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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD PROFESIONAL “ADOLFO LÓPEZ MATEOS”
INGENIERIA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
“Consolidación de la infraestructura de comunicaciones de Metadiesel S.A. de C.V.”
TESIS
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
PRESENTAN:
De León Mendoza Manuel
Marrufo Ramírez Juan Francisco
ASESORES:
M. en C. Pedro Gustavo Magaña del Río
Ing. Gerardo Cárdenas González
MEXICO, D.F. 2010.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELECTRICA
UNIDAD PROFESIONAL "ADOLFO LÓPEZ MATEOS"
TEMA DE TESIS
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA
POR LA OPCIÓN DE TITULACiÓN TESIS COLECTIVA Y EXAMEN ORAL INDIVIDUAL
DEBERA(N) DESARROLLAR C. MANUEL DE LEON MENDOZA C. JUAN FRANCISCO MARRUFO RAMIREZ
"CONSOLIDACIÓN DE LA lNFRAESTRUCTURA DE COMUNICACIONES DE METADISEL S. A. DE C. V."
CONSOLIDAR · LA INFRAESTRUCTURA DE COMUNICACIONES PARA PROPORCIONAR SERVICIOS DE COMUNICACIÓN CONVERGENTES A LA EMPRESA METADISEL S. A. DE C. V.
• INTRODUCCIÓN
• ANTECEDENTES
• REDES DE DATOS
• MEDIOS DE TRANSMISIÓN
• VOZ SOBRE IP
• ANÁLISIS FUNCIONAL DE REDES DE DATOS Y TELEFÓNICA DE METADISEL
• ANÁLISIS ECONÓMICO DEL SERVICIO TELEFÓNICO EN METADISELS . A. DE C. V.
• ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
• ANÁLISIS DE LAS SOLUCIONES PROPUESTAS Y PREEV ALUACIÓN ECONÓMICA
• MIGRACIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA HACIA LA NUEVA PLATAFORMA
• EV ALU ACIÓN ECONÓMICA DESPUÉS DE LA MIG RACIÓN
• IMPACTO DE LA SOLUCIÓN PROPUESTA DE METADISEL
• CONCLUSIONES
• GLOSARIO DE TÉRMINOS
• ANEXOS
MÉXICO D.F. A 19 DE FEBRERO DE 2010
ASESOR
1Nr. GERARÓ~S GONZÁLEZM.E RO GUSTAVO MAGAÑA DEL RÍO . 0;,., ' ~. , ~ ..
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M. EN C. ARD MENESES GONZÁLEZ "'S JEFE DEL DEPARTAM NTO ACAD~NI (j:Q. DE
INGENIERÍA EN COMUNICA. IONES . I..1.E~TRÓNICA
II
AGRADECIMIENTOS
Gracias a Dios por haberme permitido llegar tan lejos, por guiarme por el buen camino y por enseñarme que solo el esfuerzo y la dedicación nos permiten alcanzar nuestros objetivos.
Gracias a mi familia que siempre estuvo para apoyarme en todo momento, animándome y alentándome a seguir adelante y lograr la culminación de mi carrera profesional.
Gracias a mis amigos y compañeros de estudio, quienes me han brindado su afecto durante tanto tiempo y con quienes comparto la satisfacción de este logro.
Gracias a mis asesores, por su paciencia, apoyo y sabios consejos en todo momento, ya
que sin él este objetivo no podría cumplirse.
Juan Francisco Marrufo Ramírez.
III
AGRADECIMIENTOS
Gracias a Dios por permitirme alcanzar mis sueños y mis anhelos, y darme la oportunidad de día con día de disfrutar de la vida y la compañía de los que más quiero y de lo que más me gusta hacer.
Gracias a mis padres, que gracias a su cariño, guía y apoyo he llegado a realizar uno de mis
mas grandes sueños de mi vida, fruto del inmenso apoyo, amor y confianza que en mi
depositaron y por lo cual les viviré eternamente agradecido.
Gracias a mi familia, por el apoyo que he recibido, a quienes he heredado la ilusión de conseguir los objetivos y trabajar por ellos.
Gracias a mis amigos, por compartir momentos de felicidad y de diversión sana por mucho
tiempo.
A mis asesores por guíame y formarme académicamente y en muchas ocasiones profesionalmente
Manuel De León Mendoza.
IV
ÍNDICE
ÍNDICE DE FIGURAS IX
ÍNDICE DE TABLAS XII
OBJETIVO X
ANTECEDENTES XI
INTRODUCCIÓN XIII
CAPÍTULO 1 REDES DE DATOS
1.1 Antecedentes Históricos 2
1.2 Definición de red. 3
1.3 Tipos de red 3
1.3.1 Redes de Área Local (LAN) 3
1.3.2 Redes de Área Metropolitana (MAN) 5
1.3.3 Redes de Área Amplia (WAN) 5
1.3.3.1 Dispositivos WAN 6
1.4 Técnicas de conmutación 7
1.4.1 Conmutación de circuitos 8
1.4.2 Conmutación de paquetes 8
1.5 Modulación 11
1.5.1 Modulación por onda continua 11
1.5.1.1 Modulación en Amplitud 11
1.5.1.2 Modulación en Fase 12
1.5.1.3 Modulación en Frecuencia 12
1.5.2 Modulación por pulsos 13
1.5.2.1 Modulación por amplitud de pulsos 14
1.5.2.2 Modulación por duración o anchura de pulsos 14
1.5.2.3 Modulación por posición de pulsos 14
1.5.2.4 Modulación por codificación de pulsos 15
V
1.6 Topologías de red. 16
1.6.1 Topología es Bus 16
1.6.2 Topología en Estrella 17
1.6.3 Topología en Anillo 18
1.6.4 Topología Jerárquica 19
1.6.5 Topología en Malla 20
1.6.6 Topología Lógica 21
1.7 Modelos de referencia 21
1.7.1 Modelo OSI 22
1.7.1.1 Nivel Físico 23
1.7.1.2 Nivel de enlace de datos 24
1.7.1.3 Nivel de red 25
1.7.1.4 Nivel de Transporte 26
1.7.1.5 Nivel de Sesión 26
1.7.1.6 Nivel de presentación 27
1.7.1.7 Nivel de Aplicación 28
CAPÍTULO 2 MEDIOS DE TRANSMISIÓN
2.1 Medios de transmisión guiados 31
2.1.1 Cable par trenzado 31
2.1.2 Cable coaxial 34
2.1.3 Fibra óptica 36
2.2 Medio de transmisión no guiados 41
2.2.1 Microondas Terrestres 43
2.3 Métodos de acceso al medio 44
2.3.1 CSMA/CD 45
2.3.2 Token Pass (Paso de testigo) 47
CAPÍTULO 3 VOZ SOBRE IP
3.1 Antecedentes 50
VI
3.2 Voz sobre IP 51
3.2.1.- Componentes de una Red VoIP 52
3.2.1.1 Terminal 53
3.2.1.2 Gateway 54
3.2.1.3 Gatekeeper 54
3.2.1.4 Unidad de Control Multipunto 54
3.2.1.5 CTI 55
3.3 Codificación de la Voz 55
3.3.1 Muestreo y Cuantificación 56
3.4 Tipos de CODEC 58
3.4.1 Codificadores de forma de onda 58
3.4.2 Codificadores adaptativos diferenciales 58
3.4.3 Codificadores de voz 59
3.4.4 CODEC G.711 59
3.4.5 CODEC G.729 59
3.5 Protocolos 60
3.5.1 Comparación de Protocolos de Señalización 61
3.5.1.1 Estandarización 62
3.5.1.2 Arquitectura 63
3.5.1.3 Transporte de Señalización 64
3.5.1.4 Multimedia 64
3.5.1.5 Codificación del Control de Llamadas 64
3.5.2 Protocolo H.323 64
3.5.2.1 Ventajas de H.323 65
3.5.3 Protocolo SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL) 66
3.2.3.1 Ventajas SIP 66
3.6 Limitaciones Tecnológicas 67
3.6.1 Pérdida de paquetes 68
3.6.2 Retardo 69
VII
3.6.3 Jitter de la red 72
3.7 Eco 72
3.8 Compresión de Silencio (VAD, DTX, CNG) 75
3.9 Calidad de Voz en Redes de Paquetes 76
3.9.1 Medidas subjetivas 76
3.9.2 Medidas Objetivas 77
3.10 Calidad de Servicio (QoS) 78
3.10.1 Las técnicas de QoS 79
CAPÍTULO 4 ANÁLISIS FUNCIONAL DE LAS REDES DE DATOS Y TELEFÓNICA DE METADIESEL 81
4.1 Marco General 81
4.2 Análisis de la red de datos 82
4.2.1 Consideraciones generales 82
4.2.1.1 Ductos 82
4.2.1.2 Cables 83
4.2.1.3 Switches de red y punto de distribución de red 83
4.2.1.4 Puntos de conexión de datos 83
4.2.1.5 Distribución entre áreas 83
4.2.1.6 Etiquetado 84
4.2.1.7 Certificación de red 84
4.2.2 Red de datos 84
4.2.2.1 Redes de datos corporativo 85
4.2.2.2 Red de datos sucursal Ciudad de México 87
4.2.2.3 Red de datos sucursales 88
4.3 Análisis de la red de voz 90
4.3.1 Red de voz corporativo 90
4.3.2 Red de voz sucursales 91
4.4 Resumen Estado de Redes 91
VIII
CAPITULO 5 ANÁLISIS ECONÓMICO DEL SERVICIO TELEFÓNICO EN METADIESEL S.A. DE C.V. 94
5.1 Introducción 94
5.2 Situación Actual 94
5.3 Interpretación de los resultados 98
CAPÍTULO 6 ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN 100
6.1 Desafíos dentro de la empresa 100
6.2 Solución General Nortel 101
6.2.1 Aplicaciones 104
6.3 Solución General Avaya 105
6.3.1 Aplicaciones 107
6.4 Descripción General de la Arquitectura de Telefonía IP para Metadiesel 108
6.4.1 Arquitectura Nortel Networks 108
6.4.2 Arquitectura Avaya 110
6.5 Beneficios de la Telefonía IP aplicados a Metadiesel 111
6.5.1 Simplicidad de administración 112
6.5.2 Ahorros en Llamadas 112
6.5.3 Virtualidad 112
6.5.4 Videoconferencia 113
6.5.5 Aplicaciones Programables 113
6.5.6 Mensajería Unificada 113
6.5.7 Calidad de Servicio 113
CAPÍTULO 7 ANÁLISIS DE LAS SOLUCIONES PROPUESTAS Y PREEVALUACIÓN ECONÓMICA
7.1 Análisis según requerimientos de Metadiesel 115
7.1.1 Seguridad 116
IX
7.1.2 Estabilidad 116
7.1.3 Escalabilidad 116
7.1.4 Mensajería Unificada 116
7.2 Resumen Análisis según requerimientos 117
7.3 Preevaluación económica 117
7.4 Análisis comparativo 118
7.5 Solución propuesta 119
CAPÍTULO 8 MIGRACIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA HACIA UNA NUEVA PLATAFORMA
8.1 Introducción 121
8.1.1 Planeación y Diseño 121
8.1.2 Implementación 122
8.1.3 Administración del sistema IP 122
8.2 Etapas de la migración del Sistema BCM200 122
8.2.1 Instalación del BCM200 122
8.2.2 Creación del ambiente IP para la infraestructura 123
8.2.3 Creación de acceso universal 125
8.2.4 Integración de los equipos de cómputo a la infraestructura 126
8.2.5 Convergencia de red IP (Voz y Datos) 127
CAPÍTULO 9 EVALUACIÓN ECONÓMICA
9.1 Escenario de Inversión 130
9.2 Análisis del Retorno de Inversión 132
CAPÍTULO 10 IMPACTO DE LA SOLUCIÓN PROPUESTA SOBRE METADIESEL
10.1 Introducción 138
X
10.2 Impacto de la solución propuesta 139
10.2.1 Reducción de Costos 139
10.2.2 Agilidad en los negocios 139
10.2.3 Satisfacción de los clientes 139
10.2.4 Solución de problemas 140
10.2.5 Atención automática 140
10.2.6 Servicio de mensajería unificada 140
10.2.7 Acceso a Internet 141
10.2.8 Centro de contacto 141
10.2.9 Integración de telefonía por computadora 141
11 CONCLUSIONES 143
12 GLOSARIO DE TERMINOS 146
13 ANEXOS 151
XI
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Red de Área Local 4
Figura 2. Red de Área Metropolitana 5
Figura 3. Red de Área Amplia 6
Figura 4. Modulación por onda continua 12
Figura 5. Topología bus 17
Figura 6. Topología en estrella 18
Figura 7. Topología en anillo 19
Figura 8. Topología Jerárquica 20
Figura 9. Topología en malla 20
Figura 10. Modelo OSI 22
Figura 11. Cable par trenzado 33
Figura 12. Cable Coaxial 34
Figura 13. Fibra Optica 40
Figura 14. Microondas 44
Figura 15. Proceso de muestreo 56
Figura 16. Fundamentos de la voz sobre paquetes 67
Figura 17. Esquema Enlace de Microondas 85
Figura 18. Esquema de la red de datos de Metadiesel 86
Figura 19. Enlace Punto a Punto 87
Figura 20. Red Local Sucursal México D.F. 88
Figura 21. Esquema Red de datos sucursales 89
Figura 22. Red de Voz Corporativo 90
Figura 23. Red de Voz Sucursales 91
Figura 24. Red de voz y datos Metadiesel 91
Figura 25. Solución general Nortel 102
Figura 26. Solución general Avaya 105
XII
Figura 27. Esquema Arquitectura Nortel Networks 109
Figura 28. Esquema Arquitectura Avaya 110
Figura 29. Primera Etapa: Instalación del BCM200 123
Figura 30. Segunda Etapa: Creación del ambiente IP 124
Figura 31. Tercera Etapa: Creación de Acceso Universal 126
Figura 32. Cuarta Etapa: Integración de los equipos de cómputo a la infraestructura 127
Figura 33. Quinta Etapa: Convergencia de Red IP (Voz y Datos) 128
Figura 34. Esquema general de Tecnologías Metadiesel 138
XIII
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Categorías UTP 33
Tabla 2. Espectro electromagnético 42
Tabla 3. Características comparativas de protocolos de señalización 63
Tabla 4. Gasto mensual promedio por concepto de Telefonía 95
Tabla 5. Inventario de líneas telefónicas y dispositivos móviles 95
Tabla 6. Características del Servicio de Nextel 96
Tabla 7. Servicio telefonía fija Telmex 97
Tabla 8. Minutos de Llamadas Internacionales 97
Tabla 9. Servicio Telefonía Móvil Telcel 98
Tabla 10. Inversión en Telefonía IP 117
Tabla 11. Cuadro comparativo Nortel vs Avaya 118
Tabla 12. Ventajas Nortel Networks 119
Tabla 13. Equipamiento para la solución de Nortel Networks 131
Tabla 14. Inversión en equipamiento por sucursal 132
Tabla 15. Cantidad de minutos en Llamadas Internacionales 133
Tabla 16. Comparación Telefonía tradicional vs. Telefonía IP 133
Tabla 17. Gasto no erogado mensual con la adopción de la telefonía IP 134
Tabla 18. Comparación de Llamadas Nacionales Fijas entre PSTN y Telefonía VoIP 135
Tabla 19. Cuadro comparativo entre los proveedores IP y Telmex 135
Tabla 20. Comparación de Llamadas Nacionales Móviles entre PSTN y Telefonía VoIP 136
Tabla 21. Gasto no erogado generado por telefonía móvil 136
OBJETIVO
Consolidar la infraestructura de comunicaciones para proporcionar servicios de
comunicación convergentes a la empresa Metadiesel S.A. de C.V.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Investigar la red de datos y telefonía de Metadiesel S.A. de C.V. de manera de
conocer los requerimientos para realizar la migración hacia una plataforma para
comunicaciones convergentes de voz y datos que permita ofrecer servicios como
telefonía IP.
• Analizar 2 proveedores según su importancia en el mercado y cercanía a la
empresa y definir la arquitectura de la plataforma de comunicaciones convergentes a
implementar en Metadiesel S.A. de C.V., a través de la cual se pretende consolidar la
infraestructura de comunicaciones
• Escoger uno de los proveedores estudiados según el beneficio que presenta para la
empresa y realizar con este un análisis económico que contemple distintos
escenarios de ingreso de la tecnología y a su vez analizar el impacto tecnológico y
económico que este generará a la empresa.
XV
INTRODUCCIÓN
Este trabajo de tesis se ha llevado a cabo en un marco laboral real, en una empresa
comercializadora de refacciones para vehículos de transporte pesado con presencia
comercial en 5 estados de la Republica Mexicana.
El presente trabajo tiene una estructura de 10 capítulos, que parte de la definición de
las redes de datos, introducción a la telefonía IP como tecnología, análisis de las
alternativas de solución, y finaliza con la evaluación económica y el impacto que
generará a la empresa con la migración a esta.
El primer capítulo muestra los aspectos teóricos relacionados con las redes de datos,
tales como su definición, historia, tipos de redes, topologías, así como la descripción
del modelo de referencia OSI.
En el segundo capítulo se presenta de manera general los medios de transmisión
tanto alámbricos como inalámbricos, además se muestra algunos beneficios en el uso
de estos medios.
En el tercer capítulo se presenta el estado del arte de la telefonía IP. Se estudian los
procesos que hacen posible la transferencia de voz sobre redes de datos. Se
muestran los elementos básicos que forman una arquitectura de telefonía IP.
En el cuarto capítulo se muestra la descripción detallada de las redes telefónicas y de
datos de la empresa Metadiesel S.A. de C.V.
XVI
En el quinto capítulo se presenta un estudio de la situación actual del servicio de
telefonía, así como el impacto que estos representan en términos económicos y
tecnológicos.
En el sexto capítulo se estudian las arquitecturas de los dos proveedores
seleccionados que proveerán a Metadiesel S.A. de C.V. de una plataforma
convergente, además se mencionan los beneficios aplicados a la misma.
En el séptimo capítulo se muestra un análisis de las soluciones propuestas, además
de la pre-evaluación económica de la solución seleccionada.
En el octavo capítulo se describe la estrategia de planeación y desarrollo para llevar a
cabo la migración a la solución de comunicaciones convergentes, así como las etapas
para conseguir esta.
En el noveno capitulo se muestra la evaluación económica que muestra el escenario
de inversión para la solución de comunicaciones convergentes, así mismo se muestra
el periodo de espera necesario para percibir el retorno de la inversión
En el capítulo décimo se muestra el impacto tecnológico, económico y social que
generara la migración hacia la plataforma de comunicaciones convergentes que se
selecciono.
En el capítulo final se presentan las conclusiones y discusiones del presente trabajo.
ANTECEDENTES
Metadiesel S.A. de C.V. es una empresa mexicana con ya más de 20 años de
presencia en el mercado. Es una empresa comercializadora de refacciones para
vehículos de transporte pesado, tiene presencia comercial en 5 estados de la
Republica Mexicana.
En los últimos años Metadiesel S.A. de C.V. se ha convertido en una de las empresas
mas importantes en el Distrito Federal en cuanto a la comercialización de refacciones
de transporte pesado se refiere. Debido a la demanda de sus productos se han visto
en la necesidad de extenderse y como tal tener presencia en las ciudades donde es
necesario establecer su presencia comercial como estrategia de negocio.
Debido a la extensión de la empresa, junto a esto aumentan las necesidades de
comunicación efectiva, la cual no esta controlada de una manera integral.
La empresa Metadiesel S.A. de C.V. tiene proveedores que se localizan en diferentes
países tales como Alemania, Brasil, Estados Unidos, España y China, por lo que
deben estar en contacto continuamente. La empresa tiene la visión de reducir los
costos generados por llamadas internacionales.
Por otro lado, es de vital importancia establecer comunicación continua y segura con
sus colaboradores, sucursales y clientes. En la actualidad no cuentan con
infraestructura de comunicaciones que les permita tener conectadas las sucursales
con el corporativo, por este motivo existe pérdida de información, que en muchas
XVIII
ocasiones es la causa de que las tomas de decisiones se tarden horas, e incluso días
para llevarse a cabo.
Adicionalmente, Metadiesel S.A. de C.V. desea aumentar la satisfacción de los
clientes. Últimamente se han presentado problemas con sus clientes potenciales
debido a la mala atención que estos reciben, dado que no hay resolución de sus
problemas.
CAPÍTULO 1 | “REDES DE
DATOS”
2
CAPÍTULO 1.- REDES DE DATOS
1.1 Antecedentes Históricos
Las primeras redes se caracterizaron por realizarse entre equipos que utilizaban sistemas operativos
idénticos soportados por hardware similar y empleaban líneas de transmisión exclusivas para enlazar
sólo dos elementos de la red.
La historia de las redes de computadoras se remonta al año 1957 cuando la ARPA (Advanced
Research Projects Agency) fue creada como organismo afiliado al departamento de defensa con el
objetivo de impulsar el desarrollo tecnológico en los Estados Unido de América. Este organismo
resulto fundamental en el desarrollo de las redes de computadoras y su logro más significativo:
INTERNET
En un inicio el ARPA tenia como principal objetivo situar como líder mundial en tecnología con
enfoque militar a los estados unidos. En 1964 el Departamento de Defensa de los EE.UU. pide a la
agencia DARPA (Defense Advanced Research Proyects Agency) la realización de investigaciones con
el objetivo de lograr una red de ordenadores capaz de resistir un ataque nuclear. Para el desarrollo de
esta investigación se partió de la idea de enlazar equipos ubicados en lugares geográficos distantes,
utilizando como medio de transmisión la red telefónica existente en el país y una tecnología que había
surgido recientemente en Europa con el nombre de Conmutación de Paquetes.
En 1969 surge la primera red experimental ARPANET, en 1971 esta red la integraban 15
universidades, el MIT (Massachusetts Institute of Technology); y la NASA (National Aeronautics and
Space Administration); y al otro año existían 40 sitios diferentes conectados que intercambiaban
mensajes entre usuarios individuales, permitían el control de un ordenador de forma remota y el
envío de largos ficheros de textos o de datos. Durante 1973 ARPANET desborda las fronteras de
los EE.UU. al establecer conexiones internacionales con la "University College of London" de
Inglaterra y el "Royal Radar Establishment" de Noruega.
En los años 70, DARPA, le encarga a la Universidad de Stanford la elaboración de protocolos que
permitieran la transferencia de datos a mayor velocidad y entre diferentes tipos de redes de
3
computadoras. Vinton G. Cerf, Robert E. Kahn, y un grupo de sus estudiantes desarrollan los
protocolos TCP/IP.
En 1982 estos protocolos fueron adoptados como estándar para todas las computadoras conectadas
a ARPANET, lo que hizo posible el surgimiento de la red universal que existe en la actualidad bajo el
nombre de Internet. Su impacto es hoy indiscutible, la sociedad de la información se presenta como la
alternativa real a muchas pautas de comportamiento desarrolladas sobre el siglo XX que ha tenido
que redefinir su forma de ver y entender las cosas.
1.2 Definición de Red
Una red de computadoras es un sistema de interconexión entre equipos que permite compartir
recursos, servicios e información de una manera ágil.
1.3 Tipos de Redes
Se distinguen 3 tipos de redes de computadoras dependiendo de su alcance geográfico y sus
características de funcionamiento:
Redes de Área Local (LAN, Local Area Network).
Redes de Área Metropolitana (MAN, Metropolitan Area Network).
Redes de Área Amplia (WAN, Wide Area Network)
1.3.1 Redes de Área Local (LAN)
Una red de área local ocupa un área geográfica reducida, generalmente limitada a un edificio o una
planta dentro de un edificio. Se trata de una red de carácter privado, administrada por una única
organización y que posee un alto grado de fiabilidad y seguridad, ofreciendo tazas de transferencia de
4
varios Mbps. Son redes habitualmente sujetas a un porcentaje bajo de errores en transmisión y donde
las necesidades de gestión son mínimas.
En la Figura 1 se muestra un diagrama de una red de área local. Este tipo de redes se construyen
fundamentalmente para:
Compartir recursos físicos: impresoras, discos duros ubicados en servidores, conexión a
Internet, etc.
Centralizar información de la organización, que estará ubicada en servidores de archivos y
servidores de base de datos en lugar de en los propios equipos de trabajo.
Facilitar la administración de los equipos.
Operar dentro de una zona geográfica limitada
Proporcionar conectividad a tiempo completo de los servicios locales
Permitir a los usuarios acceder a medios de gran ancho de banda
Figura 1. Red de Área Local
5
1.3.2 Redes de Área Metropolitana (MAN)
Son redes que cubren un ámbito geográfico limitado a una ciudad, se usa para unir sucursales de una
empresa o banco, como se muestra en la Figura 2. Suelen ser usadas por organismos estatales.
Normas de conexión pública y privada. Existe una alta velocidad de transferencia entre edificios. Por
la distancia entre nodos es imposible utilizar cables como medio de comunicación, la transmisión es
vía microondas, la distancia máxima entre nodos es de 50 km. (debido a los distintos tipos de
accidentes geográficos, mal tiempo, edificios, árboles, etc.), si hay que cubrir mayores distancias se
deben intercalar repetidoras (que reciben la señal y la retransmiten).
Figura 2. Red de Área Metropolitana
1.3.3 Redes de Área Amplia (WAN)
Proporcionan un medio de transmisión a larga distancia de datos, voz, imágenes e información de
video sobre grandes áreas geográficas que pueden extenderse a un país, un continente o incluso el
mundo entero. Suelen ofrecer una menor fiabilidad y calidad de servicio que las redes locales, con
menores tasas de transferencia para los usuarios finales.
Una red WAN puede tener un carácter privado, si pertenece a una organización que la utiliza en
exclusiva, o un carácter público, cuando pertenece a uno o varios operadores de telecomunicaciones
que la utilizan para proporcionar una serie de servicios a sus clientes.
6
Una red WAN difiere de una LAN en varios puntos. Por ejemplo, a diferencia de una LAN, que conecta
estaciones de trabajo, periféricos, terminales y otros dispositivos en un solo edificio u otra área
geográfica pequeña, una WAN realiza las conexiones de datos a través de un área geográfica muy
extensa. Las empresas utilizan una WAN para conectar las distintas sucursales de la empresa para
poder intercambiar información entre oficinas alejadas.
Estas redes buscan ofrecer servicios de transmisión de todo tipo de información: ficheros de
ordenador, correo electrónico, voz, imágenes, etc.
Figura 3. Red de Área Amplia.
1.3.2.1 Dispositivos WAN
En las redes WAN se utilizan los siguientes dispositivos.
Routers: Ofrecen muchos servicios, incluyendo conectitividad y puertos de interfaz WAN.
7
Switches: Conectan al ancho de banda WAN para comunicaciones de voz, datos y videos.
Modems: incluyen interfases a servicio de calidad de voz (Modems de marcación analógica);
unidades de canal de servicio/unidades de servicio digital (CSU/DSU, Channel Service
Unit/Digital Service Unit) que interaccionan con servicios T1/E1; y adaptadores de terminación
/ terminación de red 1 (TA/NT1, Terminal Adapters/ Network Termination 1) que interaccionan
con la Red de Servicios Integrados RDSI.
Servidores de comunicación: concentran conexiones de usuario con marcación y sin
marcación.
1.4 Técnicas de conmutación
La conmutación es el proceso por el cual se pone en comunicación un usuario con otro, a través de
una infraestructura de comunicaciones común, para la transferencia de información.
Los dos servicios fundamentales que emplean técnicas de conmutación son el telefónico y el de datos,
pudiendo utilizar una de las dos técnicas de conmutación actuales; de circuitos y de paquetes.
También, existe otra, la conmutación de mensajes, que se utiliza en algunos servicios, como el
telegráfico, pero que tiende a desaparecer, ya que apenas se utiliza.
