Voz sobre Protocolo de Internet ( VoIP [a] ), también llamada telefonía IP , es un método y un grupo de tecnologías para llamadas de voz para la entrega de sesiones de comunicación de voz a través de redes de Protocolo de Internet (IP), como Internet .
Los términos más amplios telefonía por Internet , telefonía de banda ancha y servicio telefónico de banda ancha se refieren específicamente al suministro de voz y otros servicios de comunicaciones ( fax , SMS , mensajes de voz ) a través de Internet, en lugar de a través de la red telefónica pública conmutada (PSTN), también conocida como como el antiguo servicio telefónico (POTS).
Los pasos y principios involucrados en el origen de llamadas telefónicas VoIP son similares a los de la telefonía digital tradicional e involucran señalización, configuración de canales, digitalización de señales de voz analógicas y codificación. En lugar de transmitirse a través de una red de conmutación de circuitos , la información digital se empaqueta y la transmisión se produce como paquetes IP a través de una red de conmutación de paquetes . Transportan flujos de medios utilizando protocolos especiales de entrega de medios que codifican audio y video con códecs de audio y códecs de video . Existen varios códecs que optimizan el flujo de medios según los requisitos de la aplicación y el ancho de banda de la red; Algunas implementaciones se basan en voz comprimida y de banda estrecha , mientras que otras admiten códecs estéreo de alta fidelidad .
Los estándares de codificación de voz más utilizados en VoIP se basan en los métodos de compresión de codificación predictiva lineal (LPC) y transformación de coseno discreto modificado (MDCT). Los códecs populares incluyen AAC- LD basado en MDCT (usado en FaceTime ), Opus basado en LPC/MDCT (usado en WhatsApp ), SILK basado en LPC (usado en Skype ), versiones de ley μ y ley A de G. .711 , G.722 y un códec de voz de código abierto conocido como iLBC , un códec que utiliza sólo 8 kbit/s en cada sentido llamado G.729 .
Los primeros proveedores de servicios de voz sobre IP utilizaron modelos comerciales y ofrecieron soluciones técnicas que reflejaban la arquitectura de la red telefónica heredada. Los proveedores de segunda generación, como Skype , construyeron redes cerradas para bases de usuarios privados, ofreciendo el beneficio de llamadas gratuitas y comodidad, al tiempo que potencialmente cobraban por el acceso a otras redes de comunicación, como la PSTN. Esto limitó la libertad de los usuarios para mezclar y combinar hardware y software de terceros. Los proveedores de tercera generación, como Google Talk , adoptaron el concepto de VoIP federado . [2] Estas soluciones normalmente permiten la interconexión dinámica entre usuarios en dos dominios cualesquiera de Internet, cuando un usuario desea realizar una llamada.
Además de los teléfonos VoIP , VoIP también está disponible en muchas computadoras personales y otros dispositivos de acceso a Internet. Las llamadas y mensajes de texto SMS se pueden enviar a través de Wi-Fi o la red de datos móviles del operador . [3] VoIP proporciona un marco para la consolidación de todas las tecnologías de comunicaciones modernas utilizando un único sistema de comunicaciones unificadas .
La voz sobre IP se ha implementado con protocolos propietarios y basados en estándares abiertos en aplicaciones como teléfonos VoIP, aplicaciones móviles y comunicaciones basadas en web .
Se necesita una variedad de funciones para implementar la comunicación VoIP. Algunos protocolos realizan múltiples funciones, mientras que otros realizan sólo unas pocas y deben usarse en conjunto. Estas funciones incluyen:
Los protocolos VoIP incluyen:
Los servicios VoIP del mercado masivo utilizan el acceso a Internet de banda ancha existente , mediante el cual los suscriptores realizan y reciben llamadas telefónicas de la misma manera que lo harían a través de la PSTN. Las compañías telefónicas VoIP de servicio completo brindan servicio entrante y saliente con marcación entrante directa . Muchos ofrecen llamadas nacionales ilimitadas y, a veces, llamadas internacionales por una tarifa fija de suscripción mensual. Las llamadas telefónicas entre suscriptores del mismo proveedor suelen ser gratuitas cuando el servicio de tarifa fija no está disponible. [7]
Es necesario un teléfono VoIP para conectarse a un proveedor de servicios VoIP. Esto se puede implementar de varias maneras:
Es cada vez más común que los proveedores de telecomunicaciones utilicen la telefonía VoIP sobre redes IP públicas y dedicadas como backhaul para conectar centros de conmutación e interconectarse con otros proveedores de redes telefónicas; Esto a menudo se conoce como backhaul IP . [8] [9]
Los teléfonos inteligentes pueden tener clientes SIP integrados en el firmware o disponibles como descarga de aplicación. [10] [11]
Debido a la eficiencia del ancho de banda y los bajos costos que la tecnología VoIP puede ofrecer, las empresas están migrando de los sistemas telefónicos tradicionales con cables de cobre a sistemas VoIP para reducir sus costos telefónicos mensuales. En 2008, el 80% de todas las nuevas líneas de centrales privadas (PBX) instaladas a nivel internacional eran VoIP. [12] Por ejemplo, en Estados Unidos, la Administración de la Seguridad Social está convirtiendo sus oficinas de campo de 63.000 trabajadores de instalaciones telefónicas tradicionales a una infraestructura VoIP transportada a través de su red de datos existente. [13] [14]
