curso telefonia ip

8/14/2019 curso telefonia ip

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VoIP y Telefona IP Ing. Jos Cota

Captulo I: Arquitectura de Protocolos TCP/IP

El Modelo de Referencia TCP/IPEl Modelo de Referencia TCP/IP

Aplicacin

Transporte

Enlace/Acceso

Red

Fsica

FTP, HTTP, HTTPS, SMTP, POP3, SNMP, BGP, etc.

TCP, UDP, IPSec, OSPF

Ethernet, Frame Relay, ATM, HDLC, X.25,

IPv4 , IPv6/IPng

Ethernet, V.35, RS-232, RS485,

Network

4



Redes de ConmutaciRedes de Conmutacin de Circuitosn de Circuitos

Capacidad Dedicada entre Usuarios.

Sincronizacin.

Mayor confiabilidad y No requiere procedimientos de Re-Transmisin.

Sistema de Acceso bajo demando Secuencial.


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Redes de ConmutaciRedes de Conmutacin de Paquetesn de Paquetes

Red IP

OrigenDestino

DestinoOrigen

Paquetes/Datagramas: Entidades de Data que contienen unaCabecera y una Data Asociada.

6



EthernetEthernet IEEE 802.3 (Capa de Enlace)IEEE 802.3 (Capa de Enlace)

7 bytes 6 bytes 6 bytesde 46 a 1500

bytes4 bytes

2bytes

prembulo direccinde destinodireccinde origen

campo dedatos

framechecksequen

celongitud

delimitador

relleno.

1byte

campo

detipo

Ethernet 10Base5

Ethernet 10Base2

Ethernet 10/100/1000/10000BaseT

Ethernet 10Base-FP


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Otros Protocolos de Capa de EnlaceOtros Protocolos de Capa de Enlace

Token Ring

ATM

Franme Relay

IPX/SPX

IEEE 802.1Q y IEEE 802.1P

8



DireccionamientoDireccionamiento IPv4IPv4

Protocolo de Internet, VersiProtocolo de Internet, Versin 4n 4

Redes Basadas en una Arquitectura de Direccionamiento IPv4Direcciones IPv4 y Enrutamiento

Asignacin de Direcciones IPv4 y Familias IPv4


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Aspectos GeneralesAspectos Generales

EstEstndar IETF, Documento RFC791 (1981).ndar IETF, Documento RFC791 (1981).

Protocolo Oficial para INTERNET.Protocolo Oficial para INTERNET.

Se Fundamenta el Uso de las Direcciones IP.Se Fundamenta el Uso de las Direcciones IP.

Es un Protocolo de Red, Capa 3 del Modelo OSI y el ModeloEs un Protocolo de Red, Capa 3 del Modelo OSI y el ModeloTCP/IP.TCP/IP.

Es un Protocolo No Confiable, No Confirmado.Es un Protocolo No Confiable, No Confirmado.

Es un Protocolo No Orientado a ConexiEs un Protocolo No Orientado a Conexin.n. Es un ProtocoloEs un Protocolo EnrutableEnrutable..

Trabaja bajo el CriterioTrabaja bajo el Criterio TheThe BestBest EffortEffort..

PrPrxima Generacixima Generacin =>n => IPv6IPv6 IpngIpng (IETF, 1996).(IETF, 1996).

Direccionamiento IPv4

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El Protocolo de Internet, VersiEl Protocolo de Internet, Versin 4n 4

31 24 23 16 15 8 7 0

ESTRUCTURA DE UNA DIRECCIN IPv4

Octeto 3 Octeto 2 Octeto 1 Octeto 0

8 Bits 8 Bits 8 Bits 8 Bits

32 Bits

Cada Octeto (Byte) en el Rango: 0, ,255. (00H, ,FF

h)

Un Total de 232 (4.294.967.296) Direcciones IPv4.

Rango de Direcciones IPv4:

En Formato Decimal: desde 0, hasta 4.294.967.295 (232-1).

En Formato Hexadecimal: desde 00h, hasta FFFFFFFFh.

En Formato Base 256: desde 0.0.0.0, hasta 255.255.255.255.


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Formato Base 256 (Formato Decimal por Puntos).

Se Expresa cada Octeto en Base 256 y se Separan los Octetos con un Punto.

Se tiene entonces el siguiente Rango de Direcciones IPv4 expresado en Formato Base256,

Desde: 0.0.0.0

Hasta: 255.255.255.255, con cada Octeto entre 0 y 255.

Ejemplos,Ejemplos,

Las siguientes son DireccionesLas siguientes son Direcciones IPv4IPv4::

10.0.2.36.25 150.25.69.69

100.100.10.25 200.47.151.140

200.36.99.95 10.0.7.254

Las siguientes NO son DireccionesLas siguientes NO son Direcciones IPv4IPv4::

10.10.25.300 10.10.10.256

25.130.256.285 1000.200.257.300

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0.0.0.0

0.0.0.255

0.0.1.0

0.0.0.1.255

0.1.0.0

0.1.255.255

255.255.255.255

Rango Total de Direcciones IPv4

Se Identifican y Define Bloques que ContienenSe Identifican y Define Bloques que Contienensiempre 2siempre 2NN DireccionesDirecciones IPv4IPv4 Contiguas.Contiguas.

Bloques de 1 (20) Direcciones IPv4.Bloques de 2 (21) Direccin IPv4.Bloques de 4 (22) Direcciones IPv4.Bloques de 8 (23) Direcciones IPv4.

Bloques de 16 (24) Direcciones IPv4.Bloques de 32 (25) Direccin IPv4.Bloques de 64 (26) Direcciones IPv4.Bloques de 128 (27) Direcciones IPv4.Bloques de 256 (28) Direcciones IPv4.

Y as sucesivamente

Un Bloque de 2N es la Unin de Dos Bloques de 2N-1


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DivisiDivisin de las Direccionesn de las Direcciones IPv4IPv4 por Clasespor Clases

31 24 23 16 15 8 7 0

D irec ci ones IP v4 Cl as e A 0Bloque Clase A Reservado para Loopback

Direcci ones IP v4 Clas e B 1 0

Direcciones IPv4 Clase C 1 1 0

Direcciones IPv4 Clase D 1 1 1 0

Direcciones IPv4 Clase E 1 1 1 1 0

ID-RED (21 Bits) ID-HOST (8 Bits)

ID-GRUPO_MULTICAST (28 Bits)

ID-RESERVADO USO FUTURO (27 Bits)



127 ID-Direccin LOOPBACK

ESTRUCTURA DE UNA DIRECCIN IPv4

Octeto 3 Octeto 2 Octeto 1 Octeto 0

8 Bits 8 Bits 8 Bits 8 Bits

32 Bits

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Direcciones IPv4 Clase A

Bit7 del Octeto3 en 0.

Bit6-Bit0 del Octeto3 Identificador de Red (Mscara /8).

Octeto2-Octeto1-Octeto0 Identificador de Host.

Familia IPv4 Privada Clase A 10.0.0.0/8.

7 6 5 4 3 3 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0Octeto3 Octeto2

7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0Octeto1 Octeto0

0 7 bits: ID de Red 24 bits: ID de Host


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Direcciones IPv4 Clase B

Bit7 del Octeto3 en 1 y Bit6 del Octeto3 en 0.

14 Bits de Octeto3 y Octeto2 para ID de Red (Mscara /16).

Octeto1-Octeto0 Identificador de Host.

Familia IPv4 Privada Clase B 172.16.0.0/12.

1 0 14 bits: ID de Red 16 bits: ID de Host

7 6 5 4 3 3 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0Octeto3 Octeto2

7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0Octeto1 Octeto0

16



Direcciones IPv4 Clase C

Bit7-Bit6-Bit5 de Octeto3 en 110.

21 Bits de Octeto3, Octeto2 y Octeto1 para ID de Red (Mscara /24).

Octeto0 Identificador de Host.

Familia IPv4 Privada Clase C 192.168.0.0/24.

7 6 5 4 3 3 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0Octeto3 Octeto2

7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0Octeto1 Octeto0

1 1 0 21 bits: ID de Red 8 bits: ID de Host


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Direcciones IPv4 Clase D

Para uso como Direcciones IPv4 de Destino en TrficoMulticast.

Familia IPv4 Clase D: 224.0.0.0 239.255.255.255

7 6 5 4 3 3 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0Octeto3 Octeto2

7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0Octeto1 Octeto0

1 1 1 0 28 bits: ID de Grupo Multicast

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Direcciones IPv4 Clase E

Reservadas por la IANA para Uso Futuro/Experimental.

Familia IPv4 Clase E: 240.0.0.0 247.255.255.255

7 6 5 4 3 3 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0

Octeto3 Octeto2

7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0

Octeto1 Octeto0

1 1 1 1 27 bits: Reservados0


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Direcciones IPv4 para InterfacesLoopback

Todo Host que hable IPv4 tiene una Interfaz Virtual, llamadaInterfaz de Loopback lo, con asignacin de Direcciones IPv4de la Familia 127.0.0.0/8.

Su uso esta estrictamente reservado para Uso Interno.

Interfaz lo localhost

Familia 127.0.0.0/8: 127.0.0.0 127.255.255.255

No se debe asignar nunca una direccin de esta familia aninguna Interfaz de ningn Host.

Direcciones IPv4 Especiales: 0.0.0.0 y 255.255.255.255 !!!

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Bloques de DireccionesBloques de Direcciones IPv4IPv4 y Familiasy Familias IPv4IPv4

Se define un Bloque de Direcciones IPv4 como: un conjunto contiguo de DireccionesIPv4 de Tamao 2N. Es decir, solo hay Bloques de 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 ..Direcciones IPv4.