Existen diferencias en el tiempo que se tarda en enviar un mensaje a través de una red compuesta de
“n” nodos, debido fundamentalmente al establecimiento de la conexión y las rutinas de
almacenamiento (comprobación que hay que seguir en cada nodo por los que pasa la señal).
Si no existiese la conmutación, para conectar “n” nodos entre si, todos con todos, harían falta n(n-1)/2
enlaces, una cifra puede resultar desorbitada si “n” es grande. Para reducir su número, se recurre a
las diferentes técnicas de conmutación.
8
1.4.1 Conmutación de circuitos
La técnica de conmutación de circuitos, que puede ser espacial o temporal, consiste en el
establecimiento de un circuito físico previo al envío de información, que se mantiene abierto durante
todo el tiempo que dura la misma. El camino físico se elige entre los disponibles, empleando diversas
técnicas de señalización. ”Por canal asociado” si viaja en el mismo canal o “por canal común” si lo
hace por otro distinto, encargadas de establecer, mantener y liberar dicho circuito.
En la espacial a cada información se le asocia un circuito físico transparente, separado de los demás,
para uso exclusivo; mientras que en la temporal lo que se asocia a cada información es un conjunto
de espacios de tiempo sobre un circuito físico, pudiendo éste estar compartido por varios grupos de
usuarios, gracias al empleo de técnicas de multiplexación, resultando la de mayor empleo en la
actualidad por la mejor utilización de recursos que hace.
Esta técnica resulta adecuada cuando la conmutación se realiza entre equipos similares, sin que sea
necesario realizar conversión de códigos, protocolos o velocidades, y cuando el flujo de información
es más o menos constante.
La conmutación de circuitos, supone una utilización más óptima de los recursos que las líneas
dedicadas, ya que la conexión extremo a extremo solo se establece durante el tiempo necesario. Para
la transmisión de datos mediante conmutación de circuitos se utiliza la misma red que para la
transmisión de la voz, Red Telefónica Conmutada (RTC), mediante módems o adaptadores
apropiados.
1.4.2 Conmutación de paquetes
Esta técnica es parecida a la anterior, solo que emplea mensajes más cortos y de longitud fija
(paquetes), lo que permite el envío de los mismos sin necesidad de recibir el mensaje completo que,
9
previamente, se ha dividido. Cada uno de estos paquetes contiene información suficiente sobre la
dirección, así como para el control del mismo en caso de que suceda alguna anomalía en la red.
Los paquetes permanecen muy poco tiempo en memoria de los nodos intermedios, por lo que resulta
muy rápida, permitiendo aplicaciones de tipo conversacional, como pueden ser las de consulta. Es la
utilizada en Internet. En las redes de conmutación de paquetes, la información a transmitir es dividida
en paquetes que serán enviados a la red. Cuando un paquete llega a un nodo de red, éste decide en
enlace de salida por el que debe reenviar el paquete hacia el siguiente nodo (o destino final), bien en
función de la dirección destino, o de alguna marca identifique la ruta que debe seguir, etc.
Los paquetes transmitidos entre los nodos utilizan el enlace a su máxima capacidad mediante
multiplexación estadística. La longitud máxima de estos paquetes se encuentra acotada a fin de evitar
que un paquete monopolice mucho tiempo el enlace de salida, y para minimizar la incidencia de
errores. En cada canal de salida existen colas donde son almacenados los paquetes a la espera de
que les llegue su turno de ser transmitidos, ya que puede existir diferencias entre la tasa a la que
llegan paquetes al enlace de salida, y el régimen con el que este es capaz de sacarlos.
Al utilizar multiplexación estadística, la conmutación de paquetes permite obtener el mayor
rendimiento de los recursos disponibles. Por ello, es especialmente indicada para redes en las que el
tráfico es intermitente(a ráfagas), como en el caso de las comunicaciones entre equipos de datos,
transacciones contra bases de datos remotas, consulta de páginas Web, etc.
Los retardos que sufre el paquete al atravesar la red vendrán dados por los tiempos de
almacenamiento y reenvío (store & forward) y el tiempo de espera en cola, todos proporcionales a
número de nodos que atraviese el paquete hasta llegar al destino. En general, esos retardos son
variables y dependen de la carga de tráfico en la red. Por otra parte, el tamaño de las colas de salida
es finito, por lo cual existe una cierta probabilidad de desbordamiento y, en consecuencia, de pérdida
de paquetes.
10
Generalmente, son los protocolos de nivel superior que emplee la red los que deben detectar esas
pérdidas y solucionarlas mediante la solicitud de reenvío de información o cualquier otra técnica.
Además de la información a transmitir, cada paquete transporta datos adicionales de control o
cabeceras, que permiten identificar al origen y destino del paquete, identificar el número de secuencia
del mismo (para facilitar su ordenación en el destino o detectar perdidas), detección de errores de
transmisión, etc.
La conmutación de paquetes admite dos variantes, según el modo de funcionamiento:
Modo circuito virtual (orientado a conexión)
Todos los paquetes que pertenecen a un mismo flujo de comunicación origen-destino siguen la misma
ruta en la red. Para ello, es necesario establecer previamente dicha ruta (equivalente al
establecimiento de una conexión). Todos los paquetes llevan una referencia de la ruta que debe
seguir, lo que permite que lleguen ordenados al destino. Un ejemplo de este tipo de conmutación la
encontramos en las redes ATM.
Modo datagrama
Cada paquete lleva la dirección del destino, y cada nodo de la red decide al recibirlo cual será el
siguiente nodo por el que reenviara el paquete. Permite optimizar el uso de la red, ya que es posible
encaminar los paquetes por el enlace menos saturado en cada momento. Como contrapartida,
distintos paquetes pueden seguir diferentes rutas con retardos diversos, lo que puede hacer que
lleguen al destinatario, desordenado, y haya que reordenarlos. Lo que no supone un problema para
los datos si para la voz o el video. Un ejemplo de este tipo de conmutación lo encontramos en las
redes IP, siendo Internet el exponente más significativo de ellas.
11
Internet es el ejemplo mas claro de utilización de la técnica de conmutación de paquetes en modo
datagramas, empleando el protocolo IP.
1.5 Modulación
La modulación es la operación mediante la cual ciertas características de una onda, denominada
portadora, se modifican en función de otra, denominada moduladora y que contiene la información que
se quiere transmitir. A la onda resultante se le denomina señal modulada. El proceso inverso, por el
cual recuperamos la información a partir de la señal modulada, se llama demodulacion.
El motivo fundamental para utilizar la modulación es la necesidad de adaptación entre las señales y
los medios de transmisión, por lo que se transforma la señal moduladora a una más adecuada (señal
modulada) para ser transmitida por el medio utilizado.
Los métodos de modulación, en función de la naturaleza de la señal portadora, pueden dividirse en
dos grandes grupos:
1.5.1 Modulación por onda continua
En general, la modulación continua de una portadora de alta frecuencia es el proceso mediante el cual
un parámetro (amplitud, frecuencia o fase) de la portadora se varía en forma instantánea
proporcionalmente a una señal mensaje de baja frecuencia. Generalmente se supone que la portadora
es una señal sinusoidal, pero ésta no es una condición necesaria.
1.5.1.1 Modulación en amplitud
Es el proceso de cambiar la amplitud de una portadora de frecuencia relativamente alta de acuerdo
con la amplitud de la señal modulante (información). Las frecuencias que son lo suficientemente altas
para radiarse de manera eficiente por una antena y propagase por el espacio libre se llaman
12
comúnmente radiofrecuencias. Con la modulación de amplitud, la información se imprime sobre la
portadora en la forma de cambios de amplitud. La modulación de amplitud es una forma de
modulación relativamente barata y de baja calidad de modulación que se utiliza en la radiodifusión de
señales de audio y video.
Figura 4. Modulación por onda continua.
1.5.1.2 Modulación en Fase
Tipo de modulación que se caracteriza porque la fase de la onda portadora varía directamente de
acuerdo con la señal modulante, resultando una señal de modulación en fase. Se obtiene variando la
fase de una señal portadora de amplitud constante, en forma directamente proporcional a la amplitud
de la señal modulante. La modulación de fase no suele ser muy utilizada porque se requieren equipos
de recepción más complejos que los de frecuencia modulada. Además puede presentar problemas de
ambigüedad para determinar por ejemplo si una señal tiene una fase de 0º o 180º.
1.5.1.3 Modulación en Frecuencia
Es una modulación angular que transmite información a través de una onda portadora variando su
frecuencia. La modulación en frecuencia consiste en variar la frecuencia de la portadora
13
proporcionalmente a la frecuencia de la onda moduladora (información), permaneciendo constante su
amplitud. A diferencia de la AM, la modulación en frecuencia crea un conjunto de complejas bandas
laterales cuya profundidad (extensión) dependerá de la amplitud de la onda moduladora. Como
consecuencia del incremento de las bandas laterales, la anchura del canal de la FM será más grande
que el tradicional de la onda media, siendo también mayor la anchura de banda de sintonización de
los aparatos receptores. La principal consecuencia de la modulación en frecuencia es una mayor
calidad de reproducción como resultado de su casi inmunidad hacia las interferencias eléctricas.
1.5.2 Modulación por pulsos
En la modulación de pulsos, lo que se varía es alguno de los parámetros de un tren de pulsos
uniformes, bien sea su amplitud, duración o posición. En este tipo de modulación se distinguen dos
clases: modulación analógica de pulsos, en que la información se transmite básicamente en forma
analógica, pero la transmisión tiene lugar a intervalos discretos de tiempo y modulación digital de
pulsos en que la señal de información es discreta, tanto en amplitud como en tiempo, permitiendo la
transmisión digital como una secuencia de pulsos codificados, todos de la misma amplitud. Este tipo
de transmisión no tiene contraparte en los sistemas de onda continua. En la modulación digital, la
señal de información es un flujo binario compuesto por señales binarias, es decir cuyos niveles de
voltaje sólo son dos y corresponden a ceros y unos. En la modulación analógica de pulsos, la señal no
necesariamente es de dos niveles, sino que el nivel de la señal puede tener cualquier valor real, si
bien la señal es discreta, en el sentido de que se presenta a intervalos definidos de tiempo, con
amplitudes, frecuencias, o anchos de pulso variables. Los esquemas de modulación de pulsos son
varios, los más importantes:
Modulación por amplitud de pulsos (PAM).
Modulación por duración o anchura de pulsos (PWM o PDM).
Modulación por posición de pulsos (PPM).
Modulación por codificación de pulsos (PCM)
14
1.5.2.1 Modulación por amplitud de pulsos (PAM)
Este tipo de modulación es la consecuencia inmediata del muestreo de una señal analógica. Si una
señal analógica, por ejemplo de voz, se muestrea a intervalos regulares, en lugar de tener una serie
de valores continuos, se tendrán valores discretos a intervalos específicos, determinados por la, que
debe ser como mínimo del doble de la frecuencia máxima de la señal muestreada.
La transmisión de las señales moduladas por amplitud de pulsos impone condiciones severas
respecto a las respuestas en magnitud y fase del sistema, a causa de la corta duración de los pulsos.
Por otra parte, el comportamiento de un sistema PAM respecto al ruido nunca puede ser superior al de
transmisión en banda base. Sin embargo, la modulación por amplitud de pulsos es el primer paso
indispensable en la conversión de señales analógicas a digitales, entendiéndose aquí por señal digital
aquélla que solamente tiene dos niveles. La señal PAM es una señal discreta, no necesariamente
digital.
1.5.2.2 Modulación por duración o anchura de pulsos (PWM o PDM).
En este caso, las muestras de la señal se emplean para variar la anchura o duración de los pulsos.
Aunque no es muy utilizado, en la actualidad se emplea en transmisores modulados en amplitud, en
que la modulación se realiza primero en esta forma. Esta técnica permite aumentar la eficiencia del
transmisor.
1.5.2.3 Modulación por posición de pulsos (PPM)
En este caso, la señal moduladora produce un desplazamiento de los pulsos respecto a la posición de
éstos en ausencia de modulación.
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En un sistema PPM la información está contenida en los desplazamientos de los impulsos de un tren
de impulsos, la portadora. Como la amplitud y la duración de los impulsos se mantienen constantes, la
información posicional es también transmitida por la posición del borde frontal del impulso, o por la
posición del punto, en el eje del tiempo, por donde cruza el borde frontal. Las modulaciones PPM y
PDM están íntimamente relacionadas, a tal punto que la modulación PPM se puede obtener
directamente a partir de la modulación PDM
1.5.2.4 Modulación por codificación de pulsos (PCM)
Este tipo de modulación, sin duda la más utilizada de todas las modulaciones de pulsos es,
básicamente, el método de conversión de señales analógicas a digitales (CAD). PCM siempre
conlleva modulación previa de amplitud de pulsos. Una señal analógica se caracteriza por el hecho de
que su amplitud puede tomar cualquier valor entre un mínimo y un máximo, de forma continua. Una
señal PAM también puede tener cualquier valor, pero en intervalos discretos. Esto significa que el
posible número de valores de amplitud es infinito. Por otra parte, la amplitud de una señal digital sólo
puede tener un número finito de valores, por lo general dos (cero y uno). Una señal analógica puede
convertirse a digital mediante un proceso de muestreo y cuantificación. El muestreo la convierte en
una señal PAM, la cuantificación redondea el valor de la amplitud al número permisible más cercano,
generalmente en el intervalo (0, 2n) y lo codifica en un cierto número de bits. En realidad, no es
estrictamente necesario transmitir con toda exactitud las amplitudes de las muestras. En el caso de
señales de voz o de imagen, el receptor último es el oído o el ojo, que detectan sólo diferencias finitas,
de modo que la señal original, continua, puede aproximarse por una señal formada por un conjunto de
amplitudes discretas seleccionadas de forma tal que el error sea mínimo. Si las muestras de
amplitudes distintas están muy cercanas entre sí, la señal aproximada prácticamente no se distinguirá
de la señal continua original. Desde un punto de vista práctico, es deseable una señal binaria, que
puede tomar sólo dos valores, por su simplicidad. Para ello, la señal cuantificada a niveles discretos
entre 0 y 2n valores, puede codificarse mediante un símbolo de n bits, por lo que generalmente la
cuantificación va seguida de un proceso de codificación.
16
1.6 Topologías de Red
Una topología de red define como están conectadas computadoras, impresoras, dispositivos de red y
otros dispositivos. En otras palabras, una topología de red describe la disposición de los cables y los
dispositivos, así, como las rutas utilizadas para a transmisión de datos. La topología es un factor
fundamental que influye en gran manera en el funcionamiento de la red.
Las redes pueden tener una topología física y una topología lógica. La topología física se refiere a la
disposición física de los dispositivos y los medios. A continuación se muestran las topologías físicas
más comunes:
BUS
ESTRELLA
ANILLO
JERARQUICA
MALLA
1.6.1 Topología en Bus
Comúnmente conocida como bus lineal, una topología en bus conecta todos los dispositivos utilizando
un solo cable. Este cable va de una computadora a la siguiente.
Con una topología en bus física, el segmento de cable principal debe finalizar con un terminador que
absorba la señal cuando este alcance el final de la línea o cable. Si no hay un terminador la señal
eléctrica que representa los datos rebotarán al otro extremo del cable, provocando un error en la red.
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Figura 5. Topología BUS
1.6.2 Topología en Estrella
La topología en estrella es la topología más común en las redes LAN Ethernet. Esta topología esta
constituida por un elemento central, que sirve de puente entre todas las terminales de la LAN,
proporcionando un enlace de comunicación entre ellos.
Características
Servidor centralizado.
El nodo central es el responsable de la comunicación entre nodos.
Comunicaciones de tipo bidireccional.
Ventajas
Simple para interconectar.
Si falla un nodo en este esquema de red no afecta la funcionalidad de la misma.
Es una de las topologías más rápidas en situaciones de tráfico pesado (por el criterio de
enrutamiento que sigue el servidor).
Desventajas
Si falla el nodo principal, falla toda la red.
Requiere de mayor medio físico para la interconexión de dispositivos. (se utiliza mucho cable).
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Figura 6. Topología en estrella
1.6.3 Topología en Anillo
La topología de anillo es muy similar a la topología de bus en cuanto a que todos los nodos comparten
el mismo medio de transmisión, pero difiere en el hecho de que dicho medio esta conectado en forma
de anillo: la información que viaja en el recorre una sola dirección a lo largo de la red, figura 7. No
requiere de enrutamiento, ya que cada paquete es pasado a su vecino y así consecutivamente.
Características
Toda la información viaja en una sola dirección a lo largo del círculo formado por el anillo.
Cada estación se conecta a otras.
Cada nodo siempre pasa el mensaje, si este mensaje es para él, entonces lo copia y lo vuelve
a enviar.
El arreglo tiene un bit de verificación, a simple vista, este mecanismo podría parecer menos
fuerte que el mecanismo usado para la topología en caso de fallas.
En la implementación es posible diseñar anillos que permitan saltar a un nodo que este
fallando.
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Ventajas
No requiere de enrutamiento.
Requiere poca cantidad de cable.
Fácil de extender su longitud, ya que el nodo esta diseñado como repetidor, por lo que permite
amplificar la señal.
Desventajas
Altamente susceptible a fallas.
Una falla en un nodo deshabilita toda la red (esto hablando estrictamente en el concepto puro
de lo que es una topología de anillo).
Figura 7. Topología en Anillo.
1.6.4 Topología Jerárquica
Esta topología es similar a una topología en estrella extendida. A diferencia que en esta no se utiliza
un nodo central, en vez de esta utiliza un nodo troncal del que parten ramas a otros nodos.
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Figura 8. Topología Jerárquica
1.6.5 Topología en Malla
Es la topología que presenta un nivel de seguridad mayor que las demás. Pero no es habitual para
construir una LAN, si nos mas bien MAN y WAN. Los nodos de la red se unen entre si formando una
estructura en la que al menos existen dos rutas posibles por cada nodo, Figura 9; así, si hay un fallo
en una de ellas la información se puede hacer circular por la otra. Resulta muy adecuada para cubrir,
por ejemplo un país o un continente completo y así, es la que utiliza Telefónica para su red Iberpac.
Figura 9. Topología en malla
21
1.6.6 Topología Lógica
Esta topología se refiere a como los hosts se comunican a través del medio. Los dos tipos más
comunes en esta topología son difusión y transmisión de testigos.
La topología de difusión simplemente significa que cada host dirija su estatus a una NIC en particular,
a una dirección de multidifusión o a una dirección de difusión en el medio de red. No hay una orden
que las estaciones deban seguir para utilizar la red. El primero que llega es el primero que sirve.
La topología de transmisión de testigos controla el acceso a la red pasando un testigo electrónico
secuencialmente en cada host.
Cuando un hosts recibe el testigo puede enviar datos por la red. Si el host no tiene datos que enviar
pasa el testigo al siguiente host.
1.7 Modelo de Referencia
Resulta fácil entender el funcionamiento de una red cuando se inicia con conceptos y teoría, y
después se va avanzando en aspectos más concretos. Comprender el concepto de que son las capas
y cual es su funcionamiento puede ser de gran ayuda para entender la acción que se produce durante
la comunicación entre dos equipos.
Para solucionar el problema de incompatibilidad e incapacidad de comunicación entre los diferentes
sistemas de red, la organización internacional de normalización (ISO) investigo los esquemas de red,
como DECnet, SNA (Sistemas Network Arquitecture, arquitectura de sistemas de red) y TCP / IP, para
encontrar un conjunto de normas. Como resultado de la investigación, ISO creó un modelo de red que
podía ayudar a los fabricantes a crear redes que fuesen compatibles y que pudiesen operar con otras
redes.
22
1.7.1 Modelo OSI
Este modelo fue lanzado en 1984 y fue el esquema descriptivo que creo la ISO. Este modelo
proporciono a los fabricantes un conjunto de normas que podían facilitar una mayor compatibilidad e
interoperatividad entre lo diferentes tipos de tecnologías de red producidos por muchas de las
empresas de todo el mundo.
El modelo de referencia OSI es el modelo principal para las comunicaciones de red. Aunque existen
otros modelos, la mayoría de los fabricantes actuales relacionan sus productos con el modelo de
referencia OSI, especialmente cuando quieren educar a los usuarios en el empleo de sus productos.
Lo consideran la mejor herramienta disponible para enseñar como se envían y reciben los datos en la
red.
El modelo de referencia OSI tiene 7 capas, cada una ilustrando una función de red en particular, como
se muestra en la Figura 10.
Figura 10. Modelo OSI
Esta separación de las funciones de la red se llama división en capas. Dividir la red en estas 7 capas
proporciona las siguientes ventajas:
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Divide la comunicación de red en partes más pequeñas y sencillas.
Facilita la normalización de los componentes de la red, al permitir el desarrollo y el soporte de
múltiples fabricantes.
Permite que diferentes tipos de hardware y software de red se comuniquen entre si.
Impide que los cambios en una capa afecten a las otras, por lo que se peden desarrollar mas
rápidamente.
Divide la comunicación en partes más pequeñas para ser más fácil su comprensión y
entendimiento.
Cada capa OSI tiene un conjunto de funciones que debe ejecutar un paquete de datos para viajar
desde el origen hasta el destino de una red.
1.7.1.1 Nivel Físico
El nivel o capa física del modelo de referencia OSI es la que se encarga de las conexiones físicas de
la computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio físico (medios guiados: cable coaxial,
cable de par trenzado, fibra óptica entre otros tipos de conexión cableada; medios no guiados: radio,
infrarrojos, microondas, láser y otras redes inalámbricas); características del medio (tipo de cable o
calidad del mismo; tipo de conectores normalizados o en su caso tipo de antena; etc.) como a la forma
en la que se transmite la información (codificación de señal, niveles de tensión/intensidad de corriente
eléctrica, modulación, tasa binaria, etc.)
Es la encargada de transmitir los bits de información a través del medio utilizado para la transmisión.
Se ocupa de las propiedades físicas y características eléctricas de los diversos componentes; de la
velocidad de transmisión, si ésta es uni o bidireccional (símplex, dúplex o full-dúplex). También de
aspectos mecánicos de las conexiones y terminales, incluyendo la interpretación de las señales
eléctricas/electromagnéticas.
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Se encarga de transformar una trama de datos proveniente del nivel de enlace en una señal adecuada
al medio físico utilizado en la transmisión.
Sus principales funciones se pueden resumir como:
Definir el medio o medios físicos por los que va a viajar la comunicación: cable de pares
trenzados (o no, como en RS232/EIA232), coaxial, guías de onda, aire, fibra óptica.
Definir las características materiales (componentes y conectores mecánicos) y eléctricas
(niveles de tensión) que se van a usar en la transmisión de los datos por los medios físicos.
Definir las características funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento y
liberación del enlace físico).
Transmitir el flujo de bits a través del medio.
Manejar las señales eléctricas/electromagnéticas
Especificar cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de transmisión, polos
en un enchufe, etc.
Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de ésta).
1.7.1.2 Nivel de enlace de datos
Cualquier medio de transmisión debe ser capaz de proporcionar una transmisión sin errores, es decir,
un tránsito de datos fiable a través de un enlace físico. Debe crear y reconocer los límites de las
tramas, así como resolver los problemas derivados del deterioro, pérdida o duplicidad de las tramas.
También puede incluir algún mecanismo de regulación del tráfico que evite la saturación de un
receptor que sea más lento que el emisor.
La capa de enlace de datos se ocupa del direccionamiento físico, de la topología de la red, del acceso
a la red, de la notificación de errores, de la distribución ordenada de tramas y del control del flujo.
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Se hace un direccionamiento de los datos en la red ya sea en la distribución adecuada desde un
emisor a un receptor, la notificación de errores, de la topología de la red de cualquier tipo. La tarjeta
NIC (Network Interface Card, Tarjeta de Interfaz de Red en español o Tarjeta de Red) que se encarga
de que tengamos conexión, posee una dirección MAC (control de acceso al medio) y la LLC (control
de enlace lógico). Los Switches realizan su función en esta capa siempre y cuando este encendido el
nodo.
1.7.1.3 Nivel de red
El objetivo de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al destino, aun cuando
ambos no estén conectados directamente. Los dispositivos que facilitan tal tarea se denominan en
castellano encaminadores, aunque es más frecuente encontrar el nombre inglés routers y, en
ocasiones enrutadores.
Adicionalmente la capa de red lleva un control de la congestión de red, que es el fenómeno que se
produce cuando una saturación de un nodo tira abajo toda la red (similar a un atasco en un cruce
importante en una ciudad grande). La PDU (Unidad de Datos del Protocolo, por sus siglas en inglés)
de la capa 3 es el paquete.
Los routers trabajan en esta capa, aunque pueden actuar como switch de nivel 2 en determinados
casos, dependiendo de la función que se le asigne. Los firewalls actúan sobre esta capa
principalmente, para descartar direcciones de máquinas.
En este nivel se realiza el direccionamiento lógico y la determinación de la ruta de los datos hasta su
receptor final.
26
1.7.1.4 Nivel de Transporte
Su función básica es aceptar los datos enviados por las capas superiores, dividirlos en pequeñas
partes si es necesario, y pasarlos a la capa de red. En el caso del modelo OSI, también se asegura
que lleguen correctamente al otro lado de la comunicación. Otra característica a destacar es que debe
aislar a las capas superiores de las distintas posibles implementaciones de tecnologías de red en las
capas inferiores, lo que la convierte en el corazón de la comunicación. En esta capa se proveen
servicios de conexión para la capa de sesión que serán utilizados finalmente por los usuarios de la red
al enviar y recibir paquetes. Estos servicios estarán asociados al tipo de comunicación empleada, la
cual puede ser diferente según el requerimiento que se le haga a la capa de transporte. Por ejemplo,
la comunicación puede ser manejada para que los paquetes sean entregados en el orden exacto en
que se enviaron, asegurando una comunicación punto a punto libre de errores, o sin tener en cuenta
el orden de envío. Una de las dos modalidades debe establecerse antes de comenzar la comunicación
para que una sesión determinada envíe paquetes, y ése será el tipo de servicio brindado por la capa
de transporte hasta que la sesión finalice. De la explicación del funcionamiento de esta capa se
desprende que no está tan encadenada a capas inferiores como en el caso de las capas 1 a 3, sino
que el servicio a prestar se determina cada vez que una sesión desea establecer una comunicación.
Todo el servicio que presta la capa está gestionado por las cabeceras que agrega al paquete a
transmitir.
En resumen, se puede definir a la capa de transporte como la encargada de efectuar el transporte de
los datos (que se encuentran dentro del paquete) de la máquina origen a la de destino,
independizándolo del tipo de red física que se esté utilizando. La PDU de la capa 4 se llama
Segmentos. Sus protocolos son TCP y UDP el primero orientado a conexión y el otro sin conexión.
1.7.1.5 Nivel de Sesión
Esta capa es la que se encarga de mantener y controlar el diálogo establecido entre los dos
computadores que están transmitiendo datos de cualquier índole. Ofrece varios servicios que son
cruciales para la comunicación, como son:
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Control de la sesión a establecer entre el emisor y el receptor (quién transmite, quién escucha
y seguimiento de ésta).
Control de la concurrencia (que dos comunicaciones a la misma operación crítica no se
efectúen al mismo tiempo).
Mantener puntos de verificación (checkpoints), que sirven para que, ante una interrupción de
transmisión por cualquier causa, la misma se pueda reanudar desde el último punto de
verificación en lugar de repetirla desde el principio.
Por lo tanto, el servicio provisto por esta capa es la capacidad de asegurar que, dada una sesión
establecida entre dos máquinas, la misma se pueda efectuar para las operaciones definidas de
principio a fin, reanudándolas en caso de interrupción. En muchos casos, los servicios de la capa de
sesión son parcial o totalmente prescindibles.
