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VoLTE vs VoIP: la diferencia está en la QoS

VoLTE in Radio Access Network

Hace unos meses os contábamos que existe, por así decirlo, un paso intermedio entre 4G y 5G que ya está empezando a comercializarse con el nombre de VoLTE (Voice over LTE). En resumen, este protocolo permite realizar llamadas de voz directamente sobre datos.  El principio de funcionamiento es similar a VoIP tradicional, con la salvedad de que en este caso el servicio se opera a nivel de red y no a nivel de aplicación. Es decir: no necesitaríamos aplicaciones como Skype, Viber o Whatsapp, ya que las llamadas de datos estarían integradas directamente en nuestro teléfono.

Durante algunos años, LTE coexistirá con las tecnologías de conmutación de circuitos de voz, también conocidas como Circuit Switch. No obstante, desde hace unos años los proveedores están reemplazando todos sus sistemas de conmutación de datos (Circuit Switched Data, CSD) por sistemas basados 100% en Ethernet. En esta coyuntura, es de esperar que tarde o temprano todas las llamadas de voz móvil se operen exclusivamente sobre datos.

Mientras tanto, muchos nos preguntamos cuál es exactamente la diferencia entre VoLTE y VoIP:

La diferencia está en la QoS

Tradicionalmente, las aplicaciones de voz como Skype han confiado en Internet para entregar los paquetes. Y esto es un mal asunto: la naturaleza intrínseca de Internet no garantiza la entrega de paquetes, y es por esto que se la conoce como una tecnología Best Effort: las aplicaciones que funcionan sobre Internet se ponen una venda en los ojos y cruzan los dedos.

No ocurre así cuando hablamos de VoLTE, ya que éste exige la presencia de un componente de Calidad de Servicio (Quality of Service, QoS).

¿En qué consiste la QoS?

QoS es un conjunto de tecnologías que garantizan la transmisión de cierta cantidad de información en un tiempo dado. Esto es: throughput. Es especialmente importante cuando hablamos de aplicaciones de tiempo real como voz y video.  Existen algunos problemas que afectan a la calidad del servicio y son los que QoS pretende resolver:

Paquetes sueltos

Los routers pueden sufrir pérdidas de paquetes si llegan cuando los buffers ya están llenos. Dependiendo del estado de congestión de la red, se podrían perder uno o muchos paquetes. Un problema que podría solventarse mediante la solicitud de retransmisión de paquetes sueltos por parte del receptor. Como es fácil suponer, esto provoca la aparición de graves retardos.

Retardos

Puede ocurrir que los paquetes tarden un largo período de tiempo en alcanzar su destino, debido a que pueden permanecer en largas colas o tomen una ruta menos directa para prevenir la congestión de la red. En algunos casos, los retardos excesivos pueden llegar a inutilizar las aplicaciones VoIP.

Jitter

Los paquetes del transmisor pueden llegar a su destino con diferentes retardos. Un retardo de un paquete varía impredeciblemente con su posición en las colas de los encaminadores a lo largo de la ruta entre el transmisor y el destino. Esta variación en retardo se conoce como jitter y puede afectar seriamente a la calidad del flujo de audio y/o vídeo.

Entrega de paquetes fuera de orden

Cuando un conjunto de paquetes relacionados del mismo flujo son encaminados hacia Internet, los paquetes pueden tomar diferentes rutas, resultando en diferentes retardos. Básicamente, esto ocasiona que los paquetes lleguen desordenados. Para solventar este problema requerimos de un protocolo que pueda reordenar los paquetes a un estado isócrono una vez que estos lleguen a su destino.

Errores

Los paquetes y los políticos tienen algo en común: algunos se corrompen durante su trayectoria. En este caso, el receptor tiene que detectarlos y solicitar una retransmisión de los mismos.

¿Cómo se implementa QoS en VoLTE?

VoLTE utiliza una combinación de la arquitectura IMS (IP Multimedia Subsystem) y la alta velocidad de la red de acceso (Radio Access Network) para garantizar la QoS. En ese sentido, la calidad de las llamadas VoLTE no tienen nada que envidiar a las llamadas tradicionales basadas en circuitos E1 o T1, y es por esto que se espera que VoLTE desplace a VoIP, al menos cuando nos referimos a dispositivos móviles.

VoLTE con IMS IP Multimedia Subsystem

¿Cómo se implementa QoS en sistemas VoIP?

Sin embargo, si de algo se echa de menos en VoIP es la calidad de los sistemas telefónicos tradicionales. Este componente QoS, al contrario que ocurre en VoLTE, se puede implementar en VoIP como una característica opcional y no como una condición necesaria. Existen múltiples técnicas para implementar QoS a nivel de interfaz en VoIP (a nivel de una red global no es posible, en tanto que usa Internet como hemos mencionado anteriormente):

Como implementar QoS en VoIP

Este es un modelo que es bastante útil para comprender de qué formas podemos intentar garantizar la QoS y con cuáles conseguirlo. En esta figura están representadas las dos acciones fundamentales asociadas a garantizar la QoS:

  • Clasificación: El tráfico que entra al equipo y que se ha de transmitir se tiene que clasificar. Pueden usarse muchos criterios de clasificación: Por equipo destino, por marcas en los paquetes, por aplicación… Es algo que siempre hay que hacer ya que si no el propio concepto de QoS no existe. Básicamente, la clasificación es buscar a qué parámetros de QoS negociados o contratados pertenece un paquete (o tráfico) en particular: Tráfico máximo en ráfaga, tráfico mínimo sostenido, latencia máxima, variación en la latencia…
  • Asignación de recursos: Una vez que se tiene el tráfico clasificado, y por tanto se saben qué parámetros de QoS se deben cumplir, hay que asignar los recursos en la interfaz. Hay que permitir que los paquetes se transmitan al medio (el aire o un cable).

La fase de clasificación es común a todos los tipos de interfaz que necesitan garantizar la QoS, pero la principal diferencia viene en la fase de asignación de recursos. Existen 2 mecanismos que son lo bastante amplios como para merecer que les demos un nombre “QoS a nivel 3 (L3QoS o IPQoS)” y “QoS a nivel 2 (L2QoS o MACQoS)”.

Existen múltiples estándares y sistemas VoIP profesionales implementados mediante software o hardware que en gran medida tratan de controlar el tráfico de la red para disminuir las posibilidades que se produzcan caídas en el rendimiento.

Como conclusión…

Incluso si los mecanismos para garantizar la QoS en VoIP fueran iguales a los de VoLTE (algunas arquitecturas VoIP implementan IMS), aún tendríamos la ventaja de que éste último ofrece una red de acceso radio y un backbone diseñado especialmente para transportar datos de forma mucho más eficiente que la red IP tradicional.

Angel

Siempre quise ser inventor y escritor: por lo primero me hice ingeniero, y en cuanto a lo segundo, escribo aquí de vez en cuando sobre telecomunicaciones y tecnología. Me gustan los robots, los perretes y los libros (analógicos).

Un comentario

  • Hola, favor si pudieras absolver mi consulta, tenia entendido que comunicaciones como Skype o Whatsapp eran comunicaciones de voz sobre internet, a diferencia de una comunicación de voip que sería sobre una red gestionada, es correcto esto?. Gracias y muy interesante y claro tu artículo.

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