Un Bloque de Direcciones IPv4 define una Familia IPv4.

El Tamao de una Familia IPv4 se define a travs de una MMscara de Redscara de Red.

Un Bloque IPv4 de Tamao 2N, SIEMPRE debe comenzar en una Direccin IPv4

Mltiplo de 2N

.MMscara de Redscara de Red.

Una Mscara de Red es un Nmero, con el mismo Formato que una Direccin IPv4,que se utiliza para definir el Tamao de una Familia IPv4.

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 . . . 1 1 1 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Formato y Estructura de una Mscara de Red

M Bits Consecutivos en '1'(32-M) Bits Consecutivos en '0'


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1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 . . . 1 1 1 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Formato y Estructura de una Mscara de Red


Decimal Binario

255 11111111

254 11111110

252 11111100

248 11111000

240 11110000224 11100000

192 11000000

128 10000000

0 00000000

22




Si MM es el Nmero de Bits en 1 que tiene la Mscara de Red, entonces 22MM es elTamaTamao de la Familiao de la Familia IPv4IPv4 o Bloque IPv4 al que hace Referencia.

Tamao de la Familia IPv4

255 . 255 . 255 . 255 / 32 1

255 . 255 . 255 . 254 / 31 2

255 . 255 . 255 . 252 / 30 4

255 . 255 . 255 . 248 / 29 8

255 . 255 . 255 . 240 / 25 128

255 . 255 . 255 . 224 / 27 32

255 . 255 . 255 . 192 / 26 64

255 . 255 . 255 . 128 / 25 128

255 . 255 . 255 . 0 / 24 256

255 . 255 . 254 . 0 / 23 512

255 . 255 . 252 . 0 / 22 1.024

255 . 255 . 248 . 0 / 21 2.048255 . 255 . 240 . 0 / 20 4.096

255 . 255 . 224 . 0 / 19 8.192

255 . 255 . 192 . 0 / 18 16.384

255 . 255 . 128 . 0 / 17 32.768

255 . 255 . 0 . 0 / 16 65.536

255 . 254 . 0 . 0 / 15 131.072

255 . 252 . 0 . 0 / 14 262.144

255 . 248 . 0 . 0 / 13 524.288

255 . 240 . 0 . 0 / 12 1.048.576

255 . 224 . 0 . 0 / 11 2.097.152

255 . 192 . 0 . 0 / 10 4.194.304

255 . 128 . 0 . 0 / 9 8.388.608

255 . 0 . 0 . 0 / 8 16.777.216

254 . 0 . 0 . 0 / 7 33.554.432

252 . 0 . 0 . 0 / 6 67.108.864

248 . 0 . 0 . 0 / 5 134.217.728

240 . 0 . 0 . 0 / 4 268.435.456

224 . 0 . 0 . 0 / 3 536.870.912

192 . 0 . 0 . 0 / 2 1.073.741.824

128 . 0 . 0 . 0 / 1 2.147.483.648

0 . 0 . 0 . 0 / 0 4.294.967.296

Formato Base 256 Formato CIDR (/M)

33 M33 Mscaras de Red Posibles enscaras de Red Posibles en IPv4IPv4 !!!!


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Si MM es el Nmero de Bits en 1 que tiene la Mscara de Red, entonces 22MM es elTamaTamao de la Familiao de la Familia IPv4IPv4 o Bloque IPv4 al que hace Referencia.

33 M33 Mscaras de Red Posibles enscaras de Red Posibles en IPv4IPv4 !!!!

253111256255.255.255.0/24

125111128255.255.255.128/25

6111164255.255.255.192/26

2911132255.255.255.224/27

1311116255.255.255.240/28

51118255.255.255.248/29

1114255.255.255.252/30

********2255.255.255.254/31

********1255.255.255.255/32

RestantesIP DGWIP BroadcastIP FamiliaTotalesDecimalBarra

Total Direcciones IPMscara de Red

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Bloques de DireccionesBloques de Direcciones IPv4IPv4 yy FmiliasFmilias IPv4IPv4

En una Familia IPv4 se especifica entonces con una Direccin IPv4 (Identificador IPv4de la Familia o Direccin IPv4 de la Familia) y una Mscara de Red.

Dada cualquier Direccin IP de una Familia IPv4 (Any-Dir_IPv4), la Mscara de Red(Mask) se puede Calcular el Identificador de la Familia IPv4 (IPv4_Familia) como:

IPv4IPv4_Familia = (_Familia = (AnyAny--Dir_IPv4Dir_IPv4)) And_BitsAnd_Bits ((MaskMask)) EcEc. 1. 1

La IPv4_Familia es SIEMPRE la Primera Direccin IPv4 del Bloque.

La IPv4_Familia Identifica a la Familia IP y JAMAS debe ser Asignada a NINGN Hostde la Red.

En Toda Familia IPv4 se Define una Direccin IPv4 Especial llamada DirecciDireccin IP den IP deBroadcastBroadcast (IPv4_Broadcast) de la Familia IP. Esta, es SIEMPRE la ltima DireccinIPv4 del Bloque. Se calcula as,

IPv4IPv4__BroadcastBroadcast = (= (AnyAny--Dir_IPv4Dir_IPv4)) Or_BitsOr_Bits ((MaskMask)) EcEc. 2. 2

La IPv4_Broadcast se utiliza cuando un Host quiere Transmitir un Paquete IPv4 aTODOS los dems Hosts de la Red. Al igual que la IPv4_Familia, JAMAS debe serasignada.


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Ejemplo de una FamiliaEjemplo de una Familia IPv4IPv4..

Familia IPv4: 200.47.50.0 (IPv4_Familia)

Mscara de Red: 255.255.255.0 (/24) (Tamao del Bloque = 256)

IPv4_Broadcast = (200 . 47 . 50 . 0) OR_Bits (0.0.0.255) = 200.47.50.255

Rango de Direcciones IPv4 de la Familia,

DesdeDesde: 200.47.50.0 (Esta Direccin NO se DEBE Asignar)

200.47.50.1

200.47.50.254

HastaHasta: 200.47.50.255 (Esta Direccin IP NO se DEBE Asignar)

Se Identifica la Familia IPv4 as:

200.47.50.0 /24200.47.50.0 /24

Note que Solo Tengo, en estecaso, 254 Direcciones IPv4

para Asignar !!!

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Ejemplo de una FamiliaEjemplo de una Familia IPv4IPv4..

Familia IP: 172.23.12.0

Mscara de Red: 255.255.255.0

Identificador IP de la Familia: 172.23.12.0 NO Asignable!!

Direccin IP de Multidifusin: 172.23.12.255 NO Asignable!!

Direcciones IP Asignables: 172.23.12.1, ., 172.23.12.254.

Familia IP

172.23.12.0 /24


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Tamao IPv4 Asignables

255 . 255 . 255 . 255 / 32 1 N/A

255 . 255 . 255 . 254 / 31 2 N/A

255 . 255 . 255 . 252 / 30 4 2

255 . 255 . 255 . 248 / 29 8 6

255 . 255 . 255 . 240 / 25 128 126

255 . 255 . 255 . 224 / 27 32 30

255 . 255 . 255 . 192 / 26 64 62

255 . 255 . 255 . 128 / 25 128 126

255 . 255 . 255 . 0 / 24 256 254

255 . 255 . 254 . 0 / 23 512 510

255 . 255 . 252 . 0 / 22 1.024 1.022

255 . 255 . 248 . 0 / 21 2.048 2.046

255 . 255 . 240 . 0 / 20 4.096 4.09

255 . 255 . 224 . 0 / 19 8.192 8.190

255 . 255 . 192 . 0 / 18 16.384 16.382

255 . 255 . 128 . 0 / 17 32.768 32.766

255 . 255 . 0 . 0 / 16 65.536 65.534

255 . 254 . 0 . 0 / 15 131.072 131.070

255 . 252 . 0 . 0 / 14 262.144 262.142

255 . 248 . 0 . 0 / 13 524.288 524.286

255 . 240 . 0 . 0 / 12 1.048.576 1.048.574

255 . 224 . 0 . 0 / 11 2.097.152 2.097.150

255 . 192 . 0 . 0 / 10 4.194.304 4.194.302

255 . 128 . 0 . 0 / 9 8.388.608 8.388.606

255 . 0 . 0 . 0 / 8 16.777.216 16.777.21

254 . 0 . 0 . 0 / 7 33.554.432 33.554.430

252 . 0 . 0 . 0 / 6 67.108.864 67.108.862

248 . 0 . 0 . 0 / 5 134.217.728 134.217.726

240 . 0 . 0 . 0 / 4 268.435.456 268.435.454

224 . 0 . 0 . 0 / 3 536.870.912 536.870.910

192 . 0 . 0 . 0 / 2 1.073.741.824 1.073.741.822

128 . 0 . 0 . 0 / 1 2.147.483.648 2.147.483.646

0 . 0 . 0 . 0 / 0 4.294.967.296 4.294.967.294

Formato Base 256 Formato CIDR (/M)

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Otros Ejemplos de FamiliasOtros Ejemplos de Familias IPv4IPv4

10.0.0.0/8 200.25.25.0.29

200.47.0.0/16 192.168.25.0/27

200.47.151.128/28 10.25.25.64/26

172.16.19.0/30 172.16.19.4/30

200.200.200.192/29 10.0.7.0/2910.0.7.8/29 10.0.7.16/28


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La FamiliaLa Familia IPv4IPv4 y la My la Mscara de Redscara de Red

1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 0 0 0 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Bits de Red Bits de Host


232-M, Direcciones IPv4 para la Red /MLa Primera Direccin IPv4, La IPv4_Familia => Bits de Host = 00..00

232-M-2, Direcciones IPv4 para los Hosts de la RedLa ltima Direccin IPv4, la IPv4_Broadcast => Bits de Host en 11..11

Los Bits de Red, Permanecen Fijos en Todas las Direcciones del Bloque IPv4Identifican a la Red/Bloque IPv4

Ejemplo, la Red 10.0.64.0 /22 (MEjemplo, la Red 10.0.64.0 /22 (Mscara de Red /22, 255.255.252.0) !!!scara de Red /22, 255.255.252.0) !!!