En conclusión esta capa es la que se encarga de mantener el enlace entre los dos computadores que
estén transmitiendo datos de cualquier índole.
1.7.1.6 Nivel de presentación
El objetivo de la capa de presentación es encargarse de la representación de la información, de
manera que aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de
caracteres (ASCII, Unicode, EBCDIC), números (little-endian tipo Intel, big-endian tipo Motorola),
sonido o imágenes, los datos lleguen de manera reconocible.
Esta capa es la primera en trabajar más el contenido de la comunicación que el cómo se establece la
misma. En ella se tratan aspectos tales como la semántica y la sintaxis de los datos transmitidos, ya
que distintas computadoras pueden tener diferentes formas de manejarlas. Esta capa también permite
cifrar los datos y comprimirlos. En pocas palabras es un traductor.
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Por todo ello, la definición de esta capa como aquella encargada de manejar la estructura de datos
abstracta y realizar las conversiones de representación de los datos necesarios para la correcta
interpretación de los mismos.
1.7.1.7 Nivel de Aplicación
Ofrece a las aplicaciones (de usuario o no) la posibilidad de acceder a los servicios de las demás
capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, como correo
electrónico (POP y SMTP), gestores de bases de datos y servidor de ficheros (FTP). Hay tantos
protocolos como aplicaciones distintas y puesto que continuamente se desarrollan nuevas
aplicaciones el número de protocolos crece sin parar.
Cabe aclarar que el usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel de aplicación. Suele
interactuar con programas que a su vez interactúan con el nivel de aplicación pero ocultando la
complejidad subyacente. Así por ejemplo un usuario no manda una petición "GET index.html
HTTP/1.0" para conseguir una página en html, ni lee directamente el código html/xml.
Entre los protocolos (refiriéndose a protocolos genéricos, no a protocolos de la capa de aplicación de
OSI) más conocidos destacan:
HTTP (HyperText Transfer Protocol = Protocolo de Transferencia de Hipertexto) el protocolo
bajo la www.
FTP (File Transfer Protocol = Protocolo de Transferencia de Archivos) (FTAM, fuera de
TCP/IP) transferencia de ficheros.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol = Protocolo Simple de Correo) (X.400 fuera de TCP/IP)
envío y distribución de correo electrónico.
29
POP (Post Office Protocol = Protocolo de Oficina de Correo)/IMAP: reparto de correo al
usuario final.
SSH (Secure Shell = Capa Segura) principalmente terminal remoto, aunque en realidad cifra
casi cualquier tipo de transmisión.
Telnet otro terminal remoto, ha caído en desuso por su inseguridad intrínseca, ya que las
claves viajan sin cifrar por la red.
Hay otros protocolos de nivel de aplicación que facilitan el uso y administración de la red:
SNMP (Simple Network Management Protocol)
DNS (Domain Name Service)
30
CAPÍTULO 2 | “MEDIOS DE
TRANSMISIÓN”
31
CAPÍTULO 2.- MEDIOS DE TRANSMISIÓN
Un medio de transmisión constituye el soporte físico a través del cual, emisor y receptor pueden
comunicarse en un sistema de transmisión de datos. Existen dos tipos de medios: guiados y no
guiados. En ambos casos la transmisión se realiza por medio de ondas electromagnéticas. Los
medios guiados conducen las ondas electromagnéticas a través de un medio físico, ejemplos de estos
medios son el cable coaxial, la fibra óptica y el par trenzado. Por otra parte, los medios no guiados
proporcionan un soporte para que las ondas se transmitan, pero no las dirigen; como ejemplo de ellos
tenemos el aire y el vacío.
2.1 Medios de Transmisión Guiados
Los medios de transmisión guiados están constituidos por un cable que se encarga de la conducción
(o guiado) de las señales desde un extremo al otro.
Las principales características de los medios guiados son el tipo de conductor utilizado, la velocidad
máxima de transmisión, las distancias máximas que puede ofrecer entre repetidores, la inmunidad
frente a interferencias electromagnéticas, la facilidad de instalación y la capacidad de soportar
diferentes tecnologías de nivel de enlace.
2.1.1 Cable Par Trenzado
Es un tipo de cableado que se utiliza para las comunicaciones telefónicas y la mayoría de las redes
Ethernet modernas. Un par de cables forman un circuito que puede transmitir datos.
La utilización del trenzado tiende a disminuir la interferencia electromagnética (diafonía) entre los
pares adyacentes dentro de una misma envoltura. Cada par de cables constituye sólo un enlace de
32
comunicación. Típicamente, se utilizan haces en los que se encapsulan varios pares mediante una
envoltura protectora. En aplicaciones de larga distancia, la envoltura puede contener cientos de pares.
Este tipo de medio es el más utilizado debido a su bajo costo (se utiliza mucho en telefonía) pero su
inconveniente principal es su poca velocidad de transmisión y su corta distancia de alcance. Con estos
cables, se pueden transmitir señales analógicas o digitales.
En aplicaciones digitales, típicamente, los pares trenzados se utilizan para las conexiones al
conmutador digitales o al PBX digital, con velocidades de hasta 64 Kbps. El par trenzado se utiliza
también en redes de área local dentro de edificios para la conexión de computadores personales. La
velocidad típica en esta configuración está en torno a los 10Mbps. No obstante, recientemente se han
desarrollado redes de área local con velocidad de 100 Mbps mediante pares trenzados, aunque estas
configuraciones están bastante limitadas por el número de posibles dispositivos conectados y
extensión geográfica de la red. Para aplicaciones de larga distancia, el par trenzado se puede utilizar a
velocidades de 4 Mbps o incluso mayores. Para señales digitales, se requieren repetidores cada 2 o 3
kilómetros.
El cable par trenzado está disponible sin y con blindaje (apantallamiento), sin blindaje se utiliza el
cable de 100 ohms UTP (Unshielded Twisted Pair) y con blindaje está el cable de 150 ohms STP
(Shielded Twisted Pair). El blindaje consiste en una malla metálica que cubre cada par de hilos.
Hay varias organizaciones encargadas de la estandarización del cableado en los sistemas de
comunicaciones, entre ellas están la Telecommunications Industry Association (TIA), la Electronic
Industries Association (EIA) y Internacional Organization for Standardization (ISO). A continuación se
da un vistazo de algunas de las normas vigentes que son utilizadas en el diseño e implementación de
redes.
En Julio de 1991 un grupo de trabajo de la EIA/TIA publicó la norma ANSI/EIA/TIA-568, Commercial
Building Telecommunications Wiring Standard, que define los requerimientos eléctricos y mecánicos
en el empleo de cables y accesorios. Este estándar incluye especificaciones para 100 ohm UTP, 150
33
ohm STP, 50 ohm coaxial y 62.5/125 fibra óptica. Luego en 1991 se publica un boletín donde se
definen categorías para el cable UTP, se definen las categorías desde la 1 hasta la 5, tabla 1.
Categorías UTP
TIPO
USO
Categoría 1 Voz (Cable de teléfono)
Categoría 2 Datos a 4 Mbps (LocalTalk)
Categoría 3
Datos a 10 Mbps (Ethernet)
Categoría 4
Datos a 20 Mbps/16 Mbps Token Ring
Categoría 5
Datos a 100 Mbps (Fast Ethernet)
Tabla 1. Categorías UTP.
Hay ciertos parámetros de desempeño que deben cumplir los cables para pertenecer a cierta
categoría. Algunos de estos parámetros son: atenuación, NEXT (Near End Crosstalk), ACR
(Attenuation-to-crosstalk ratio), pérdidas por retorno y retardo de propagación.
Figura 11. Cable par trenzado
34
2.1.2 Cable Coaxial
Compuesto por un conductor cilíndrico externo hueco que rodea un solo alambre interno compuesto
de dos elementos conductores. Uno de estos elementos (ubicado en el centro del cable) es un
conductor de cobre. Está rodeado por una capa de aislamiento flexible. Sobre este material aislador
hay una malla de cobre tejida o una hoja metálica que actúa como segundo alambre del circuito, y
como blindaje del conductor interno. Esta segunda capa de blindaje ayuda a reducir la cantidad de
interferencia externa, y se encuentra recubierto por la envoltura plástica externa del cable que es la
funda como se muestra en la Figura 12.
Figura 12. Cable Coaxial
El cable coaxial es quizá el medio de transmisión más versátil, por lo que está siendo cada vez más
utilizado en una gran variedad de aplicaciones. El cable coaxial tiene una respuesta en frecuencia
superior a la del par trenzado, permitiendo por tanto mayores frecuencias y velocidades de
transmisión. Por construcción el cable coaxial es mucho menos susceptible que el par trenzado tanto
a interferencias como a diafonía.
Para la transmisión de señales analógicas a larga distancia, se necesitan amplificadores separados
por muy pocos kilómetros, estando menos separados cuando mayor es la frecuencia de trabajo. El
35
espectro de la señalización analógica se extiende hasta los 400MHz. Por otro lado para señalización
digital se necesita un repetidor aproximadamente cada kilómetro, esto es, la separación entre
repetidores es menor.
Las más importantes aplicaciones son:
Distribución de televisión
Telefonía a larga distancia
Conexión con periféricos a corta distancia
Redes de área local
El cable coaxial se esta utilizando para la si distribución de la TV por cable hasta los hogares de los
usuarios. Diseñado inicialmente para proporcionar servicio de acceso a áreas remotas (CATV,
Community Antena Television), la Televisión por cable en un futuro muy cercano llegará a casi tantos
hogares y oficinas como el actual sistema telefónico. El sistema de TV por cable puede transportar
docenas e incluso cientos de canales a decenas de kilómetros. Tradicionalmente, el coaxial ha sido
fundamental en la red de telefonía a larga distancia, aunque en la actualidad tiene una fuerte
competencia en la fibra óptica, las microondas terrestres y las comunicaciones vía satélite. Cuando se
usa multiplexación por división de frecuencia (FDM, Frequency Division Multiplexing), el cable coaxial
puede transportar más de 10.000 canales de voz simultáneamente.
Los inconvenientes principales son Atenuación, ruido térmico, ruido de intermodulación.
Específicamente para redes de área local, el cable coaxial ofrece varias ventajas. Se pueden realizar
tendidos entre nodos de red a mayores distancias que con el cable STP o UTP sin que sea necesario
utilizar tantos repetidores.
El cable coaxial viene en distintos tamaños. El cable de mayor diámetro se especificó para su uso
como cable de backbone de Ethernet porque históricamente siempre poseyó mejores características
36
de longitud de transmisión y limitación del ruido. Este tipo de cable coaxial frecuentemente se
denomina thicknet o red gruesa. Como su apodo lo indica, debido a su diámetro este tipo de cable
puede ser demasiado rígido como para poder instalarse con facilidad en algunas situaciones.
En el pasado, el cable coaxial con un diámetro externo de solamente 0.35 cm. (denominado thinnet o
red fina) se usaba para las redes Ethernet. Era particularmente útil para instalaciones de cable en las
que era necesario que el cableado tuviera que hacer muchas vueltas. Como la instalación era más
sencilla, también resultaba más económica. Sin embargo, como el cobre exterior o trenzado metálico
del cable coaxial comprende la mitad del circuito eléctrico, se debe tener especial cuidado para
garantizar su correcta conexión a tierra. Esto se hace asegurándose de que haya una sólida conexión
eléctrica en ambos extremos del cable. Como resultado, la mala conexión del blindaje resulta ser una
de las fuentes principales de problemas de conexión en la instalación del cable coaxial. Estos
problemas producen ruido eléctrico que interfiere con la transmisión de la señal a través de los medios
de la red de datos. Es por este motivo que, a pesar de su diámetro pequeño, thinnet ya no se utiliza
con tanta frecuencia en las redes Ethernet.
2.1.3 Fibra Óptica
Es el medio de transmisión más moderno y avanzado. Utilizado cada vez más para formar la "espina
dorsal" de grandes redes. Las señales de datos se transmiten a través de impulsos luminosos y
pueden recorrer grandes distancias (del orden de kilómetros) sin que se tenga que amplificar la señal.
Se trata de un medio muy flexible y muy fino (de 2 a 125um) que conduce energía de naturaleza
óptica; si, puede conducir transmisiones de luz moduladas. Para la fibra se pueden usar diversos tipos
de cristales y plásticos.
Por su naturaleza, es inmune a las interferencias electromagnéticas y por su gran ancho de banda
(velocidad de transferencia), permite transmitir grandes volúmenes de información a alta velocidad.
37
Estas ventajas hacen de la fibra óptica la elección idónea para redes de alta velocidad a grandes
distancias, con flujos de datos considerables, así como en instalaciones en que la seguridad de la
información sea un factor relevante.
Si se compara con otros medios de la red de datos, es más caro. El cable de fibra óptica no transporta
impulsos eléctricos, como lo hacen otros tipos de medios de la red de datos que usan cables de cobre.
En cambio, las señales que representan a los bits se convierten en haces de luz.
Su forma es cilíndrica con tres secciones radiales: núcleo, revestimiento y cubierta. El núcleo está
formado por una o varias fibras muy finas de cristal o plástico alta pureza con un alto índice de
refracción. Cada fibra está rodeada por su propio revestimiento que es un cristal o plástico con
diferentes propiedades ópticas distintas a las del núcleo, es decir, con un índice de refracción bajo, la
luz se captura en el núcleo de la fibra. Este proceso se denomina reflexión interna total y permite que
la fibra óptica actúe como un "tubo de luz", guiando la luz a través de enormes distancias, incluso
dando vuelta en codos. Las partes que guían la luz en una fibra óptica se denominan núcleo y
revestimiento. Alrededor de este conglomerado está la cubierta (constituida de material plástico o
similar) que se encarga de aislar el contenido de aplastamientos, abrasiones, humedad, etc. Si se
observa una sección transversal de este cable, veremos que cada fibra óptica se encuentra rodeada
por capas de material amortiguador protector, normalmente un material plástico como Kevlar, y un
revestimiento externo. El revestimiento exterior protege a todo el cable. Generalmente es de plástico y
cumple con los códigos aplicables de incendio y construcción. El propósito del Kevlar es brindar una
mayor amortiguación y protección para las frágiles fibras de vidrio que tienen el diámetro de un
cabello.
Siempre que los códigos requieran que los cables de fibra óptica deban estar bajo tierra, a veces se
incluye un alambre de acero inoxidable como refuerzo. La longitud máxima de cable recomendada
entre nodos es de 2.000 metros, y su rendimiento es alto, de 100 0 más Mbps.
Uno de los avances tecnológicos más significativos en la transmisión de datos ha sido el desarrollo de
los sistemas de comunicación de fibra óptica. No en vano, la fibra disfruta de una gran aceptación
38
para las telecomunicaciones a larga distancia, y cada vez más está siendo más popular en las
aplicaciones militares.
Su perfeccionamiento continuo, así como su reducción en precio han contribuido a convertirla en un
medio atractivo para los entornos LAN.
Las características diferenciales de la fibra óptica frente al cable coaxial y al par trenzado son:
Mayor ancho de banda: El ancho de banda, y por tanto la velocidad de transmisión, en las fibras es
enorme. Experimentalmente se ha demostrado que se pueden conseguir velocidades de transmisión
de 2 Gbps para decenas de kilómetros de distancia. Comparado con en el cable coaxial: cientos de
Mbps sobre aproximadamente 1km, y con los escasos Mbps que se pueden obtener en la misma
distancia para pares trenzados, o con los 100Mbps que se consiguen en pares trenzados si la
distancia se reduce a unas pocas decenas de metros.
Menor tamaño y peso: Las fibras ópticas son apreciablemente más finas que el cable coaxial o que
los pares trenzados, por lo menos en un orden de magnitud para capacidades de transmisión
comparables. En las conducciones estrechas previstas en las edificaciones para el cableado, así
como en las conducciones públicas subterráneas, la utilización de tamaños pequeños tiene unas
ventajas evidentes. La reducción en tamaño lleva a su vez aparejada una reducción en peso que
disminuye la infraestructura necesaria.
Atenuación menor: La atenuación es significativamente menor en las fibras ópticas que en los cables
coaxiales y pares trenzados, además es constante en un gran intervalo de frecuencia.
Aislamiento electromagnético: Los sistemas de fibra óptica no se ven afectados por los efectos de
campos electromagnéticos exteriores. Estos sistemas no son vulnerables a interferencias, ruido
impulsivo o diafonía. Y por la misma razón, las fibras no radian energía, produciendo interferencias
despreciables con otros equipos y proporcionando a la vez un alto grado de privacidad; además,
relacionado con esto la fibra es por construcción, difícil de intervenir.
39
Mayor separación entre repetidores: Cuantos menos repetidores haya el costo será menor, además
de haber menos fuentes de error. Desde este punto de vista, las prestaciones de los sistemas de fibra
óptica han sido mejoradas progresivamente. Los sistemas basados en coaxial y en pares trenzados
requieren repetidores cada pocos kilómetros.
Las cinco aplicaciones básicas en las que la fibra óptica es importante son:
Trasmisiones a larga distancia
Trasmisiones metropolitanas
Acceso a áreas rurales
Bucles de abonado
Redes de área local
Su rango de frecuencias es todo el espectro visible y parte del infrarrojo. El principio que rige la
transmisión en la fibra óptica es el siguiente: los rayos de luz inciden con una gama de ángulos
diferentes posibles en el núcleo del cable, entonces sólo una gama de ángulos conseguirán reflejarse
en la capa que recubre el núcleo. Son precisamente esos rayos que inciden en un cierto rango de
ángulos los que irán rebotando a lo largo del cable hasta llegar a su destino. A este tipo de
propagación se le llama multimodal. Si se reduce el radio del núcleo, el rango de ángulos disminuye
hasta que sólo sea posible la transmisión de un rayo, el rayo axial, y a este método de transmisión se
le llama monomodal.
En una fibra multimodal, muchos rayos viajan en la fibra refractándose a diferente ángulo. En la fibra
monomodo el diámetro de la fibra es de unas cuantas longitudes de onda y la fibra actúa como una
guía de ondas y la luz viaja en línea recta recorriendo mayores distancias que la multimodal, recorre
hasta 30km a Gbps. Los inconvenientes del modo multimodal es que debido a que dependiendo al
ángulo de incidencia de los rayos, estos tomarán caminos diferentes y tardarán más o menos tiempo
en llegar al destino, con lo que se puede producir una distorsión (rayos que salen antes pueden llegar
después), con lo que se limita la velocidad de transmisión posible.
40
Hay un tercer modo de transmisión que es un paso intermedio entre los anteriormente comentados y
que consiste en cambiar el índice de refracción del núcleo. A este modo se le llama multimodo de
índice gradual. Los emisores de luz utilizados son: LED (Light Emitting Diode) de bajo coste, con
utilización en un amplio rango de temperaturas y con larga vida media e ILD (Injetion Laser Diode)
más caro, pero más eficaz y permite una mayor velocidad de transmisión; ambos son dispositivos
semiconductores que emiten un haz de luz cuando se es aplica una tensión. Para las fibras
multimodo, se encuentran los diámetros 62.2/125 µm y 50.2/125 µm, siendo el más utilizado el de
62.2/125 µm.
Hay una relación establecida entre la longitud de onda utilizada, el tipo de transmisión y la velocidad
de transmisión que se puede conseguir. Tanto el monomodo como el multimodo pueden admitir varias
longitudes de onda diferentes y pueden utilizar como fuentes tanto laceres como diodos LED. En las
fibras ópticas, la luz se propaga mejor en tres regiones o “ventanas” de longitudes de onda, centradas
a 850, 1300 y 1500 nanómetros (nm). Todas estas frecuencias están en la zona infrarroja del
espectro, por debajo del espectro visible que está situado entre los 400 y 700nm. Las pérdidas son
menores cuanto mayor es la longitud de ondas. En la actualidad, la mayoría de las aplicaciones usan
como fuentes diodos LED a 850nm. Aunque esta elección es relativamente barata, su uso está
generalmente limitado a velocidades de transmisión por debajo de 100Mbps y a distancias de pocos
kilómetros. Para conseguir mayores velocidades de transmisión y mayores distancias es necesario
trasmitir en la ventana centrada a 1300nm (usado tanto láser como diodos), y si todavía se necesitan
mejores prestaciones, entonces hay que recurrir al uso de emisores láser a 1500nm.
Figura 13. Fibra Optica
41
2.2 Medios de Transmisión no Guiados
Los medios no guiados utilizan el aire como medio de transmisión, y cada medio de transmisión viene
siendo un servicio que utiliza una banda del espectro de frecuencias. A todo el rango de frecuencias
se le conoce como espectro electromagnético. El espectro electromagnético ha sido un recurso muy
apreciado y como es limitado, tiene que ser bien administrado y regulado. Los administradores del
espectro a nivel mundial son la WRC (World Radiocommunication Conference) de la ITU-R
(International Telecommunications Union Radiocommunications sector). Esta entidad realiza
reuniones mundialmente en coordinación con los entes reguladores de cada país para la asignación
de nuevas bandas de frecuencia y administración del espectro. En el caso de México, la entidad
reguladora del radio espectro es la Comisión Federal de Telecomunicaciones (COFETEL) y la
Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT).
Cada subconjunto o banda de frecuencias dentro del espectro electromagnético tiene propiedades
únicas que son el resultado de cambios en la longitud de onda. Por ejemplo, las frecuencias medias
(MF, Medium Frequencies) que van de los 300 kHz a los 3 MHz pueden ser radiadas a lo largo de la
superficie de la tierra sobre cientos de kilómetros, perfecto para las estaciones de radio AM (Amplitud
Modulada) de la región. Las estaciones de radio internacionales usan las bandas conocidas como
ondas cortas (SW, Short Wave) en la banda de HF (High Frequency) que va desde los 3 MHz a los 30
MHz. Este tipo de ondas pueden ser radiadas a miles de kilómetros y son rebotadas de nuevo a la
tierra por la ionosfera como si fuera un espejo, por tal motivo las estaciones de onda corta son
escuchadas casi en todo el mundo.
Las estaciones de FM (Frecuencia Modulada) y TV (televisión) utilizan las bandas conocidas como
VHF (Very High Frequency) y UHF (Ultra High Frequency) localizadas de los 30 MHz a los 300 MHz y
de los 300 MHz a los 900 MHz, este tipo de señales debido a que no son reflejadas por la ionosfera
cubren distancias cortas, una ciudad por ejemplo. La ventaja de usar este tipo de bandas de
frecuencias para comunicaciones locales permite que docenas de estaciones de radio FM y
42
televisoras " en ciudades diferentes " puedan usar frecuencias idénticas sin causar interferencia entre
ellas.
Espectro electromagnético
Banda Significado Rango de Frecuencias
Servicios
VLF Very Low Frequency
3 kHz - 30 kHz Conducción de electricidad
LF Low Frequency
30 kHz - 300 kHz Conducción de electricidad, navegación marítima, control de tráfico aéreo
MF Medium Frequency
300 kHz - 3 MHz Radio AM
HF High Frequency
3 MHz - 30 MHz Radio SW
VHF Very High Frequency
30 MHz - 300 MHz Radio FM, TV, radio dos vías
UHF Ultra High Frequency
300 MHz - 3 GHz TV UHF, telefonía celular, WLL, comunicaciones móviles
SHF Super High Frequency
3 GHz - 30 GHz Servicios por Satélite y microondas, MMDS, LMDS
EHF Extremely High Frequency
30 GHz en adelante
LMDS
Infrarojo 3 x 1012 - 4.3 x 1014 Hz
WPANs
Luz visible 4.3 x 1014 - 7.5 x 1014 Hz
Fibras ópticas
Ultravioleta 7.5 x 1014 - 3 x 1017 Hz
1 kHz = 1x103 Hz 1 MHz = 1x106 Hz 1 GHz = 1x109 Hz
WLL = Wireless Local Loop MMDS = Multichannel Multipoint Distribution Service
LMDS= Local Multipoint Distribution Service WPANs = Wireless Personal Area Networks
Tabla 2. Espectro electromagnético
43
Así cada una de las subbandas del espectro electromagnético provee un servicio diferente, lo que nos
permite hablar por un teléfono celular, escuchar la radio, ver la televisión, sin interferirse un servicio
con el otro. A continuación se describirá el medio de comunicación conocido como microondas
terrestres
2.2.1 Microondas terrestres
Las microondas son todas aquellas bandas de frecuencia en el rango de 1 GHz en adelante, el
término microondas viene porque la longitud de onda de esta banda es muy pequeña (milimétricas o
micrométricas), resultado de dividir la velocidad de la luz (3x108 m/s) entre la frecuencia en Hertz.
Pero por costumbre el término microondas se le asocia a la tecnología conocida como microondas
terrestres que utilizan un par de radios y antenas de microondas.
Los operadores tanto de redes fijas como móviles están utilizando las microondas para superar el
cuello de botella de la última milla de otros medios de comunicación. Las microondas es un medio de
transmisión que ya tiene muchas décadas de uso. En el pasado las compañías telefónicas se
aprovechaban de alta capacidad para la transmisión de tráfico de voz. Gradualmente, los operadores
reemplazaron el corazón de la red a fibra óptica, dejando como medio de respaldo la red de
microondas. Lo mismo sucedió con el video, el cual fue sustituido por el satélite. Las microondas
terrestres a pesar de todo sigue siendo un medio de comunicación muy efectivo para redes
metropolitanas para interconectar bancos, mercados, tiendas departamentales y radio bases
celulares.
Las estaciones de microondas consisten de un par de antenas con línea de vista conectadas a un
radio transmisor que radian radio frecuencia (RF) en el orden de 1 GHz a 50 GHz. Las principales
frecuencias utilizadas en microondas se encuentran alrededor de los 10-15 GHz, 18, 23 y 26 GHz, las
cuales son capaces de conectar dos localidades de hasta 24 kilómetros de distancia una de la otra.
Los equipos de microondas que operan a frecuencias más bajas, entre 2-8 GHz, puede transmitir a
distancias entre 30 y 45 kilómetros. La única limitante de estos enlaces es la curvatura de la tierra,
aunque con el uso de repetidores se puede extender su cobertura a miles de kilómetros.
44
Figura 14. Microondas
Debido a que todas las bandas de frecuencias de microondas terrestres ya han sido subastadas, para
utilizar este servicio es necesario la utilización de frecuencias permitidas por las autoridades de
telecomunicaciones; es muy frecuente el uso no-autorizado de este tipo de enlaces en versiones
punto-punto y punto-multipunto.
2.3 Métodos de acceso al medio
El nivel de enlace, según el modelo de referencia OSI, realiza el servicio de enlace de datos,
facilitando un canal lógico, independiente del modelo físico, para la transmisión de mensajes. De esta
manera, corresponde al nivel de enlace el establecimiento del formato del mensaje (delimitadores,
campos de control y direccionamiento, bits de redundancia, campo de información) y la determinación
de las acciones que hay que realizar en caso de recepción de un mensaje erróneo.
En el nivel de enlace de las redes de área local, normalmente se añaden dos responsabilidades, no
consideradas en las redes de área amplia; el control de acceso al medio y la capacidad de
direccionamiento. En las redes LAN el medio es utilizado por varias comunicaciones, de manera
simultanea o por multiplexación por división en el tiempo TDM (Time Division Multiplexing), siendo un
recurso compartido por los diversos dispositivos lógicos; así, pues, al decidir el momento de inicio de
45
la transmisión de un mensaje, el nivel de enlace debe seguir una política de acceso al medio. Esto es
lo que hace que en las redes LAN el nivel de enlace se subdivide en dos subniveles: el subnivel de
control de acceso al medio o MAC (Medium Accesss Control), soportado por el nivel físico; y el
subnivel, superior al anterior, de control del enlace lógico o LLC (Logical Link Control).
Los objetivos que subyacen esta decisión de la comisión del IEEE 802 son conseguir que el primer
nivel extremo a extremo, es decir LLC, sea independiente de la topología de la red, el medio físico
utilizado y el método para acceder al mismo. De esta forma, los posibles cambios de cualquiera de
estos tres aspectos, no implicaran modificaciones en el protocolo del enlace.