VoIP permite que las comunicaciones de voz y datos se ejecuten a través de una única red, lo que puede reducir significativamente los costos de infraestructura. Los precios de las extensiones de VoIP son más bajos que los de PBX y sistemas clave. Los conmutadores VoIP pueden funcionar en hardware básico, como computadoras personales . En lugar de arquitecturas cerradas, estos dispositivos se basan en interfaces estándar. [15] Los dispositivos VoIP tienen interfaces de usuario simples e intuitivas, por lo que los usuarios a menudo pueden realizar cambios simples en la configuración del sistema. Los teléfonos de modo dual permiten a los usuarios continuar sus conversaciones mientras se mueven entre un servicio celular externo y una red Wi-Fi interna , de modo que ya no es necesario llevar consigo un teléfono de escritorio y un teléfono celular. El mantenimiento se vuelve más sencillo ya que hay menos dispositivos que supervisar. [15]
Las soluciones VoIP dirigidas a empresas han evolucionado hasta convertirse en servicios de comunicaciones unificadas que tratan todas las comunicaciones (llamadas telefónicas, faxes, correo de voz, correo electrónico, conferencias web y más) como unidades discretas que pueden entregarse a través de cualquier medio y a cualquier teléfono. incluidos los teléfonos móviles. Dos tipos de proveedores de servicios operan en este espacio: uno se centra en VoIP para medianas y grandes empresas, mientras que otro se dirige al mercado de pequeñas y medianas empresas (PYMES). [dieciséis]
Skype , que originalmente se comercializó como un servicio entre amigos, ha comenzado a atender a las empresas, ofreciendo conexiones gratuitas entre cualquier usuario de la red Skype y conectándose hacia y desde teléfonos PSTN comunes mediante un cargo. [17]
En general, el suministro de sistemas de telefonía VoIP a usuarios organizacionales o individuales se puede dividir en dos métodos de entrega principales: soluciones privadas o locales, o soluciones alojadas externamente entregadas por proveedores externos. Los métodos de entrega local son más parecidos al modelo clásico de implementación de PBX para conectar una oficina a redes PSTN locales.
Si bien todavía quedan muchos casos de uso para sistemas VoIP privados o locales, el mercado en general se ha ido desplazando gradualmente hacia soluciones VoIP alojadas o en la nube . Los sistemas alojados también suelen ser más adecuados para implementaciones de VoIP más pequeñas o de uso personal, donde un sistema privado puede no ser viable para estos escenarios.
Las soluciones VoIP alojadas o en la nube implican que un proveedor de servicios o un operador de telecomunicaciones aloje el sistema telefónico como una solución de software dentro de su propia infraestructura.
Normalmente serán uno o más centros de datos, con relevancia geográfica para los usuarios finales del sistema. Esta infraestructura es externa al usuario del sistema y la implementa y mantiene el proveedor de servicios.
Los puntos finales, como teléfonos VoIP o aplicaciones de softphone (aplicaciones que se ejecutan en una computadora o dispositivo móvil), se conectarán al servicio VoIP de forma remota. Estas conexiones suelen realizarse a través de enlaces públicos de Internet, como una conexión WAN fija local o un servicio de operador de telefonía móvil.
En el caso de un sistema VoIP privado, el propio sistema de telefonía principal está ubicado dentro de la infraestructura privada de la organización del usuario final. Por lo general, el sistema se implementará localmente en un sitio bajo el control directo de la organización. Esto puede proporcionar numerosos beneficios en términos de control de QoS (ver más abajo), escalabilidad de costos y garantía de privacidad y seguridad del tráfico de comunicaciones. Sin embargo, la responsabilidad de garantizar que el sistema VoIP siga siendo eficaz y resistente recae predominantemente en la organización del usuario final. Este no es el caso de una solución VoIP alojada.
Los sistemas privados de VoIP pueden ser dispositivos PBX de hardware físico, convergentes con otra infraestructura, o pueden implementarse como aplicaciones de software. Generalmente, las dos últimas opciones tendrán la forma de un dispositivo virtualizado independiente. Sin embargo, en algunos escenarios, estos sistemas se implementan en infraestructura básica o dispositivos de IoT. Con algunas soluciones, como 3CX, las empresas pueden intentar combinar los beneficios de los sistemas locales privados y alojados implementando su propia solución privada pero dentro de un entorno externo. Los ejemplos pueden incluir servicios de colocación de centros de datos , nubes públicas o ubicaciones de nubes privadas.
Para los sistemas locales, los puntos finales locales dentro de la misma ubicación generalmente se conectan directamente a través de la LAN . Para puntos finales remotos y externos, las opciones de conectividad disponibles reflejan las de las soluciones VoIP alojadas o en la nube.
Sin embargo, el tráfico VoIP hacia y desde los sistemas locales a menudo también se puede enviar a través de enlaces privados seguros. Los ejemplos incluyen VPN personal, VPN de sitio a sitio , redes privadas como MPLS y SD-WAN, o mediante SBC (controladores de borde de sesión) privados. Si bien existen excepciones y opciones de emparejamiento privado, generalmente es poco común que esos métodos de conectividad privados sean proporcionados por proveedores de VoIP alojados o en la nube.
