¿Qué ancho de banda necesita la VoIP?

Calcule el ancho de banda de VoIP a partir de los flujos de voz simultáneos, su códec y la sobrecarga de la red. El número de empleados o de teléfonos no sustituyen a estas entradas. Verifique la subida y la descarga por separado, luego agregue el tráfico y el margen de seguridad adicionales al requisito de voz.

El cálculo a continuación funciona en la capa de red IP. Muestra de dónde proviene el uso del ancho de banda y ayuda a comparar las suposiciones. No es una recomendación completa para un plan de internet. Los requisitos reales dependen del sistema telefónico, la ruta, la seguridad y otras aplicaciones.

Recopile los datos antes de calcular

Contar las llamadas durante el período de máxima demanda

Revisar el registro telefónico y determinar el número más alto de conversaciones simultáneas. No dividir los minutos totales de llamadas diarias por las horas de trabajo. El promedio oculta la demanda máxima. Para una nueva oficina, acordar el escenario esperado con los jefes de equipo y validarlo después del lanzamiento.

Identificar qué flujos de voz atraviesan la conexión que se está dimensionando. Una conversación entre dos empleados puede permanecer en la red local o pasar por una plataforma en la nube. Las transferencias de llamadas, las conferencias y las conexiones desde varios dispositivos pueden cambiar el número de flujos. Contar el camino de audio real en lugar de solo los números de teléfono.

Identificar el códec y el intervalo de segmentación

El códec define cómo se representa el audio y su tasa de bits. Un paquete contiene más que solo voz: se añaden encabezados al contenido. También identificar el intervalo de segmentación, a menudo llamado «ptime». Indica cuántos milisegundos de audio contiene cada paquete.

Solicitar al proveedor telefónico los parámetros reales y los modos disponibles. Estos pueden variar entre las llamadas internas, las rutas externas y las aplicaciones de conferencia. Si la negociación del códec cambia el códec cuando se establece una llamada, calcular las opciones aplicables y verificarlas mediante mediciones.

Elegir el límite de medición

La misma llamada produce diferentes cifras al contar el contenido de voz, los paquetes IP o la transmisión a través del enlace físico. Siempre indicar qué incluye el resultado. El ejemplo anterior cuenta un único flujo RTP sobre UDP y IPv4 sin extensiones adicionales.

Un encabezado IPv4 básico utiliza 20 bytes, UDP utiliza 8 bytes y el encabezado RTP básico utiliza 12 bytes. Juntos, esto suma 40 bytes por paquete. Las listas de origen y las extensiones RTP, las opciones IP, la encriptación y los túneles pueden añadir más datos. Estos 40 bytes no son una sobrecarga universal para cada sistema telefónico.

Fórmula para un único flujo de voz

Para una tasa de bits constante, utilizar tres pasos. Tamaño del paquete por paquete, bytes = tasa de bits del códec, bits/s × intervalo de segmentación, s / 8. Paquetes por segundo = 1 / intervalo de segmentación, s. Ancho de banda por flujo, bits/s = tamaño del paquete, incluyendo los encabezados contados, bytes × 8 × paquetes por segundo.

Ejemplo de G.711 con paquetes de 20 ms

Supongamos G.711 a 64,000 bits/s con un intervalo de 20 ms, o 0.02 s. Carga útil: 64,000 × 0.02 / 8 = 160 bytes. Tasa de envío: 1 / 0.02 = 50 paquetes por segundo. Con 40 bytes de encabezados, cada paquete tiene 200 bytes.

Uso del ancho de banda: 200 × 8 × 50 = 80,000 bits/s, o 80 kbps en una dirección. Una conversación normal con los mismos parámetros para el segundo flujo necesita 80 kbps de subida y 80 kbps de descarga. Los dos flujos suman 160 kbps, pero esto no crea la necesidad de 160 kbps en cada dirección.

Aquí, kbps y Mbps utilizan multiplicadores decimales: 1 kbps equivale a 1000 bits/s, y 1 Mbps equivale a 1,000,000 bits/s. No confunda bits con bytes ni reemplace 64,000 con 65,536.

