siguiente letrero en la página principal de skype.

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La explicación prometida la encontramos en http://heartbeat.skype.com/

Versiones no oficiales hablan de un ataque de DDoS, el cual consiste en enviar un requerimiento mal formado que los supernodos de skype no pueden procesar, como consecuencia de esto el requerimiento empieza a ser enviado de un supernodo a otro, hast,a que la acumulación de estos requerimiento genera la caída del sistema, versión que parece mas acertada que la del parche de Windows ya que la caída no coincide con lanzamiento de un parche de por parte de Microsoft.
Todo parece apuntar a una falla de una prueba de concepto en un software beta, como ocurrió en algún momento con Messenger, salvo que el grado de afectación de Messenger fue mucho menor.


EMPECEMOS POR LO QUE GANAMOS:

La VoIP tuvo como principal motor los costos. La VoIP es el último sabor de la voz basada en conmutación de paquetes, Cuando el paradigma anterior era voz basada en conmutación de circuitos. Esta nueva forma de conmutación, permitió una disminución importante en el costo de transporte, llevándolo a casi cero. En la VoIP el costo no está asociado a la distancia, como en la conmutación de circuitos, sino al destino al que queremos llegar. Cada operador controla sus abonados y decide el valor por el cual le permite comunicarse a otro operador con sus abonados, sin importar que tan lejos este.

Otro motor importante es la facilidad de asociar diferentes tipos de datos o metadatos a una llamada, permitiendo la famosa integración entre voz y datos, con esto las posibilidades de nuevas aplicaciones se volvieron infinitas.

En lo sistemas de conmutación de circuitos los datos asociados a una llamada son:

ANI
DNIS
ALI

Estos son, el número de la persona que está llamando, el número al que está llamando y de donde está llamando, este ultimo solo puede ser acezado por las fuerzas de seguridad del estado, como los bomberos o la policía.

Al tener estos datos y poderlos asociar a cualquier otro dato incluido en un motor de base de datos de manera sencilla, tenemos un número infinito de posibles aplicaciones comerciales para esta tecnología.

Otro factor muy importante que impulsa la VoIP es que esta permite otro tipo de interacciones además de la voz, dentro de estos están, el video, intercambio de datos y la mensajería instantánea.

Todos estos factores lo convierten en una experiencia mucho más amplia y flexible que la voz convencional.

Otro punto muy interesante es la posibilidad de tener múltiples operadores y poder usar uno u otro según nuestra conveniencia.

QUE PERDEMOS:

Aquí es donde debemos empezar a enunciar lo que estamos dispuestos a perder a cambio de tanta maravilla y a separar dos tipos de operadores VoIP, los operadores convencionales que utilizan VoIP dentro de su infraestructura y los operadores de valor agregado o totalmente VoIP.

En este caso hablaremos de los operadores totalmente VoIP ya que en los operadores convencionales la experiencia para el usuario es la misma.

Lo primero es la confiabilidad, ya tomamos por cierto que siempre que levantamos un teléfono escucharemos tono de invitación a marcar, y el servicio está totalmente disponible para ser utilizado. Esto se debe a que los diferentes gobiernos les exigen a los operadores este nivel de confiabilidad dentro de sus contratos, pero esto no es exigido a los operadores de VoIP.

Después de que lograste obtener tono para marcar falta que la llamada se concrete de manera exitosa, esto en un operador convencional esta por lo lados del 99%, pero los operadores VoIP consideran como 60% un nivel excelente.

Después de que lograste comunicar, falta que la llamada no se corte, esto se supone que nunca pasa en los operadores convencionales, pero es factible en los operadores VoIP.

Estos Niveles de confiabilidad son muy difíciles de exigir ya que la voz convencional, funciona sobre su propia red y la VoIP funciona sobre la red de otro, como la red internet.

Otro punto es la calidad, y aunque la VoIP técnicamente nos puede dar mucho mejor sonido, en realidad esto solo se cumple si la red de datos sobre la cual esta implementada tiene una adecuada estrategia de QoS y eso no puede ser garantizada al 100%.

Un punto muy importante son los datos asociados de una llamada convencional, estos en VoIP pueden ser falsificados fácilmente o se pierden al no existir la misma obligación que tienen los operadores convencionales de que la información entregada sea real.

Un punto por lo general olvidado es el acceso a servicios de emergencia. Este es un tema sobre el cual la legislación es muy reciente y en algunos casos incompleta o inexistente, la más completa es la E911 de la FCC, la cual obliga a los operadores VoIP a conectar a sus abonados con servicios 911 adecuados a su territorialidad, en este sentido la movilidad que es una gran ventaja de la tecnología IP se convierte en una desventaja ya que no se puede localizar geográficamente al abonado y esto dificulta la labor de las fuerzas de seguridad del estado ya que necesitan esta información para facilitar el despacho de bomberos o ambulancias.

En este punto no conozco mucho la legislación mexicana, pero si alguien puede darnos mayor luz le agradecería sus comentarios.

La Interconexión es otro elemento que damos por cierto, con los operadores convencionales, por ley le deben permitir conectarse a los otros operadores, esto resulta en que por un teléfono convencional puedes llamar a cualquier parte sin problema, pero al no existir esta obligación en los operadores VoIP puede que existan países a los cuales nunca puedas llamar en tu plan de VoIP, o que por no tener conexión directa se requieran de intermediarios que aumentan los costos.

Y por ultimo y sin saber si colocarlo como ventaja o como desventaja esta la falta de regulación de precios.

Es una ventaja al permitir costos más bajos, pero es una desventaja al permitir el nacimiento de operadores con infraestructura de juguete, que con tal de tener precios bajos buscan plataformas económicas que no siempre tienen el rendimiento necesario. También facilita el monopolio, al permitir técnicas de competencia desleal que solo pueden sostener los que tienen mucho dinero,

La conclusión la dejo abierta a cada lector, por lo pronto seguiré siendo usuario de ambas tecnologías.

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Factores que afectan la calidad de la VoIP

14 01 2007

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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