La principal función de la subcapa MAC consiste en determinar quien tiene derecho a acceder al canal
de comunicación, que ha de ser compartido por todos los usuarios conectados a la red de área local.
La función de la subcapa LLC es la agrupación de los bits en tramas, direccionamiento y
determinación de si las tramas recibidas son correctas.
El subnivel de control de acceso al medio o MAC se encarga de controlar como los dispositivos de la
red acceden al medio. Es lo que diferencia, por ejemplo, a una red Ethernet de una Token Ring o
Token Bus. Los dos métodos de acceso al medio más comunes en las LAN son el de detección de
portadora (CSMA/CD) y el de paso de testigo (Token Passing), que serán descritos a continuación.
2.3.1 CSMA/CD
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection) o acceso múltiple con escucha de
portadora y detección de colisión es el método de acceso al medio que utilizan las redes Ethernet (las
mas implantadas en el mundo empresarial con un 95% del mercado) que dispone de una topología
46
lógica de bus. Esto significa que la red puede estar físicamente dispuesta en bus o en estrella pero su
configuración a nivel funcional es el de un medio físico compartido por todas las terminales.
Su funcionamiento es el siguiente; antes de transmitir, un ordenador “escucha” el medio de
transmisión que comparten todos los terminales conectados para comprobar si existe una
comunicación. Si no detecta ninguna comunicación se pone a transmitir y en caso contrario esperara
un tiempo aleatorio (es aleatorio por que de lo contrario las dos estaciones implicadas en la colisión
volverían de nuevo a colisionar, pasado el tiempo de espera) antes de comenzar de nuevo el proceso.
Con esto se evitan interferencias con transmisiones en curso realizadas por otros terminales.
En el caso de que dos o más estaciones transmitan al mismo tiempo se produce una colisión, es decir,
las señales se interfieren mutuamente quedando “inservibles” para su correcta recepción por sus
respectivos destinatarios. Al estar escuchando una señal ininteligible, los terminales implicados en la
colisión cortan la transmisión que están realizando para, a continuación transmitir una secuencia
especial de bits, llamada señal de atasco, cuya misión es garantizar que la colisión dure lo suficiente
para que la detecten el resto de las terminales de la red. Esta señal tiene más de 32 pero menos de
48 bits con el objeto de que las computadoras conectadas a la red puedan interpretar que es un
fragmento resultante de una colisión. Las estaciones descartarán cualquier trama que contenga
menos de 64 octetos (bytes).
Conviene minimizar las colisiones, ya que reducen rendimiento, pero son un evento normal en
CSMA/CD:
El riesgo de colisión solo se da en los primeros 64 bytes, a partir de aquí la estación ya posee
el cable; es decir, ya nos aseguramos que el retardo de la transmisión de bits no supone que
otras terminales consideren el medio desocupado cuando realmente no es así.
47
Las tramas grandes dan lugar a menos colisiones.
En caso de colisión los reintentos se producen a intervalos aleatorios cada vez mayores
(retroceso exponencial binario truncado).
Este método de contienda es aplicable en medios de difusión o broadcast y sobresalen, como
características principales: su elevada eficacia (sobre todo en utilizaciones del medio en medias y
bajas), la flexibilidad de conexión, la facilidad de añadir o quitar equipos de la red, y su bajo retardo
(aunque no acotable determinísticamente). Es el método de acceso al medio adecuado para redes
que soporten aplicaciones que generan un bajo trafico en la red o trafico a ráfagas (como es el caso
de las aplicaciones ofimáticas); sin embargo, no es adecuada para aplicaciones de proceso en tiempo
real (control de procesos industriales, transmisión de voz y video, etc.)
2.3.2 Paso de testigo
El método paso de de testigo (token passing) se utiliza en diferentes redes (con pequeñas variantes)
que disponen de un anillo lógico: Token Ring, Token Bus y FDDI. Al contrario que en el método
anterior, éste se comporta de manera determinística, es decir, que una terminal de la red puede
transmitir en un intervalo de tiempo fijado.
El método de paso de testigo se vale de una trama especial o testigo, que va a ser monitorizado por
cada ordenador, para dar a éstos permiso o no de transmisión. En definitiva, las computadoras
conectadas al anillo lógico no pueden transmitir los datos hasta que no obtienen el permiso de
hacerlo.
Si el testigo esta libre (no existe ninguna estación que esté transmitiendo), cualquier estación que
tenga necesidad de transmitir pasará el testigo al estado de ocupado e iniciará la comunicación
48
insertando los datos detrás del testigo. En este momento el propietario del testigo es la estación que
esta transmitiendo, siendo esta la que dispone del control absoluto del anillo. La trama resultante
pasara por cada terminal, regenerándose, en el camino hacia la terminal destinatario de los datos.
Una vez la trama ha llegado a la estación destino, se copia en la memoria de éste pasando a
retransmitir la trama sobre la red cambiando una serie de bits de forma que la estación que envió la
información comprueba que la estación destino la recibió correctamente. De ser este caso, la estación
se encarga de liberar el testigo de manera que otras estaciones puedan realizar sus comunicaciones.
En el caso de que la estación destino no hubiera recibido correctamente la trama, la estación origen
de la comunicación la volvería a transmitir.
Este tipo de método de acceso es adecuado para las empresas que necesiten tener aplicaciones que
exijan un volumen de tráfico elevado y uniforme en la red (multimedia, CAD, autoedición, etc.).
Además de que las estaciones o computadoras tengan el mismo protocolo MAC, es necesario para el
funcionamiento de la LAN que cada computadora cumpla las mismas especificaciones en cuanto a
niveles de señales eléctricas, formato de las tramas, etc.
49
CAPÍTULO 3 | “VOZ SOBRE
IP”
50
CAPITULO 3. VOZ SOBRE IP
3.1.- Antecedentes
El sistema más común de telefonía en el planeta es aún analógico, especialmente en los extremos de
la red. La telefonía analógica usa la modulación de señales eléctricas sobre un cable para transportar
la voz.
Aunque es una tecnología muy antigua, las transmisiones analógicas tienen muchas ventajas: es
simple y mantiene el retraso de voz de punto a punto muy bajo porque la señal se propaga sobre el
cable casi a la velocidad de la luz.
También es económica cuando hay relativamente pocos usuarios hablando al mismo tiempo y no
están muy distantes entre sí. Pero la tecnología analógica más básica requiere un par de cables por
conversación activa, lo cual se vuelve rápidamente impráctico y costoso. La primera mejora a la
tecnología analógica “banda-base” se dió al multiplexar varias conversaciones en el mismo cable,
usando una frecuencia de transporte separada para cada señal. Sin embargo, la tecnología analógica
tiene algunas inconveniencias:
A menos que se utilicen switches manuales, los switches analógicos requieren una gran
cantidad de equipo electromecánico, el cual es costoso para comprar y mantener.
El ruido parasitivo se añade en todas las etapas de la transmisión porque no hay forma de
diferenciar la señal del ruido y la señal no puede ser limpiada.
Por estas razones, muchos países utilizan al día de hoy tecnología digital para su red telefónica
central y algunas veces incluso al final de la línea (ISDN). En muchos casos la línea del suscriptor
permanece analógica, pero la señal analógica es convertida en una ranura digital en el primer
intercambio local. Usualmente, la señal tiene un paso de bit de 64Kbit/s o 56 Kbit/s.
51
Con esta tecnología digital, muchos canales de voz pueden fácilmente ser multiplexados sobre la
misma línea de transmisión usando una tecnología llamada Multiplexaje por División de Tiempo (TDM,
Time Division Multiplexing). En esta tecnología, la ranura digital que representa una conversación está
dividida en bloques (usualmente octetos) y los bloques de varias conversaciones están intercalados
en ranuras de tiempo de las líneas de transmisión.
3.2.- Voz Sobre IP
La voz sobre IP (VoIP) es un caso particular de la voz sobre paquetes. Las tecnologías de
conmutación de paquetes hacen posible que servicios de comunicaciones como la voz, el fax y
aplicaciones de mensajería vocal, tradicionalmente soportados por redes de conmutación de circuitos,
sean ofrecidos por redes de conmutación de paquetes (VoIP), celdas (VoATM) o de tramas (VoRF).
La voz sobre Internet, concepto que se asocia comúnmente al de telefonía por Internet (ToIP), es un
caso particular de VoIP.
La voz sobre IP se define como la capacidad para hacer llamadas telefónicas y enviar faxes a través
de redes de datos basadas en IP (Protocolo de Internet) con una perfecta calidad de servicio y con
una mayor relación costo-beneficio.
Las comunicaciones de voz, hasta hace poco tiempo, únicamente podían soportarse a través de la
Red Telefónica Conmutada (RTC). Esta se trata de una red formada por nodos de conmutación de
circuitos o centrales telefónicas locales, provinciales, interprovicionales e internacionales, de manera
que para cursar una llamada previamente se comprueba que existan los recursos necesarios entre
origen y destino, en cuyo caso la comunicación queda establecida y ambos extremos podrán hablar.
Sin embargo, las redes de conmutación de paquetes funcionan de una manera muy distinta. La
información se divide en fragmentos más pequeños (paquetes, celdas o tramas) a los que se añade
una cabecera con información de enrutamiento, que son transmitidos de manera independiente hasta
52
el destino, donde se reensamblan para componer la información original. Esta diferencia de filosofía
va a imponer una serie de retos que las tecnologías de voz sobre paquetes tendrán que superar.
Una de las principales ventajas de las redes de voz sobre paquetes es que permiten la integración del
tráfico de voz y del tráfico de datos sobre una misma infraestructura de red, constituyendo así el
primer paso en la evolución hacia las verdaderas redes multiservicio (voz, datos y video).
3.2.1.- Componentes de una Red VoIP
Una red de voz sobre paquetes no deja de ser una red de datos, por lo que encontraremos los mismos
equipos que en las redes de datos tradicionales: routers, switches, etc. Sin embargo, para el soporte
de las comunicaciones vocales hacen falta equipos adicionales.
En el lado más cercano al usuario encontramos las terminales o teléfonos de voz sobre paquetes. El
hecho de que la voz se transmita en forma de paquetes de datos hace que sea posible implementar
las funcionalidades del teléfono en una aplicación software que, ejecutada en un equipo de cómputo,
envíe y reciba los paquetes de voz a través de la interfaz de la red del equipo de cómputo en que
reside. Este tipo de aplicaciones reciben el nombre de soft-phone.
Otro de los componentes característicos de las redes de voz sobre paquetes es la pasarela
(Gateway). Las redes de conmutación de paquetes (redes de datos) y las redes de conmutación de
circuitos (redes de voz) se basan en filosofías muy diferentes. Por ello, se plantea la necesidad de un
equipo que se encargue se solucionar los problemas derivados de integrar 2 tecnologías muy
distintas. Estos equipos son los gateways.
Otro elemento a considerar es el gatekeeper. Este es un elemento opcional en la red, pero cuando
está presente, todos los demás elementos que contacten dicha red deben hacer uso de él. Su función
es la de gestión y control de los recursos de la red, de manera que no se produzcan situaciones de
saturación del sistema.
53
Los distintos elementos pueden residir en las plataformas físicas separadas, o nos podemos encontrar
con varios elementos conviviendo en la misma plataforma. De este modo es bastante habitual
encontrar juntos Gateway y gatekeeper.
El estándar más extendido para este tipo de aplicaciones es el H.323, que define un amplio conjunto
de características y funciones, algunas necesarias y otras opcionales.
El H.323 es una familia de estándares definidos por el ITU-T para las comunicaciones multimedia
sobre redes (Wireless) LAN. Está definido específicamente para tecnologías LAN que no garantizan
una calidad de servicio (QoS). Algunos ejemplos son TCP/IP e IPX sobre Ethernet, Fast/Giga Ethernet
o Token Ring, pero la tecnología de red más común en la que se está implementando es IP. Utiliza los
mismos algoritmos de compresión para el vídeo y el audio que la norma H.320 (una norma previa),
aunque introduce algunos nuevos, y utiliza T.120 para la colaboración de datos.
La recomendación H.323 también soporta videoconferencia sobre conexiones punto a punto,
telefónicas y RDSI, pero en estos casos se debe disponer un protocola de transporte de paquetes tal
como PPP (Point to Point Protocol).
En resumen, los cuatro elementos más significativos para crear una red multimedia (VoIP en un caso
particular) sobre una red de área local, cableada o inalámbrica y, también, sobre redes MAN o WAN
de datos IP, son: Terminal, Gateway, Gatekeeper, Unidad de Control Multipunto y CTI (Computer
Telephony Integration o Integración de Telefonía Computarizada).
3.2.1.1.- Terminal
Una terminal es un extremo de la red que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real
con otro terminal, Gateway o unidad de control multipunto (MCU). Esta comunicación consta de
señales de control, indicaciones, audio, imagen en color en movimiento y/o datos entre los dos
terminales.
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Una conferencia H.323 que involucre a dos terminales, a un terminal y a una MCU o a un terminal y a
un Gateway, puede cambiar de un modo punto a punto a otro multipunto y viceversa fácilmente.
Desde una perspectiva de usuario, una conferencia multipunto involucra a tres o más extremos. Sin
embargo, el H.323 define un número diferente de modos para las llamadas multipunto que son los
siguientes:
Multipunto Multicast
Multipunto Unicast
Broadcast
Las diferencias entre estos modos son irrelevantes para el usuario. Sin embargo, desde un punto de
vista de red, son muy importantes.
3.2.1.2.- Gateway
Un Gateway (GW) es un extremo que proporciona comunicaciones bidireccionales en tiempo real
entre terminales en la red IP y otros terminales o gateways en una red telefónica conmutada. En
general, el propósito del mismo es, cuando se interconectan redes distintas, reflejar
transparentemente las características de un extremo de la red IP a otro en una red conmutada y
viceversa.
3.2.1.3.- Gatekeeper
El Gatekeeper (GK) es una entidad que proporciona la traducción de direcciones y el control de
acceso a la red (identificación y autorización) de los terminales gateways y MCU. El GK puede
también ofrecer otros servicios, tales como gestión del ancho de banda y localización de los gateways
o pasarelas.
3.2.1.4.- Unidad de Control Multipunto
Una unidad de control multipunto (MCU) es un extremo que proporciona la capacidad para que tres o
más terminales y gateways participen en una conferencia multipunto.
55
Adicionalmente a los tipos de componentes, H.323 describe una serie de estándares y protocolos,
codificadores de audio y video, RAS (registro, admisión y estado), señalización de llamadas y
señalización de control. H.323 define un nivel obligatorio de cumplimiento y soporte de las
especificaciones antes mencionadas para todas terminales en la red.
3.2.1.5.- CTI
Hasta el momento no se ha tratado uno de los aspectos más característicos de la telefonía: la
señalización, excepto la breve mención hecha del protocolo H.323.
En efecto, en una llamada telefónica existe un diálogo entre el usuario y los equipos de la red cuyo
objetivo es informar a ambos extremos del estado de su comunicación (tono de invitación a marcar,
tono de ocupado, timbre de llamada, etc.). Además, para el establecimiento del camino de
comunicaciones (circuito virtual) por el que circulará la conversación entre los interlocutores, es
necesario mantener otro diálogo entre los equipos de la red (centralitas o nodos de conmutación).
Todas estas tareas se engloban bajo el concepto de señalización y control de las llamadas y de ellas
se encarga una entidad gestora denominada servidor de señalización, aunque en algunos casos
también recibe el nombre de servidor CTI (Computer Telephony Integration) por razones históricas.
Las primeras experiencias de integración del mundo de la telefonía y el mundo de los datos se
basaban en aplicaciones que mostraban por pantalla información sobre la llamada que estaba
“sonando” en ese momento en un teléfono conectado, de algún modo, a un equipo de computo. Este
tipo de aplicaciones, llamadas CTI, exige una conexión entre la PBX y un servidor encargado de
coordinar el funcionamiento de ambos tipos de redes. Este servidor es el servidor CTI. Muchas veces,
por extensión, en redes de voz sobre paquetes al servidor se señalización se le llama también servidor
CTI.
3.3.- Codificación de la Voz
El primer paso para la transmisión de la voz por una red de datos es su digitalización. En efecto, la
señal de voz es de naturaleza analógica y, por tanto, no posee el formato adecuado para ser
56
manejada por equipos de datos por lo que es necesaria una conversión previa. La codificación de la
voz es un proceso crítico pues de ella depende, en gran parte, la calidad de la voz de la solución de
voz sobre paquetes.
La codificación de la voz no puede hacerse de manera aleatoria sino que sigue unas directrices
marcadas por las características espectrales de la señal de la voz. El ancho de banda de la voz está
comprendido entre 20Hz y 20KHz, si bien la mayor parte de la información que transporta se
concentra entre los 300 y los 3.400Hz. Por esta razón un canal telefónico tiene un ancho de banda de
3.3KHz (4KHz si incluimos unos espacios de guarda para evitar interferencia entre ellos), suficientes
para la inteligibilidad de la conversación, con lo que se ahorran medios y por un mismo circuito se
puede transmitir así más información y un menor costo.
3.3.1.- Muestreo y Cuantificación
El primer paso en el proceso de digitalización de una señal es muestrearla. El muestreo consiste en
recopilar los valores de la señal de voz tomados en instantes concretos con el fin de transformarla en
una señal discreta que sea manejable por un sistema digital, Figura 15.
Figura 15. Proceso de muestreo.
La limitación en banda de la señal de voz va a permitir reconstruir la señal completa seleccionando
algunas muestras de la misma, siempre y cuando dichas muestras de recojan con la suficiente
frecuencia. La condición necesaria para reconstruir la señal sin distorsión viene impuesta por el
Teorema de Muestreo o Teorema de Nyquist, que establece que el valor mínimo de la frecuencia de
muestreo (fs) debe ser el doble del ancho de banda de la señal que se desea muestrear (W):
57
fs>2W
Una vez muestreada la señal, el paso siguiente es discretizar también su amplitud. En efecto, la
amplitud de la señal es una magnitud continua que puede tener cualquier valor. Sin embargo, su
representación digital en un número limitado de bits obliga a encuadrarla en un conjunto finito de
valores discretos. Este proceso recibe el nombre de cuantificación y supone la introducción de un
cierto ruido de cuantificación.
La cuantificación consiste, básicamente, en dividir el rango dinámico de la señal en M niveles de
tamaño a (paso de cuantificador) y en cada instante obtener el valor de la señal a la salida del
cuantificador según una determinada distribución. Si todos los pasos del cuantificador son iguales, se
trata de una cuantificación uniforme.
En entornos telefónicos, cada muestra de voz se representa con 8 bits utilizando una codificación
PCM (Pulse Code Modulation). Con estos 8 bits es posible obtener hasta 256 valores posibles (28 =
256).
Sin embargo, la señal de la voz no tiene la misma distribución en todas las amplitudes, por lo que
sería deseable emplear más bits en los valores de amplitud más probables y realizar menos esfuerzo
en los menos probables. Este tipo de cuantificación es la cuantificación no uniforme. En realidad, la
cuantificación no uniforme equivale a someter a la señal a un proceso de compresión que modifique
su rango dinámico y a una cuantificación no uniforme. En el otro extremo, se deshace de esta
transformación.
Este proceso de compresión y expansión de la señal se llama compansión y es distinto en Europa y
Estados Unidos. En el primer caso, se sigue una ley logarítmica denominada ley A, mientras que en el
segundo recibe el nombre de ley µ.
58
3.4.- Tipos de CODEC
Un CODEC (abreviatura de COdificador /DECodificador) es el hardware o software encargado de
convertir la señal analógica a un conjunto de muestras digitales aptas para su transmisión por la red
de paquetes. En algunos casos realizan, además, una compresión de la señal reduciendo así los
requerimientos de ancho de banda.
La capacidad del canal de comunicaciones depende del número medio de bits empleados para
codificar un símbolo del alfabeto y de la frecuencia de muestreo.
Es decir, que el ancho de banda necesario depende directamente del CODEC. Por ello, cuando el
receptor es suficientemente robusto es posible renunciar a renunciar a recuperar la señal fielmente
muestreando a una frecuencia menor que la que marca el teorema de Nyquist, consiguiendo así una
disminución del ancho de banda necesario. Así, encontramos tres tipos de CODEC en función de la
técnica de codificación que empleen.
3.4.1.- Codificadores de forma de onda
Los codificadores de forma de onda producen altas tasas binarias y una buena calidad de la voz con
bajo retorno. Son simples y requieren unas prestaciones de rendimiento relativamente bajas. Su
objetivo es reproducir la forma de onda de la señal de voz en el dominio temporal tan fielmente como
sea posible. El ejemplo más representativo es el CODEC G.711, que codifica la voz a la frecuencia de
Nyquist con 8 bits por muestra, dando como resultado un ancho de banda de 64Kbps.
3.4.2.- Codificadores adaptativos diferenciales
Una variante de los codificadores de forma de onda, son los codificadores adaptativos diferenciales
que, en lugar de codificar el valor de cada muestra, codifican la diferencia entre dos muestras
consecutivas. De esta manera, ofrecen anchos de banda de salida menores. Algunos ejemplos son el
CODEC G.721 y el G.726.
59
3.4.3.- Codificadores de voz
Por su parte, los vocoders o codificadores de voz, suponen un ancho de banda menor (de 2.4Kbps a
8Kbps) a cambio de una mayor potencia de procesamiento y una menor calidad en la señal
digitalizada. Las técnicas de predicción lineal que utilizaban se basan en el análisis de tramas de voz
para obtener una serie de parámetros que caracterizan la forma del tracto vocal humano y las cuerdas
durante el periodo de dicha trama.
En cuanto a la calidad obtenida, una regla general es que la calidad de la voz digitalizada se degrada
a medida que la tasa binaria disminuye. Sin embargo, esto no quiere decir que la calidad y el régimen
binario sean proporcionales.
Por otra parte, cuanto mayor es la compresión, tanto mayor es el retardo introducido por el CODEC.
De manera genérica, un CODEC realiza, en primer lugar, un procesado intratrama (producido por la
necesidad de almacenar una trama de muestras de voz completa para procesarlas en el codificador
de la voz) y, en segundo lugar, un procesado intertrama (resultado de procesar parte de la siguiente
trama con el fin de analizar la correlación entre tramas para conseguir una mayor compresión de la
señal).
3.4.4.- CODEC G.711
El CODEC G.711 tiene dos versiones conocidas como ley A (usado en Europa) y ley µ (usado en
USA y Japón). Ley µ se corresponde con el estándar T1 usado en Estados Unidos y ley A con el
estándar E1 usado en el resto del mundo.
3.4.5.- CODEC G.729
Existen varias versiones del Codec G.729 que es interesante explicar por su extendido uso:
G729: es el CODEC original
G729A: es una simplificación de G729 y es compatible con G729. Es menos complejo pero
tiene algo menos de calidad.
G729B: Es G729 pero con supresión de silencios y no es compatible con las anteriores.
60
G729AB: Es G729A con supresión de silencios y sería compatible solo con G729B
3.5.- Protocolos
Hoy en día, existen diversos protocolos para transmitir voz sobre IP, los cuales definen la manera en
que los dispositivos de este tipo deben establecer comunicación entre sí, además de incluir
especificaciones para CODECS (codificador-decodificador) de audio para convertir una señal auditiva
a una digitalizada compresa y viceversa.
Los protocolos más importantes utilizados en los sistemas de telefonía IP son los siguientes:
H.323: es un protocolo estándar diseñado por la ITU para las conferencias interactivas. Fue
diseñado originalmente para comunicaciones multimedia en un ambiente sin conexión, como
por ejemplo las redes LAN. El protocolo H.323 es un conjunto de estándares que definen
todos los aspectos de la transmisión sincronizada de voz, video y datos. Además de lo
anterior, el protocolo H.323 define la señalización de llamados entre usuarios finales.
MGCP (Media Gateway Control Protocol): es un estándar emergente para el control de los
gateways que se conectan a la PSTN (Public Switched Telephone Network). MGCP define un
protocolo para controlar los gateways de VoIP que se encuentran conectados a dispositivos
externos de control de llamados, generalmente denominados agentes de llamados. Provee la
capacidad de señalización para dispositivos de borde más económicos, como los gateways,
los cuales no contienen una pila de protocolos dedicados para la completa capacidad de
señalización de voz. En esencia, cada vez que un evento ocurre en el puerto de un gateway,
dicho puerto reporta ese evento al agente de llamados. Este agente luego señaliza el
dispositivo para proveer algún servicio.
61
SIP (Session Initiation Protocol): un protocolo detallado que especifica los comandos y
respuestas para establecer y terminar llamados. SIP también detalla otras características
como seguridad, proxy (puente) y servicios de transporte TCP o UDP. SIP y sus protocolos
asociados proveen anuncios e información sobre las sesiones multicast de usuarios en una
red. Define además la señalización entre dispositivos de usuarios finales. SIP es un protocolo
basado en texto que toma prestados muchos elementos de HTTP (Hypertext Transfer
Protocol), usando el mismo tipo de requerimientos y respuestas, además de tener similares
códigos de encabezados y de respuestas. También adopta de HTTP una forma modificada de
direccionamiento de direcciones como URL (Uniform Resource Locator).
RTP (Real-Time Transport Protocol): es un estándar de la IETF (Internet Engineering Task
Force) para la transferencia de flujos de datos multimedia. RTP transporta la información
utilizable de los paquetes de datos por medio de la red IP. Provee además encabezados de
tiempo y números de secuencia para el procesamiento ordenado de los paquetes de voz.
RTCP (Real-Time Control Protocol): provee la información de control necesaria para el flujo de
datos mediante protocolo RTP. Cada flujo RTP tiene asociado un flujo RTCP que reporta
estadísticas de un llamado. Uno de los usos importantes de RTCP es el establecimiento de
reportes de QoS (Quality of Service).
3.5.1 Comparación de Protocolos de Señalización
Los protocolos de señalización de telefonía IP presentan ventajas y desventajas particulares que
incentivan o desincentivan su utilización en determinados ambientes de red. En la presente sección se
realiza un análisis comparativo entre los protocolos H.323, SIP y MGCP, sus modelos de control de
llamados y sus formas de señalización.
62
En un modelo genérico de telefonía IP, los componentes de señalización y control de llamadas son
identificados como componentes comunes de control y terminación. Los componentes comunes de
control proveen un conjunto de servicios adicionales: administración de llamados y registro, estado de
las llamadas, manejo de direccionamiento y control de admisión. La realización de todas las tareas
anteriores es bastante común en los tres protocolos estudiados y es realizado por dispositivos
establecidos en la definición de dichos estándares. En el caso de H.323, los dispositivos asociados a
dicho servicios son el gatekeeper, el gateway y la terminal; en SIP los dispositivos correspondientes
son servidor Proxy, gateway y cliente; en MGCP análogamente se tiene el Call Agent y el gateway. Lo
anterior muestra que a nivel de arquitectura de señalización los tres protocolos estudiados son
bastante similares.
En los tres protocolos el dispositivo más global es, respectivamente, el gatekeeper, servidor Proxy y
Call Agent. La misión de este dispositivo es proveer la información necesaria al sistema de la
localización de los gateways, de manera que las llamadas entre redes lejanas no requieran muchas
consultas al momento de elegir la señalización hacia determinada red. Los gateways entregan el
punto de salida a las redes locales, cumpliendo funciones similares a los routers en el caso de la
comunicación de datos, pero proporcionando además el cambio de medio necesario para
compatibilizar el mundo de la telefonía tradicional y el mundo de la telefonía IP. Finalmente, los
protocolos H.323 y SIP definen el punto final de conexión, el cual está dado por el terminal y el cliente,
respectivamente.