Cómo el códec y la fragmentación modifican el cálculo

La tabla compara las suposiciones de cálculo. No recomienda cambiar un sistema en funcionamiento. Un paquete más largo reduce el número de encabezados enviados por segundo, pero aumenta el retraso mientras se acumula el audio. Perder ese paquete elimina un fragmento más largo del habla. Verifique el soporte, la compatibilidad y la calidad con el proveedor.

Con una tasa de bits variable, como la de algunos modos de Opus, el nombre del códec por sí solo no determina una cifra de ancho de banda. Confirme los límites, el modo de funcionamiento y los mecanismos de compensación de pérdidas. Suprimir la transmisión durante los silencios puede reducir el tráfico medio, pero no garantiza un margen de capacidad cuando varias personas hablan al mismo tiempo.

La redundancia y la corrección de errores pueden agregar datos para preservar la inteligibilidad. No asuma que siempre reducen el uso del ancho de banda. Elija un códec en función del soporte a lo largo del camino y de la calidad requerida, en lugar del número más bajo en la tabla. La transcripción entre códecs también requiere comprobaciones de compatibilidad y recursos del sistema.

Tres escenarios de llamadas simultáneas

Los tres escenarios utilizan G.711 a 64 kbps, paquetes de 20 ms y encabezados IPv4, UDP y RTP que suman 40 bytes. Cada conversación produce un flujo de salida y un flujo de entrada a través de la conexión en cuestión. La supresión de silencio está excluida. Cada flujo utiliza 80 kbps.

Esta es la capacidad de voz en la capa de conteo seleccionada, y no una velocidad de conexión de oficina adecuada. La tabla excluye el tráfico de control RTCP, la señalización de llamadas, datos de seguridad adicionales, la capa de enlace y otros tipos de tráfico. No añada los 40 bytes base de nuevo. Ya están incluidos en 80 kbps.

Puede ver 87,2 kbps para el mismo ejemplo G.711. El método de Cisco produce esa cifra añadiendo 18 bytes de Ethernet por paquete. Sin embargo, aún no tiene en cuenta todos los gastos de transmisión físicos. Compare las cifras solo después de acordar el límite de medición y los gastos incluidos.

Añada el tráfico de otras aplicaciones y un margen de capacidad operativa

Verifique la subida y la descarga por separado

En una conexión asimétrica, la capacidad de subida puede alcanzar su límite antes que la de descarga. Subir archivos a la nube compite con el tráfico de voz saliente; descargar actualizaciones compite con el tráfico de voz entrante. Un empleado remoto también utiliza una red doméstica. Los buenos resultados de la oficina no confirman la calidad de esa conexión.

Para cada dirección, sume la capacidad calculada para los flujos de voz, el tráfico adicional de telefonía que no se había incluido y el tráfico simultáneo previsto de otras aplicaciones. Añada después un margen de capacidad operativa. Su tamaño depende de las variaciones del tráfico, las posibilidades de gestión de colas y los requisitos del servicio. Un porcentaje universal sin estos datos no demuestra que la capacidad sea suficiente.

Medir la capacidad disponible durante las horas de trabajo

La velocidad anunciada de un plan de internet y la velocidad del puerto de una tarjeta de red no muestran el ancho de banda disponible para la plataforma de telefonía. Medir la conexión durante los períodos de trabajo, incluyendo el tráfico de otras aplicaciones. Verificar si los resultados cambian en una conexión de respaldo o VPN si las llamadas realmente utilizan esa vía.

Acordar con el proveedor de conectividad dónde se mide la velocidad y qué gastos adicionales incluye el servicio. Preguntar al proveedor de telefonía sobre los requisitos para la voz, las videoconferencias y las rutas multimedia. El intercambio de vídeo y pantalla requiere cálculos separados. No agregarlos a la tabla de voz sin datos adicionales.

Estimar cuántas conversaciones soporta el ancho de banda disponible

El cálculo inverso es posible una vez reservada una capacidad específica para los flujos de voz, después de tener en cuenta el resto del tráfico adicional y el margen operativo. Divida esa capacidad entre el ancho de banda de un flujo en la dirección correspondiente. Calcule por separado los límites de subida y descarga, redondee ambos hacia abajo y elija el menor. Las unidades y los límites de lo que se incluye en el cálculo deben coincidir.