La comunicación en la red IP se percibe como menos confiable en comparación con la red telefónica pública de conmutación de circuitos porque no proporciona un mecanismo basado en la red para garantizar que los paquetes de datos no se pierdan y se entreguen en orden secuencial. Es una red de mejor esfuerzo sin garantías fundamentales de calidad de servicio (QoS). La voz y todos los demás datos viajan en paquetes a través de redes IP con capacidad máxima fija. Este sistema puede ser más propenso a la pérdida de datos en presencia de congestión [b] que los sistemas tradicionales de conmutación de circuitos ; un sistema de conmutación de circuitos de capacidad insuficiente rechazará nuevas conexiones y transmitirá el resto sin problemas, mientras que la calidad de los datos en tiempo real, como las conversaciones telefónicas en redes de conmutación de paquetes, se degrada drásticamente. [19] Por lo tanto, las implementaciones de VoIP pueden enfrentar problemas de latencia , pérdida de paquetes y fluctuación . [19] [20]
De forma predeterminada, los enrutadores de red manejan el tráfico por orden de llegada. Los retrasos fijos no se pueden controlar ya que son causados por la distancia física que recorren los paquetes. Son especialmente problemáticos cuando se trata de circuitos satelitales debido a la gran distancia hasta un satélite geoestacionario y viceversa; son típicos retrasos de 400 a 600 ms. La latencia se puede minimizar marcando los paquetes de voz como sensibles al retraso con métodos QoS como DiffServ . [19]
Los enrutadores de red en enlaces de tráfico de alto volumen pueden introducir una latencia que excede los umbrales permitidos para VoIP. Una carga excesiva en un enlace puede causar congestión y retrasos en las colas y pérdida de paquetes asociados . Esto indica a un protocolo de transporte como TCP que reduzca su velocidad de transmisión para aliviar la congestión. Pero VoIP suele utilizar UDP y no TCP porque la recuperación de la congestión mediante la retransmisión suele implicar demasiada latencia. [19] Por lo tanto, los mecanismos de QoS pueden evitar la pérdida no deseada de paquetes VoIP transmitiéndolos inmediatamente antes de cualquier tráfico masivo en cola en el mismo enlace, incluso cuando el enlace está congestionado por tráfico masivo.
Los puntos finales de VoIP generalmente tienen que esperar a que se complete la transmisión de paquetes anteriores antes de poder enviar nuevos datos. Aunque es posible adelantar (abortar) un paquete menos importante en mitad de la transmisión, esto no se hace comúnmente, especialmente en enlaces de alta velocidad donde los tiempos de transmisión son cortos incluso para paquetes de tamaño máximo. [21] Una alternativa a la preferencia en enlaces más lentos, como el acceso telefónico y la línea de abonado digital (DSL), es reducir el tiempo máximo de transmisión reduciendo la unidad máxima de transmisión . Pero como cada paquete debe contener encabezados de protocolo, esto aumenta la sobrecarga relativa de encabezados en cada enlace atravesado. [21]
El receptor debe volver a secuenciar los paquetes IP que llegan desordenados y recuperarse correctamente cuando los paquetes llegan demasiado tarde o no llegan en absoluto. La variación del retraso de los paquetes resulta de cambios en el retraso de la cola a lo largo de una ruta de red determinada debido a la competencia de otros usuarios por los mismos enlaces de transmisión. Los receptores VoIP se adaptan a esta variación almacenando brevemente los paquetes entrantes en un búfer de reproducción , aumentando deliberadamente la latencia para mejorar las posibilidades de que cada paquete esté disponible cuando llegue el momento de que el motor de voz lo reproduzca. El retraso añadido es, por tanto, un compromiso entre una latencia excesiva y una caída excesiva , es decir, interrupciones momentáneas de audio.
Aunque el jitter es una variable aleatoria, es la suma de varias otras variables aleatorias que son al menos algo independientes: los retrasos en las colas individuales de los enrutadores a lo largo de la ruta de Internet en cuestión. Motivado por el teorema del límite central , la fluctuación de fase se puede modelar como una variable aleatoria gaussiana . Esto sugiere estimar continuamente el retraso medio y su desviación estándar y configurar el retraso de reproducción de modo que sólo los paquetes retrasados más de varias desviaciones estándar por encima de la media lleguen demasiado tarde para ser útiles. En la práctica, la variación en la latencia de muchas rutas de Internet está dominada por un pequeño número (a menudo uno) de enlaces cuello de botella relativamente lentos y congestionados . La mayoría de los enlaces troncales de Internet son ahora tan rápidos (por ejemplo, 10 Gbit/s) que sus retrasos están dominados por el medio de transmisión (por ejemplo, fibra óptica) y los enrutadores que los impulsan no tienen suficiente almacenamiento en búfer para que los retrasos en las colas sean significativos. [ cita necesaria ]
Se han definido varios protocolos para respaldar los informes de calidad de servicio (QoS) y calidad de experiencia (QoE) para llamadas VoIP. Estos incluyen informes extendidos del Protocolo de control RTP (RTCP), [22] informes resumidos SIP RTCP, H.460.9 Anexo B (para H.323 ), H.248 .30 y extensiones MGCP.
El bloque de métricas de VoIP de informe extendido RTCP especificado por RFC 3611 es generado por un teléfono o puerta de enlace VoIP durante una llamada en vivo y contiene información sobre la tasa de pérdida de paquetes, la tasa de descarte de paquetes (debido a la fluctuación), las métricas de ráfagas de pérdida/descarte de paquetes (longitud de ráfaga/ densidad, longitud/densidad del espacio), retardo de la red, retardo del sistema final, nivel de señal/ruido/eco, puntuaciones de opinión media (MOS) y factores R e información de configuración relacionada con el búfer de fluctuación. Los informes de métricas de VoIP se intercambian entre puntos finales IP de forma ocasional durante una llamada, y se envía un mensaje de fin de llamada a través del informe resumido SIP RTCP o una de las otras extensiones del protocolo de señalización. Los informes de métricas de VoIP están destinados a respaldar comentarios en tiempo real relacionados con problemas de QoS, el intercambio de información entre los puntos finales para mejorar el cálculo de la calidad de las llamadas y una variedad de otras aplicaciones.
