Cómo los supresores de silencio ahorran ancho de banda WAN

¿Qué es la supresión de silencio?

Para ayudar a entender la tecnología de supresión de silencio, considere este ejemplo: Algunas personas hablan todo el tiempo, a pesar de que tienen que tomar un respiro y que a veces escuchan y son muy tranquilas. En una llamada de teléfono, es bastante común que haya silencio en una dirección de la llamada mientras la voz viaja hacia la otra dirección. La red telefónica pública conmutada (PSTN) no toma ventaja de esta condición. La PSTN abre un camino en ambas direcciones, entre los hablantes, y asigna el 100% de la capacidad de ruta a la llamada, incluso cuando hay silencio.

Las redes IP funcionan de manera diferente. Los paquetes se transmiten cuando hay datos e información de control. Los paquetes no se envían cuando no hay nada que enviar. En esencia, cuando hay datos silenciosos, no se consume el ancho de banda de la red IP.

La supresión de silencio, también denominada activación de detección de voz (VAD) es la aplicación de este principio de red IP en las llamadas VoIP. Cuando hay silencio, no se envían paquetes de voz llenos de silencio. La supresión de silencio puede ahorrar ancho de banda, especialmente en las troncales IP. Los ahorros pueden ser de 40% a 50%. El teléfono emisor ​​de paquetes o puerta de enlace implementa la función VAD en el códec.

Generación de ruido confortable.

Piense en la tecnología de la VAD como una puerta de expresión. Se abre y se cierra cuando se  habla o se mantiene silencio. ¿Y si esto se aplica a VoIP? El silencio puro es una indicación para el oyente de que la conexión se ha perdido. Siempre hay un poco de ruido de fondo de bajo nivel en la llamada. Así que los desarrolladores de VAD implementan la generación de ruido de confort (GNC) en el teléfono receptor o en la puerta de enlace para que el oyente no concluya que la llamada fue desconectada. El GNC es generado localmente en el extremo receptor de la llamada y no consume ancho de banda. La intensidad del ruido de confort se puede ajustar en la mayoría de los teléfonos IP. Normalmente hay un valor predeterminado para el GNC.

La determinación de silencio.

El códec en que el teléfono transmite es el detector de silencio. En realidad, el códec detecta cuando el sonido entrante cae por debajo de un umbral. Rara vez hay silencio puro. Siempre hay un poco de ruido de fondo. Cuando el sonido recibido por el códec supera el umbral, los paquetes de voz se transmiten. Si el códec tiene un umbral demasiado bajo, el ruido de fondo se presentará, negando el ahorro de ancho de banda. Si el umbral es demasiado alto, el comienzo de la palabra será recortada y la comprensión del habla se verá afectada. Esto se conoce como recorte del extremo frontal (FEC). La función FEC puede ajustarse en algunos productos. Compruebe en la guía del proveedor cuáles son sus mejores prácticas.

Encontrando el final del discurso.

El códec es también responsable de detectar cuando el discurso ha terminado. Si el umbral es demasiado alto, entonces el final de la palabra se recorta. Esto es más común que las palabras que terminan en los componentes de sonoridad bajas, como las palabras que terminan en una "F" o "S". Al final de la palabra el recorte puede ser más molesto que el recorte del principio de una palabra. Algunos teléfonos IP y puertas de enlace tienen un tiempo de espera ajustable para el final de la palabra, por lo que el recorte se reduce o elimina. Cheque en las guías del proveedor cuál es su método de ajuste para el final de las palabras. Debe considerar que a medida que se amplía el tiempo de espera, menos ancho de banda se ahorra, pero el discurso mejora.

Más temas de calidad del habla.

¿Y si el hablante dirige su boca lejos del teléfono? El nivel de ruido probablemente se sitúe por debajo del umbral. Luego la voz está clasificada como ruido y no hay paquetes que transmitir. El oyente debe entonces pedir la palabra de nuevo, o tal vez esté consciente de que las palabras se perdieron.

¿Qué sucede cuando el ruido de fondo supera el umbral? El códec entonces transmite los paquetes de ruido. No hay ningún ahorro de ancho de banda en condiciones con ruido fuerte de fondo, como ruido de la calle, otras conversaciones que no estén en el sonido de la llamada, la televisión o la radio.

VAD en la LAN.

El ancho de banda de LAN no está valorado en las llamadas VoIP. En un artículo sobre cálculo del consumo de ancho de banda para VoIP, se expuso que la más alta tasa de bits es menor de 90 Kbps por llamada, una cantidad insignificante de ancho de banda en una conexión de 10 Mbps o 100. A pesar de que muchas llamadas se combinarán en la parte posterior del conmutador de LAN, el ancho de banda total consumido es mucho menor que 10 Mbps. Por lo tanto, no existe un valor real para la aplicación de VAD para el entorno de la LAN.

VAD en la WAN.

La WAN es el lugar donde el ancho de banda es limitado y el costo es alto, por lo que es un incentivo para aplicar VAD. El objetivo previsto de ahorrar hasta un 50% del ancho de banda de WAN, utilizando troncales IP, es muy atractivo. La primera consideración es el número de llamadas simultáneas que se realizarán a través de la rama IP. Cisco recomienda que el número de llamadas simultáneas debiera ser 24 o mayor. La probabilidad de que todos los hablantes hablen al mismo tiempo disminuye a medida que aumenta el número de hablantes de una rama IP, al igual que entre más carriles haya en una carretera que desea viajar, más probabilidades habrá de encontrar un carril vacío. Con una cantidad menor de llamadas simultáneas, lo más probable es que si hay muchos hablantes se encimen, hablen al mismo tiempo y no habrá suficiente ancho de banda disponible. Esto dará lugar a un retraso adicional, deterioro y pérdida de paquetes. Todos estos impedimentos reducen la calidad de la voz.

Supongamos que hay más de 24 llamadas en una rama IP. No busque el ahorro de ancho de banda del 50%. Una meta más alcanzable es un ahorro de ancho de banda del 35%. Incluso este objetivo puede no ser alcanzado. Haga un primer experimento con la función VAD apagada. A continuación, enciéndalo y observe la degradación de la calidad de voz. La degradación puede ser más de lo que es aceptable. Cuando se utiliza música para llamadas en retención, VAD es inútil. Y el uso de fax a través de una puerta de enlace niega el uso de VAD. Tuve un cliente que utiliza “música en espera” con frecuencia y por largos períodos de tiempo –varios minutos. Este cliente de hecho, tuvo que comprar más ancho de banda adicional de lo que se esperaba, incluso con VAD.

La conclusión es VAD es una gran idea, pero no va a funcionar bien en ramas de IP en ancho de banda bajo y carece de valor en LAN.

Sobre el autor: Gary Audin tiene más de 40 años de experiencia en informática, comunicaciones y seguridad. Ha planeado, diseñado, especificado, implementado y operado datos en LAN y redes telefónicas, incluyendo redes de área local, redes nacionales e internacionales, así como VoIP y redes IP convergentes en E.U., Canadá, Europa, Australia y Asia.