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La IANA (La IANA (httphttp://://www.iana.orgwww.iana.org))

Autoridad Internacional que Regula yEstablece todo lo Relacionado al Uso

de las Direcciones IPv4/IPv6, los Serviciosy Protocolos y la Asignacin dePuertos/Servicios.

ipv4ipv4--addressaddress--spacespace

multicastmulticast--addressesaddresses

portport--numbersnumbers


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ClasificaciClasificacin de las Direccionesn de las Direcciones IPv4IPv4 segsegn la IANAn la IANA

DireccionesDirecciones IPv4IPv4 PrivadasPrivadas

Los Bloques 10.0.0.0 /8, 192.16.0.0 /16 y 172.16.0.0 /12.

Solo para ser usadas en ambiente de Redes LAN a Nivel Privado.

No se admite trfico en INTERNET con Direcciones IPv4 Privadas.

DireccionesDirecciones IPv4IPv4 dede LoopbackLoopback

El Bloque 127.0.0.0/8, se Reserva su Uso Exclusivamente para Interfaces deLoopback (lo).

DireccionesDirecciones IPv4IPv4 de Uso Reservadode Uso Reservado

Clase E: 240.0.0.0 247.255.255.255

DireccionesDirecciones IPv4IPv4 PPblicas, Reales, Certificadasblicas, Reales, Certificadas

Todas aquellas que no son: Ni Reservadas, Ni Privadas, Ni de uso paraLoopback.

Son Asignadas y Enrutadas por Proveedores ISP / WISPs (Proveedores deAcceso a INTERNET). Y su asignacin se negocia de acuerdo a los planes.

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AsignaciAsignacin de Direccionesn de Direcciones IPv4IPv4

A) Asignacin de Direcciones IPv4 Estticamente (Direcciones IPv4 Fijas).

Mecanismo mediante el cual, el administrador de una Red IPv4, asigna en formaManual, esttica y de manera Pre-Definida a cada Host una Direccin IPv4.

Las Direcciones IPv4 se Asignan a las Interfaces de Red, Ethernet, Frame Relay,Seriales Sncronas, ATM.

Se pueden Asignar Varias Direcciones IPv4, de una misma Familia, a un Host dadosiempre y cuando se asignen a solo una Interfaz de Red. NO se puede asignar adistintas Interfaces de Red Direcciones IPv4 de una misma Familia IP.

Se pueden Asignar Varias Direcciones IPv4, de distintas Familias, a distintasInterfaces de Red.

La asignacin de una Direccin IPv4 a una Interfaz de Red de un Host; hacepertenecer al Host a la Red LAN de esa Familia IPv4 por esa Interfaz donde se haconfigurado la(s) Direccin(es) IPv4.

Hay que ser cuidadoso y mirar con detalle las Configuraciones de Direcciones IPv4en un Host; para evitar Problemas de Inestabilidad.


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AsignaciAsignacin de Direccionesn de Direcciones IPv4IPv4

B) Asignacin de Direcciones IPv4 Dinmicamente.Protocolo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).Protocolo BOOTP (Boot Protocol).

Con la Asignacin esttica de Direcciones IPv4 se tienen los siguientesinconvenientes, Prdida de tiempo por reconfiguracin. Por ejemplo, si el Host de muevede una red a otra hay que reconfigurarlo manualmente. Inconvenientes en situaciones de acceso dinmico de los hosts a lasredes IPv4; y en situaciones donde se tienen mas hosts que direccionesIPv4 disponibles. Por ejemplo, el caso del Acceso a INTERNET (hoy poco

utilizado) va Dial-UP. Serios inconvenientes si se cometen errores a la hora de la configuracin.Por ejemplo, que se repitan asignaciones de direcciones IPv4 en una mismaRed.

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Escenario deEscenario de IPv4IPv4 en INTERNET para Redes Privadasen INTERNET para Redes Privadas

NATs y Enmascaramiento: Pao Caliente

El Ideal: Conexiones IP End To End

Red LAN

Protocolo TCP/IP

Familia IP

Router WAN / LAN

ISP / WISP

Internet

TCP/IP


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Conexiones TCP y UDPConexiones TCP y UDP TCP

provee confiabilidad; implementaconexin de datos, recuperacinde errores por repeticin, controlde flujo

UDP transporte de datagramas, no

orientado a conexin IP

protocolo de enrutamiento ICMP

gestin de errores de la capa IP(implementa, por ejemplo, PingyTraceroute)

IGMP gestin de grupo (paramulticasting)

ARP (Address Resolution Protocol) eRARP (Reverse ARP) para conversin de direcciones

IP en direcciones usadas por lainterfaz de red y vice-versa

TCP UDP

ICMP IP IGMP

ARP Interfaz RARP

proc. deusuario

proc. deusuario

proc. deusuario

proc. deusuario

Red / Medio

Aplicacin

Transporte

Red

Enlace

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Protocolo TCPProtocolo TCP

Protocolo Fiable ya que dispone de un Mecanismo deConfirmacin (ACK); es decir es Confirmado.

Es un Protocolo de Ventana Deslizante.

Es un Protocolo Orientado a Conexin; dispone de mecanismosde Establecimiento y Cierre de Conexin.

Multiplexa Servicios y Aplicaciones a travs de Puertos;Puertos TCP: 0 65.535.

Dispone de un mecanismo de recuperacin ante errores detransmisin y de re-secuenciamiento de los paquetes.

Aplicaciones que usan TCP: HTTP, HTTPS, TELNET, SSH,POP3, SMTP, ETC.

Es mas Lento que UDP !!!


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Protocolo UDPProtocolo UDP Protocolo No Fiable ya que No dispone de un Mecanismo deConfirmacin (ACK); es decir es No Confirmado.

Es un Protocolo No Orientado a Conexin; No dispone demecanismos de Establecimiento ni Cierre de Conexin. Sin embargo,el Sistema Operativo que lo ejecuta mantiene una Base de Datos(Monitor) de los Procesos UDP.

Multiplexa Servicios y Aplicaciones a travs de Puertos; PuertosUDP: 0 65.535.

No Dispone de un mecanismo de recuperacin ante errores de

transmisin y de re-secuenciamiento de los paquetes. Aplicaciones que usan UDP: DNS, DHCP, Traceroute, NTP, SIP,Multimedia Streaming.

Es mas Rpido que TCP; la Cabecera es mas Pequea y No tieneConfirmacin !!!

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Funciones de NAT y EnrutamientoFunciones de NAT y Enrutamiento

NAT por Origen: Src-Nat

NAT por Destino: Dst-nat

NAT por Sobrecarga: Masquerading

(Enmascaramiento) El Proceso de Enmascaramiento TCP, UDP e ICMP

Funciones de NAT e INTERNET


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Capitulo II: Anlisis de la Seal de Voz

Anlisis de la Seal deVoz

Jos Cota, Agosto 2007

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Anlisis de la Seal de Voz

La Seal de Voz: en su forma mas elemental esproviene de una fuente acstica convertida en unaseal elctrica, voltaje v(t) o corriente i(t), a travs del

uso de un transductor.

La Seal de Voz es una Seal Elctrica,

V(t) y/o I(t) X(t)

t


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Transductores (Conversin de Tipos de Seal)

De Acstica a Elctrica: Micrfonos

De Elctrica a Acstica: Cornetas

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Anlisis en Tiempo de la Seal de Voz

Seal Analgica: Variacin Contnua en Tiempo.

Seal No Deterministica (Aleatoria). NO podemos predecirsu valor en tiempo, pero podemos entender y explicar su

comportamiento.

Seal No Peridica (Aperidica).

Seal que padece del Fenmeno de Irreversibilidad.

Descrita Tcnicamente con: Vprom (Vdc), Vrms, Vmax, Vminy Vpp

t


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Anlisis en Tiempo de la Seal de Voz

La definicn matemtica de los parmetros tcnicos deanlisis en tiempo es la siguiente:

t

=

==

=

=

0

2

0

)(

)(

T

T

DCPROMEDIO

MINMAXPICOPICO

MAXPICO

dttXVRMS

dttXVV

VVV

VV

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Anlisis en Frecuencia de la Seal de Voz

Toda seal X(t) tiene una representacin equivalente en eldominio de la Frecuencia.

El Anlisis se Fundamenta en las Herramientas de Anlisis

de Fourier.

Para Seales Continuas en Tiempo: Serie de Fourier(Peridicas) y Transformada de Fourier.

Para Seales en Tiempo Discreto: Transformada Discreta deFourier (DFT/FFT) y Transformada Z.


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Anlisis en Frecuencia de la Seal de Voz

Parametrizacin en el espacio Frecuencial: Fmax Ancho deBanda en Banda Base (BW).

Seales de Voz: Fmax = BW = 4KHz; con componentesespectrales entre 200Hz y 4000Hz.

Seales de Audio: Fmax = BW = 22kHz; con componentesespectrales entre 200Hz y hasta 22kHz. (!! Msica e

Instrumentos !!).FmaxFmax para Vozpara Voz 4KHz4KHz

FmaxFmax para Audiopara Audio hasta 22KHzhasta 22KHz

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Acondicionamiento de la Voz para VoIP

Una vez comprendida un poco la naturaleza y definicionesde la seal de voz, enfrentamos nuestro primer desafo:

La Seal de Voz es una Seal Analgica, con Variacin

Contnua en el Tiempo, y el Protocolo IP esEstrictamente y 100% Digital: Qu Hacemos?