Los módems DSL normalmente proporcionan conexiones Ethernet a equipos locales, pero en su interior pueden ser módems de modo de transferencia asíncrona (ATM). [c] Utilizan ATM Adaptation Layer 5 (AAL5) para segmentar cada paquete Ethernet en una serie de celdas ATM de 53 bytes para su transmisión, reensamblándolas nuevamente en tramas Ethernet en el extremo receptor.
El uso de un identificador de circuito virtual (VCI) independiente para voz sobre IP tiene el potencial de reducir la latencia en conexiones compartidas. El potencial de ATM para reducir la latencia es mayor en enlaces lentos porque, en el peor de los casos, la latencia disminuye al aumentar la velocidad del enlace. Una trama Ethernet de tamaño completo (1500 bytes) tarda 94 ms en transmitirse a 128 kbit/s, pero sólo 8 ms a 1,5 Mbit/s. Si este es el enlace del cuello de botella, esta latencia probablemente sea lo suficientemente pequeña como para garantizar un buen rendimiento de VoIP sin reducciones de MTU ni múltiples VC ATM. Las últimas generaciones de DSL, VDSL y VDSL2 transportan Ethernet sin capas ATM/AAL5 intermedias y, por lo general, admiten el etiquetado de prioridad IEEE 802.1p para que VoIP pueda ponerse en cola antes del tráfico menos crítico. [19]
ATM tiene una sobrecarga de encabezado sustancial: 5/53 = 9,4%, aproximadamente el doble de la sobrecarga total de encabezado de una trama Ethernet de 1500 bytes. Este "impuesto de cajero automático" lo soportan todos los usuarios de DSL, aprovechen o no los múltiples circuitos virtuales, y pocos pueden hacerlo. [19]
Se utilizan varios protocolos en la capa de enlace de datos y en la capa física para mecanismos de calidad de servicio que ayudan a que las aplicaciones VoIP funcionen bien incluso en presencia de congestión de la red . Algunos ejemplos incluyen:
La calidad de la transmisión de voz se caracteriza por varias métricas que pueden ser monitoreadas por elementos de la red y por el hardware o software del agente de usuario. Dichas métricas incluyen pérdida de paquetes de red , fluctuación de paquetes , latencia (retraso) de paquetes, retraso posterior al marcado y eco. Las métricas están determinadas por las pruebas y el monitoreo del rendimiento de VoIP. [23] [24] [25] [26] [27] [28]
Un controlador de gateway de medios VoIP (también conocido como Softswitch Clase 5 ) funciona en cooperación con un gateway de medios (también conocido como IP Business Gateway) y conecta el flujo de medios digitales, para completar el camino para voz y datos. Las puertas de enlace incluyen interfaces para conectarse a redes PSTN estándar. Los sistemas modernos también incluyen interfaces Ethernet que están especialmente diseñadas para vincular llamadas que se transmiten a través de VoIP. [29]
E.164 es un estándar de numeración global tanto para PSTN como para la red móvil terrestre pública (PLMN). La mayoría de las implementaciones de VoIP admiten E.164 para permitir que las llamadas se enruten hacia y desde suscriptores de VoIP y PSTN/PLMN. [30] Las implementaciones de VoIP también pueden permitir el uso de otras técnicas de identificación. Por ejemplo, Skype permite a los suscriptores elegir nombres de Skype (nombres de usuario) [31] , mientras que las implementaciones SIP pueden utilizar identificadores uniformes de recursos (URI) similares a las direcciones de correo electrónico . [32] A menudo, las implementaciones de VoIP emplean métodos para traducir identificadores que no son E.164 a números E.164 y viceversa, como el servicio Skype-In proporcionado por Skype [33] y el número E.164 a la asignación de URI (ENUM). Servicio en IMS y SIP. [34]
El eco también puede ser un problema para la integración PSTN. [35] Las causas comunes del eco incluyen desajustes de impedancia en los circuitos analógicos y una ruta acústica desde la señal de recepción hasta la de transmisión en el extremo receptor.
La portabilidad de números locales (LNP) y la portabilidad de números móviles (MNP) también afectan el negocio de VoIP. La portabilidad numérica es un servicio que permite a un suscriptor seleccionar un nuevo operador telefónico sin necesidad de emitir un nuevo número. Por lo general, es responsabilidad del operador anterior "asignar" el número anterior al número no revelado asignado por el nuevo operador. Esto se logra manteniendo una base de datos de números. El operador original recibe inicialmente un número marcado y lo redirige rápidamente al nuevo operador. Se deben mantener múltiples referencias de portabilidad incluso si el suscriptor regresa al proveedor original. La FCC exige que los operadores cumplan con estas estipulaciones de protección al consumidor. En noviembre de 2007, la Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos emitió una orden que extendía las obligaciones de portabilidad numérica a los proveedores de VoIP interconectados y a los operadores que respaldan a los proveedores de VoIP. [36]
Una llamada de voz que se origina en el entorno VoIP también enfrenta desafíos de enrutamiento de menor costo (LCR) para llegar a su destino si el número se enruta a un número de teléfono móvil de un operador de telefonía móvil tradicional. LCR se basa en comprobar el destino de cada llamada telefónica a medida que se realiza y luego enviar la llamada a través de la red que le cueste menos al cliente. Esta calificación está sujeta a cierto debate dada la complejidad del enrutamiento de llamadas creado por la portabilidad numérica. Con MNP implementado, los proveedores de LCR ya no pueden depender del uso del prefijo raíz de la red para determinar cómo enrutar una llamada. En cambio, ahora deben determinar la red real de cada número antes de enrutar la llamada. [37]
Por lo tanto, las soluciones VoIP también necesitan manejar MNP al enrutar una llamada de voz. En países sin una base de datos central, como el Reino Unido, puede ser necesario consultar a la red móvil a qué red doméstica pertenece un número de teléfono móvil. A medida que aumenta la popularidad de VoIP en los mercados empresariales debido a las opciones LCR, VoIP debe proporcionar un cierto nivel de confiabilidad al manejar llamadas.