Por ejemplo, suponga una velocidad de subida de 1000 kbps y una velocidad de descarga de 800 kbps en la capa IP, con 80 kbps por transmisión. Redondear hacia abajo da 12 y 10 conversaciones, respectivamente. El límite en este cálculo es de 10 conversaciones. Esto no es una recomendación para un plan de internet. El servicio real también debe cubrir todos los gastos adicionales y requisitos de calidad excluidos.

Si la capacidad esperada de pico excede la capacidad confirmada, acuerde una mayor capacidad, un límite de concurrencia o un modo de telefonía adecuado. No confíe en que los usuarios se silencien al azar. Repetir la prueba después del cambio y confirmar que el propio sistema soporta los límites.

El ancho de banda no reemplaza las pruebas de calidad

Medir la latencia, el jitter y la pérdida de paquetes

La latencia afecta a las pausas y a las interrupciones en las conversaciones. El jitter describe la variación en el retraso de la entrega de paquetes. La pérdida de paquetes puede causar interrupciones en el audio. Incluso una conexión rápida puede producir una mala calidad de voz cuando la vía es inestable o la cola está congestionada.

Una prueba de velocidad estándar ayuda a realizar una evaluación inicial, pero no confirma la calidad de cada llamada. Verifique la ruta al sistema real, las estadísticas del flujo de medios y la calidad de la voz bajo carga. El tiempo de ida y vuelta (ping) no es lo mismo que el retraso de la voz en una dirección. Acuerde los valores objetivo y los métodos de evaluación con el proveedor del sistema seleccionado.

Un búfer de «jitter» suaviza las llegadas irregulares de paquetes a costa de un retraso adicional. El búfer en sí no recupera los paquetes perdidos ni aumenta el ancho de banda de la conexión. Puede operar en un teléfono, una aplicación o en otro componente del sistema.

Tenga en cuenta los límites de QoS y la red local.

QoS puede priorizar el tráfico sensible al retraso, siempre que el equipo cumpla con las reglas acordadas. Asigna la capacidad existente en lugar de crear más ancho de banda. La prioridad en un router de oficina no garantiza el mismo tratamiento en toda la red pública.

Una VLAN separada ayuda a separar el tráfico telefónico, pero no establece su prioridad. La prioridad requiere reglas de QoS y el soporte del equipo. Verifique que las reglas se apliquen en las partes necesarias de la ruta.

Para problemas de red inalámbrica, compare una llamada por cable con una llamada a través del mismo punto de acceso. Verifique la cobertura, la interferencia y el uso del tiempo de aire de la radio. Un cable elimina esa sección inalámbrica, pero no soluciona la congestión en la conexión externa. Los problemas con el eco y los auriculares no siempre son problemas de ancho de banda.

Si el audio solo funciona en una dirección, verifique la ruta de medios, las reglas del firewall y la traducción de direcciones con el proveedor. No desactive la seguridad ni introduzca un desvío arbitrario simplemente para probar el audio. Un plan de internet diferente no solucionará un error de enrutamiento o de permisos.

Valide el cálculo con llamadas funcionales.

Realizar pruebas de carga en un horario acordado. Guardar primero las mediciones de referencia, luego modificar un parámetro significativo y repetir el escenario. Esto ayuda al equipo a distinguir el efecto de la capacidad adicional de la solución de un problema local o la adaptación de una cola.

Qué preparar para una evaluación de la red

Preparar el número de llamadas simultáneas, códecs, mediciones y un diagrama de la ruta de audio. Para cada resultado, registrar la dirección, el tiempo y las condiciones de carga. El cálculo identifica la capacidad necesaria. Las pruebas de llamadas reales establecen si el sistema funciona con esa capacidad.

Si necesita evaluar la red y la telefonía, consulte los servicios de red y de telecomunicaciones de DKs. Proporcione parámetros de llamada y problemas observados para definir el alcance de las comprobaciones de conexión y equipos.

Fuentes

• Cabecera base RTP y extensiones en RFC 3550
• Método de Cisco para calcular el ancho de banda y la sobrecarga del códec
• Funcionamiento del búfer de jitter en RFC 7005
• Documentación de Microsoft sobre el propósito y la configuración de QoS