Quin debe adaptarse a quin? La Voz debe adaptarseal Protocolo IP.

Nuestro Primer Paso: Digitalizacin.

Digitalizacin de la Seal de Voz


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Acondicionamiento de la Voz para VoIP

Digitaliazacin de la Seal de Voz

Pasos Fundamentales:

- Filtrado

- Muestreo y Retencin

- Cuantificacin

- Codificacin

Pasos Secundarios:

- Consideracin de Efectos de Ruido

- Errores, Compresin y Encriptamiento

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El Proceso de Muestreo

Este proceso consiste en registrar el valor de la seal deVoz/Audio a intervalos regulares de tiempo. El intervalo detiempo entre cada 2 instantes de muestreo consecutivos es

igual a TS segundos y se le denomina PERIODO DEMUESTREO (TS).


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El Proceso de Muestreo

En su anlisis se lo puede clasificar en tres tipos: Ideal: El instante de muestreo (T), tiende a cero, es decir se tratade una sucesin de muestras infinitas.

Natural: El tren de pulsos posee un perodo T de cualquier valordistinto de cero. La funcin muestreada tendr un nmero infinito devalores en el perodo de muestreo.

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Anlisis de la Seal de VozEl Proceso de Muestreo

Muestreo y Retencin: (Sample and Hold) Es el que se emplea enla prctica, y consiste en tomar la muestra y retener el valor un ciertotiempo hasta que comience el prximo perodo de muestreo.

Toda seal analgica se puederecuperar o reconstruir a partir de

sus muestras tomadas a intervalosregulares de tiempo TS segundos,siempre que se cumpla la condicin:

(1/TS= FS) 2BW

BW: es la mxima frecuenciaEspectral, TS es el periodo demuestreo y FSes la frecuenciade muestreo).

TEOREMA DEL MUESTREO, NYQUIST:


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Anlisis de la Seal de VozEl Proceso de Cuantificacin

Proceso que consiste en transformar los niveles de amplitud continuosde la seal de entrada previamente muestreada, en un conjunto deniveles discretos previamente establecidos.En esta etapa s se pierde informacin, y mayor ser su prdida cuantomenor sean los niveles determinados, esta prdida se llama error oruido de cuantificacin.

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Mensaje

Sealcuantificada

Con Q=8


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8

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Mensaje

SealcuantificadaCon Q=32

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Mensaje



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Mensaje


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Niveles de Cuantificacin (L) Nmero de Bits por Muestra (n).


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Anlisis de la Seal de VozEl Proceso de Codificacin

Proceso que consiste en convertir los pulsos cuantificados enun grupo equivalente de pulsos binarios de amplitud constante.En la prctica para la transmisin de voz digitalizada seemplean sistemas de ocho bit por muestra, lo que equivale atrabajar con 256 niveles cunticos.

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Anlisis de la Seal de VozEl Proceso de Codificacin

Es por esta razn que al digitalizar un canal telefnico de voz cuyo ancho de banda es4.000 Hz, tomando muestras al doble de este ancho de banda, implica 8.000muestras/segundo, las que al cuantificar en 256 niveles y codificar con 8 bit dan comoresultado 8.000 m/s * 8 bit = 64.000 bit /seg, que es el ancho de banda de un canaltelefnico digitalizado.

Proceso de Codifiicacin Tpico:

Ancho de Banda Considerado: 4 KHz.Niveles de Cuantificacin: 256.

Bits de Codificacin: 8.

Frecuencia de Muestreo: 8 KHz.

Tiempo de Muestreo: 250 us.

Tasa de Bits Mnima: 64.000 Bits por Segundo. (Sin Compresin!).

Una seal de Voz necesita de 4KHz de Ancho de Banda, necesita ser Muestreadaa una Tasa de 4000 Muestras por Segundo. Esto equivale a la necesidad de enviar

64Kbits por segundo, para poder transmitirla en formato digital


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Anlisis de la Seal de VozAlgunas Comparaciones

Seal BW Freq. Nyquist Freq. Muestreo N KBPS

Audio 200-20000 40KHz 48KHz 16 768

Audio CD 200-20000 40KHz 44.1KHz 16 705.6

TelefonTelefona (Voz)a (Voz) 200200--40004000 8KHz8KHz 8KHz8KHz 88 6464

Generalmente, cuando nos referimos a la Voz en VoIP,hablamos de Voz para Telefona. Sin embargo, Podemoseventualmente estar hablando de Seales de Audio conmayor Ancho de Banda: Radio sobre IP, Msica sobre IPen Tiempo Real, Trunking IP, Multimedios sobre IP, etc.


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Capitulo 03: Codecs de VoIP, RTP/RTCP y Sealizacin DTMF

CODECs de VoIP

Ing. JosIng. Jos G. CotG. Cota, Agosto 2007a, Agosto 2007

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CODECs de VoIP

CodecCodec: Codificador: Codificador -- DecodificadorDecodificador

Encargado de los Procesos de:Encargado de los Procesos de:

FiltradoFiltrado

Muestreo y RetenciMuestreo y Retencinn CuantificaciCuantificacinn

CodificaciCodificacinn

CompresiCompresinn

EncriptamientoEncriptamiento

EmpaquetamientoEmpaquetamiento


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Consideraciones Iniciales y Aspectos Generales

La Voz/Audio: Seal Analgica, continua en el Tiempo.

Parametrizacin en el Dominio Temporal: vmax, vmin,vprom, vrms.

Parametrizacin en el Dominio Frecuencial: fmax.

Voz: frecuencias entre 200Hz y 4KHz (fmax)

Audio: frecuencias entre 200Hz y 22KHz (fmax)

CODECs de VoIP

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El Primer Proceso: Digitalizacin de la Seal deVoz/Audio (Filtrado + Muestreo/Retencin + ).

Para la Frecuencia de Muestreo: Teorema de Nyquist FS mayor o igual que 2FMAX

El primer procesamiento con el que se encuentra la sealde voz en una red de VoIP es el Codec (Codificacin yDecodificacin).

CODECs de VoIP


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Procesamiento de Voz/Audio: Filtrado, Muestreo yRetencin, Cuantificacin, Codificacin, Compresin,Encriptamiento y Empaquetamiento.

En VoIP se aade un componente adicional alprocesamiento de la Seal de Voz/Audio:Empaquetamiento.

Si la comunicacin de voz/audio es full-duplex, el procesode CODEC es bidireccional.

Fenmeno de Irreversibilidad de la Voz.

CODECs de VoIP

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Conceptos de Compresin Perceptiva.

La Red IP: IPv4 IPv4/Ipng; Prdida de Paquetes, Jitter,Retardo, Multienrutamiento, Desordenamiento (Desincronade Paquetes), etc.

Factor de Compresin: Qu tanto puedo reducir enconsumo de Ancho de Banda?; mientras mayor es la Tasade Compresin, y otras funcionalidades, mayor es elprocesamiento y mayor es el Retardo Intrnseco de losCodecs.

CODECs de VoIP


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Los CODECs tienen impacto en la Sealizacinconcurrente en canales de VoIP como: DTMF, Tonos deTelefona, Tonos de Fax, Tonos de Modem, Tonos Sub-Audibles, etc.

Realmente, en la actualizad el CODEC es un procesoque se ejecuta en Software; hay soluciones privativas y noprivativas y depende de la arquitectura, del procesador y/odel sistema operativo que lo ejecute. Para desarrollo ydiseo hay que seguir al pie de la letra el estndar.

CODECs de VoIP

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Para los Gateways, Softswitchs y IP-PABXs se tienenvarios procesos de CODECs de forma concurrente.

Es posible integrar en aplicaciones VoIP los Traductoresde CODECs.

Los Anchos de Banda que nos Suministran y Cobran losISP/WISP y dems Proveedores de Interconexin se midenes a Nivel de Interface; no a nivel deAplicacin/Transporte/Red. Esto es, por ejemplo, un256kbps (simtrico o no) representa un Ancho de Bandamucho menor a Nivel de Aplicacin..!!!!

CODECs de VoIP


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Parmetros de un Codec:

Frecuencia de Muestreo.

Tamao de la Trama.

Retardo Intrnseco.

Tasa de Compresin Nativa.

Tamao del Frame y Payload. Factor/Tasa de Compresin.

Escala MOS.

Otros.

CODECs de VoIP

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Voz/AudioAnalgica

PBN: IP

CODEC

Digitalizacin: 64 KBPS

- Filtrado (Filter).

- Muestreo y Retencin (Sample and Hold).

- Cuantificacin (Cuantization).

- Codificacin (Codification).

AnalogAnalog

?? KBPS

PaquetesUDP/IP/Ethernet

Compresin

Media Stream

CODEC de VoIPCODEC de VoIP

VisualizaciVisualizacin del Proceson del Proceso

DigitalDigital

PacketsPackets


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Estructura Funcional de un CODEC de VoIPEstructura Funcional de un CODEC de VoIP

Filter/Sample/Hold Cuantificacin Codificacin

Codificacin PCM

Voz

Compresin

Algoritmo

Interface

KBPS_OUT_Interface

PPS_OUT_Interface

Media Stream

KBPS_OUT_Algoritmo

Empaquetamiento

KBPSTpico

BWFS

N

NFSNFSfPCMKBPSn

64:

2

2

*),(_

=

==

oritmoAOutKBPS

PCMKBPSKoritmoACompresinFactor

lg__

_:1lg__ ==

1 10 00 111 00 1 10 00 11 10 0

Frame N Frame N+1

vmin, vmax,vprom, vrms,fmax (BW)

Fs: Frecuencia deMuestreo

Ts Fs (8 KHz)

N: Nmero deBits por Muestra

(N = 8)

KBPS_IN_Algoritmo

Tamao del Frame, en MS en Bytes: Frame Tamao del Payload: PAYLOAD.