Un teléfono conectado a una línea fija tiene una relación directa entre un número de teléfono y una ubicación física, que es mantenida por la compañía telefónica y disponible para los servicios de emergencia a través de los centros nacionales de servicios de respuesta a emergencias en forma de listas de suscriptores de emergencia. Cuando un centro recibe una llamada de emergencia, la ubicación se determina automáticamente a partir de sus bases de datos y se muestra en la consola del operador.
En la telefonía IP no existe ningún vínculo directo entre la ubicación y el punto final de las comunicaciones. Incluso un proveedor que tenga infraestructura cableada, como un proveedor de DSL, puede conocer sólo la ubicación aproximada del dispositivo, basándose en la dirección IP asignada al enrutador de red y la dirección de servicio conocida. Algunos ISP no rastrean la asignación automática de direcciones IP al equipo del cliente. [38]
La comunicación IP proporciona movilidad del dispositivo. Por ejemplo, una conexión de banda ancha residencial puede usarse como enlace a una red privada virtual de una entidad corporativa, en cuyo caso la dirección IP que se utiliza para las comunicaciones con el cliente puede pertenecer a la empresa, no al ISP residencial. Estas extensiones externas pueden aparecer como parte de una PBX IP ascendente. En dispositivos móviles, por ejemplo, un teléfono 3G o un adaptador de banda ancha inalámbrico USB, la dirección IP no tiene relación con ninguna ubicación física conocida por el proveedor de servicios de telefonía, ya que un usuario móvil podría estar en cualquier lugar de una región con cobertura de red, incluso en roaming a través de otra empresa celular.
A nivel de VoIP, un teléfono o puerta de enlace puede identificarse mediante las credenciales de su cuenta con un registrador del Protocolo de inicio de sesión (SIP). En tales casos, el proveedor de servicios de telefonía por Internet (ITSP) sólo sabe que el equipo de un usuario en particular está activo. Los proveedores de servicios a menudo brindan servicios de respuesta a emergencias mediante un acuerdo con el usuario que registra una ubicación física y acepta que, si se llama a un número de emergencia desde el dispositivo IP, los servicios de emergencia se brindan únicamente a esa dirección.
Dichos servicios de emergencia son proporcionados por proveedores de VoIP en los Estados Unidos mediante un sistema llamado Enhanced 911 (E911), basado en la Ley de Seguridad Pública y Comunicaciones Inalámbricas . El sistema de llamadas de emergencia VoIP E911 asocia una dirección física con el número de teléfono de la persona que llama. Todos los proveedores de VoIP que brindan acceso a la red telefónica pública conmutada deben implementar E911, un servicio por el cual se puede cobrar al suscriptor. "Es posible que los proveedores de VoIP no permitan a los clientes optar por no participar en el servicio 911". [38] El sistema VoIP E911 se basa en una búsqueda de tablas estáticas. A diferencia de los teléfonos móviles, donde la ubicación de una llamada E911 se puede rastrear mediante GPS asistido u otros métodos, la información de VoIP E911 es precisa sólo si los suscriptores mantienen actualizada la información de su dirección de emergencia. [39]
El envío de faxes a través de redes VoIP a veces se denomina Fax sobre IP (FoIP). La transmisión de documentos por fax fue problemática en las primeras implementaciones de VoIP, ya que la mayoría de los códecs de compresión y digitalización de voz están optimizados para la representación de la voz humana y no se puede garantizar la sincronización adecuada de las señales del módem en una red sin conexión basada en paquetes.
Una solución basada en estándares para entregar faxes sobre IP de manera confiable es el protocolo T.38 . El protocolo T.38 está diseñado para compensar las diferencias entre las comunicaciones tradicionales sin paquetes a través de líneas analógicas y las transmisiones basadas en paquetes que son la base de las comunicaciones IP. La máquina de fax puede ser un dispositivo estándar conectado a un adaptador de teléfono analógico (ATA), o puede ser una aplicación de software o un dispositivo de red dedicado que opera a través de una interfaz Ethernet. [40] Originalmente, T.38 fue diseñado para utilizar métodos de transmisión UDP o TCP a través de una red IP.
Algunas máquinas de fax de alta gama más nuevas tienen capacidades T.38 integradas que se conectan directamente a un conmutador o enrutador de red. En T.38, cada paquete contiene una parte del flujo de datos enviado en el paquete anterior. Se deben perder dos paquetes sucesivos para perder realmente la integridad de los datos.
Los teléfonos para el servicio analógico residencial tradicional generalmente se conectan directamente a las líneas telefónicas de las compañías telefónicas que proporcionan corriente continua para alimentar la mayoría de los teléfonos analógicos básicos independientemente de la energía eléctrica disponible localmente. La susceptibilidad del servicio telefónico a fallas de energía es un problema común incluso con el servicio analógico tradicional donde los clientes compran unidades telefónicas que funcionan con teléfonos inalámbricos conectados a una estación base, o que tienen otras funciones telefónicas modernas, como correo de voz integrado o funciones de directorio telefónico. .