En cuanto a las características de cada protocolo, se puede apreciar una comparación en la tabla 3,
así mismo se detalla cada uno de los puntos.
3.5.1.1 Estandarización
A pesar de que la organización que definió los protocolos de señalización no debiera ser un factor
importante al momento de comparar los estándares anteriores, el hecho de que la IETF y la ITU-T
trabajan bajo diferentes condiciones tiene un impacto en su resultado y en la velocidad de su trabajo.
63
En general se ha apreciado durante la existencia de la ITU-T que es una organización que se ha
caracterizado por los atrasos en la publicación de sus normas. Sin embargo, dichos atrasos son el
fruto de rigurosos procedimientos que se transforman en recomendaciones maduras, que requieren un
gran grado de consenso y que, por lo anterior, son mayormente aceptadas a nivel internacional.
La IETF se caracteriza dar respuesta rápida a sus demandas, aunque sus soluciones pueden ser
menos maduras que las recomendaciones publicadas por la ITU-T.
H.323 SIP MGCP
Estandarización ITU-T IETF IETF
Arquitectura Distribuida Distribuida Centralizada
Transporte de
señalización
TCP, UDP TCP, UDP UDP
Multimedia Si Si Si
Codificación de
control de llamadas
Notación Abstracta Texto Texto
Servicios
suplementarios
Provisto por los
terminales o por control
de llamados
Provisto por los
terminales o por control
de llamados
Solamente provisto por
el control de llamados
Tabla 3. Características comparativas de protocolos de señalización
3.5.1.2 Arquitectura
Afecta principalmente al tipo de arquitectura de telefonía IP que se desee implementar. En el caso de
una empresa con muchas sucursales pequeñas puede ser recomendable, por ejemplo, una
arquitectura centralizada (un procesador de llamados único atiende a todas las sucursales), mientras
que en una empresa con pocas sucursales, pero de mayor tamaño, sería más conveniente la
implantación de una arquitectura distribuida (un procesador de llamadas en cada sucursal).
64
3.5.1.3 Transporte de Señalización
Las transmisiones que utilizan el protocolo TCP presentan mejores condiciones de control, sin
embargo son más lentas, pues requieren una mayor cantidad de transacciones. El protocolo UDP
proporciona mayor velocidad de transmisión, pero sin asegurar control de envío. La elección de qué
protocolo de transporte utilizar puede ser importante, por ejemplo, en el establecimiento de una
llamada.
3.5.1.4 Multimedia
Se refiere a la capacidad del protocolo de transportar distintos tipos de información, como audio, video
o datos.
3.5.1.5 Codificación del Control de Llamadas
En general, se puede apreciar que los sistemas de codificación basados en texto son más fáciles de
codificar, decodificar y menos conflictivas. Las codificaciones abstractas se caracterizan por ser más
compactas y eficientes.
3.5.2 Protocolo H.323
H.323 es el estándar creado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) que se compone
por un protocolo sumamente complejo y extenso, el cual además de incluir la voz sobre IP, ofrece
especificaciones para vídeo-conferencias y aplicaciones en tiempo real, entre otras variantes.
Las fuerza de H.323’s se basa en su capacidad de servir en un variedad de papeles, incluyendo la
comunicación de multimedia (voz, vídeo, y comunicación de datos), así como usos donde es vital el
trabajar con la PSTN. H.323 fue diseñado desde un principio para las comunicaciones multimedia
65
sobre redes IP, convirtiéndose en la solución perfecta para las redes de comunicaciones multimedia
en tiempo real basadas en paquetes.
H.323 establece los estándares para la compresión y descompresión de audio y vídeo, asegurando
que los equipos de distintos fabricantes se intercomuniquen. Así, los usuarios no se tienen que
preocupar de cómo el equipo receptor actúa, siempre y cuando cumpla este estándar. Por ejemplo, la
gestión del ancho de banda disponible para evitar que la LAN se colapse con la comunicación de
audio y vídeo también está contemplada en el estándar, esto se realiza limitando el número de
conexiones simultáneas.
También la norma H.323 hace uso de los procedimientos de señalización de los canales lógicos
contenidos en la norma H.245, en los que el contenido de cada uno de los canales se define cuando
se abre. Estos procedimientos se proporcionan para fijar las prestaciones del emisor y receptor, el
establecimiento de la llamada, intercambio de información, terminación de la llamada y como se
codifica y decodifica. Por ejemplo, cuando se origina una llamada telefónica sobre Internet, los dos
terminales deben negociar cual de los dos ejerce el control, de manera tal que sólo uno de ellos
origine los mensajes especiales de control. Un punto importante es que se deben determinar las
capacidades de los sistemas, de forma que no se permita la transmisión de datos si no pueden ser
gestionados por el receptor.
3.5.2.1 Ventajas H.323
Es el protocolo que por largo tiempo ha provisto de señalización y control de llamados a los sistemas
de VoIP, por lo tanto, es un estándar maduro y estable. Con un diseño apropiado, el protocolo H.323
es escalable (se acomoda a la implementación de grandes redes distribuidas) y adaptable (permite la
incorporación de nuevas características)
66
3.5.3 Protocolo SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
SIP fue desarrollado por la IETF (Internet Engineering Task Force) específicamente para telefonía IP,
que a su vez toma ventaja de otros protocolos existentes para manejar parte del proceso de
conversión, situación que no se aplica en H.323 ya que define sus propios protocolos bases.
SIP es un protocolo de señalización orientado a conexiones extremo a extremo. Esto significa que
toda la lógica se encuentra almacenada en los dispositivos finales. La ventaja es la escalabilidad que
se obtiene pues los servidores no son saturados con mensajes SIP.
La configuración más simple para establecer una sesión SIP es utilizando solo 2 agentes usuarios
(UA) conectados uno al otro. Los elementos básicos de un sistema SIP son los UA y los servidores de
red.
El agente de usuario se conforma por el UAS (User Agent Server) y UAC (User Agen Client). Son las
entidades finales que usan SIP para conectarse uno con otro y definir las características de la sesión.
Un SIP Proxy es aquel que realiza una petición a nombre de un UA hacia otro Proxy u otro UA. La
tarea más importante de un Proxy Server es encaminar las invitaciones de sesión para llevarlas hasta
el UA llamado. Una invitación de sesión atravesará comúnmente un conjunto de Proxies hasta
encontrar a aquel que conozca la localización exacta del UA buscado.
3.5.3.1 Ventajas SIP
SIP es un protocolo multimedia que utiliza la arquitectura y los mensajes que se encuentran en las
más populares aplicaciones de Internet. Al utilizar una arquitectura distribuida, SIP toma las ventajas
del modelo de Internet, para redes de telefonía IP y sus aplicaciones. SIP es un protocolo que permite
construir redes de gran escala que sean escalables y redundantes. Aunque la IETF está realizando
esfuerzos por compatibilizar SIP con los sistemas tradicionales de telefonía, dicho protocolo está
67
pensado para soportar los modelos de comunicación de próxima generación que utilizan Internet y sus
aplicaciones. Además de lo anterior, la ausencia de procesamiento centralizado hace a SIP más
adaptable para las organizaciones dinámicas y en constante crecimiento.
3.6.- Limitaciones Tecnológicas
Las comunicaciones de voz sobre paquetes, como consecuencia de su naturaleza, imponen una serie
de retos tecnológicos que habrá que superar y que derivan del funcionamiento propio de una red de
conmutación de paquetes. Algunos son:
Las pérdidas de paquetes debidas, básicamente, a la limitación del ancho de banda de la red
y a la congestión de los routers.
El retardo sufrido por los paquetes debido al procesamiento a que es sometida la señal de voz
y al recorrido de los paquetes de voz por la red.
El jitter de los paquetes consecuencia de que cada paquete se transmite independientemente
del resto.
El eco debido al acoplo que sufre la señal entre los distintos sentidos de la comunicación.
Figura 16.Fundamentos de la voz sobre paquetes
68
3.6.1.- Pérdida de paquetes
La pérdida de paquetes es un fenómeno común a todas las redes de conmutación de paquetes. En
este tipo de redes no existe ninguna reserva de recursos previa al envío de los paquetes de
información por lo que es probable que algún nodo de la red no sea capaz de manejar un paquete
entrante y lo descarte, dando lugar a una pérdida. Aunque la mejora de la arquitectura de la red
proporciona una solución al problema de las pérdidas, supone una opción muy cara y a corto plazo,
por lo que no se trata de una solución definitiva y hay que buscar otras opciones.
Las pérdidas disminuyen la calidad de la voz y esta disminución depende del CODEC, de manera que
cuanto mayor sea la tasa de comprensión tanto mayor es la disminución de la calidad que se produce
como consecuencia de las pérdidas de paquetes. Con el fin de atenuar los efectos de las pérdidas de
paquetes, se han desarrollado cuatro grupos de medidas:
Corrección de errores (FEC, Forward Error Control): consiste en adjuntar con cada paquete,
información de redundancia de paquetes vecinos de manera que si se produce una pérdida
sea posible inferir el valor del paquete perdido partiendo de los valores de sus vecinos. Esta
información de redundancia puede ser independiente del flujo de datos o bien emplear las
características de dicho flujo para reconstruir el paquete perdido. El principal inconveniente es
que introducen un retardo adicional ya que para recuperar el paquete N es necesario, al
menos, el paquete N+1.
Distribución de errores: consiguen de forma aleatoria las pérdidas en paquetes
consecutivos. Sin embargo, requieren mayor ancho de banda e introducen un retardo
adicional que puede acarrear la superación de los límites establecidos por lo que deben
emplearse con cuidado.
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Recuperación de errores (Packet Loss Conceilment): minimizan los efectos del paquete
perdido sustituyendo el paquete perdido por otro que depende de la técnica concreta que se
aplique. Esta sustitución puede ser tan simple como emplear un paquete de silencio o un ruido
blanco hasta tan complejas como la predicción del valor del paquete perdido a partir de sus
vecinos. En este sentido, conviene tener en cuenta que a mayor complejidad, mayor coste de
procesamiento y mayor retardo introducido.
3.6.2.- Retardo
El estudio del retardo debe afrontarse desde una doble perspectiva. No hay que perder de vista que
una de las características más importantes de la voz es su temporalidad. En efecto, dos sílabas
pertenecen a una misma palabra si se pronuncian dentro de un cierto intervalo de tiempo, por lo que si
se introdujera demasiado retardo entre ellas la melodía de la voz se perdería, afectando
negativamente a la inteligibilidad del mensaje transmitido. Por lo tanto, el primer problema que se
plantea es determinar el umbral de retardo por debajo encima del cual la calidad de la voz se
considera inaceptable. Una vez se haya obtenido este valor, el paso siguiente es identificar las fuentes
de retardo y optimizar su comportamiento para que no se supere el valor umbral.
Establecer un umbral de retardo no es sencillo ya que depende de factores objetivos y subjetivos. Por
ejemplo, en sistemas de comunicaciones móviles se acepta un mayor retardo a cambio de disfrutar de
la movilidad. La recomendación G.144 de la ITU-T establece una relación entre la calidad percibida y
el retardo es un solo sentido. Para la gran mayoría de aplicaciones un valor válido del retardo máximo
en un solo sentido es 150ms. Sin embargo, en aplicaciones de larga los usuarios se encuentran
psicológicamente predispuestos a tolerar mayores valores de retardo (entre 150ms y 400ms). Por
encima de 400ms el retardo no es aceptable en casi ningún caso.
Existen varios tipos de retardo:
Retardo de procesamiento del CODEC (x): es el tiempo empleado por el CODEC en
codificar y comprimir la señal de la voz.
70
Retardo de empaquetamiento (π): se define como el tiempo empleado en rellenar un
paquete de la red de datos con tramas de voz comprimida. Este retardo es función de
muestras por bloque que requiere el CODEC y del número de bloques por trama de voz. El
valor por defecto son 20ms (RFC 1890), aunque algunos CODEC, como G.723.1, generan
paquetes cada 30ms. Si no se emplea la multiplexación de flujos RTP, cada paquete RTP
contiene una única trama de voz.
Retardo de serialización (σ): es el debido a la interfaz de red. Una vez que la señal de voz
se encuentra digitalizada y comprimida, es necesario prepara la señal resultante para su
transmisión por una determinada línea. En esa preparación se invierte un cierto tiempo
denominado retardo de señalización, y depende de la velocidad de la línea y del tamaño de la
trama. El retardo de serialización es fijo, dados la velocidad de la línea y el tamaño de la
trama.
El retardo de serialización acontece cada vez que el paquete atraviesa un dispositivo store-and-
forward como un router o un switch.
Retardo de supresión de jitter (∆): durante la decodificación de la voz, todos los sistemas
requieren el almacenamiento temporal de los datos que le llegan de la red con el fin de
absorber las variaciones en la cadencia de llegada de los paquetes (jitter).
Retardo de encolado (β): es el debido a los protocolos empleados y a los elementos de la
red (conmutadores y routers) en los que los paquetes deben esperar para ser transmitidos por
la misma línea de salida. Puesto que el número de paquetes en espera en la cola de
transmisión depende de la caracterización estadística del tipo de tráfico al que pertenezcan
71
dichos paquetes, el retardo de encolado varía mucho de un paquete a otro. En cualquier caso,
las redes de VoIP deben implementarse con el menor número de saltos posible.
Retardo de conmutación de la red (ω): hace referencia al tiempo que tarda la red en
transportar la información del origen al destino. Dentro de la denominación de retardo de
conmutación se agrupan el retardo de acceso al medio, el retardo de propagación (la
recomendación G.114 aconseja un valor de 6µs/Km) y retardo asociados a servicios de red.
Aparte de las fuentes de retardo descritas anteriormente, es posible que existan otras específicas de
la implementación concreta que se esté utilizando. Por ejemplo, los sistemas multimedia empleados
por algunos equipos de computo introducen retardos adicionales debidos a las ineficiencias del
sistema operativo y el retardo de la tarjeta de sonido.
El retardo causa dos problemas:
Eco: es consecuencia de las reflexiones que sufre la señal en el otro extremo. Cuando el
retardo de ida y vuelta supera un cierto umbral (establecido por la ITU en 50ms), el hablante
comienza a escuchar una versión retardada de sus propias palabras. Si dicho retardo
alcanzara niveles muy elevados, mantener una conversación podría llegar a ser imposible.
Solapamiento de la voz de los interlocutores: en el transcurso de una conversación se
producen pausas que invitan al otro interlocutor a contestar. Si la respuesta no llega en un
intervalo de tiempo razonable, el hablante original podría continuar hablando, de tal suerte que
cuando llegara la respuesta esperada, la voz de ambos se solaparía haciendo imposible la
comunicación. El umbral de retardo a partir del cual este fenómeno empieza a aparecer se
encuentra en torno a los 150ms.
72
3.6.3.- Jitter de la red
En una red de conmutación de paquetes cada uno de ellos recorre un camino diferente desde el
origen hasta el destino. Al ser el tránsito por la red diferente para cada paquete también lo puede ser
el retardo sufrido por ellos. Esta fluctuación del retardo es lo que recibe el nombre de jitter, y llega a
ser más perjudicial incluso que el propio retardo. Si un paquete se retarda más de lo debido, no llegará
a tiempo al receptor, por lo que se dará por perdido disminuyendo así la calidad de la voz.
La supresión del jitter supone el almacenamiento de los paquetes en un buffer durante el tiempo
suficiente para permitir que los paquetes más lentos puedan ser interpretados dentro de la secuencia
correcta y así entregarlos todos con la misma cadencia.
Generalmente, el tamaño del buffer de supresión de jitter es una solución de compromiso entre el
retardo de los paquetes y la tasa de pérdidas, de manera que cuanto mayor es el tamaño del buffer,
mayor es el retardo y menores las pérdidas. Por esta razón, lo ideal es que el tamaño del buffer varíe
dinámicamente con las condiciones de la red.
3.7.- Eco
En términos muy generales, el eco puede definirse como el fenómeno que se produce cuando, en
cualquier comunicación, el emisor recibe parte de la señal que él mismo envió junto con la procedente
del otro extremo o en ausencia de ésta. Cuanto mayor sea el tiempo que transcurre entre la señal
original y la recibida de retorno, tanto más molesto será el eco, llegando incluso a hacer inteligible la
conversación. Los motivos por los que se produce eco en las redes de voz sobre paquetes son los
mismos de las redes telefónicas convencionales. Sin embargo, el hecho de que el retardo en aquellas
sea mayor puede agravar sus efectos.
De manera general, las causas del eco son dos. Por una parte, encontramos el eco acústico debido
al acoplo entre el micrófono y el altavoz del terminal y, por otra, está el eco eléctrico producido por las
reflexiones que sufre la señal generada en la conversión de dos a cuatro hilos.
73
El eco acústico suele ser despreciable en los teléfonos convencionales. Sin embargo, en teléfonos IP
(donde en muchas ocasiones el micrófono y el altavoz están integrados) y teléfonos móviles, adquiere
la suficiente entidad como para que sean tenidos en cuenta. Se disminuye aislado en mayor medida la
parte de emisión la parte de recepción del terminal, lo que redunda en un mayor costo del mismo.
En cuanto al eco eléctrico, constituye uno de los problemas principales en una red de paquetes puesto
que, en este caso y por el contrario a lo que sucede en las redes telefónicas convencionales, el RTT
es, a menudo, mayor de los 50 ms (umbral de enmascaramiento). Este tipo de eco se produce como
consecuencia de una desadaptación de impedancias en la conversión de 2 a 4 hilos. En efecto, en el
bucle telefónico convencional los dos sentidos de la comunicación se transportan sobre un único par
(2 hilos), mientras que entre las centrales de conmutación de la RTPC (Red Telefónica Pública
Conmutada) se emplean pares separados (4 hilos). Por tanto, es necesaria una conversión que tiene
lugar en un dispositivo denominado bobina híbrida, situado en las centrales. Esta conversión no es
perfecta y, por ello, parte de la señal incidente se refleja y vuelve por el mismo camino por el que
llegó.
A la hora de analizar el eco en una red de voz sobre paquetes conviene tener en cuenta el camino que
recorre la señal, ya que el eco únicamente se produce en los segmentos analógicos y no en los
digitales.
La principal fuente de eco son las bobinas híbridas, donde tiene lugar la conversión de 2 a 4 hilos. Se
trata de un dispositivo físico no ideal, por lo que una parte de la fracción de la señal recibida se
reflejará y se sumará a la señal transmitida. La magnitud de la señal reflejada recibe el nombre de
ERL (Eco Return Loss) y que se define como:
ERL = Amplitud de la señal fuente – Amplitud del eco
Sin embargo, el ERL no es una propiedad exclusiva de la bobina híbrida, si no que, además, depende
de la carga del dispositivo de terminación, que puede ser bien un teléfono o una PBX. En cualquier
caso, cuanto mayor sea la desadaptación de impedancias, menor será el valor del ERL y mayor la
amplitud de la señal del eco.
74
Otra fuente de eco muy importante es el llamado circuito de cola. Una de las condiciones
indispensables a la hora de transmitir voz sobre una red de paquetes es la digitalización de la señal.
Si el teléfono es digital, es el propio terminal el encargado de ello. Sin embargo, existen entornos en
los que los teléfonos son analógicos y la conversión deberá realizarla la pasarela. En estos casos,
existe un tramo de señal entre la pasarela y el terminal en el que la señal es analógica. Este tramo es
lo que se conoce con el nombre de circuito de cola. Por ello, como regla general, se debe llevar la
transmisión digital lo más cerca posible del teléfono.
Finalmente, otros elementos que influyen notablemente en el eco son los routers. Aunque se trata de
elementos digitales y, por ello, técnicamente no son considerados como fuentes de eco, al introducir
un retardo adicional en los paquetes de voz, podría ocurrir que un eco que hasta entonces no se había
puesto de manifiesto hiciera su aparición.
La ITU-T ha desarrollado una serie de estándares que abordan la cancelación del eco empleando
filtros adaptativos entre los que se encuentran las recomendaciones G.165 y G.168 y que especifican
los criterios de calidad que debe cumplir un cancelador de eco. La cancelación del eco consta de dos
fases: almacenamiento y comparación.
En primer lugar, y con el fin de identificar la señal reflejada, el cancelador de eco almacena la señal
entrante (rama A) en una memoria FIFO cuyo tamaño está determinado por el retardo de eco previsto.
La señal entrante continúa su camino hacia el receptor y llega a la bobina híbrida, donde parte de ella
se refleja (eco) y se suma a la voz del usuario (rama B). El filtro adaptativo calcula una estimación del
eco y resta a la señal de la rama B la estimación del eco, eliminándolo completamente (caso ideal) o,
al menos, reduciéndolo de manera considerable (caso real).
La cancelación del eco puede llegar a ser un proceso muy costoso desde el punto de vista de los
recursos que consume y, puesto que la potencia de procesamiento es un recurso finito, cuantos más
recursos se inviertan en la cancelación del eco, menos canales de voz se podrán procesar. Es, por
tanto, necesario llegar a una solución de compromiso.
75
3.8.- Compresión de Silencio (VAD, DTX, CNG)
Durante una conversación, solo hablamos en promedio 35% del tiempo. Entonces, la compresión del
silencio es una característica importante. En una llamada punto-a-punto se ahorra hasta un 50% del
ancho de banda, pero en transmisiones de llamadas descentralizadas el promedio de actividad de
cada participante se reduce y el ahorro es aún mayor.
La compresión de silencio incluye 3 componentes principales:
VAD (Voice Activity Detector, Detector de Actividad de Voz): Este es el responsable de
determinar cuando un usuario está hablando y cuando está en silencio. Este debería ser muy
responsivo (de otra forma la primer palabra puede perderse y silencio no deseado puede
ocurrir al final de las oraciones) sin ser activado por el ruido de fondo.
DTX (Discontinuous Transmisión, Transmisión Discontinua): Esta es la habilidad del
CODEC de detener las tramas de transmisión cuando el VAD ha detectado un periodo de
silencio. Si la transmisión es detenida completamente, entonces debe poner el bit marcador
del primer paquete RTP después del periodo de silencio. Algunos CODECs avanzados no
detendrán la transmisión completamente, en lugar de ello cambiaran a modo de silencio en el
cual usan mucho menos ancho de banda y solo enviarán una parte mínima de parámetros
(intensidad, etc) con el fin de permitir al receptor generar el ruido de fondo.
CNG (Comfort Noise Generator, Generador de Ruido de Conforte): parece lógico creer
que cuando el que llama no está hablando, solo hay silencio en la línea y cuando el VAD
detecta un periodo de silencio debería ser suficiente para apagar la bocina por completo. De
hecho, esta afirmación es completamente errónea. Si la bocina se apaga por completo, el
tráfico de la calle y otro ruido de fondo que se pudiera escuchar mientras quien llama estaba
hablando se detendría abruptamente. La persona a quien se llama tendría la impresión que la
línea ha sido cortada y preguntaría a quien lo llamo si aún está en la línea. El CNG está para
76
evitar esto y recrear un poco del ruido de fondo. Con los CODECs más primitivos que
simplemente detienen la transmisión, utilizaran un poco de ruido aleatorio con un nivel
deducido de los niveles mínimos grabados durante periodos de habla activos. CODECs más
avanzados como G.723.1 o G.729B tienen opciones para enviar suficiente información para
permitir la decodificador remoto regenerar ruido ambiente cercano al ruido de fondo original.
3.9.- Calidad de Voz en Redes de Paquetes
La calidad ofrecida por las redes telefónicas convencionales (RTC) se ha convertido en referencia a la
hora de analizar la calidad de la voz en cualquier tipo de red.
Esta elevada calidad es debida, entre otras razones, a la reserva de recursos que tiene lugar como
paso previo a la transmisión de información. Sin embargo, en las redes de voz sobre paquetes la
calidad de servicio deja de estar garantizada.
3.9.1.- Medidas subjetivas
Tradicionalmente, para medir la calidad de la voz, característica de una red, se utilizaba la claridad de
la voz, entendida ésta como la fidelidad con que es percibida la voz que se origina en un extremo de la
red por el usuario que se encuentra en el otro extremo. De esta definición se deduce que la claridad
de la voz es un parámetro subjetivo que depende de la distorsión introducida por los componentes de
la red que es independiente del retardo (aunque el jitter si ejerce gran influencia) y del eco (puesto que
éste es escuchado por el emisor y la calidad se evalúa en el receptor). No obstante, en las redes de
voz sobre paquetes son necesarias, además, otras medidas basadas en la calidad de la percepción.
Se han desarrollado dos grandes grupos de técnicas que se clasifican en función del método de
evaluación de los resultados en medidas subjetivas y medidas objetivas.
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Las más intuitivas son las medidas subjetivas. Básicamente, se trata de efectuar una llamada
telefónica a través de la red de paquetes y comprobar la calidad de la conversación mantenida. La
medida subjetiva más empleada es la escala MOS (Mean Opinion Score), que consiste en someter a
la prueba anterior a un volumen de individuos relativamente elevado y evaluar la claridad media
percibida. La escala MOS está recogida en la recomendación P.800 de la ITU, aunque en la
recomendación P.830 se proporciona una descripción más detallada de métodos subjetivos de prueba
de la calidad de los CODEC. Existen varios tipos de escalas MOS, en función de la prueba que se
lleve a cabo, aunque la más utilizada es la que puntúa la claridad de la voz.
El principal problema de las escalas MOS y de las medidas subjetivas en general es que dependen de
la actitud, el nivel cultural, las características fisiológicas, etc. De los individuos que participan en la
evaluación. Además, resultan muy caras debido a la gran cantidad de personas necesarias y a la
compleja elaboración de los planes de pruebas. Por ello, son necesarias medidas objetivas, mucho
más manejables desde el punto de vista de la ingeniería.
3.9.2.- Medidas Objetivas
Las medidas objetivas se basan en el empleo de una señal de referencia o a la monitorización del
tráfico en el tiempo real. Son medidas fiables, eficientes y rápidas en comparación con las mediciones
subjetivas. En los últimos años se ha producido un gran avance en este campo. Se dispone de los tres
estándares siguientes:
PSQM (Perceptual Speech Quality Measurement): obtiene una serie de puntuaciones que
predicen los resultados de las pruebas subjetivas. Ha sido diseñada especialmente para
anchos de banda telefónicos (300 – 3.400 Hz) y para CODEC de voz. PSQM se aprobó como
la recomendación P.861 de la ITU-T.
PAMS (Perceptual Analysis Measurement System): para medir la claridad de la voz de la
señal de salida percibida, en comparación con lo de la señal de entrada, emplea un modelo
basado en los factores que influyen en la percepción humana. Aunque es similar a PSQM en
78
muchos aspectos, utiliza técnicas de procesamiento diferentes y un modelo perceptual
distinto.
PESQ (Perceptual Evaluation of Speech Quality): al igual que las anteriores, está
optimizada para señales de ancho de banda telefónico.
Además de estas técnicas, la recomendación G.107 de la ITU-T define un modelo empleado para
predecir el comportamiento del sistema físico y para estimar la calidad de la voz resultante, dadas
unas ciertas características de la transmisión en cuanto a pérdidas, retardo y jitter.
3.10.- Calidad de Servicio (QoS)
Entre los nuevos desarrollos que, sin duda, estimularán la adopción de la telefonía IP en las empresas
y otras organizaciones, está la evolución hacia soluciones capaces de soportar el correcto
funcionamiento de la VoIP en redes inalámbricas. Así, pues, las WLAN corporativas deben estar
preparadas para garantizar la calidad de servicio que exigen las nuevas aplicaciones multimedia,
mediante las adecuadas técnicas de asignación de prioridades por tipo de tráfico.