Requerimientos de PPS: PPS.

Factor de Compresin: K.

Retardo Intrnseco: RETARDO.

UDPIPv4ETH RTP

PCMPCM

DPCMDPCM

ADPCMADPCM

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Compresin

Algoritmo

IN: KBPS_PCM

Tpico: 64KBPSOUT:KBPS_Out_Algoritmo

Tpico:


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ParametrizaciParametrizacin del Algoritmo (CODEC)n del Algoritmo (CODEC)

Frecuencia de Muestreo (FS): Nmero de Muestrastomadas de la Seal de Voz/Audio en la Unidad de Tiempo de1 Segundo. (Tpico: 8KHz)

Frame: El Procesamiento de la Seal de Voz en realidad sehace por Intervalos de duracin Pr-Definidos. Se tomanDatos Digitalizados equivalentes para cada Intervalo deDuracin. Se denomina Frame la Duracin del Intervalo enMilisegundos (ms). Tambin se puede especificar el Frame en

Bytes. FrameFrame enen BytesBytes:: Frame(ms) * FS(KHZ).

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Payload: Nmero de Bytes de Data de Voz/Audio enviadospor cada Paquete RTP/UDP. Se puede Expresar tambin enms.

K_FrameK_Frame:: Nmero de Frames por Payload.

PPS:PPS: Paquetes por Segundo. Nmero de Paquetes quenecesita el Algoritmo enviar en la unidad de tiempo de 1Segundo para garantizar la reconstruccin de la seal devoz/audio en el receptor. Este parmetro es el que en realidadfija los requerimientos de ancho de banda, a nivel de interface(KBPS UP/DOWN Stream), que necesita el algoritmo. PPS: Requerimiento de Ancho de Banda Real !!.PPS: Requerimiento de Ancho de Banda Real !!.


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Delay: Retardo Introducido por el Algoritmo desde que seMuestrea la Seal de Voz hasta que se dispone del StreamMedia Audio a nivel de UDP. Ojo, recuerde laBidireccionalidad del Proceso !!. Tpico: < 40 ms.

Factor de Compresin: KPBS_PCM y KBPS_Algoritmo.Fijo para cada algoritmo en particular.

El Sacrificio: La Calidad de la SeEl Sacrificio: La Calidad de la Seal de Vozal de VozRecuperada !!Recuperada !!

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El Proceso de EmpaquetamientoEl Proceso de Empaquetamiento

Ahora, el Stream de Data comprimida por el Algoritmohay que empaquetarlo y enviarlo a travs de la red. Haytres empaquetamientos: UDP, IP y Enlace (ETH).

Los Datos NECESITAN ser transportados a sudestino: se pasan al protocolo RTP, luego a UDP (Capa4: Transporte), este utiliza los protocolos de reddisponibles (en este caso IPv4) y finalmente losprotocolos de enlace de datos y capa fsica (Interface)disponibles (Ethernet por Excelencia).

IN: KBPS_Algoritmo

Tpico: 64 KBPS !!Empaquetamiento

IPv4UDPRTP ETH


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En cada capa, los protocolos aaden datos decabecera Header los cuales se constituyen en masBits/Bytes que hay que Transmitir: >> Bits por Segundo.

De esta forma los KBPS_Out_Algoritmo, se conviertenen unos KBPS_Out_Interface; el cual es el Ancho de

Banda (UP/DOWN Stream) requerido por el algoritmopara UN CANAL de VOZ sobre IP.

IN: KBPS_Algoritmo


IPv4UDPRTP ETH

!!!! KBPS_InterfaceKBPS_Interface >>>> KBPS_AlgoritmoKBPS_Algoritmo !! Los Protocolos A!! Los Protocolos Aaden Control, pero Cobran KBPSaden Control, pero Cobran KBPS

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Comnmente, si no consideramos casos especiales como: Frame Relay (VoFR), ATM (VoATM);se tienen valores como:

Cabecera RTP:Cabecera RTP: 1212 BytesBytes.. Requerimientos de Real TimeRequerimientos de Real Time ProtocolProtocol

Cabecera UDP:Cabecera UDP: 88 BytesBytes.. Requerimientos de TransporteRequerimientos de Transporte

Cabecera IPv4:Cabecera IPv4: 2020 BytesBytes.. Requerimientos deRequerimientos de RedRed

Ethernet Capa 2:Ethernet Capa 2: 2626 BytesBytes.. Requerimientos de Enlace eRequerimientos de Enlace e InterfaceInterface

De forma que,

Total_Header(RTPTotal_Header(RTP+UDP+IPv4+ETH) = 66+UDP+IPv4+ETH) = 66 BytesBytes..

Total_Packet_BytesTotal_Packet_Bytes == Voice_PayloadVoice_Payload ++ Total_Header(RTPTotal_Header(RTP+UDP+IPv4+ETH)+UDP+IPv4+ETH)

Donde, Voice_Payload= K*Frame(Bytes). Tpico: K: 1, 2 3.

Algoritmo deCompresin

OSI Protocolos


IN: KBPS_Algoritmo


IPv4UDPRTP ETH


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Total_Header(RTP+UDP+IPv4+ETH) = 68 Bytes.

Total_Packet_Bytes = Voice_Payload + Total_Header(RTP+UDP+IPv4+ETH)

KBPS_Interface = PPS * Total_Packets_Bytes !!!!!

Esta Formula nos da el Verdadero Consumo en KBPS del Algoritmo

Esto SOLO Incluye el Canal Stream de Audio UDP/IP/RTP sobre Etnernet

Recuerde adems: Canales SIP, H.323, Control, otros Medios, etc.

Ejemplo, para el CODEC G.729:FS: 8KHz, N:8, KBPS_PCM: 64KBPS, FRAME: 10ms (80 bytes), PAYLOAD: 20 bytes (20ms),PPS: 50 Total_Packet_Bytes = 20 + 66 = 86 Bytes,

KBPS_Interface = (50PPS) * (86Bytes/Paquete) = 4300Bytes/Seg.

KBPS_Interface = (50PPS) * (86Bytes/Paquete) = 34400BPS = 34.4KBPS.

El Proceso de EmpaquetamientoEl Proceso de EmpaquetamientoIN: KBPS_Algoritmo


IPv4UDPRTP ETH

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Protocolo RTPProtocolo RTP

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

P X M

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Formato de la Cabecera RTP

Multimedia Data

Timestamp

Synchronization Source (SSRC) Identifier

Contributing Source (CSRC) Identifiers

V=2 CC PT Seq

Cabecera de Extensin RTP


Bits / Bytes de In formacin

1 Byte 1 Byte 1 Byte

User Defined Length

Header Extension (Longitud Variable)

1 Byte

Bits / Bytes de In formacin

1 Byte 1 Byte 1 Byte 1 Byte

Cabecera RTP (normalmente):Cabecera RTP (normalmente): 12 Bytes

PayloadPayload del CODEC:del CODEC: X Bytes

TamaTamao del Paquete RTP:o del Paquete RTP: (12 + X) Bytes


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Protocolo UDPProtocolo UDP

Cabecera UDP:Cabecera UDP: 8 Bytes

Paquete RTP:Paquete RTP: (12 + X) Bytes

TamaTamao del Paquete UDP:o del Paquete UDP: (20 + X) Bytes

0000 1111 2222 3333 4444 5555 6666 7777 8888 9999 10101010 11111111 12121212 13131313 14141414 15151515 16161616 17171717 18181818 19191919 20202020 21212121 22222222 23232323 24242424 25252525 26262626 27272727 28282828 29292929 30303030 31313131

Formato de la Cabecera UDP

Payload UDP = Paquete RTP

Puerto Origen (0 - 65535) (SAP-Origen) Puerto Destino (0 - 65535) (SAP Destino)Longitud en Bytes del Datagrama UDP (>=8) Checksum

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ProtocoloProtocolo IPv4IPv4

CabeceraCabecera IPv4IPv4 (normalmente):(normalmente): 20 Bytes

Paquete UDP:Paquete UDP: (20 + X) Bytes

TamaTamao del Paqueteo del Paquete IPv4IPv4:: (40 + X) Bytes

0000 1111 2222 3333 4444 5555 6666 7777 8888 9999 10101010 11111111 12121212 13131313 14141414 15151515 16161616 17171717 18181818 19191919 20202020 21212121 22222222 23232323 24242424 25252525 26262626 27272727 28282828 29292929 30303030 31313131

Formato de la Cabecera IPv4Formato de la Cabecera IPv4Formato de la Cabecera IPv4Formato de la Cabecera IPv4

IPv4 Destino

((Opciones) + (Relleno (Multiplo de 32 Bits)))

Payload IPv4 = Paquete UDPPayload IPv4 = Paquete UDPPayload IPv4 = Paquete UDPPayload IPv4 = Paquete UDP

TTL Protocolo (ICMP=1, TCP, UDP, etc.) Header Checksum (Solo Aplicado a Header IPv4)

IPv4 Origen

Identificacion Indicadores Offset del Segmento

Version IHL (x32 Bits) TOS Longitud Total de Header y Data (en Bytes)


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ProtocoloProtocolo EthernetEthernetFormato de la TramaFormato de la Trama EthernetEthernet

Campos CabeceraCampos Cabecera EthernetEthernet: 26: 26 BytesBytes

PaquetePaquete IPv4IPv4:: (40 + X) Bytes

TamaTamao del Paqueteo del Paquete IPv4IPv4:: (66 + X) Bytes

prembulodireccin

de destinodireccinde origen

Paquete IPv4

framechecksequen

cecampo

detipo


bytes4 bytes

2bytes

prembulodireccin

de destinodireccinde origen

Paquete IPv4

framechecksequen

cecampo

detipo


bytes4 bytes

2bytes

Entonces,

Ancho de Banda del Algoritmo (Ancho de Banda del Algoritmo (InterfaceInterface) = (PPS * (66 + X) * 8)) = (PPS * (66 + X) * 8) bpsbps

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En realidad pareciera que la Compresin en los CODECs esnecesaria en parte para compensar el Overhead de losProtocolos RTP, UDP, IP y ETH.