Los teléfonos VoIP y los adaptadores de teléfonos VoIP se conectan a enrutadores o módems de cable que normalmente dependen de la disponibilidad de la red eléctrica o de la energía generada localmente. [41] Algunos proveedores de servicios VoIP utilizan equipos en las instalaciones del cliente (por ejemplo, módems de cable) con fuentes de alimentación respaldadas por baterías para garantizar un servicio ininterrumpido durante varias horas en caso de cortes de energía locales. Estos dispositivos que funcionan con baterías suelen estar diseñados para usarse con teléfonos analógicos. Algunos proveedores de servicios VoIP implementan servicios para enrutar llamadas a otros servicios telefónicos del abonado, como un teléfono celular, en el caso de que el dispositivo de red del cliente sea inaccesible para finalizar la llamada.
Las llamadas seguras son posibles utilizando protocolos estandarizados como el Protocolo de transporte seguro en tiempo real . La mayoría de las posibilidades para crear una conexión telefónica segura a través de líneas telefónicas tradicionales, como la digitalización y la transmisión digital, ya existen con VoIP. Sólo es necesario cifrar y autenticar el flujo de datos existente. El software automatizado, como un PBX virtual , puede eliminar la necesidad de que el personal reciba y cambie las llamadas entrantes.
Las preocupaciones de seguridad de los sistemas telefónicos VoIP son similares a las de otros dispositivos conectados a Internet. Esto significa que los piratas informáticos con conocimiento de las vulnerabilidades de VoIP pueden realizar ataques de denegación de servicio , recopilar datos de clientes, grabar conversaciones y comprometer mensajes de correo de voz. Una cuenta de usuario de VoIP o credenciales de sesión comprometidas pueden permitir que un atacante incurra en cargos sustanciales por servicios de terceros, como llamadas internacionales o de larga distancia.
Los detalles técnicos de muchos protocolos VoIP crean desafíos a la hora de enrutar el tráfico VoIP a través de firewalls y traductores de direcciones de red , utilizados para interconectarse a redes de tránsito o a Internet. A menudo se emplean controladores de borde de sesión privada para permitir llamadas VoIP hacia y desde redes protegidas. Otros métodos para atravesar dispositivos NAT implican protocolos de asistencia como STUN y Interactive Connectivity Establishment (ICE).
Los estándares para proteger VoIP están disponibles en el Protocolo seguro de transporte en tiempo real (SRTP) y el protocolo ZRTP para adaptadores de telefonía analógica , así como para algunos softphones . IPsec está disponible para proteger VoIP punto a punto a nivel de transporte mediante cifrado oportunista . Aunque muchas soluciones VoIP de consumo no admiten el cifrado de la ruta de señalización o de los medios, proteger un teléfono VoIP es conceptualmente más fácil de implementar utilizando VoIP que en los circuitos telefónicos tradicionales. Un resultado de la falta de soporte generalizado para el cifrado es que es relativamente fácil escuchar llamadas VoIP cuando es posible acceder a la red de datos. [42] Las soluciones gratuitas de código abierto, como Wireshark , facilitan la captura de conversaciones VoIP.
Las organizaciones gubernamentales y militares utilizan diversas medidas de seguridad para proteger el tráfico de VoIP, como voz sobre IP segura (VoSIP), voz sobre IP segura (SVoIP) y voz sobre IP segura (SVoSIP). [43] La distinción radica en si el cifrado se aplica en el terminal telefónico o en la red. [44] La voz segura sobre IP segura se puede implementar cifrando los medios con protocolos como SRTP y ZRTP . La voz sobre IP segura utiliza cifrado Tipo 1 en una red clasificada, como SIPRNet . [45] [46] [47] [48] Public Secure VoIP también está disponible con el software GNU gratuito y en muchos programas comerciales de VoIP populares a través de bibliotecas, como ZRTP. [49]
En junio de 2021, la Agencia de Seguridad Nacional (NSA) publicó documentos completos que describen los cuatro planos de ataque de un sistema de comunicaciones (la red, el perímetro, los controladores de sesión y los puntos finales ) y explican los riesgos de seguridad y las técnicas de mitigación para cada uno de ellos. [50] [51]
Los protocolos y equipos de voz sobre IP brindan soporte de identificación de llamadas que es compatible con PSTN. Muchos proveedores de servicios VoIP también permiten a las personas que llaman configurar información personalizada de identificación de llamadas. [52]
Los teléfonos fijos fabricados, importados o destinados a usarse en los EE. UU. con servicio de Voz sobre IP, a partir del 28 de febrero de 2020, deben cumplir con los requisitos de compatibilidad con audífonos establecidos por la Comisión Federal de Comunicaciones . [53]
VoIP ha reducido drásticamente el costo de la comunicación al compartir la infraestructura de red entre datos y voz. [54] [55] Una única conexión de banda ancha tiene la capacidad de transmitir múltiples llamadas telefónicas.
