Fluctuación de la red: cómo afecta las llamadas telefónicas de VoIP y cómo solucionarlo

¿Alguna vez ha estado en una llamada telefónica de negocios en la que la calidad de la llamada disminuyó y luego volvió? Este molesto error es causado por la inestabilidad de la red y la pérdida de paquetes, dos factores comunes e interrelacionados que interrumpen los sistemas de Voz sobre Protocolo de Internet ( VoIP ).

La resolución de estos problemas persistentes de VoIP es un dolor de cabeza, incluso para los profesionales de TI experimentados. La buena noticia es que cualquiera puede abordar la causa común de la inestabilidad de la red: la congestión de la red.

Todo lo que necesita es el conocimiento adecuado y las herramientas adecuadas. Y pronto, volverá a disfrutar de una calidad de voz nítida y una comunicación fluida.

¿Qué es la fluctuación de red?

Jitter es el retraso de tiempo o la variación en la latencia entre la transmisión y la recepción de paquetes de datos a través de una red. VoIP experimenta fluctuaciones cuando la conexión tiene retrasos inconsistentes entre el envío y la recepción de paquetes de datos. Ocurre principalmente debido a la congestión de la red, problemas de enrutamiento, limitaciones de hardware e interferencia de la red.

La fluctuación de la red mide el tiempo de llegada irregular de los paquetes de datos a su destino, también conocida como puntuación de fluctuación, medida en milisegundos (ms). Los retrasos elevados dan como resultado una puntuación de fluctuación alta, lo que afecta negativamente a la calidad de la llamada.

El jitter afecta las actividades en línea que dependen de la comunicación bidireccional en tiempo real. Los ejemplos incluyen juegos en línea, llamadas de audio y videoconferencia, cámaras de seguridad IP y más.

Aquí hay un video útil que proporciona una explicación simple de la inestabilidad de la red.

¿Por qué es importante la fluctuación de la red?

Cuando los paquetes de datos llegan a diferentes intervalos, las fluctuaciones provocan la caída de los paquetes de voz.

Cuando inicia una película en Netflix, los primeros segundos se dedican a almacenar el contenido en búfer. Este proceso descarga de manera preventiva una parte del video, por lo que ni siquiera se da cuenta si se cae la señal de Wi-Fi. Sin embargo, en las comunicaciones en tiempo real, la fluctuación tiene un impacto más significativo en la latencia y la calidad del audio y el video.

Cuando se trata de comunicaciones comerciales , especialmente a través de VoIP, ¡el jitter es importante!

La alta fluctuación de la red provoca fallas y retrasos que restan valor a la experiencia fluida que ofrecen las conexiones VoIP. Nadie quiere estar atascado en una llamada de mierda sin fin, y no quiere perder clientes debido a un problema de red que es fácil de solucionar (pero pensado de otra manera).

Aquí hay una representación visual que ilustra lo que sucede detrás de escena.

Revisión de los fundamentos de la red IP

Es una buena idea repasar los términos de conectividad de red para comprender mejor el jitter.

1. Paquetes de datos

Los paquetes de datos son la columna vertebral de las comunicaciones de Internet confiables. Son las unidades básicas de información transmitida a través de una red.

Los datos enviados a través de una red se dividen en paquetes más pequeños para una transmisión eficiente y confiable. Luego, estos paquetes se enrutan individualmente a través de la red y se vuelven a ensamblar en el extremo receptor para compilar el mensaje original.

Cada paquete consta de un encabezado y una sección de carga útil.

El encabezado contiene las direcciones de origen y destino, la información de secuencia, los códigos de detección de errores y otros datos de control para el enrutamiento y la entrega adecuados. La sección de carga útil contiene los datos reales que se transmiten: texto, imágenes, audio, video o cualquier otro tipo de información digital.

Con muchas computadoras y dispositivos activos en una red, grandes cantidades de datos podrían ralentizar a todos. Los paquetes permiten que todos envíen y reciban información de manera confiable.

Los paquetes de datos contienen lo siguiente:

• Puertos y direcciones IP de origen y destino
• Secuenciación y el número de paquetes
• Información del protocolo, junto con sus sumas de verificación
• Señalización de telefonía IP y estado de llamadas
• Información de dirección de hardware (por ejemplo, direcciones MAC)
• Encabezados de datos de calidad de servicio (QoS) opcionales

Con el tráfico de VoIP, las llamadas telefónicas se convierten en paquetes de voz en milisegundos. Para ello, VoIP utiliza diferentes protocolos de transporte para un rendimiento óptimo.

2. Protocolos de transporte

Los paquetes en sí mismos no son confiables ni no confiables. son datos Las aplicaciones utilizan protocolos de transporte para llegar a sus destinos de forma rápida y fiable.

• El Protocolo de datagramas de usuario (UDP) reduce el tiempo de ida y vuelta: la cantidad de tiempo que se tarda en enviar y recibir datos. En UDP, las aplicaciones mantienen la confiabilidad y la verificación de errores y permiten una comunicación más rápida.
• El Protocolo de control de transmisión (TCP) se puede utilizar con comunicaciones menos urgentes. ¿Entiendo? ¿Está seguro? Bien. Ese es un ejemplo de TCP en acción. Cuando se usa TCP, dos dispositivos involucrados confirman la recepción de cada paquete de datos y retransmiten los paquetes faltantes.

Los fallos en los protocolos de transporte afectan la transmisión de datos, provocando latencia y retrasos en forma de fluctuaciones en la red. Cortafuegos de inspección profunda de paquetes

¿Qué causa la inestabilidad de la red?

Los servicios de VoIP son susceptibles a la fluctuación de la red y los problemas de conectividad. Aquí están los principales culpables a buscar.