Hay otras opciones para evitar el efecto del Overhead. Porejemplo, existe un Protocolo de RTP Comprimido (cRTP), queEncapsula los Headers de RTP/UDP/IPv4 en 2-4 Bytes. PERO,NO corre sobre Ethernet; sino sobre enlaces PtP.



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Para IPv6, hay un Overhead adicional; dado que la cabeceraIPv6 contiene mas Bytes que la Cabecera IPv4.

En aplicaciones con WiFI, ZigBEE, WiMAX, Pre-WiMAX,Bridges-ETH, Redes VPN y otros procesos de encapsulamientoextras; hay un Overhead Adicional que hay que considerar yque aumenta el Ancho de Banda Real que consumeSOLAMENTE el Codec.


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Tipos de CodecTipos de Codecss

Existen, al menos, Tres (03) Tipos deExisten, al menos, Tres (03) Tipos de CodecCodecss::

Algoritmos de Forma de Onda (Algoritmos de Forma de Onda (CodecCodecss))

Algoritmos deAlgoritmos de ParamParamtricostricos ((VocodecVocodecss)) AlgoritmosAlgoritmos ParParmetricosmetricos de Ande Anlisis ylisis y SistesisSistesis enen enen TXTX


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Algoritmos de Forma de OndaAlgoritmos de Forma de Onda La codificacin de la seal de voz/audio se basa directamente en los valoresprovenientes del proceso de filtrado, muestreo y retencin.

La reproduccin se basa en el cumplimiento del Teorema de Nyquist.

Complejidad reducida Procesos PCM y ADPCM.

Son los que mas consumen ancho de banda.

No usan criterios de compresin perceptual ni de modelamiento de la vozhumana.

ITU G.711a/u y G.726.

Fuerte impacto en la calidad de voz en prdida de paquetes y de ancho debanda.

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Algoritmos de Fuente VocalAlgoritmos de Fuente Vocal Utiliza modelo del tracto vocal y utiliza las caractersticasde la voz humana y de percepcin. Se basan en modelosmatemticos complejos de la generacin de la voz humana.

Lo que se transmite al receptor son parmetros de filtrosdigitales (coeficientes) que permiten reconstruir la seal devoz/audio.

Permiten optimizar y reducir el uso de ancho de banda.

Requieren DSP y niveles importantes de procesamiento


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El Proceso de CompresiEl Proceso de Compresinn Procesamiento Digital de la SeProcesamiento Digital de la Seal de Voz/Audioal de Voz/Audio

1 10 00 111 00 1 10 00 1 11 00

Frame N+1 Frame N

++-

+

ErrorError

FiltroFiltro

DigitalDigitalSwitchSwitch

RuidoRuidoBlancoBlanco

Tren deTren dePulsosPulsos

AnAnlisislisis

SSntesisntesis

La SeLa Seal deal de

Voz/AudioVoz/Audio

Filtro Digital:Filtro Digital: SetSet de Coeficientesde Coeficientes

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Tipos de CodificaciTipos de Codificacinn

Con respecto a la CodificaciCon respecto a la Codificacin, se usan los siguientes esquemas:n, se usan los siguientes esquemas:

1)1) CodificaciCodificacin PCM.n PCM.

2)2) CodificaciCodificacin DPCM.n DPCM.

3)3) CodificaciCodificacin ADPCM.n ADPCM.

4)4) CodificaciCodificacin CELP.n CELP.

5)5) CodificaciCodificacin CSn CS--ACELP.ACELP.

CodificaciCodificacin PCMn PCM

Se codifica cada muestra de la seal de voz/audio con M bits (generalmente M = 8).

Es el esquema de codificacin que mas requiere ancho de banda. De hecho, paraesta codicicacin no hay compresin.


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Tipos de CodificaciTipos de CodificacinnCon respecto a la CodificaciCon respecto a la Codificacin, se usan los siguientes esquemas:n, se usan los siguientes esquemas:






CodificaciCodificacin DPCMn DPCM

Se aprovecha Nyquist y la Correlacin deMuestras Adjuntas y se Muestrea siempre ladiferencia de una Muestra con la anterior.

No se obtienen ahorros significativos deAncho de Banda.

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CodificaciCodificacin ADPCMn ADPCM

Se codifica es la Diferencia entre la Muestra Original y la Prediccin de esta; esdecir, el Error de la Prediccin.

Con un buen predictor, basado en la Correlacin de Muestras cercanas, se puedenlograr ahorros significativos de Ancho de Banda. Se pueden obtener Tasas de32KBPS (G.721 y G.726) y entre 24 y 40KBPS (G.723).

Poco robusto ante prdida de paquetes; pus est basado en Prediccin.


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CodificaciCodificacin CELP (Prediccin CELP (Prediccin Lineal con Excitacin Lineal con Excitacin de Cn de Cdigos)digos)

Es una forma hbrida de codificacin que usa codificacin por forma de onda ycodificacin de fuente vocal. Tratando de explotar las ventajas de ambas tcnicas decodificacin.

Se obtienen Anchos de Banda entre 4.8 y 16KBPS.

Lo que se transmite al receptor son cdigos asociados a filtros digitales que mejorreproducen la seal original.

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Tipos de CodificaciTipos de Codificacinn

Con respecto a la CodificaciCon respecto a la Codificacin, se usan los siguientes esquemas:n, se usan los siguientes esquemas:





5)5) CodificaciCodificacin CSn CS--ACELP y LDACELP y LD--CELP.CELP.

PredicciPrediccin por Excitacin por Excitacin Lineal de Cn Lineal de Cdigo Algebraico de Estructuradigo Algebraico de EstructuraConjugada (CSConjugada (CS--ACELP)ACELP)

Es la Codificacin que usa ITU G.729.

G.729 usa 8KBPS (en Algoritmo).

Utiliza muestras de 10ms y Payloads de 20 Bytes @ 50PPS.


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Compromiso entre el Ancho de Banda y la Calidad de la VozCompromiso entre el Ancho de Banda y la Calidad de la Voz

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Medida Subjetiva de la Calidad de VozMedida Subjetiva de la Calidad de Voz

Media OpiniMedia Opininn ScopeScope (M(Mtodo MOS)todo MOS)

Es un mtodo subjetivo, basado en opiniones expertas de personan queescuchan una seal de voz/audio procesada y recuperada, que se utiliza paramedir la Calidad de la Voz/audio en sesiones de VoIP.

De una manera subjetiva y emprica se mide la calidad de una seal devoz/audio en una sesin de VoIP, dado un Codec especfico utilizado en la sesin.La medicin se hace consultando la opinin de personas que escuchan muestrande la voz/audio y los resustados se registran en una escala de 1 a 5.

El MOS es el resultado de una prueba de escala de categora absoluta, ACR(Absolutly Categorie Rate). La prueba consiste en una serie de personas queescuchan un conjunto de muestras de voz/audio pregrabadas con diversosescenarios de algoritmos de compresin.


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Medida Subjetiva de la Calidad de VozMedida Subjetiva de la Calidad de Voz

No se entiende nadaMala1

Se requiere esfuerzo adicional considerablePobre2

Se requiere un primer nivel de esfuerzomoderado

Media3

Atencin necesaria, muy poco esfuerzoBuena4

Relajacin completa, no requiere esfuerzoExcelente5

Respuesta y EsfuerzoMedida del MOS

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LosLos CODECCODECss de VoIP masde VoIP mas

UtilizadosUtilizados


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CodecCodec ITUITU--T G.711T G.711

G.711a y G.711uG.711a y G.711u

Frecuencia de Muestreo de 8KHz 50ppm; @ 8 Bits por Muestra.

El Algoritmo NO Comprime y requiere un Ancho de Banda de 64KBPS.

Se utilizan Leyes de Codificacin PCM Ley (G.711) y PCM Ley A(G.711a).

Procesa Frames de 10ms (80 Muestras/Bytes @ 8000Muestras/seg).

Utiliza un Payload de 160 Muestras/Bytes (20ms) y requiere de 50PPS.

Es el que consume mas ancho de Banda y tiene la Mejor Calidad de Voz(MOS = 4.1).

Ancho de Banda Real = 90.4 KBPS (RTP+UDP+IPv4+ETH).

Soporte nativo en TODAS las Aplicaciones y Protocolos de VoIP.

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CodecCodec ITUITU--T G.729T G.729

CodecCodec de Voz a 8kbps mediante Prediccide Voz a 8kbps mediante Prediccin Lineal con Excitacin Lineal con Excitacinnpor Cpor Cdigo Algebraico de Estructura Conjugada (CSdigo Algebraico de Estructura Conjugada (CS--ACELP)ACELP)

Recibe PCM de G.711, convertido a PCM de 16 bits por Muestra.

Procesa Frames de 10ms (80 Muestras/Bytes @ 8000 Muestras/seg).

Por cada Frame genera 10 Bytes comprimidos. Utiliza un Payload de 20 Bytes (equivalentes a 20ms de audio comprimido); yrequiere 50 PPS.