A medida que crece la popularidad de VoIP, los gobiernos están cada vez más interesados en regular VoIP de manera similar a los servicios PSTN. [56]
En todo el mundo en desarrollo, particularmente en países donde la regulación es débil o está controlada por el operador dominante, a menudo se imponen restricciones al uso de VoIP, incluso en Panamá , donde se grava la VoIP, y en Guyana, donde la VoIP está prohibida. [57] En Etiopía , donde el gobierno está nacionalizando el servicio de telecomunicaciones, es un delito ofrecer servicios utilizando VoIP. El país ha instalado cortafuegos para evitar que se realicen llamadas internacionales mediante VoIP. Estas medidas se tomaron después de que la popularidad de VoIP redujera los ingresos generados por la empresa estatal de telecomunicaciones . [ cita necesaria ] [58]
En Canadá , la Comisión Canadiense de Radio, Televisión y Telecomunicaciones regula el servicio telefónico, incluido el servicio de telefonía VoIP. Los servicios de VoIP que operan en Canadá deben brindar un servicio de emergencia 9-1-1 . [59]
En la Unión Europea , el tratamiento de los proveedores de servicios VoIP es una decisión de cada regulador nacional de telecomunicaciones, que debe utilizar la ley de competencia para definir los mercados nacionales relevantes y luego determinar si algún proveedor de servicios en esos mercados nacionales tiene "poder de mercado significativo" (y por lo tanto debería estar sujeto a ciertas obligaciones). Generalmente se hace una distinción general entre servicios VoIP que funcionan en redes administradas (a través de conexiones de banda ancha) y servicios VoIP que funcionan en redes no administradas (esencialmente, Internet). [ cita necesaria ]
La directiva pertinente de la UE no está redactada claramente en relación con las obligaciones que pueden existir independientemente del poder de mercado (por ejemplo, la obligación de ofrecer acceso a llamadas de emergencia), y es imposible decir definitivamente si los proveedores de servicios VoIP de cualquier tipo están obligados por ellas. [ cita necesaria ] [60]
En Omán , es ilegal proporcionar o utilizar servicios VoIP no autorizados, en la medida en que los sitios web de proveedores de VoIP sin licencia hayan sido bloqueados. [ cita necesaria ] Las violaciones pueden ser castigadas con multas de 50.000 riales omaníes (alrededor de 130.317 dólares estadounidenses), una pena de prisión de dos años o ambas. En 2009, la policía allanó 121 cibercafés en todo el país y arrestó a 212 personas por utilizar o prestar servicios de VoIP. [61]
En septiembre de 2017, Arabia Saudita levantó la prohibición de VoIP, en un intento por reducir los costos operativos y estimular el emprendimiento digital. [62] [63]
En los Emiratos Árabes Unidos (EAU), es ilegal proporcionar o utilizar servicios VoIP no autorizados. Se han bloqueado los sitios web de proveedores de VoIP sin licencia. Se permitieron algunos servicios de VoIP como Skype . [64] En enero de 2018, los proveedores de servicios de Internet en los Emiratos Árabes Unidos bloquearon todas las aplicaciones de VoIP, incluido Skype, pero permitieron solo dos aplicaciones de VoIP aprobadas por el gobierno (C'ME y BOTIM). [65] [66] En oposición, una petición en Change.org obtuvo más de 5000 firmas, en respuesta a la cual el sitio web fue bloqueado en los Emiratos Árabes Unidos. [67]
El 24 de marzo de 2020, los Emiratos Árabes Unidos flexibilizaron las restricciones a los servicios de VoIP anteriormente prohibidos en el país, para facilitar la comunicación durante la pandemia de COVID-19 . Sin embargo, aplicaciones populares de mensajería instantánea como WhatsApp , Skype y FaceTime siguieron bloqueadas para su uso en llamadas de voz y vídeo, lo que obligó a los residentes a utilizar servicios pagos de los proveedores de telecomunicaciones estatales del país. [68]
En India , es legal usar VoIP, pero es ilegal tener puertas de enlace VoIP dentro de India. [69] Esto significa efectivamente que las personas que tienen PC pueden usarlas para hacer una llamada VoIP a otras computadoras, pero no a un número de teléfono normal. El uso de servicios de servidores VoIP extranjeros es ilegal en la India. [69]
La telefonía por Internet está permitida al ISP con restricciones. Se permiten los siguientes servicios: [70]
En Corea del Sur , sólo los proveedores registrados ante el gobierno están autorizados a ofrecer servicios de VoIP. A diferencia de muchos proveedores de VoIP, la mayoría de los cuales ofrecen tarifas fijas, los servicios de VoIP coreanos generalmente se miden y cobran a tarifas similares a las de las llamadas terrestres. Los proveedores extranjeros de VoIP encuentran grandes barreras para el registro gubernamental. Este problema llegó a un punto crítico en 2006, cuando los proveedores de servicios de Internet que proporcionaban servicios personales de Internet por contrato a miembros de las Fuerzas de los Estados Unidos en Corea (USFK) que residían en bases de las USFK amenazaron con bloquear el acceso a los servicios VoIP utilizados por los miembros de las USFK como una forma económica de mantenerse en contacto. contacto con sus familiares en los Estados Unidos, con el argumento de que los proveedores de VoIP de los miembros del servicio no estaban registrados. En enero de 2007 se llegó a un compromiso entre las USFK y los funcionarios de telecomunicaciones coreanos, según el cual los miembros del servicio de las USFK que llegaran a Corea antes del 1 de junio de 2007 y se suscribieran a los servicios de ISP proporcionados en la base podrían continuar usando su suscripción VoIP con base en los EE. UU., pero las llegadas posteriores deben utilizar un proveedor de VoIP con sede en Corea, que por contrato ofrecerá precios similares a las tarifas fijas que ofrecen los proveedores de VoIP de EE. UU. [71]
En Estados Unidos, la Comisión Federal de Comunicaciones exige que todos los proveedores de servicios VoIP interconectados cumplan con requisitos comparables a los de los proveedores de servicios de telecomunicaciones tradicionales. [72] Los operadores de VoIP en los EE. UU. deben admitir la portabilidad numérica local ; hacer que el servicio sea accesible para personas con discapacidad; pagar tasas regulatorias, contribuciones al servicio universal y otros pagos obligatorios; y permitir a las autoridades encargadas de hacer cumplir la ley llevar a cabo vigilancia de conformidad con la Ley de Asistencia en Comunicaciones para las Fuerzas del Orden (CALEA).