La calidad de servicio (QoS, Quality of Service) hace referencia a la capacidad de la red de
proporcionar el nivel de servicio adecuado a cada tipo de tráfico. En términos cuantitativos, el perfil de
un determinado tipo de tráfico queda determinado por los valores de retardo máximo, jitter, ancho de
banda y pérdidas que dicho tráfico exija. Para resolver este asunto el IEEE ha establecido el nuevo
estándar 802.11e, que establece cuatro niveles de prioridad para usuarios y aplicaciones, de manera
que los administradores de las redes puedan dar mayor prioridad a determinados tipos de
aplicaciones y usuarios, como es el caso de la voz y el streaming de video.
El problema a la hora de garantizar la calidad de la VoIP en una LAN, o incluso en una WAN, no suele
ser el ancho de banda, sino la gestión del uso que se hace de él. Al tratarse de un recurso que ha de
ser compartido por todas las aplicaciones que transmiten datos en la red, el uso que se hace de ésta
o, expresado de otro modo, la prioridad que se asigne a cada uno de los paquetes transmitidos,
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incidirá de forma de forma determinante en aquellas aplicaciones más sensibles al tiempo de
transmisión y recepción. Será, por tanto, necesario priorizar aquellos paquetes que deben ser
transmitidos en “tiempo real” como los que conforman la voz o imagen. En este punto, de nuevo, juega
un papel fundamental la calidad de servicio (QoS).
3.10.1.- Las técnicas de QoS
Las técnicas para ofrecer calidad de servicio en redes multimedia pueden actuar en distintos ámbitos:
Clasificación del tráfico: estas técnicas controlan el tráfico en enlaces individuales. Por ejemplo,
IEEE 802.1p/Q emplea dos bytes adicionales en la trama Ethernet para indicar un nivel de
prioridad que el conmutador deberá considerar durante el reenvío de las tramas-
Fragmentación del tráfico: dividen los paquetes grandes en otros de menor tamaño para evitar
que los paquetes de voz sean obligados a esperar demasiado tiempo en las colas de los routers
antes de ser transmitidos.
Gestión del ancho de banda: su objetivo es ofrecer a las aplicaciones de red calidad de servicio
extremo a extremo. En este grupo tenemos IntServ, DiffServ y MPLS.
Control de la gestión: Indican las reglas que establecen cómo deben gestionarse las colas de los
nodos de la red.
Prevención de la congestión: intentan, mediante diversos mecanismos, adelantarse a las
situaciones de congestión tomando medidas que disminuyen su probabilidad de ocurrencia.
Adaptación del tráfico (traffic shapping): se aplica en los extremos de la red y tienen como
objetivo adaptar la tasa de paquetes a un valor de referencia que asegura que no producirán
situaciones de congestión o, al menos, minimizan la probabilidad de que éstas ocurran.
Control de admisión: velan porque el número de comunicaciones en curso no supere un cierto
umbral de manera que la calidad de servicio que la red les ofrece se mantenga dentro de unos
ciertos límites.
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CAPÍTULO 4 | “ANÁLISIS
DE LAS REDES DE VOZ Y DATOS DE METADIESEL”
81
CAPÍTULO 4.- ANALISIS DE LAS REDES DE VOZ Y DATOS DE METADIESEL
4.1 Marco General
Como es común en las empresas que están en vías de implementar una red convergente de voz y
datos. Metadiesel S.A. de C.V. cuenta con las redes de datos y de voz independientes.
Con el objetivo de planificar la convergencia de las redes telefónica y de datos es conveniente analizar
el estado de ambas, con la finalidad de establecer la calidad de los servicios operantes, topologías
asociadas, equipos del sistema y su escalabilidad orientada hacia la convergencia esperada.
Metadiesel S.A. de C.V. cuenta con un edificio corporativo desde el cual se realizan la mayor parte de
operaciones, tales como gerenciales y áreas de operación de carácter interno como contabilidad,
finanzas, tele marketing, atención a clientes, etc., entre las cuales también se encuentra un Centro de
Operaciones de Red y soporte. Este edificio cuenta también con una amplia área de almacenamiento,
distribución y servicio, donde poseen los productos que comercializan.
Además de las instalaciones anteriores, el crecimiento de Metadiesel S.A. de C.V. Le ha sido posible
contar con sucursales en distintas regiones del país, tales como: Monterrey, Guadalajara, Querétaro,
Estado de México y Mérida.
En lo que sigue del presente capítulo se presentará el análisis realizado a las redes de datos y
telefónica. Para ello se realizó análisis de la documentación disponible, reuniones con personal
técnico de la empresa y visitas a las instalaciones.
82
4.2 Análisis de la Red de Datos
Para llevar a cabo el análisis de la red de datos es necesario explicar su estado actual. Además se
presentan diagramas generales de la red de datos del corporativo y de los sitios remotos o sucursales.
4.2.1 Consideraciones Generales
La interconexión de las computadoras en red local, existe un Punto de Distribución de red donde
confluyen los cables de cada uno de los puntos de red de las dependencias y donde se ubican
switches, en un gabinete o Rack.
En general, los escritorios ubicados junto a las paredes, los puntos de datos están montados en el
muro a una altura tal que queden sobre las mesas de trabajo. Los escritorios que no se ubican junto a
la pared, las canalizaciones están a nivel del suelo, protegidas adecuadamente para evitar su
deterioro o riesgo para el personal que labora en estas instalaciones.
4.2.1.1 Ductos
Los cables entre cada punto de red y el Punto de Distribución se encuentran canalizados utilizando
ductos o canaletas especiales para instalaciones de datos en forma conjunta. Los cableados de datos
y eléctricos están aislados entre sí, en ductos separados.
La dimensión de los ductos o canaletas que se utilizan, son tal que los cables pasen en forma holgada
por su interior. Los ductos están sujetos a la pared mediante abrazaderas apropiadas. Además, la
distancia entre cada punto de sujeción no excede de 0,8 metros para canalizaciones interiores y no
mas de 1 metro para canalizaciones exteriores.
83
4.2.1.2 Cables
Todo el cableado utilizado es par trenzado categoría 5e. Además los elementos de interconexión
como rosetas, módulos y conectores son categoría 5e.
4.2.1.3 Switches de Red y Punto de Distribución de Red
Para la interconexión de los puntos de datos y para el Punto de Distribución de Red, se utilizan
switches de red de 10/100 Mbps. con un número de puertas RJ-45 suficientes para la conexión de los
equipos de la organización.
En general los Switches de red están conectados a cada uno de los puntos de red a través de
conectores RJ-45, o mediante un panel de conexiones (Patch panel).
4.2.1.4 Puntos de conexión de datos
En cada punto de red, se encuentra instalada una roseta con un conector RJ-45 montada en el muro.
Esta instalada una roseta independiente por cada punto de red. A modo de referencia, la separación
usual entre 2 puntos de conexión de datos es de alrededor de 1,5 metros.
4.2.1.5 Distribución entre áreas
En general, la distancia entre el Punto de Distribución de red y un punto de conexión de datos no
superan los 100 metros, incluyendo los cables de interconexión entre el computador y su
correspondiente punto de red; y entre el Switch y el panel de conexiones (si corresponde). Es
importante considerar que son 100 metros de cable (incluyendo los cables de parcheo) y no 100
metros lineales.
84
No existen situaciones especiales en que la distancia entre el Punto de Distribución de red y un punto
de conexión de datos supere los 100 metros. Existe un enlace inalámbrico a 54 Mbps hacia una
sucursal que se encuentra aproximadamente a 300 metros del corporativo, con Línea de Vista.
4.2.1.6 Etiquetado
Cada punto de red esta debidamente etiquetado, con una indicación numérica sobre una etiqueta o
placa. En el Punto de Distribución de red debe están etiquetados claramente cada punto de red.
4.2.1.7 Certificación de red
La certificación que emite el instrumento después de la revisión en cada punto de conexión. Dicho
documento indica en forma clara el hecho que cada punto de red aprobó satisfactoriamente las
pruebas. Las pruebas realizadas son las siguientes: Longitud, Wire Map, Impedancia, Next. Además,
se llevo a cabo un “test general” (autotest) que mide las características anteriores y emitió un
resultado general de aceptación.
4.2.2 RED DE DATOS
La red de datos de la empresa Metadiesel S.A. de C.V. se encuentra de una manera distribuida,
debido a que conforme la empresa fue creciendo, la demanda de servicios e integración obligó a que
se incorporaran los equipos requeridos simplemente para proporcionar la operatividad de los servicios
corporativos a los nuevos integrantes; actualmente la forma en que operan dificulta muchos de los
procesos internos de esta, como son los administrativos, comunicaciones, distribución y
almacenamiento, además de incrementar los costos de una manera global.
Metadiesel S.A. de C.V. cuenta con un corporativo u oficinas centrales en donde todas las áreas
internas están totalmente relacionadas; en estas oficinas también se lleva a cabo la administración de
85
las sucursales que se encuentran en el interior del país y estas desarrollan sus actividades de acuerdo
a su criterio e intereses y le presentan un informe a la oficina central periódicamente.
A continuación se presentan los diagramas de la estructura de la red de datos de la empresa, así
como de las sucursales o sitios remotos.
4.2.2.1 Red de datos Corporativo
La red estudiada está constituida por un solo núcleo, ubicado en el edificio de las oficinas centrales, el
cual se encarga de distribuir la conexión todas las áreas.
Se aprecia un equipo principal: Cisco 3560 Layer 3. Es un switch que adicionalmente a sus labores de
capa 2 del modelo OSI pueden realizar labores de enrutamiento, por lo que su presencia en la red
representa el punto de salida e interconexión con el mundo exterior. Además cuenta con un dispositivo
de seguridad (Firewall) y a su vez este mantiene la conexión hacia el switch y una zona
desmilitarizada donde se alojan 2 servidores, uno donde reside su Sistema Administrativo y el otro que
es de respaldos (Backup), ver figura 18.
Por otro lado también esta implementado un enlace de microondas punto a punto a 54 Mbps, que
provee de servicio de Internet a la sucursal que se encuentra a 300 metros del edificio central.
Figura 17. Esquema Enlace de Microondas
Como ya se ha indicado, el núcleo de la red de datos de Metadiesel S.A. de C.V. está apoyado en el
equipo Cisco 3560 Layer 3. Este equipo cuenta con capacidad de asegurar que el tráfico de voz sea
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clasificado apropiadamente con una mayor prioridad, de manera que la congestión sea evitada; es
decir ofrece calidad de servicio.
Al núcleo central de la red se conecta el Switch Core, equipo Lynksys SRW224G4, que se encarga de
la distribución de la conexión a Internet a los usuarios de las áreas de trabajo así como a la sucursal
D. F., donde también existe un switch y a su vez distribuye este servicio a las estaciones de trabajo
que se localizan en este sitio.
Figura 18. Esquema de la red de datos de Metadiesel.
El switch anterior entrega conexión a los switch de piso mediante una conexión jerarquizada en
estructura de árbol. Esta estructura concentra el tráfico generado en cada uno de los tres pisos del
edificio en el switch core y lo envía hacía el punto de salida de la red que es el switch capa 3 (modelo
OSI).
En cada piso del edificio de oficinas centrales o corporativas, se encuentra un switch que otorgan la
conexión directa a los equipos de cómputo de los usuarios. Los equipos utilizados son switches
Lynksys SR224 que no presentan capacidad de administración.
87
Por razones de las actividades comerciales que se llevan a cabo, en la red existe un Firewall
encargado de proveer seguridad de conexión. Este Firewall corresponde a un equipo Watchguard
instalado y que a su vez resguarda una zona desmilitarizada donde residen un par de servidores
donde alojan bases de datos y el sistema administrativo con el que trabajan actualmente, y que
probablemente dejara de existir debido a la adquisición casi garantizada de nuevos sistemas como los
son un ERP (Enterprise Resource Planning) y un CRM (Customer Relationship Management), lo que
permitirá en un futuro trabajar de una manera mas eficiente y con presencia de una ventaja
competitiva.
Finalmente, Metadiesel S.A. de C.V. mantiene conexiones con sus sucursales de mediante escritorio
remoto (Remote Desktop Protocol) y estas se conectan al servidor donde esta implantado el sistema
administrativo, para así reportar sucesos con respecto al manejo y ejecución de las ventas e
inventarios, lo que actualmente les provoca tiempos muertos o que simplemente podrían utilizar en
otras actividades.
4.2.2.2 Red de Datos Sucursal Ciudad de México
La red de datos de la sucursal D.F. esta definida por un enlace punto a punto desde el corporativo,
donde se distribuye la conexión de Internet a esta sucursal. El enlace de microondas se encuentra a
300 metros del corporativo por lo que el enlace trabaja de manera eficiente.
Figura 19. Enlace Punto a Punto
88
Este enlace de microondas cuenta con el equipo adecuado para lograr un enlace con una buena
calidad de la señal, además existe una clara línea de vista entre los dos puntos.
El enlace esta constituido por un par de dispositivos Sierra a una frecuencia de operación de 2.4 GHz.
18-15i de la marca Sierra Madre Wireless. Este enlace trabaja a 54 Mbps en condiciones ideales, lo
que disminuye en un 10% según los reportes debido a las condiciones de la localidad. Este dispositivo
es de uso externo, con una antena plana integrada de 15 decibeles de ganancia con alimentación PoE
(Power Over Ethernet).
Figura 20. Red Local Sucursal México D.F.
Por otra parte cuenta con un Switch de 8 puertos, para distribuir la conexión a Internet, además de la
conexión hacia el servidor de archivos, para la operación diaria de esta sucursal. Esta sucursal es muy
importante para la empresa, representa el 30% de sus ventas totales. Seis estaciones de trabajo
forman parte de esta sucursal, las cuales simplemente están conectadas a un switch de la Marca
Lynksys SRW208P, no administrable.
4.2.2.3 Red de Datos Sucursales
La red de datos de las sucursales esta estructurada de la misma manera, es por eso que solo se
define una arquitectura, ya que la red de datos de las sucursales están construidas de la manera más
89
común. El proveedor de servicios de Internet en este caso es Telmex que entrega este servicio con un
MODEM, que actúa como ruteador, Firewall y DHCP. Este a su vez esta conectado a un switch no
administrable de 8 puertos marca Linksys, el cual permite la conexión de las 7 estaciones de trabajo y
un servidor de datos local, ver Figura 21. En el servidor local se encuentra instalado el sistema
administrativo con el que han trabajado por más de 5 años.
Las conexiones de salida hacia Internet se realizan mediante enlaces ADSL, los cuales no entregan
calidad de servicio ni la capacidad para distintas prioridades según el tipo de tráfico.
Todas las sucursales no cuentan con un sistema de seguridad, la única seguridad es la que puede
proporcionar el MODEM 2Wire que entrega el ISP (Internet Service Provider), por lo que es vulnerable
a presentar ataques externos.
Figura 21. Esquema Red de datos sucursales
90
4.3 Análisis de la Red de Voz.
En forma similar a lo mostrado con la red de datos de Metadiesel S.A. de C.V., se aprecia que la red
telefónica de la empresa presenta una estructura centralizada en cuanto al edificio corporativo y
común en cuanto a las sucursales que se encuentran en el Interior de la Republica Mexicana.
4.3.1 Red de Voz Corporativo
Como marco general, se observa que la red telefónica presenta la estructura simplificada mostrada en
la siguiente figura:
Figura 22. Red de Voz Corporativo
En el caso del edificio Corporativo, el conmutador se encuentra operando en su máxima capacidad,
sin ninguna posibilidad de crecimiento sin la adición de un gabinete adicional, al haberse acabado las
ranuras para tarjetas de conexión de teléfonos. Al momento del presente estudio se encontró la
existencia de 8 líneas telefónicas y 24 extensiones, por lo que debido al crecimiento de la empresa
resulta ya insuficiente, hoy en día se requieren más de 50 extensiones.
91
4.3.2 Red de Voz Sucursales
En el caso las sucursales Monterrey, Guadalajara, Mérida, Querétaro y Estado de México, tienen
líneas telefónicas contratadas, conectados a la red pública (PSTN).
Figura 23. Red de Voz Sucursales
4.4 Resumen Estado de Redes
Figura 24. Red de voz y datos Metadiesel
En la figura anterior, se aprecian las redes de datos y telefónica de la empresa, resumidas en un
diagrama único. El hecho principal a notar es que se han resumido en redes de corporativo que
corresponde a las oficinas centrales en el Distrito Federal y por otro lado el denominado redes
sucursales que corresponde a las cinco sucursales con las que cuenta la empresa en el Interior del
país, estas cuentan con enlaces ADSL a 1 Mbps. para la conexión a Internet.
92
El estado de los requisitos necesarios para la implantación de una plataforma de comunicaciones
convergente en Metadiesel S.A. de C.V., según el estado de sus redes, es el siguiente:
• La red no cuenta con calidad de servicio (QoS), ya que los equipos de comunicaciones son de
tecnologías obsoletas
• Los enlaces de regiones no son dedicados y no cuentan con calidad de servicio.
• Equipos de datos son de tecnología descontinuada y no ofrece administración, en su mayoría.
Como se describe en la lista anterior, la red de Metadiesel S.A. de C.V. no se encuentra preparada
para soportar el cambio a una red convergente de datos y telefonía.
Por lo anterior, al considerar la arquitectura necesaria para telefonía IP, es necesario considerar de
manera adicional, equipamiento de red y enlaces con las características necesarias para la
implementación deseada.
Como parte de lo anterior, se considerará proveer equipamiento de acceso capa 2 (switches) con
calidad de servicio y Power over Ethernet (PoE), siendo esta característica necesaria para utilizar un
único punto de datos para cada usuario del sistema, pudiendo conectar el computador y el teléfono IP
respectivo en dicho punto.
93
CAPÍTULO 5 | “ANÁLISIS
ECONÓMICO DEL SERVICIO TELEFÓNICO EN
METADIESEL S.A. DE C.V.”
94
CAPÍTULO 5.- ANÁLISIS ECONÓMICO DEL SERVICIO TELEFÓNICO EN METADIESEL
S.A. DE C.V.
5.1 Introducción
En la actualidad Metadiesel S.A. de C.V., en nuestro país tiene operaciones diversificadas
geográficamente que comparten información entre sus sistemas de cómputo y utilizan el servicio
telefónico para comunicar al personal de sus oficinas, sin considerar que existen dos redes
independientes (voz y datos) para prestar los servicios a la compañía. El resultado se refleja en
mayores gastos de operación y mantenimiento siendo la red que genera más gastos, la telefónica.
Es indiscutible que la competencia existente en los mercados ha tenido un impacto dramático en los
márgenes de utilidad, situación que obliga a Metadiesel S.A. de C.V., a ser más eficiente, más
productiva. Por lo tanto, toda inversión tendiente a reducir los gastos operativos, incluyendo desde
luego los telefónicos, deberá ser analizada y posteriormente gestionar su adopción de manera
inmediata.
5.2 Situación Actual
La empresa lleva a cabo su comunicación mediante 3 proveedores de servicio de telefonía, uno para
telefonía fija (Telmex) y dos mas para telefonía móvil (Nextel y Telcel).
En los últimos años debido al crecimiento de la fuerza de trabajo de la empresa, se han tenido que ir
contratando líneas telefónicas adicionales, equipos de comunicación móvil, que representan gastos
fijos altos para la empresa.
A continuación se presentan las cantidades en pesos mexicanos que la empresa Metadiesel S.A. de
C.V., paga mensualmente a sus proveedores por concepto de telefonía por cada una de sus
sucursales.
95
D.F. Monterrey Guadalajara Mérida Qro. Edo. de México.
Nextel 15,000 5,000 4,600 4,000 3,500 3,000 35,100
Telmex 8,500 3,500 3,200 2,800 2,300 2,000 22,300
Telcel 2,000 1,300 1,400 1,000 800 600 7,100
TOTAL 64,500
Tabla 4. Gasto mensual promedio por concepto de Telefonía. Como podemos notar los mayores gastos se encentra en el Distrito Federal en donde se ubican las
oficinas centrales de la empresa, y de donde se realiza la mayoría de las llamadas, debido a la
relación tan larga qua han tenido con sus proveedor de servicio telefónico se han acostumbrado a
pagar las cifras ya mencionadas por concepto de telefonía.
Las cantidades mostradas en la figura anterior son un promedio del último año de operaciones de la
empresa.
La siguiente tabla muestra la cantidad de dispositivos móviles y líneas telefónicas comerciales con las
que cuenta la empresa.
Tabla 5. Inventario de líneas telefónicas y dispositivos móviles
Con respecto a la telefonía móvil tienen como proveedor a Nextel, tienen contratados 29 equipos,
cada una con algunas restricciones y otras sin ellas, tales como número limitado de llamadas locales,
y llamadas a números celulares, entre otras. Lo que representa un servicio medido por políticas
D.F. Monterrey Guadalajara Mérida Querétaro Edo. de Méx.
Nextel 13 4 3 3 3 3 Líneas telefónicas
8 4 4 3 3 3
Celulares 5 2 2 2 2 2
96
internas de Metadiesel S.A. de C.V., por el mal uso del servicio (servicio medido). La justificación que
la empresa manifiesta por el uso de este servicio es que muchos de sus clientes utilizan este servicio.
Pero en los últimos meses debido a muchos factores, Metadiesel S.A. de C.V. tuvo que reducir la
cantidad de equipos a la actual, para bajar los costos por este servicio, lo que hoy en día ya les esta
generando problemas debido a que por este medio también proporcionaban atención al cliente.
Las características del servicio se muestran en la tabla 7:
Tabla 6. Características del Servicio de Nextel.
Los 14 equipos están contratados bajo este plan, ya que les permite tener conexión inmediata y
directa con sus colaboradores y trabajadores que se encuentran constantemente en movimiento,
incluso con el personal de las distintas localidades.
De acuerdo con la tabla anterior se maneja una renta fija mensual, que en muchos de los casos se
incrementa por las llamadas a números locales, debido a esto la empresa paga la cantidad
anteriormente mencionada por concepto de telefonía móvil Nextel.
Por otro lado para la telefonía fija tienen contratadas Líneas comerciales con Telmex, algunas de ellas
con servicio de Internet. A continuación se muestra una tabla que muestra la cantidad de minutos en
promedio que necesitan en cada una de sus ubicaciones.
NEXTEL
Renta mensual $690.00 Minutos incluidos
Voz y Datos para conexión PSTN 0 Conexión directa. Ilimitado
Costo del minuto adicional Acceso a la PSTN $2.59 Conexión Directa 0 Conexión Directa Internacional $4.03
97
Tabla 7. Servicio telefonía fija Telmex
Como se puede observar la cantidad de minutos de llamadas internacionales es un parámetro a
considerar, estas llamadas las debe realizar debido a que tiene una cantidad de proveedores con los
que debe tratar directamente y que se ubican principalmente en China, Brasil, Estados Unidos,
España y Alemania.
La estrecha relación con estos proveedores es de vital importancia, ya que Metadiesel S.A. de C.V.
representa a sus marcas en México, y es el principal distribuidor de las empresas que se localizan en
estos países. Lo que ha Metadiesel S.A. de C.V. le representa un fuerte gasto principalmente en
Largas Distancias Internacionales., gasto que con la infraestructura de comunicaciones con la que
cuenta es casi imposible disminuir los gastos por este concepto.
La siguiente tabla muestra la cantidad de minutos en promedio que utilizan para realizar las llamadas
a estos proveedores ordenadas de mayor a menor.
País Cantidad (min.) Alemania 439 Brasil 387 Estados Unidos 321 España 229 China 124
Tabla 8. Minutos de Llamadas Internacionales.
Por último, se presenta una tabla que muestra los gastos en telefonía móvil, en este caso con el
proveedor de este servicio Telcel.
Telmex Llamadas Locales
Llamadas Nacionales
Llamadas Internacionales
D.F. 30000 min. 15000 min. 1500 min.Monterrey 4000 min. 2500 min. ---------------------- Guadalajara 3500 min. 4000 min. ---------------------- Mérida 2000 min. 800 min. ---------------------- Querétaro 1500 min. 150 min. ---------------------- Edo. de Méx. 600 min. 100 min. ----------------------
Total 41,600 min. 22,550 min. 1500 min.
98
D.F. Monterrey Guadalajara Mérida Querétaro Edo. de
Méx. Equipos Móviles Telcel.
5
2
2
2
2
2
Pagos Promedio Mensuales.
$2,000
$1,300
$1,400
$1,000
$800 $600
Tabla 9. Servicio Telefonía Móvil Telcel.
Como se puede observar la telefonía móvil con Telcel representa un gasto fijo adicional al gasto con
los demás proveedores.
5.3 Interpretación de los resultados
Metadiesel S.A. de C.V. es una empresa en crecimiento, pero consideran que los gastos fijos por
concepto de telefonía se están incrementando de una manera no organizada, y en ocasiones
excedida. Por lo que la empresa esta creando estrategias internas en todas las áreas, con objeto de
administrar eficientemente los recursos económicos de la misma. En estas estrategias de negocio
están involucradas de manera importante las Tecnologías de la Información y Comunicaciones, ya
que hoy en día representan la columna vertebral de las empresas para el mejoramiento del
desempeño, eficiencia y productividad de estas, con objeto de adquirir una ventaja que les permita
competir y hacer frente a los constantes retos que adquieren.
99
CAPÍTULO 6 |
“ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN”
100
CAPÍTULO 6.- ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
En la actualidad existe una amplia gama de soluciones que permiten consolidar la infraestructura de
comunicaciones de la empresa, a través de una plataforma de comunicaciones convergentes, que
permiten ofrecer servicios de telefonía y convergencia de voz y datos, telefonía tradicional, telefonía IP
o una combinación de ambas de manera integral. El dinamismo con que el mercado se adapta a la
aparición de estas nuevas tecnología permite acceder a aplicaciones cada vez más variadas y
atractivas. A nivel de proveedores de soluciones de comunicaciones convergentes, el estudio
mencionado muestra los principales participantes en el mercado de acuerdo a ventas y crecimiento
que son Avaya y Nortel.
Para considerar soluciones para la empresa Metadiesel S.A. de C.V. se estudiará la arquitectura
ofrecida por los proveedores anteriores.
6.1 Desafíos Dentro de la Empresa
La empresa Metadiesel S.A. de C.V. presenta una serie de desafíos por lo que lo motiva a realizar un
cambio en las tecnologías con las que actualmente trabaja. Algunos de los desafíos son los
siguientes:
Reducción de Costos: La empresa desea reducir los costos en las llamadas Internacionales que
realiza para estar en contacto con sus proveedores.
Conectar a sus Sucursales: Es muy importante para la empresa estar en contacto con sus
colaboradores y trabajadores que se encuentran dispersos en las diferentes sucursales.
Convergencia: Simplificar las operaciones con una única red de datos y voz, ya que la actual
representa una administración mas compleja y genera costos en mantenimiento.
101
Movilidad: Gran parte de los empleados viajan por negocios, así que las políticas móviles son
prioridad.
Lugares de trabajo dispersos: Dentro de la empresa se tienen múltiples locaciones
Satisfacción del empleado: Atraer, desarrollar y retener el talento es una preocupación constante.
Satisfacción del Cliente: Necesitan integrar la telefonía IP con un sistema CRM, para ofrecerle una
mejor atención a sus clientes.
Eficiencia y productividad: Manejar el flujo de dinero y la reducción de costos están siempre en la
lista de prioridades.
6.2 Solución General Nortel
Nortel Networks, empresa proveedora de equipos en el mercado mundial de las telecomunicaciones,
ofrece soluciones de telefonía IP con la filosofía Evergreen, la cual busca proteger la inversión en
equipos de telefonía tradicional de su marca.
La solución ofrecida por Nortel se muestra en la siguiente figura:
102
PSTN
INTERNET
Business Access Point 120
Digital Mobility Controller
Business Communications Manager 200
Secure Router 1004
7440
Business Ethernet Switch 1020
T7316E
PCDESKTOP DIGITAL
MÓVIL DIGITAL
PoE
IP Phone 1230 PC
IP SOFTPHONE 2050CON HEADSET
PDA
Figura 25. Solución general Nortel
Nortel Networks presenta una solución completa de red convergente IP. Esta está compuesta desde
equipamiento de datos como switches para el núcleo y el acceso de la red, hasta los terminales
multimedia IP.