Es uno de los de Mejor Calidad de Voz luego de G.711, MOS = 3.92. Pero,requiere un nivel importante de procesamiento.

Ancho de Banda Real = 34.4KBPS (RTP+UDP+IPv4+ETH).

Ya viene incluido el soporte nativo de G.729 en la mayora de los Sistemas deVoIP. Sin embargo, para algunos fabricantes y arquitecturas podra requerirseinstalacin y compilacin especializada.


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CodecCodec ITUITU--T G.723.1T G.723.1CodecCodec de Voz de Doble Velocidad para la Transmiside Voz de Doble Velocidad para la Transmisin enn enComunicaciones Multimedia a 5.3 y 6.3Comunicaciones Multimedia a 5.3 y 6.3 kbpskbps (MP(MP--MLQ)MLQ)

Recibe PCM de G.711, convertido a PCM de 16 bits por Muestra.

Procesa Frames de 30ms (240 Muestras/Bytes @ 8000 Muestras/seg). Seincluye un sub-frame de pr-anlisis de 7.5ms; por lo que el retardo intrnseco deeste Codec es de al menos 37.5ms.

Puede operar en dos velocidades, 5.3kbps y 6.3kbps, la de 6.3kbps tiene mejorcalidad de voz.

Calidad de Voz Aceptable (Buena), MOS = 3.9.

Es posible Conmutar entre las Velocidades en las Fronteras de Trama;logrando veocidades entre 5.3kbps y 6.3kbps.

Utiliza codificacin predictiva lineal de anlisis por sntesis.

Para G.723.1 @ 5.3kbps MOS = 3.8, Payload = 20 Bytes @ 34 PPS (23.4kbps)

Para G.723.1 @ 6.3kbps MOS = 3.9, Payload = 24 Bytes @ 34 PPS (24.4kbps)

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OtrosOtros CodecCodecss de VoIPde VoIP

ITUITU--TT: G.726 (24kbps), G.726 (32kbps), G.728, entre otros.

iLBCiLBC ((internetinternet LowLow BitrateBitrate CodecCodec)): creado originalmente por Global IPSound; pero actualmente es de Cdigo Libre FREE (httphttp://://www.ilbcfreeware.orgwww.ilbcfreeware.org/).Puede trabajar con Frames de 20ms (iLBC de 13.33kbps, payload de 50 bytes) yde 30ms (iLBC de 15.2kbps, payload de 38 bytes). Est especialmente ideado

para ambientes de Internet; muy robusto ante Prdida de Paquetes. ComplejidadComputacional no despreciable. La IETF ya ha aprobado la estandarizacin deeste Codec.

LPC10 (LinearLPC10 (Linear PredictivePredictive CodingCoding withwith 1010 PredicmentPredicment CoefficientsCoefficientsCalculationsCalculations)): Usado en condiciones de bajo Ancho de Banda disponible. La Vozse escucha Robotizada; pero se entiende.


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OtrosOtros CodecCodecss de VoIPde VoIP

SPEEX (SPEEX (httphttp://://www.speex.orgwww.speex.org//)): Codec Open Open Source/Free Software,parte del Proyecto GNU. Consume mucho recurso de procesamiento, mas queG.726, G.729 y GSM. El Frame y el Payload es Configurable. Creado paraSpeech. Hay dos versiones_ Speex-NB y Speex-WB. Comnmente, Anchos deBanda de 8, 16 y 32kbps. Pero, se pueden Configurar Anchos de Banda desde2.15 hasta 44.2kbps

GSMGSM: Estndar ETSI. Es el Codec utilizado en Telefona Celular GSM. Trabajacon Frames de 22.5ms y su Ancho de Banda es de 13kbps.

OtrosOtros CodecCodecss usados en VoIPusados en VoIP: Siren (muy poca informacin), DVI4(ADPCM), GIPS, DoD CELP, etc.

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CuCull CodecCodec de VoIP utilizar?de VoIP utilizar?

RespResp.. Depende.Depende.

Si el Ancho de Banda no es Limitado; puede ser que no seanecesario utilizar un Codec distinto a G.711.

En ambientes de Internet: G.729, GSM y iLBC funcionanbastante bien. iLBC es muy bueno para condiciones de Prdida dePaquetes.

Hay que considerar compatibilidad, requerimientos deprocesamiento, requerimientos de traduccin de codecs, calidadde voz mnima aceptable (MOS), etc.


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Si hay Codec Translator; se introduce un Retardo Adicional;ademn de la sobrecarga de procesamiento. Lo masrecomendable, siempre y cuando se pueda, es que el Codec seauniforme en toda la solucin de VoIP.

Si las condiciones de Ancho de Banda son crticas, piense en

usar LPC10. Si la solucin de VoIP est con otras soluciones como VPN,WiFI, WiMAX, Pre-WiMAX, Bridges, Protocolos deEncapsulamiento, etc. Piense en usar Codecs con Poco Payload.

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Si su solucin de VoIP est basada en GNU/Linux; piense enque Speex puede ser completamente compatible y configurable;adaptndolo a sus requerimientos.

En todo caso; siempre que sea posible trate siempre de usar unsolo Codec en su Plataforma de VoIP.

Haga Pruebas!!!

Monitoree la Tecnologa: Cada vez hay nuevos y mejoresCodecs.


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Conclusiones y ComentariosConclusiones y Comentarios Los procesos claves de un Codec de VoIP son: a) Conversin deAnalgica a Digital, b) Compresin y c) Encriptamiento.

No hay una relacin lineal entre el ancho de banda requerido por uncodec y la calidad de voz percibida; se asocian conceptos complejoscomo compresin perceptual. Se puede comprimir y usar menor anchode banda y mantener significativamente la calidad de la voz, el precio:costo en procesamiento y algoritmos complejos.

La escogencia del es un balance entre Calidad, Costo y desempeode la Red IP.

Hay Tres Tipos de Codecs: a) Algoritmos de Forma de Onda (PCM yADPCM), b) Algoritmos de Fuente (Vocoders), y c) Hbridos.

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Conclusiones y ComentariosConclusiones y Comentarios

La frecuencia de Muestreo de la Voz/audio y los Bits por Muestratienen un Impacto tremendo en el Ancho de Banda Requerido por elCodec.

Si FS = 8KHz (TS = 125us) , @8 Bits por Muestra 64000Bits/Seg = 64KBPS.

Fmax = 4KHz, Nyquist FSMin = 8KHz.


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Conclusiones y ComentariosConclusiones y Comentarios

El captulo de los Codecs en VoIP todava est abierto y enestudio. El desafo es fuerte. Actualmente, se est investigando connuevas tcnicas de anlisis y procesamiento inspiradas en nuevosparadigmas como: inteligencia artificial, transformada ondcula,codificacin perceptual, etc.

Los Codecs pueden estar acompaados de solucionesadicionales como: FAX, Cancelacin/Supresin de Eco, VAD (Voice

Activity Detection). Estas opciones son generalmente configurablepor Umbrales; hay que ser cuidadosos con estas configuracionesporque introducen procesamiento adicional y pueden causar laimpresin de que el sistema no funcione adecuadamente.

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Comentarios FinalesComentarios Finales

Nuevos Paradigmas y Desafos: Inteligencia Artificial, Compresinen Dominio Frecuencial, Transformada Ondcula, etc.

En GNU/Linux: Un Codec Un Archivo *.so (Librera)

Codificacin Redundante ante Escenarios de Alta Prdida depaquetes.

Codecs para Audio Mayor FS.

En Redes de muy Alta Velocidad (Paradigma Ancho de BandaInfinito!!); piense: Realmente, se necesita un Codec?.

Pruebe, Mida y Cambie de ser Necesario!!!


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TransportTransport ProtocolProtocol forfor RealReal--TimeTime ApplicationsApplications

Protocolo RTP

Estndar de la IETF

Documento RFC1889 (Jun 1996)

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DescripciDescripcin General de RTPn General de RTP

RTP es el protocolo que da soporte al transporte end-to-end de data multimedia en tiempo real, como: voz, audio video. Para ello, RTP puede utilizar los servicios de red detrfico Unicast Multicast.

RTP no incluye funciones de garanta de calidad deservicio (QoS), entrega fiable, ni de reserva de recursospara el trfico de multimedia en tiempo real. RTP confaen que los protocolos underlaying se ocuparn de estosaspectos.


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El transporte de data en RTP est soportado por unprotocolo adicional de control, llamado RTCP (Real TimeControl Protocol), el cual permite supervisar la entrega dela data, unicast multicast, y proveer funciones deidentificacin y control de trfico multimedia.

RTP y RTCP son protocolos independientes de losprotocolos de transporte (TCP/UDP) y de los protocolos

de red (IPv4/IPv6).

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RTP y RTCP se definen dentro del mismo estndar.

Por defecto usa UDP, el cual soporta multiplexacin deprocesos y deteccin de error (checksum).

RTP est pensado para transporte de data multimediaen aplicaciones con necesidades de tiempo real.

Pensado especialmente para ser transportado por UDPe IP.


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RTP no dispone de soporte para garantas de:

Entrega efectiva (delivery).

Entrega a tiempo (timely delivery).

Calidad de servicio (quality-of-service).

Entrega en orden (in order delivery); sin embargo, sedispone de soporte para reconstruccin temporal del

streaming (a travs del uso de nmeros de secuencia).

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Servicios Soportados por RTPServicios Soportados por RTP

Identif icacin de tipo de contenido (payload typeidentification).

Secuenciamiento (sequence numbering and timestamping).

Supervisin de entrega de la data multimedia (monitoring). RTP soporta transferencia de data multimedia a multiplesdestinos, va multicast; el cual es un servicio que es soportadopor los protocolos de red IPv4 IPv6.