Los operadores de VoIP interconectado (totalmente conectados a la PSTN) tienen el mandato de brindar servicio 911 mejorado sin solicitud especial, proporcionar actualizaciones de ubicación de los clientes, revelar claramente cualquier limitación en su funcionalidad E-911 a sus consumidores, obtener reconocimientos afirmativos de estas divulgaciones de todos consumidores, [73] y no pueden permitir que sus clientes opten por no participar en el servicio 911. [74] Los operadores de VoIP también se benefician de determinadas normas de telecomunicaciones estadounidenses, incluido el derecho a la interconexión y al intercambio de tráfico con los operadores tradicionales de telefonía local a través de operadores mayoristas. Los proveedores de servicios VoIP nómadas (aquellos que no pueden determinar la ubicación de sus usuarios) están exentos de la regulación estatal de telecomunicaciones. [75]
Otra cuestión jurídica que está debatiendo el Congreso de Estados Unidos tiene que ver con los cambios a la Ley de Vigilancia de Inteligencia Extranjera . El tema en cuestión son las llamadas entre estadounidenses y extranjeros. La NSA no está autorizada a intervenir conversaciones de estadounidenses sin una orden judicial, pero Internet, y específicamente VoIP, no traza una línea tan clara con la ubicación de la persona que llama o del destinatario de una llamada como lo hace el sistema telefónico tradicional. A medida que el bajo coste y la flexibilidad de VoIP convencen a más y más organizaciones de adoptar la tecnología, la vigilancia para los organismos encargados de hacer cumplir la ley se vuelve más difícil. La tecnología VoIP también ha aumentado las preocupaciones federales en materia de seguridad porque VoIP y tecnologías similares han hecho que sea más difícil para el gobierno determinar dónde se encuentra físicamente un objetivo cuando se interceptan las comunicaciones, y eso crea toda una serie de nuevos desafíos legales. [76]
Los primeros desarrollos de los diseños de redes de paquetes por parte de Paul Baran y otros investigadores fueron motivados por el deseo de un mayor grado de redundancia de circuitos y disponibilidad de la red frente a fallas de infraestructura de lo que era posible en las redes de circuitos conmutados en telecomunicaciones de mediados del siglo XX. siglo. Danny Cohen demostró por primera vez una forma de paquetes de voz en 1973, que se desarrolló en el protocolo de voz en red que operaba en los primeros ARPANET . [77] [78]
En los primeros ARPANET, la comunicación de voz en tiempo real no era posible con paquetes de voz digitales con modulación de código de pulso (PCM) sin comprimir , que tenían una velocidad de bits de 64 kbps, mucho mayor que el ancho de banda de 2,4 kbps de los primeros módems . La solución a este problema fue la codificación predictiva lineal (LPC), un algoritmo de compresión de datos de codificación de voz propuesto por primera vez por Fumitada Itakura de la Universidad de Nagoya y Shuzo Saito de Nippon Telegraph and Telephone (NTT) en 1966. LPC era capaz de comprimir la voz. a 2,4 kbps, lo que llevó a la primera conversación exitosa en tiempo real a través de ARPANET en 1974, entre Culler-Harrison Incorporated en Goleta, California , y el Laboratorio Lincoln del MIT en Lexington, Massachusetts . [79] Desde entonces, LPC ha sido el método de codificación de voz más utilizado. [80] La predicción lineal excitada por código (CELP), un tipo de algoritmo LPC, fue desarrollada por Manfred R. Schroeder y Bishnu S. Atal en 1985. [81] Los algoritmos LPC siguen siendo un estándar de codificación de audio en la tecnología VoIP moderna. [79]
En las dos décadas posteriores a la demostración de 1974, se desarrollaron diversas formas de telefonía por paquetes y se formaron grupos de interés de la industria para apoyar las nuevas tecnologías. Tras la terminación del proyecto ARPANET y la expansión de Internet para el tráfico comercial, la telefonía IP fue probada y considerada inviable para uso comercial hasta la introducción de VocalChat a principios de la década de 1990 y luego, en febrero de 1995, el lanzamiento oficial de Internet Phone (o iPhone). para abreviar) software comercial de VocalTec , basado en una patente de Lior Haramaty y Alon Cohen , [82] y seguido de otros componentes de infraestructura VoIP como puertas de enlace de telefonía y servidores de conmutación. Poco después se convirtió en un área de interés establecida en los laboratorios comerciales de las principales empresas de TI. A finales de la década de 1990, estuvieron disponibles los primeros conmutadores de software y nuevos protocolos, como H.323 , MGCP y el Protocolo de inicio de sesión (SIP), ganaron una atención generalizada. A principios de la década de 2000, la proliferación de conexiones a Internet siempre activas de gran ancho de banda para viviendas y empresas generó una industria de proveedores de servicios de telefonía por Internet (ITSP). El desarrollo de software de telefonía de código abierto, como Asterisk PBX , impulsó el interés y el espíritu empresarial generalizados en los servicios de voz sobre IP, aplicando nuevos paradigmas de tecnología de Internet, como los servicios en la nube, a la telefonía.
{{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link){{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link){{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)Un usuario final puede realizar llamadas de telefonía por Internet de PC a teléfono únicamente en PSTN/PLMN en el extranjero.
La definición del diccionario de VoIP en Wikcionario
Guía de viaje de telefonía por Internet de Wikivoyage