El servidor principal que realiza el procesamiento de llamadas IP es el Business Communications
Manager 200 (BCM200), el cual puede ser adquirido como hardware nuevo o puede ser obtenido
mediante la actualización del software de una central de telefonía tradicional Nortel, pero no es el caso
de la empresa.
103
Esta solución compuesta principalmente por el dispositivo BCM200 tiene capacidad de ofrecer
servicios de telefonía y convergencia de voz y datos, telefonía tradicional, telefonía IP o una
combinación de ambas de manera integral.
La arquitectura Nortel incluye variadas aplicaciones como son acceso multimedia a la red IP (mediante
PDAs, Laptops, teléfonos inalámbricos, etc.), mensajería unificada, gateways para conexión WAN y
servidores para funcionalidades de Call Center.
Es una solución confiable y sofisticada que integra soluciones de voz y datos para compañías como
Metadiesel que cuentan con diversas sucursales.
Ofrece procesamiento de voz y aplicaciones para la telefonía del negocio que interactúan con
servicios de datos para ofrecer una plataforma integrada que funciona con una herramienta sencilla e
intuitiva. Es una solución escalable.
Como los cimientos para una solución completa dentro de la empresa, esta solución está basada en el
sistema operativo Linux. Provee características extensivas de telefonía y aplicaciones valiosas que
están integradas, son confiables y seguras. Esta solución también ofrece diversas opciones de
conexión para interconectarse con otros sistemas.
Esta opción soporta un rango completo de teléfonos de la compañía Nortel. De igual forma cuenta con
una amplia variedad de aparatos móviles y fijos, ambos basados en IP así como teléfonos para
conferencia.
En lo que se refiere a datos, está probado y certificado con acceso a Switches, Routers y Wireless
Ethernet, lo que provee alta velocidad en la transferencia de datos, acceso seguro a Internet,
conectividad VPN, calidad de servicio en VoIP y alimentación por Ethernet (POE, Power over
Ethernet).
104
Esta solución cuenta con un Administrador de los Elementos de Negocio (BEM, Bussines Element
Manager) y un Administrador de la Configuración de Red (NCM, Network Configuration Manager).
Estas herramientas de software permiten configuración y monitoreo centralizados de estos
dispositivos, ambos local o remotamente.
El resultado es una solución sencilla y basada en estándares con el único propósito de cumplir con los
desafíos de la empresa: crecimiento, capacidades de convergencia, facilidad de uso y seguridad.
6.2.1 Aplicaciones
Conferencia en línea: Conferencias más largas, llamadas más productivas.
Centro Inteligente de contacto: Dirige a los clientes con la persona adecuada rápida y
eficientemente.
Mensajes unificados: Acceso de punto simple a mensajes de voz, fax y email.
Reenvío de mensajes: Reenvía una notificación de correo cuando un mensaje de voz o un fax llega a
la bandeja de entrada de un suscriptor. Incluye una opción para adjuntar un archivo WAV comprimido
de un mensaje de voz.
Atención Automática: Responde llamadas las 24 hrs. los 7 días de la semana con agradecimientos
personalizados y ruteo inteligente para los empleados apropiados.
Integración de telefonía computarizada: Servicio al cliente más rápido y más personalizado al
enrutar información relevante de la llamada a un agente.
Reporte de actividades: Provee reportes gráficos y estadísticos basados en bitácoras de
comunicación para CCR, CDR y correos de voz.
105
6.3 SOLUCIÓN GENERAL AVAYA
Avaya es una compañía de comunicaciones que se especializa en soluciones de VoIP, centro de
contactos y tecnología móvil de voz y datos. Por lo anterior, Avaya ofrece soluciones de telefonía
adaptables al tamaño de la empresa y con las características asociadas a las redes convergentes de
voz y datos. A nivel general, la solución ofrecida por Avaya se muestra en la siguiente figura:
Figura 26. Solución general Avaya.
El sistema consta de equipos que ofrecen la posibilidad de realizar una migración programada hacia la
telefonía IP. El principal servidor de Avaya es el IP office 500. Avaya también ofrece equipos de datos
para la red sobre la cual funciona la red convergente, sin embargo dichos equipos no son la
106
especialidad de Avaya, por lo que dicho proveedor se ha encargado de que todo su equipamiento sea
compatible con equipos de red de los grandes proveedores de redes de datos, principalmente Cisco.
A nivel de servicios Avaya ofrece todas las ventajas asociadas a la telefonía IP, es decir, convergencia
de redes, ahorros por llamados de larga distancia, comunicaciones multimedia a través del teléfono,
softphones para trabajadores remotos etc. La solución de Avaya incluye la opción de integrar el
servicio de mensajería unificada, es decir, servicio de voice mail, pero con administración centralizada,
de manera que los mensajes de voz pueden ser escuchados vía un cliente correo o por medio del
mismo teléfono. De la misma manera, es posible obtener notificaciones por medio del correo con
información relevante sobre la administración del voice mail.
Otro servicio importante asociado a Avaya es el Contact Center, el cual corresponde a la evolución de
un call center mediante la inclusión de servicios IP como atención vía página Web, chat, video, etc. La
solución de Avaya ofrece administración de las llamadas entrantes y de la atención de estas, de
manera de que se pueda tener un monitoreo de los requerimientos de los clientes de manera de
asegurar que cada llamada reciba la atención apropiada. Esta solución permite a las empresas
alcanzar resultados excelentes al diseñar, construir y administrar sus soluciones e infraestructuras de
comunicaciones. Además, ayuda a ampliar el valor, mejorar la productividad y crear ventaja
competitiva al permitirle a la empresa ser más productiva y crear más procesos inteligentes que
satisfagan a los clientes. Propiciando la convergencia de comunicaciones de voz y datos con las
aplicaciones de los negocios, esta solución se distingue por su combinación de productos y servicios
inteligentes.
La solución de comunicaciones basada en el IP Office 500 es una solución para las comunicaciones
de voz y datos, mensajería y gestión de clientes. Emplea la tecnología IP para ofrecer mayor
funcionalidad a menor costo. Es una solución diseñada para estar comunicado con colegas y clientes,
simplificar el acceso a la información, mantener en contacto a los trabajadores remotos.
107
6.3.1 Aplicaciones
Capacidad: 2-360 extensiones; hasta 192 líneas; líneas 96/120 T1/E1.
Manejo de llamadas y mensajería: es posible ofrecer soporte las 24 horas a las personas que llaman
y a sus clientes sin necesidad de personal. Tiene una variedad de recursos de mensajería, operadora
automática y respuesta de voz interactiva (IVR). Integra la mensajería y el manejo de llamadas
avanzado a sus operaciones de atención a clientes. Maneja correo de voz y correo electrónico en un
solo buzón.
Comunicación con los clientes: Establece un centro de servicio al cliente formal o informal con voz,
correo electrónico y chat en la Web. Integre su base de datos de clientes a su sistema de manejo de
llamadas.
Trabajar desde cualquier lugar: Otorga a los empleados todos los recursos de comunicación con los
que cuentan en la oficina, ya sea que trabajen en casa, en un hotel o en una oficina remota.
Conferencias Telefónicas: Permite establecer y usar fácilmente conferencias telefónicas de audio
con base en la Web, con lo cual ya no es necesario pagar a proveedores externos de servicios de
conferencias telefónicas.
Comunicaciones Convergentes Seguras: Funciona como un enrutador seguro con Firewall/VPN
incluidos. Enruta llamadas de voz sobre un servicio de Internet administrado (VoIP).
Administración Sencilla: Las herramientas controladas por menús basados en Windows reducen el
tiempo y los gastos administrativos.
108
6.4 Descripción General de la Arquitectura de Telefonía IP para Metadiesel.
En la actualidad, Metadiesel cuenta con aproximadamente 65 usuarios, considerando sus sucursales
remotas. Se pretende definir la arquitectura que permita la migración hacia un sistema de redes
convergentes IP en el cual exista la capacidad de crecimiento.
La arquitectura a definir utiliza como medio de acceso para los terminales (computadores y teléfonos
IP) la red actual de Metadiesel. Sin embargo, debido a que la telefonía IP requiere de redes con
calidad de servicio, es necesario preparar la red con equipamiento adecuado, en particular, equipos
switches que otorguen QoS, PoE y administración.
Las soluciones que se presentan a continuación hacen uso de la red de Metadiesel, asumiendo que
esta es capaz de entregar la calidad necesaria para los servicios requeridos una vez que ha sido
mejorada según las recomendaciones mencionadas. La arquitectura considera puntos de
procesamiento central o distribuido y sucursales remotas. Estas últimas estarán conectadas mediante
VPN.
En las arquitecturas presentadas a continuación el acceso mediante Switches para los terminales no
está especificado en la figura y sólo se muestra de manera esquemática por un switch principal. En la
práctica, dicho switch representa la red jerárquica de la empresa, la cual debe estar habilitada según
las consideraciones mencionadas anteriormente en este documento.
6.4.1 Arquitectura Nortel Networks.
En la siguiente figura se presenta la arquitectura general de la propuesta presentada por Nortel
Networks.
109
Figura 27. Esquema Arquitectura Nortel Networks
En la arquitectura de la figura anterior, se muestra como la arquitectura Nortel se puede adaptar hacia
un sistema convergente de datos y voz mediante un sistema centralizado de control de llamados.
El punto central de procesamiento de señalización corresponde al edificio corporativo, donde se
realiza la implementación del sistema de convergencia Business Communications Manager 200
(BCM200). Business Communication Manager 200 de Nortel es una plataforma convergente de
comunicación integral, perfectamente posicionada para la situación de Metadiesel.
Ofrece servicios completos, integrados convergentemente, de voz y datos, utilizando telefonía
tradicional o IP, o una combinación de ambas. Esta solución de Nortel resulta toda una opción para
110
Metadiesel ya que se encuentra en expansión. La plataforma de Nortel BCM 200 cuenta con las
capacidades empresariales necesarias, incluyendo telefonía, mensajería unificada, multimedia Call
Center, respuesta interactiva de voz, ruteo IP y servicios de datos como firewall, wireless y más. Esta
plataforma de aplicaciones variadas integra capacidades de PBX, gateway, Voz sobre IP (VoIP) y
enrutamiento de datos con calidad del servicio (QoS).
Proporciona una mayor simplicidad y facilidad de gestión, así como conferencia ad-hoc, una mayor
compatibilidad IP, seguridad y voz en la red WAN.
6.4.2 Arquitectura Avaya
En la arquitectura mostrada en la Figura 28 se aprecia, a diferencia de las soluciones mostradas
anteriormente, en este caso se opta por distribuir el procesamiento de las llamadas. A pesar de lo
anterior, de la misma manera existe un servidor que hace de principal en el sentido que por diseño de
la arquitectura Avaya es necesario cargar todas las licencias de los usuarios del sistema en él.
En esta arquitectura se ha considerado un servidor IP OFFICE 500 que toma el rol de servidor
principal de llamados y en él se cargan las licencias de todos los usuarios del sistema.
Figura 28. Esquema Arquitectura Avaya
111
La solución distribuida propuesta proporciona la posibilidad de un grado mayor de redundancia en
caso de falla de alguno de los servidores de control. Esto permite mantener el sistema funcionando
con un solo servidor operante, aunque con una capacidad disminuida.
Para el caso de las oficinas remotas se considera también el servidor IP OFFICE QUICK EDITION.
Este sistema de comunicaciones empresariales permite que las oficinas pequeñas gestionen de un
modo eficaz su imagen profesional, la carga de trabajo y el ritmo de crecimiento por medio de las
comunicaciones inteligentes. Además, también se distingue por su simplicidad, ofreciendo exclusivas
características basadas en IP, como el correo de voz visual, la integración con la tecnología de VoIP y
las extensiones para tele trabajadores.
Los dispositivos IP Office Quick Edition contaran con la configuración de interconexión, todas las
sucursales que dispongan de Quick Edition podrán utilizar enlaces SIP para conectarse a través de
Internet a la oficina central. Ya que esta oficina central estará instalado el software Avaya
Communications Manager al que se conectarán todas las sucursales con Quick Edition a través de un
servidor de activación SIP (SES) central de Avaya.
6.5 Beneficios de la Telefonía IP Aplicados a Metadiesel
En el presente proyecto se han estudiado arquitecturas que permitirían proveer a Metadiesel S.A. de
C.V. de una plataforma convergente, la cual otorga servicios de valor agregado a los sistemas de
telefonía de manera que los anteriores dejan de ser plataformas pasivas en donde se puede sólo
utilizar servicios de voz. El nuevo sistema de telefonía otorga servicios que incrementan la
productividad en la empresa y permiten que las comunicaciones otorguen posibilidades desconocidas
y que implican un verdadero cambio cultural para los usuarios.
En la actualidad, a diferencia de lo que ocurre con el servicio conocido como VoIP, la implementación
de una plataforma que ofrezca servicios como telefonía IP no puede justificarse solamente por la
reducción de costos por llamados de larga distancia. El tamaño de la inversión implica que para su
112
justificación deban existir retornos adicionales a los ahorros mencionados. Dichos retornos se ofrecen
mediante aplicaciones del nuevo sistema, aunque de manera menos tangible.
6.5.1 Simplicidad de Administración
El hecho de utilizar redes convergentes para cursar tanto el tráfico de datos como el de voz, permite
realizar un único mantenimiento y administración al sistema de datos de la empresa. Dichos costos no
están presentes en el nuevo sistema pues la instalación de terminales nuevos se realiza con sólo
conectar el dispositivo en el punto de datos, además de realizar una configuración simple a nivel de
administración Web.
6.5.2 Ahorros en Telefonía
Puesto que en el sistema que se presenta en el presente trabajo se provee de una red de datos, las
sucursales conectadas al sistema hablan a costo cero, aunque en un análisis en profundidad hay que
realizar el balance entre el pago que se realiza en forma mensual por los enlaces y el gasto mensual
promedio en llamadas de este tipo.
6.5.3 Virtualidad
Los usuarios se pueden conectar utilizando su anexo desde cualquier parte del mundo, en la medida
que cuenten con un buen ancho de banda de acceso a Internet. Esto permite a las personas estar
siempre disponibles, pues el usuario se puede conectar con su mismo número telefónico desde
ubicaciones remotas. La plataforma utilizada para lo anterior es el softphone, que es un software que
simula un teléfono IP, pero se encuentra instalado en una computadora.
113
6.5.4 Videoconferencia
En general, los sistemas de telefonía IP se introduce el concepto de comunicaciones unificadas,
impuesto por las NGN (Next Generation Networks), en donde las redes son únicas y se transmiten
todo tipo de servicios por ellas mediante trenes de bits. En este aspecto, se incluye la posibilidad de
realizar videoconferencias mediante los sistemas de telefonía IP como un servicio adicional sobre la
plataforma ya montada. Lo anterior permite realizar reuniones con personas en cualquier parte del
mundo, sin la necesidad de realizar costosos viajes ni perder tiempo.
6.5.5 Aplicaciones Programables
La telefonía IP permite que en sus terminales se puedan programar aplicaciones XML, de manera que
el teléfono deja de ser un dispositivo sólo para realizar o recibir llamados, más bien es un computador
que permite tener aplicaciones personalizadas y con acceso Web.
6.5.6 Mensajería Unificada
La nueva arquitectura de comunicaciones permite al usuario integrar su sistema de Voice mail con un
cliente de correo (Ej. MS Outlook) de manera de recibir los mensajes de la casilla de voz en formato
WAV, lo que facilita la administración y facilidad de acceso.
6.5.7 Calidad de Servicio (QoS)
Los sistemas de telefonía IP requieren de la implementación de calidad de servicio para sus redes. El
hecho de que una red presente esta propiedad, permite y asegura la realización de conversaciones de
voz sin pérdidas de información ni cortés de comunicación. Este mecanismo se logra mediante la
clasificación del tráfico utilizando prioridad, donde los paquetes de voz y video tienen preferencia para
ser cursados por la red frente a los paquetes de datos.
114
CAPÍTULO 7 | “ANÁLISIS
DE LAS SOLUCIONES PROPUESTAS Y
PREEVALUACIÓN ECONÓMICA”
115
CAPÍTULO 7.- ANÁLISIS DE LAS SOLUCIONES PROPUESTAS Y PREEVALUACIÓN
ECONÓMICA
Hasta aquí se han descrito las soluciones para proveer el equipamiento necesario para la
implementación de la plataforma de comunicaciones convergente. En la presente sección se realiza
un análisis comparativo de las tecnologías a nivel de sus prestaciones y se comparan las
evaluaciones de la inversión en condiciones equiparables.
7.1 Análisis Según Requerimientos de Metadiesel
Las características requeridas por la solución de comunicaciones solicitadas por Metadiesel son las
siguientes:
1. Comunicaciones siempre disponibles
2. Calidad de servicio en la red
3. Seguridad
4. Estabilidad
5. Escalabilidad
6. Sistema de mensajería integrado a MS Outlook
Los dos primeros requerimientos de la lista han sido pensados de manera general, independiente de
la solución final escogida. De esta manera, se asegura que la empresa cuente siempre con
comunicaciones. En el caso de la calidad de servicio para la red de la empresa, en todas las
soluciones se considera la provisión de equipos switches que cuenten con QoS.
En los puntos restantes de los requisitos para el sistema de telefonía IP para Metadiesel, se realiza
una comparación de las soluciones de acuerdo al cumplimiento de los requisitos establecidos por la
empresa.
116
7.1.1 Seguridad
Se refiere a la capacidad del sistema de proporcionar el máximo nivel de seguridad siendo capaz de
entregar encriptación al flujo de información de la compañía así como prevención de ataques de
intrusión por parte de usuarios ajenos a la empresa. El proveedor Nortel entrega módulos de
seguridad en sus plataformas, además proporciona en todos los terminales IP la capacidad de
encriptación RTP (Real Time Protocol), la cual evita al sistema de ser invadido por usuarios que
quieran escuchar conversaciones. En el caso de Avaya, la seguridad se agrega al sistema como
módulos adicionales de seguridad de red no incluidos en los servidores básicos, lo que disminuye su
evaluación en un análisis en condiciones equitativas para todos los proveedores.
7.1.2 Estabilidad
Los sistemas de telefonía IP necesitan estar en funcionamiento continuo, por lo tanto se hace
necesario que el equipamiento principal de la red esté constantemente en funcionamiento. La
evaluación realizada considera que los servidores de ambos proveedores cuentan con sistema
operativo basado en Linux.
7.1.3 Escalabilidad
Para Metadiesel es importante adquirir tecnologías que le permitan crecer en un futuro, ya que de este
modo permite proteger la inversión, lo que ambos proveedores cumplen.
7.1.4 Mensajería Unificada
Este rubro se refiere al equipamiento necesario para otorgar sistema de mensajería integrado al
cliente de correo MS Outlook utilizado por los usuarios de Metadiesel. Las alternativas anteriores
cumplen a cabalidad lo buscado por Metadiesel para su solución en mensajería.
117
7.2 Resumen Análisis Según Requerimientos
De la evaluación realizada se puede apreciar que Nortel Networks satisface en gran parte las
necesidades de comunicación de la empresa. Para poder tomar una decisión de inversión, se toma
como referencia el estudio de los requerimientos anteriores y se agrega la preevaluación económica
que se describe a continuación.
7.3 Preevaluación Económica
Dado que se tiene la arquitectura definida con las características mencionadas, se considera la
evaluación de la inversión a realizar para los dos proveedores incluyendo tanto el hardware y software
necesario para el funcionamiento del sistema. Dada la similitud de precios entre terminales, se
consideran para esta primera evaluación el sistema completo con 54 terminales básicos. Además de
lo anterior, se considera en la inversión el servicio de postventa provisto por el integrador nacional
asociado al proveedor respectivo. Este costo mantiene un servicio de soporte que otorga asistencia a
la empresa en el caso de ocurrir fallas o problemas de configuración en la arquitectura implementada.
La inversión adicional por el concepto anterior corresponde alrededor de un 10% del valor del
equipamiento como pago anual. La preevaluación económica es realizada en dólares
estadounidenses.
El resultado de las inversiones a realizar con cada proveedor se aprecia en la siguiente tabla:
Proveedor Cantidad
Nortel Networks $446,042.00
Avaya $470,750.00
Tabla 10. Inversión en Telefonía IP.
La dimensión de la inversión, dado que se están considerando los sistemas en condiciones iguales.
118
7.4 Análisis Comparativo
Característica Nortel Networks
Avaya
Escalabilidad y Flexibilidad
Una sola plataforma de 5 a 272 usuarios y 240
troncales en IP, Digital o Analógico.
Múltiples plataformas por marca con diferentes, alcances, expansión,
administración, hardware y software.
Aplicaciones integradas sin costo adicional
Incluidas para todos los usuarios, sin restricciones.
No existen en muchos modelos o con limitación a la cantidad de usuarios.
Correo de Voz y Operadora Automática
Desde aplicaciones incluidas hasta soluciones
profesionales.
Muy limitadas en facilidades, integración con sistemas de correo
electrónico.
Variedad Aplicaciones
Redes Corporativas, Movilidad, Centro de Contacto, Grabación,
Sistemas Interactivos de Voz(IVR), Integración con aplicaciones de Negocio y
Mensajería Unificada
No existen en muchos modelos o son limitados
en crecimiento y funcionalidad, que no
permite al usuario aprovechar el potencial de
las comunicaciones.
Variedad de Terminales
Análogos, digitales, IP, Inalámbricos WiFi o en
PC/Laptop.
Limitado en variedad y tecnología.
Garantía
Tres años en componentes BCM.
Inferior a 3 años.
Tabla 11. Cuadro comparativo Nortel vs Avaya
119
La tabla anterior muestra un cuadro comparativo entre los proveedores Nortel y Avaya que permitirá
elegir un proveedor para la evaluación económica final.
7.5 Solución Propuesta
Con la información anterior, se sustenta que la mejor alternativa de solución para la empresa
Metadiesel SA. De C.V. la presenta Nortel Networks.
A continuación se presenta una tabla donde se presentan las ventajas de la solución de Nortel
Networks.
Característica Ventaja Nortel
Escalabilidad y Flexibilidad
Flexibilidad y Modularidad.
Asegura el retorno de inversión.
Aplicaciones integradas sin costo adicional
Valor Agregado sin costo adicional.
Correo de Voz y Operadora Automática
Capacidad de adaptar a las necesidades de la empresa.
Variedad Aplicaciones
Aplicaciones integradas, cuenta con herramientas de productividad y atención a clientes.
Variedad de Terminales
Mayor versatilidad, migración a otros sistemas.
Garantía Protección de la inversión.
Tabla 12. Ventajas Nortel Networks.
Una vez seleccionada la solución anterior, se deben buscar mecanismos que ayuden a financiar la
inversión, de acuerdo a lo expresado por Metadiesel.
120
CAPÍTULO 8 | “MIGRACIÓN DE
LA INFRAESTRUCTURA HACIA LA
NUEVA PLATAFORMA”
121
CAPÍTULO 8.- MIGRACIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA HACIA LA NUEVA
PLATAFORMA.
8.1 Introducción
Como parte del proceso de migración es necesario establecer una estrategia en la cual se contemplen
todos los escenarios posibles para cumplir satisfactoriamente con los objetivos planteados.
Dentro de la estrategia se consideran las siguientes etapas:
Planeación y Diseño
Implementación
Administración del sistema IP
A continuación se describe cada una de estas etapas y posteriormente se describen las etapas de la
migración al sistema de comunicaciones convergentes seleccionado.
8.1.1 Planeación y Diseño
Ya que una convergencia exitosa comienza con una red existente, el primer paso es conducir un
estudio sobre la preparación de la infraestructura de la empresa. Este estudio ayuda a determinar la
preparación de la red para el tráfico de Telefonía IP. Sabiendo cómo funcionará una red antes de la
implementación, se pueden tomar medidas proactivas para asegurar finalmente una ejecución óptima
y un rendimiento constante.
Si el resultado del estudio sugiere áreas de problemas potenciales, se recomienda un Análisis de Red
u Optimización de Red para un diagnóstico más profundo sobre los desafíos de rendimiento. Para
este fin se utilizan herramientas de evaluación para mapear los routers, switches y conexiones que
conforman su red y probar el rendimiento de red en tiempo real, utilizando tráfico de VoIP simulado,
procesos que realizan miembros de la consultoría a cargo del proyecto. Al detectar los caminos
exactos de paquetes de voz que viajan a lo largo de la red se miden QoS, determinan cuellos de
botella en el tráfico y establecen la utilización del ancho de banda. El análisis y la optimización
122
permiten diagnosticar en forma precisa el estado de la red y dar recomendaciones para asegurar que
la red soportará una óptima implementación de Telefonía IP en beneficio de la empresa.
8.1.2 Implementación
El Servicio de Implementación consiste en proporcionar las herramientas, los conocimientos
especializados y recursos vitales para integrar la solución de Telefonía IP. Es un plan completo que
incluye preparación de la solución, diseño y desarrollo de la solución, instrumentación y gestión de
proyecto.
Finalmente se probará la integridad del diseño de red con una exhaustiva prueba y un plan de
aceptación.
8.1.3 Administración del sistema IP
Una vez que la solución es funcional se ofrece una variedad completa de opciones de mantenimiento
y cuidado constante diseñadas para satisfacer las necesidades de la empresa.
8.2 Etapas de la migración del Sistema BCM200
8.2.1 Instalación del BCM200
Durante la fase de instalación, el BCM200 es colocado en su sitio, reemplazando el equipo actual. En
este momento no hay interacción entre el equipo actual y la red interna de datos, y cualquier actividad
entre las PCs y los teléfonos digitales son administrados por el Adaptador de Telefonía Computarizada
(CTA, Computer Telephony Adapter). Una vez instalado el BCM200 ya no hay necesidad de usar el
Cisco 3560 Layer ya que el BCM es capaz de soportar las mismas aplicaciones.
Como resultado, el BCM200 es ahora el administrador de llamadas. Con esto, se tiene la habilidad de
integrar aplicaciones nuevas y avanzadas, tales como mensajes unificados, los cuales permiten a los
123
empleados manejar sus correos de voz, email y faxes entrantes directamente desde su equipo de
computo, ver Figura 29.
Figura 29. Primera Etapa: Instalación del BCM200
8.2.2 Creación del ambiente IP para la infraestructura
En esta etapa, se introducen troncales IP basadas en SIP, aunque H.323 también está disponible, lo
cual le da a la empresa la opción de trasladar la red digital actual a una red IP. Otra funcionalidad del
124
BCM200 es que permite a la empresa conservar sus troncales actuales (o una combinación de las
mismas con troncales IP) para posteriormente migrar toda la infraestructura a redes IP.
Figura 30. Segunda Etapa: Creación del ambiente IP
Dada la situación de que la red LAN está abierta para redes externas (vía Internet), el dispositivo de
Nortel Secure Router (SR) 1004 es utilizado dentro de la infraestructura de la empresa para garantizar
seguridad en las comunicaciones a través de la red IP.
125
Como resultado, la empresa gana conectividad entre las diferentes sucursales de manera segura, lo
cual representa menor costo y permite mayor productividad que la obtenida con conexiones
tradicionales PSTN.
8.2.3 Creación de Acceso Universal
En esta etapa se introduce el acceso inalámbrico interno y acceso remoto a las redes para los
empleados móviles.
Dentro de las redes tradicionales, los switches Nortel (BES1020) permiten la conectividad con un
punto de acceso a negocios (BAP, Business Access Point) 120 usando un cableado simplificado a
través de la Alimentación por Ethernet (POE, Power Over Ethernet). Incorporando el BAP120, dentro
de la infraestructura de la empresa permite establecer conexiones inalámbricas. Por otra parte, el
software X-PRO instalados en las laptops de los empleados, ofrecen comunicación vía telefónica con
la misma funcionalidad de los teléfonos de escritorio.