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AplicaciAplicacin de RTP: Conferencia de Audio Multicastn de RTP: Conferencia de Audio Multicast

RTP se soporta en los servicios de IP Multicast para permitirdistribuir informacin de audio en conferencia.

El protocolo IP dispone de direcciones IP especialmente asignadas,por la IANA, para el trfico multicast.

Se crean y referencian grupos de recepcin de audio multicast.

Un canal para el audio y un canal para el RTCP.

Puede o no usarse encriptamiento.

Se empaqueta la voz/audio en tramas de 20ms y se empleanesquemas de codificacin PCM, ADPCM LPC.

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AplicaciAplicacin de RTP: Conferencia de Audio y Video Multicastn de RTP: Conferencia de Audio y Video Multicast

Un par de canales RTP y RTCP para cada tipo de media.

Se utiliza una direccin IP multicast para cada tipo de media.

No hay acople entre los canales de streaming de voz/audioy video. Se maneja cada canal para cada tipo de media, enforma independiente.

Todos los destinatarios reciben cada canal de media, en elmismo formato de codificacin.


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AplicaciAplicacin de RTP:n de RTP: MixersMixers andand TranslatorsTranslators

til cuando se quiere desplegar data multimedia, va multicast, endiferentes formatos de codificacin.

Por ejemplo, en redes IP con capacidades no uniformes de ancho debanda. Esto es, algunos enlaces con baja capacidad de tasa de bits yotros con alta capacidad de tasa de bits.

RTP-Level Relay (Mixer): sincroniza envo de data multimedia a travsde mltiples enlaces con diferentes capacidades de tasas de bits; enviando la misma data multimedia con distintos formatos decodificacin a travs de mltiples enlaces con distintas capacidades de

tasas de bits.

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RTP y los Protocolos de Transporte y de Red que UtilizaRTP y los Protocolos de Transporte y de Red que Utiliza

RTP usa, y lo necesita, del soporte de multiplexacin de flujos de data multimedia yde flujo de streming de control RTCP.

Para UDP, y para protocolos de transporte simulares a UDP, RTP usa puertos parespara el flujo de data multimedia; y el correspondiente RTCP stream usa el prximopuerto superior impar.

Los paquetes RTP, eviados comnmente sobre UDP/IPv4, no contienen un campoque especifique su longitud. La longitud se calcula a partir de los protocolosunderlaying. De hecho, la mxima longitud de un paquete RTP es limitado justamentepor las capacidades mximas de payload de los protocolos underlaying.

RTP puede, incluso, transportar data multimedia sobre redes no basadas enconmutacin de paquetes. En estos casos, RTP requiere un mtodo adicional (nodefinido dentro del estndar) para el framing o encapsulamiento de la data RTP. Hayque recordar, que RTP est pensado para transporte de data multimedia sobre redesbasadas en conmutacin de paquetes.


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Megaco

Ethernet / IEEE 802.3, 802.1Q, 802.1P

ARP RARP

IPv4 IPv6

ICMPv4 IGMP

UDP / UDP Lite TCP / SCTP

RTPRTCP SIP H.323

MultimediaMultimediaStreamingStreaming

SeSealizacializacinnSuperviciSupervicinnControlControl

ICMPv6

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Definiciones en RTP y RTCPDefiniciones en RTP y RTCP

RTP Payload (RTP Payload (CargaCarga tiltil RTP)RTP): data multimedia transportada dentro de un paqueteRTP. Por ejemplo, muestras de audio, voz o video comprimido. Su formato ointerpretacin no est definido dentro del estndar RTP.

RTP Packet (RTP Packet (PaquetePaquete RTP)RTP): entidad RTP contentiva de una Cabecera RTP (delongitud fija) y una Data Payload.

RTCPRTCP packetpacket (Paquete RTCP)(Paquete RTCP): entidad RTCP contentiva de una Cabecera RTCP,

seguida de una serie de elementos estructurales del paquete RTCP; que dependen deltipo de paquete RTCP. RTCP no transporta payload. Varios paquetes RTCP pueden sertransportados dentro de un mismo paquete UDP. La cabecera RTCP si dispone de unespecificador de longitud del paquete RTCP. Esto no sucede en RTP.

Port (Puerto)Port (Puerto): Puerto UDP/TCP asociado en la capa de transporte.

RTP Session (RTP Session (SesiSesinn RTP)RTP): Conexin a nivel de transporte entre dos entidades,que se comunican a travs de UDP/TCP. La sesin RTP queda identificada por elSocket UDP/TCP establecido a nivel de la capa 4 (Capa de transporte). En sesionesRTP, cada Media es transmitido con un canal RTP propio; con su respectivo canalRTCP cada uno. RTP session Multiple Streams


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Definiciones en RTP y RTCPDefiniciones en RTP y RTCP SynchronizationSynchronization Source (SSRC):Source (SSRC): Identificador de 32 Bits (4Octetos) que identifica la fuente de los stream RTP packets. Esteidentificador es parte de la cabecera RTP. Es independiente delIdentificador de Red (Direccin IP) utilizado a nivel 3. Este identificadorreferencia paquetes con el mismo timing y secuenciamiento. Se escogealeatoriamente. Es nico para una sesin RTP. Los receptores agrupanlos paquetes por SSRC para reproducir la informacin.

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Definiciones en RTP y RTCPDefiniciones en RTP y RTCP

Contributing Source (CSRC):Contributing Source (CSRC): Fuente de un flujo de paquetes RTP que hacontribuido al flujo combinado producido por un mezclador. El mezclador incluye la listade identificadores SSRC. Esta lista es llamada CSRC. Por ejemplo, en una Conferenciade Audio; el mezclador indica todos los hablantes, permitiendo al receptor referenciar alactual hablante, aunque todos los paquetes de audio tengan el mismo SSRC.CSRC Lista de Identificadores SSRC que dan origen a un flujo combinado, producidopor un mezclador.

EndEnd SystemSystem (Sistema Final)(Sistema Final): Aplicacin asociada al trfico de data multimedia. Laque origina y/o recibe los datos RTP.

MixerMixer (Mezclador)(Mezclador): Sistema intermedio que recibe paquetes RTP, de una o masfuentes, y que posiblemente cambia los formatos de la data RTP, y combina estosdando como resultado un solo y nuevo paquete RTP. Dado que no hay sincronizacinentre las diferentes fuentes de paquetes RTP; el Mixer debe ajustar esta sincronizacinorigen dispersa en una nica sincronizacin del trafico resultante combinado.


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Definiciones en RTP y RTCPDefiniciones en RTP y RTCP TranslatorTranslator (Traductor):(Traductor): Sistema intermedio que reenvo paquetes RTP sin alterar lafuente de sincronizacin. Por ejemplo: traductores de codificacin sin Mezclado,replicadores de multicast a unicast, enrutadores, filtros y firewalls.

MonitorMonitor: Sistema que recibe paquetes desde los participantes de una sesin RTP. Elobjetivo, es hacer reportes de desempeo, estimados de calidad de servicio,supervisin de entregas, debugs, diagnosticos de falla, estadsticas. Puede ser o noparte de la sesin.

Protocolos NoProtocolos No--RTPRTP: En una sesin multimedia concurren una serie de protocolos desealizacin, de calidad de servicio, de encriptamiento, de control de conferencia, deenrutamiento, y por supuesto de streaming.

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Formatos, AlineaciFormatos, Alineacin y Tiemposn y Tiempos

Para nPara nmeros enteros, se utiliza el formatomeros enteros, se utiliza el formato bigbig--endianendian: Bytes, MSB: Bytes, MSB LSB.LSB. Para las constantes decimales, se utiliza el sistema decimal (BPara las constantes decimales, se util iza el sistema decimal (Base 10).ase 10). Sistema de numeraciSistema de numeracin de octetos: comienzo enn de octetos: comienzo en 00..

Formato y Estructura de un Paquete RTPFormato y Estructura de un Paquete RTP

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

P X M

1 Byte


Bits / Bytes de Informacin




V=2 CC PT Seq

Multimedia Data

Timestamp


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V, VersiV, Versin (2 bits)n (2 bits): especifica la versin del protocolo RTP implementado.Actualmente, se utiliza la versin 2 (10B).

P,P, PaddingPadding (1(1 bitbit)): bit de relleno. Si P=1, indica que el paquete contiene uno omas octetos de relleno; los cuales deberan ser ignorados. Se utilizan bits derelleno cuando, por ejemplo, se emplean algoritmos de encriptamiento queutilizan tamaos de bloques fijos.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

P X M

1 Byte






V=2 CC PT Seq

Multimedia Data

Timestamp

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X,X, ExtensionExtension (1(1 bitbit)): bit de extensin. Si E=1, indica que luego de la cabeceraRTP se incluye una cabecera de extensin con el siguiente formato:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

P X M

1 Byte






V=2 CC PT Seq

Multimedia Data

Timestamp

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

User Defined Length

Header Extension (Longitud Variable)


1 Byte 1 Byte 1 Byte 1 Byte

Cabecera de Extensin RTP


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CC, CSRCCC, CSRC CountCount (4 bits)(4 bits): especifica el nmero de identificadores CSRC.

M,M, MarkerMarker (1(1 bitbit)): marcador especial del paquete RTP. Su significado lo asignael usuario. Por ejemplo, se puede activar este marcador para frame boundaries, para asociar eventos al trfico de streaming.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

P X M

1 Byte






V=2 CC PT Seq

Multimedia Data

Timestamp

70




PT,PT, PayloadPayload TypeType (7 bits)(7 bits): identifica el formato del payload RTP. Los que noestn definidos, se referencian va Non-RTP Protocols y tienen el valor deunassigned.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

P X M

1 Byte


Bits / B

curso telefonia ip

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