Para los empleados que trabajan remotamente, las laptops están equipadas con software endpoint
VPN que les permiten acceso remoto vía protocolo IPSec. Utilizando un router Nortel VPN 1750, se
garantiza la apertura a una VPN segura.
Esta funcionalidad permite a los empleados remotos conectarse en una forma segura desde cualquier
punto. Los empleados locales también tendrán la capacidad de conectarse inalámbricamente desde
cualquier lugar dentro del área de cobertura en la oficina.
126
Figura 31. Tercera Etapa: Creación de Acceso Universal.
8.2.4 Integración de los equipos de cómputo a la infraestructura
Las características de comunicaciones basadas en IP en conjunto con un ambiente híbrido de
telefonía permite la posibilidad de mezclar y unir IP con dispositivos digitales. Adicionalmente, los
dispositivos periféricos, como teléfonos IP trabajan sobre la red IP a través de un switch PoE (Power
over Ethernet).
Realizando en forma adecuada esta fase se puede acceder al máximo beneficio que el equipo Nortel
BCM200 ofrece.
127
INTERNET PSTN
SECURE ROUTER 1004
VPN ROUTER 1750
BCM 200T7316E
Business Ethernet Switch 1020
Moviles
Teléfono IP 1220
Laptop con X-PRO.
Trabajador remoto
Túnel VPNTúnel VPN
Access Point 2330
Estaciones de trabajo
Estación de trabajo
PoE
Continua migrando mas trafico de PSTN a Internet.
Figura 32. Cuarta Etapa: Integración de los equipos de cómputo a la infraestructura
8.2.5 Convergencia de Red IP (Voz y Datos)
En la fase final de la migración, se realiza la convergencia completa dentro de la red de la empresa,
mejorada por la movilidad de voz y datos. Los equipos nuevos Nortel AP2300 y WLAN SS2360
reemplazan al BAP120 con que cuenta actualmente la empresa para permitir la convergencia de
movilidad en el site principal, mientras que el site de la oficina central BAP120 ha recibido un nuevo
propósito en una de las sucursales para crear un WLAN dedicado.
128
El resultado final, permite el acceso de las oficinas remotas dentro de la empresa. Adicionalmente, si
se alcanza la capacidad máxima de 100 usuarios dentro de la red y se requiere integrar a más
usuarios, el equipo cuenta con capacidad de crecimiento a través de tarjetas de Expansión de
Capacidad (CEC, Capacity Expansion Card).
PSTNINTERNET
SECURE ROUTER 1004
VPN ROUTER 1750
BCM 200T7316E
Business Ethernet Switch 1020
IP 1220
Moviles
Laptop con softphone.
BES50
BSR252
BAP120
Teléfono IP 1220
Laptop con X-PRO.
Trabajador remoto
Túnel VPNTúnel VPN
Access Point 2330
WLAN Security Switch 2360
Estaciones de trabajo
Estación de trabajo
PoE
SUCURSAL REMOTA
Estación de trabajo
Túnel VPN PSTN Backup
Figura 33. Quinta Etapa: Convergencia de Red IP (Voz y Datos).
129
CAPÍTULO 9 |
“EVALUACIÓN ECONÓMICA”
130
CAPÍTULO 9.- EVALUACIÓN ECONÓMICA
En la siguiente evaluación se considera el escenario de adquisición de la tecnología, el cual permitirá
tener una noción más profunda de lo que significa realizar una inversión importante en tecnología
nueva.
El análisis económico considera la dimensión de la inversión, así como los beneficios económicos
asociados a la integración a la infraestructura de la nueva tecnología.
Como indicadores de conveniencia del proyecto se utiliza ROI (Return of Investment, Retorno de la
Inversión, medido en años).
Todos los valores se expresan en moneda nacional y no se considera en el análisis la depreciación de
los equipos.
A continuación, se muestra el detalle de los escenarios considerados y su análisis económico
9.1 Escenario de inversión
El escenario corresponde a la entrada de la tecnología incluyendo toda la infraestructura necesaria
para el funcionamiento de esta, así como terminales IP nuevos para todas las áreas actuales en la
empresa Metadiesel S.A. de C.V.
En esta evaluación, se considera como inversión inicial la compra en el año 0 del equipamiento
completo, el costo de instalación y mantenimiento en ese mismo año y egresos de dinero por el
mantenimiento en los años siguientes.
131
Sucursal Cantidad Equipo
México D.F.
1 Business Communications Manager 200
5 Nortel IP Phone NTDU91
20 Nortel IP Phone 1220
1 Secure Router 1004
3 Business Ethernet Switch 1020
3 Business Access Point 120
1 VPN Router 1750
1 WLAN Security Switch
Monterrey
1 Business Secure Router 252
1 Business Ethernet Switch 50
8 IP Phone 1220
1 Business Access Point 120
Guadalajara
1 Business Secure Router 252
1 Business Ethernet Switch 50
7 IP Phone 1220
Mérida
1 Business Secure Router 252
1 Business Ethernet Switch 50
6 IP Phone 1220
Querétaro
1 Business Secure Router 252
1 Business Ethernet Switch 50
4 IP Phone 1220
Estado de México
1 Business Secure Router 252
1 Business Ethernet Switch 50
4 IP Phone 1220
Tabla 13. Equipamiento para la solución de Nortel Networks.
132
En la tabla anterior se muestra un listado de los componentes que serán adquiridos para el despliegue
de la solución de la plataforma de comunicaciones convergentes. Este dimensionamiento es realizado
por Ingenieros o arquitectos de soluciones de la consultaría a cargo del proyecto.
A continuación, se muestra una tabla que presenta las inversiones en equipamiento a realizar
separada por sitio:
Sucursal Inversión (M.N.)
México D.F. $277,064.00
Monterrey $31,614.00
Guadalajara $24,060.00
Mérida $22,092.00
Querétaro $18,156.00
Estado de México $18,156.00
Total Equipos $391,142.00
Implementación $54,900.00
Total $446,042.00
Tabla 14. Inversión en equipamiento por sucursal
9.2 Análisis del Retorno de Inversión.
Para la evaluación se consideran los ahorros que el proyecto generará. Estos se dividen en ahorros
por disminución de tarifas de llamadas de larga distancia internacional así como llamadas locales
generadas usando el acceso a la red telefónica pública, considerando adicionalmente con costo nulo
las llamadas entre sucursales las cuales formarán parte de la red interna.
La siguiente tabla muestra la cantidad de minutos en promedio que ocupan para realizar las llamadas
a sus proveedores que está ubicados en los diferentes destinos, ordenadas de mayor a menor.
133
País Cantidad (min.) Alemania 1139 China 787 Estados Unidos 872 España 120 Brasil 124
Tabla 15. Cantidad de minutos en Llamadas Internacionales
Con base en la necesidad de la empresa para comunicarse con sus proveedores, la tabla anterior
muestra un escenario tradicional de los gastos por concepto de llamadas de larga distancia
internacional que la empresa presenta.
La siguiente tabla muestra un estimado de los gastos que realizaría la empresa por el mismo
concepto, pero ahora con la adopción de la plataforma de comunicaciones convergentes, este
estimado se baso en las tarifas de los proveedores del servicio de VoIP.
PSTN VOIP
REGION TIPO TOTAL
MINUTOS
COSTO POR MINUTO TELMEX (PESOS)
TOTAL TELMEX (PESOS)
COSTO POR
MINUTO (USD)
COSTO POR
MINUTO (PESOS)*
TOTAL PESOS
ALEMANIA FIJO 1,139 8.54 $9,727.06 0.253 3.32 $3,780.75
CHINA FIJO 787 2.3 $1,810.10 0.029 0.38 $299.44
USA FIJO 872 5.75 $5,014 0.153 2.01 $1,750.42
ESPAÑA FIJO 120 5.75 $690 0.028 0.37 $44.08
BRASIL FIJO 124 2.3 $285.20 0.02 0.26 $32.54
TOTAL $17,526.36 $5,907.23
Tabla 16. Comparación Telefonía tradicional vs. Telefonía IP
*Tipo de cambio de $13.12 al día 19 de Octubre de 2009
134
Considerando lo anterior, el balance que entrega el gasto no erogado generado es el siguiente.
Factor Gasto no erogado
Periodo
Larga Distancia Internacional (Alemania) $3,263.86 Mensual
Larga Distancia Internacional (Brasil) $1,511.04 Mensual
Larga Distancia Internacional (EUA) $1,062.84 Mensual
Larga Distancia Internacional (España) $835.66 Mensual
Larga Distancia Internacional (China) $5,946.31 Mensual
Total $12,619.71 Mensual
$151,436.52 Anual
Tabla 17. Gasto no erogado mensual con la adopción de la telefonía IP.
La tabla anterior muestra uno de los beneficios que adquiere la empresa al implementar telefonía IP,
como se puede notar el ahorro anual que obtendría Metadiesel bajo este escenario seria la cantidad
de $151,436.52 por concepto de larga distancia internacional, adicionalmente la cantidad de
$155,601.48 por concepto de larga distancia nacional, que da como resultado un gasto no erogado de
$307,038.00, lo que representa un retorno de Inversión de 1.45; es decir en un año y cinco meses
aproximadamente recuperaría la empresa la inversión que realizaría en esta tecnología por el sólo
hecho del uso mismo de la tecnología.
Al operar basados en Telefonía IP, el primer gran logro para la empresa Metadiesel se verá reflejado
en el ahorro de los gastos actuales por servicios de telefonía, ya que como se puede observar, los
gastos en telefonía Móvil y telefonía fija son muchos menores a lo que actualmente se destina para
estos servicios.
135
Las siguientes tablas muestran los costos con el proveedor Telmex comparados con los costos que
ofrecen los proveedores del servicio de VoIP. Esta tabla está basada en un escenario elegido
arbitrariamente de las llamadas que realiza la empresa en un mes.
En este caso la empresa presentaría un ahorro en las llamadas nacionales.
PSTN VOIP
REGION TIPO TOTAL MINUTOS
COSTO POR MINUTO TELMEX (PESOS)
TOTAL TELMEX (PESOS)
COSTO POR MINUTO (USD)
COSTO POR MINUTO (PESOS)*
TOTAL PESOS
MEXICO - D.F. FIJO 2659 1.15 $3,057.85 0.013 0.17056 $453.52
GUADALAJARA FIJO 3665 1.15 $4,214.75 0.013 0.17056 $625.10
MONTERREY FIJO 4431 1.15 $5,095.65 0.013 0.17056 $755.75
MERIDA FIJO 1343 1.15 $1,544.45 0.018 0.23616 $317.16
QUERETARO FIJO 62 1.15 $71.30 0.018 0.23616 $14.64
EDO DE MEXICO FIJO 22 1.15 $25.30 0.018 0.23616 $5.20
RESTO DE MEXICO FIJO 2807 1.15 $3,228.05 0.057 0.74784 $2,099.19
TOTAL $17,237.35 $4,270.56
Tabla 18. Comparación de Llamadas Nacionales Fijas entre PSTN y Telefonía VoIP
*Tipo de cambio de $13.12 al día 19 de Octubre de 2009
Telmex Proveedor VoIP
Gasto no erogado
$17,237.35
$4,270.56
$12,966.79
Tabla 19. Cuadro comparativo entre los proveedores IP y Telmex
136
Las siguientes tablas muestran un ejemplo de los gastos por concepto de telefonía móvil, comparando
a los 2 proveedores, primeramente se muestra la tabla de los gastos con los proveedores del servicio
de VoIP y posteriormente con Telcel.
PSTN VOIP
REGION TIPO TOTAL MINUTOS
COSTO POR MINUTO TELCEL (PESOS)
TOTAL TELCEL (PESOS)
COSTO POR MINUTO (USD)
COSTO POR MINUTO (PESOS)*
TOTAL PESOS
MEXICO CELULAR 1592 5.175 $8,238.60 0.15 1.968 $3,133.06
GUADALAJARA CELULAR 17 5.175 $87.97 0.15 1.968 $33.46
MONTERREY CELULAR 14 5.175 $72.45 0.15 1.968 $27.55
MERIDA CELULAR 1 5.175 $5.17 0.15 1.968 $1.97
QUERETARO CELULAR 0 5.175 $0.00 0.15 1.968 $0.00
EDO DE MEXICO CELULAR 0 5.175 $0.00 0.15 1.968 $0.00
RESTO DE MEXICO CELULAR 28 5.175 $144.90 0.15 1.968 $55.10
TOTAL $8,549.1 $3,251.14
Tabla 20. Comparación de Llamadas Nacionales Móviles entre PSTN y Telefonía VoIP.
*Tipo de cambio de $13.12 al día 19 de Octubre de 2009
Por último se muestra en la tabla 21 el gasto no erogado generado por telefonía móvil.
Telmex Proveedor VoIP
Gasto no erogado
$8,549.10
$3,251.14
$5,297.96
Tabla 21. Gasto no erogado generado por telefonía móvil.
137
CAPÍTULO 10 | “IMPACTO
DE LA SOLUCIÓN SOBRE METADIESEL”
138
CAPÍTULO 10.- IMPACTO DE LA SOLUCIÓN SOBRE METADIESEL
10.1 Introducción
La combinación de las redes IP y la conectividad han creado un mundo que parece mucho más
pequeño hoy que en el pasado. Al tiempo que el mundo continúa encogiéndose, los conceptos de
lugar y tiempo han dejado de ser una barrera para la comunicación corporativa.
Adicionalmente, Metadiesel y sus sucursales continúan creciendo. No se trata sólo de empleados
internos que confían en la información corporativa, sino también de clientes, proveedores,
vendedores, socios y todos aquellos presentes en la cadena de suministro por medio de la demanda
de la compañía.
Para competir en la actualidad, Metadiesel ha introducido nuevas herramientas para llevar a cabo una
comunicación mejor a lo largo de la empresa y sus sucursales.
El siguiente esquema muestra las Tecnologías de Información y Comunicaciones que la empresa
piensa habilitar, con el objetivo de ser mas competitivo y eficiente en el mercado.
Figura 34. Esquema general de Tecnologías Metadiesel.
139
Pero estas herramientas por sí mismas no son suficientes para aprovechar el poder de la empresa.
Para lograr esto, Metadiesel decidió crear una estrategia de comunicación inteligente que combino la
comunicación tradicional y herramientas de colaboración con las aplicaciones comerciales. La
comunicación ha proporcionado a Metadiesel los siguientes beneficios:
10.2 Impacto de la solución
La plataforma de comunicaciones propuesta proporcionara a Metadiesel muchos beneficios
económicos, tecnológicos y sociales, y además, en el largo plazo, se espera que comprobara su valor,
especialmente cuando la empresa crezca y evolucione.
A continuación se explicaran más de los beneficios que ofrece la migración a este sistema Integral de
comunicaciones
10.2.1 Reducción de Costos
Reducirá gastos haciendo que la administración funcione de manera más eficiente, centralizando las
aplicaciones de mensajería y administración de diversas locaciones, usando la red LAN existente e
Internet para transmitir las llamadas de voz y los faxes en forma segura, y así aprovechar las
inversiones en nuevos servicios IP.
10.2.2 Agilidad en los negocios
Los usuarios tendrán la información correcta en sus manos dondequiera que estén.
10.2.3 Satisfacción de los clientes
Al disponer de la información correcta más rápidamente, para el personal de atención a clientes es
posible responder a los clientes de forma más rápida y precisa. Con un rápido y eficiente manejo de
140
las llamadas, lo que permitirá que quienes llamen puedan contactarse en cualquier momento y lugar.
Por ejemplo, con las funciones de mensajería de voz y atención automática, los clientes podrán
realizar sus consultas, hacer pedidos o programar los servicios en cualquier momento del día o
durante la noche.
10.2.4 Solución de problemas
Este sistema integral de comunicaciones permite a los usuarios conectarse con otros usuarios en
tiempo real, acelerando los procesos de resolución de problemas.
10.2.5 Atención automática
La atención automática responde las llamadas las 24 horas del día, las recibe con los saludos
personalizados y rutea las llamadas a la persona, departamento o casilla de voz indicados, según la
hora del día, día de la semana, horario de vacaciones e identificación de la línea de llamada. La lógica
de ruteo incluye múltiples niveles, de modo que quienes llaman pueden auto dirigir su llamada para
hablar con el destinatario que corresponda.
10.2.6 Servicio de mensajería unificada
Este servicio reúne los mensajes de correo electrónico, fax y voz en las PCs o laptops de los usuarios
y se administra con una aplicación estándar, en este caso Microsoft Outlook, ya que era uno de los
requisitos. Esta facilidad se traduce en un gran ahorro de tiempo, especialmente para aquellos
usuarios que reciben un gran volumen de llamadas. También permite que quienes llamen puedan
dejar información importante en una casilla de correo para un usuario, grupo de usuarios o
departamento seleccionado.
El sistema adjunta además información sobre esa llamada, como por ejemplo, identificación de línea
de llamada, hora y fecha y nivel de prioridad. Los empleados pueden grabar sus saludos
141
personalizados y aprovechar el acceso protegido por medio de contraseña para acceder a sus
mensajes desde cualquier sitio.
10.2.7 Acceso a Internet
El acceso universal a Internet brinda a los usuarios autorizados acceso a la intranet de la empresa o a
Internet. Las características de seguridad, como por ejemplo, identificación, encriptación, Firewall y
VPNs (Virtual Private Networks), brindan una conectividad segura entre las diferentes ubicaciones de
la empresa, así como también para los empleados que trabajan desde su casa o con cierta movilidad.
10.2.8 Call Center
Distribuye las llamadas entrantes entre los 7 empleados designados para crear así un centro de
recepción de órdenes, un departamento de reservas, grupo de servicio al cliente o centro de soporte
técnico. Las llamadas pueden ingresar a dos colas alineadas con las capacidades de los agentes, de
modo que quienes llaman cuentan así con un carril rápido para llegar al destino correspondiente, y los
agentes pueden brindar el mejor servicio.
10.2.9 Integración de telefonía por computadora (CTI)
Permite utilizar terceras aplicaciones basadas en PC para controlar los servicios telefónicos, como por
ejemplo, contar con un directorio empresarial pulsando un solo botón, o permitir la visualización
automática en pantalla del estado de cuenta de un cliente junto con la llamada recibida. Activar,
programar y administrar estas aplicaciones son posibles hacer desde cualquier estación de trabajo
que tenga LAN o acceso a la Web, usando una aplicación de administración estándar llamada
Element Manager y pulsando “Mostrar perfil”.
142
CAPÍTULO 11 |
“CONCLUSIONES”
143
CONCLUSIONES
En el presente trabajo se analizaron dos alternativas de solución que consisten en una plataforma de
comunicaciones convergentes mediante la cual se pretende consolidar la infraestructura de
comunicaciones de la empresa Metadiesel S.A. de C.V., de las cuales se escogió finalmente una para
su posterior evaluación económica. Por lo anterior, se confirma que este proyecto es viable
económicamente, tecnológica y socialmente de acuerdo a las necesidades de la empresa, y el
impacto que se pretende generar con este.
Se analizó el estado actual de las redes de comunicaciones de Metadiesel S.A. de C.V., se detectó
que tanto la red telefónica como la red de datos de la empresa no están en condiciones óptimas para
migrar hacia la plataforma, principalmente porque el equipamiento corresponde a tecnologías
descontinuadas y que no ofrecen calidad de servicio. A pesar de lo anterior, la red actual permite
realizar un cambio gradual en la implementación de telefonía IP, haciendo posible una etapa de
coexistencia que se traduce en un cambio menos drástico tanto para los usuarios como para la misma
red.
Por otra parte se estudiaron las dos soluciones de comunicaciones convergentes existentes en el
mercado, que permitirán ofrecer servicios como Telefonía IP entre otros. Se escogieron para la
evaluación los proveedores Nortel y Avaya, ambos presentes en el mercado de las
telecomunicaciones. Se analizaron las plataformas ofrecidas por los dos proveedores, encontrándose
características bastante similares, lo que da un indicio de que la telefonía IP es una tecnología con
una arquitectura estándar y que tiene proveedores que más que ofrecer un producto cerrado, ofrecen
soluciones integrales que se adaptan a las necesidades de las empresas.
Dada las soluciones estándar encontradas, se realizo un estudio del tamaño de la inversión a realizar
con cada una de las tecnologías anteriores. Como cada integrador ofrece soluciones con
características particulares, se realizó una preevaluación económica normalizando las ofertas. Dado
144
que esta preevaluación fue realizada en cantidades iguales, permitió descartar al proveedor Avaya. Un
análisis posterior llevó a proponer la solución propuesta por el proveedor Nortel Networks, además de
que este presenta alternativas para realizar la inversión de manera más cómoda para la empresa,
mediante métodos de financiamiento y/o arrendamiento.
La solución propuesta se evaluó económicamente mediante el análisis del retorno de la inversión. El
período de retorno de la inversión se calculó en 1.45 años, es decir un año y cinco meses
aproximadamente, lo que muestra que pasado dicho tiempo, el sistema comenzará a generar
ganancias por los ahorros producidos.
El análisis económico realizado, además de las consideraciones tecnológicas llevadas a cabo,
muestra una clara perspectiva del porque no solo es útil, sino necesario, llevar a cabo esta
implantación en la infraestructura actual de la empresa, ya que además del impacto económico, es
decir el ahorro que se obtiene en el servicio de telefonía, el dispositivo principal utilizado para este
efecto (Nortel Business Communications Manager 200) no solo tiene la funcionalidad de Telefonía IP,
sino que hace a la red de datos más rápida y con sus diversas aplicaciones (tales como mensajería
unificada o conferencias en línea) que ayudan a mejorar la productividad dentro de la empresa, así,
como mejorar la atención de sus clientes lo que representa un impacto social positivo para la misma.
La solución integral de comunicaciones convergentes seleccionada y analizada le permitirá a
Metadiesel S.A. de C.V. contar con las ventajas de las comunicaciones unificadas. Sus sucursales
estarán conectadas a la misma red de la empresa y tendrán todos los beneficios del uso de las redes
IP para el transporte de voz con lo que se concluye que a través de esta plataforma es posible
consolidar la infraestructura de comunicaciones.
145
“GLOSARIO DE TÉRMINOS”
146
GLOSARIO DE TÉRMINOS
ARPA: Advanced Research Projects Agency – Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados.
BAP: Business Acces Point – Punto de Acceso a Negocio
BCM: Business Communication Manager – Administrador de Comunicación para el Negocio.
BEM: Business Element Manager – Administrador de Elementos de Negocio
CDR: Call Detail Record – Registro Detallado de la Llamada. Estos registros son automáticamente
generados y pueden ser bajados a la computadora en distintos formatos. Estos reportes contienen
información como el número de llamadas realizadas, la duración de las llamadas, el origen y destino
de las llamadas y el gasto de las mismas.
CEC: Capacity Expansion Card – Tarjeta de Expansión de Capacidad.
CTA: Computer Telephony Adapter – Adaptador de Telefonía Computarizada
DARPA: Defense Advanced Research Projects Agency – Agencia de Proyectos de Investigación de
Defensa Avanzados. Agencia del Departamento de Defensa de los Estados Unidos responsable del
desarrollo de nuevas tecnologías para uso militar.
ISP: Internet Service Provider – Proveedor del Servicio de Internet. Es una empresa dedicada a
conectar a Internet a los usuarios, o las distintas redes que tengan, y a dar el mantenimiento necesario
para que el acceso funcione correctamente. También ofrece servicios relacionados, como alojamiento
Web o registro de dominios, entre otros.
147
ITU: International Telecommunication Union – Unión Internacional de Telecomunicaciones. Es el
organismo especializado de las Naciones Unidas encargado de regular las telecomunicaciones, a
nivel internacional, entre las distintas administraciones y empresas operadoras.
LAN: Local Área Network – Red de Área Local. Es la interconexión de varios ordenadores y
periféricos. Su extensión está limitada físicamente a un edificio o a un entorno de 200 metros o con
repetidores podríamos llegar a la distancia de un campo de 1 kilómetro.
MAN: Metropolitan Area Network – Red de Area Metropolitana. Es una red de alta velocidad (banda
ancha) que dando cobertura en un área geográfica extensa, proporciona capacidad de integración de
múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y vídeo
MIT: Massachusetts Institute of Technology - Instituto de Tecnología de Massachusetts. Es una de las
principales instituciones dedicadas a la docencia y a la investigación en Estados Unidos,
especialmente en ciencia, ingeniería y economía.
NCM: Network Configuration Manager – Administrador de la Configuración de la Red
PoE: Power over Ethernet – Alimentación por Ethernet. Es una tecnología que incorpora alimentación
eléctrica a una infraestructura LAN estándar. Permite que la alimentación eléctrica se suministre al
dispositivo de red como, por ejemplo, un teléfono IP o una cámara de red, usando el mismo cable que
se utiliza para una conexión de red.
QoS: Quality of Service – Calidad de Servicio. Son las tecnologías que garantizan la transmisión de
cierta cantidad de datos en un tiempo dado (throughput). Calidad de servicio es la capacidad de dar
un buen servicio. Es especialmente importante para ciertas aplicaciones tales como la transmisión de
video o voz.
RTCP: Real-Time Transport Control Protocol – Protocolo de Control de Transporte de Tiempo Real.
Es un protocolo de comunicación que proporciona información de control que está asociado con un
148
flujo de datos para una aplicación multimedia (flujo RTP). Trabaja junto con RTP en el transporte y
empaquetado de datos multimedia, pero no transporta ningún dato por sí mismo.
RTP: Real-time Transport Protocol – Protocolo de Transporte de Tiempo Real. Es un protocolo de
nivel de sesión utilizado para la transmisión de información en tiempo real, como por ejemplo audio y
vídeo en una video-conferencia.
SIP: Session Iniciation Protocol: Protocolo de Inicio de Sesión. Es un protocolo desarrollado por el
IETF MMUSIC Working Group con la intención de ser el estándar para la iniciación, modificación y
finalización de sesiones interactivas de usuario donde intervienen elementos multimedia como el
video, voz, mensajería instantánea, juegos en línea y realidad virtual.
SNA: Systems Network Architecture – Arquitectura de Sistemas de Red. Es una arquitectura de red
diseñada y utilizada por IBM para la conectividad con sus hosts o mainframe —grandes ordenadores y
servidores muy robustos que soportan millones de transacciones que por lo general son utilizados en
bancos— así como los servidores IBM AS/400, considerados como servidores middlerange.
SNR: Signal to Noise Ratio – Relación Señal a Ruido. Se define como el margen que hay entre la
potencia de la señal que se transmite y la potencia del ruido que la corrompe. Este margen es medido
en decibelios.
UAC: User Agent Client – Agente Usuario Cliente. Aplicación de tipo cliente que inicia peticiones SIP.
UAS: User Agent Server – Agente Usuario Servidor. Aplicación de tipo servidor, que contacta al
usuario cuando una petición SIP es recibida, y retorna una respuesta a favor del usuario.
VoIP: Voice over IP – Voz Sobre IP. Es un grupo de recursos que hacen posible que la señal de voz
viaje a través de Internet empleando un protocolo IP (Internet Protocol).
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VPN: Virtual Private Network – Red Virtual Privada. Es una tecnología de red que permite una
extensión de la red local sobre una red pública o no controlada, como por ejemplo Internet.
WAN: Wide Area Network – Red de Área Amplia. Es un tipo de red de computadoras capaz de cubrir
distancias desde unos 100km hasta unos 1000 Kms., dando el servicio a un país o un continente.
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“ANEXOS”
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“BIBLIOGRAFÍA”
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BIBLIOGRAFÍA
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Tanenbaum, Andrew. Redes de Computadoras. Prentice-Hall, 2003.
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Wiley & Sons, Ltd. Marzo 2005.
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