Causa n.º 1: congestión de la red

Los enrutadores tienen la gran tarea de admitir las necesidades actuales de gran ancho de banda, como las videollamadas. Los enrutadores segmentan la red de área amplia (WAN) de su red local de manera predeterminada. La segmentación enruta, administra y optimiza de manera eficiente el tráfico entre dos redes.

Este enfoque de no intervención es agradable hasta que todos miran YouTube, transmiten música y se unen a videoconferencias. Ah, y no olvides todas esas computadoras portátiles conectadas al Wi-Fi tampoco.

¿Qué sucede con una red congestionada? Experimenta nerviosismo.

¿Cómo se relacionan VoIP, ancho de banda, pérdida de paquetes y jitter?

Cada paquete importa ya que VoIP convierte el sonido en paquetes de datos. Una red congestionada sufre frecuentes pérdidas de paquetes y retrasos, lo que genera interrupciones en la conversación o caídas en la calidad de la conexión. La ruta de un paquete desde su escritorio hasta un proveedor de servicios de VoIP no siempre es tan directa.

A medida que agota el ancho de banda, la congestión de la red provoca retrasos en las colas que conducen a una latencia aún mayor. Los paquetes de datos tienen que ser reensamblados en el extremo del receptor. El retraso en este montaje contribuye a la inestabilidad. Cuanto mayor sea el retraso, mayor será la fluctuación.

VoIP es propenso a problemas de inestabilidad ya que las personas pueden percibir y notar retrasos superiores a 30 milisegundos en las llamadas. Dependiendo del nivel de fluctuación, el audio puede ser entrecortado o ininteligible.

Si bien la congestión de la red es la base, muchos otros problemas de la red causan inestabilidad.

Causa #2: Interferencia en la red y sistemas de red deficientes

La interferencia electromagnética (EMI), el cableado defectuoso o la interferencia de radiofrecuencia pueden causar interferencias y fluctuaciones en la red.

Del mismo modo, el hardware obsoleto o inadecuado, como enrutadores o conmutadores, contribuye al jitter. El hardware de red deficiente tiene dificultades para manejar grandes volúmenes de llamadas, lo que provoca inconsistencias en los tiempos de llegada de los paquetes y degrada la calidad de las llamadas.

Para los usuarios de teléfonos inteligentes, preste atención a su entorno. Es probable que tenga problemas con la calidad de las llamadas si se sube a un ascensor, entra en una sala de suministros o pasa a la clandestinidad. Ciertos materiales de construcción (hormigón, metal y películas para ventanas) afectan y potencialmente bloquean las señales celulares y Wi-Fi.

Causa #3: degradación de la calidad de la señal inalámbrica

Los problemas de fluctuación pueden afectar a cualquier conexión de red, pero los usuarios finales a menudo los experimentan en Wi-Fi. Las redes inalámbricas utilizan señales inalámbricas para transmitir paquetes de datos entre dispositivos y el punto de acceso a la red.

A diferencia de las conexiones por cable, son más propensas a sufrir interferencias de otros dispositivos inalámbricos, redes Wi-Fi e incluso perturbaciones ambientales. La degradación de la señal o las fluctuaciones debidas a la interferencia pueden dar lugar a una entrega de paquetes incoherente y a una inestabilidad de activación.

La buena noticia aquí es que con las redes inalámbricas actuales ("Wi-Fi 6") que funcionan con los estándares IEEE 802.11ac o 802.11ax, la latencia y la confiabilidad han mejorado mucho con respecto a sus predecesores.

Causa #4: Priorización de paquetes, QoS y configuración de red

Un factor crítico pero fácil de pasar por alto que subraya las llamadas VoIP de alta calidad es la priorización de paquetes. Los enrutadores pueden priorizar el tráfico de dispositivos y clases de tráfico específicos. Esta estrategia se conoce como Calidad de servicio ( QoS ) y puede ser sencilla de implementar. Sin embargo, muchos lo pasan por alto o no lo configuran correctamente en su infraestructura de red.

QoS faltante o mal configurado aumenta la latencia y la fluctuación y degrada la calidad de la llamada.

Cómo Afecta la Jitter a la Calidad de las Llamadas VoIP

Todas las conexiones a Internet tienen alguna fluctuación de red. Es normal. Es probable que experimente una mayor latencia entre su oficina y un proveedor de servicios de VoIP durante el horario comercial. La variación de la demora de los paquetes afecta las comunicaciones con los clientes y las llamadas en conferencia.

Piensa en ello de esta manera. Si partes de su discurso llegan en un orden diferente, eso afecta su conversación. VoIP no es diferente.

Si no tiene fluctuaciones, las llamadas telefónicas tienen una excelente calidad de sonido. Los códecs VoIP de alta definición como G.722 y G.729 ofrecen más fidelidad y claridad en las llamadas VoIP.

Pero si tiene mucha inestabilidad, la calidad del sonido de las llamadas telefónicas y las videoconferencias se ve afectada. Estas aplicaciones usan muchos paquetes de datos; si los paquetes son lentos, los enrutadores los descartarán.

¿Cómo suena el jitter de VoIP?

Este video de Cee Tee simula las condiciones de la red que causan un alto grado de fluctuación y cierta pérdida de paquetes. El flujo de medios SIP llega desordenado, lo que afecta la claridad del audio de la llamada.

¿Qué es un jitter aceptable?

Para VoIP, la fluctuación mide la variación entre los retrasos de los paquetes para las comunicaciones de voz. La métrica para esto se expresa en milisegundos o una centésima de segundo. Cisco recomienda que la fluctuación en el tráfico de voz no supere los 30 milisegundos. Idealmente, 30 ms se considera una buena tasa de ping y fluctuación.

Digamos que su conexión a Internet llega a su proveedor de VoIP en 150 milisegundos. Una métrica de fluctuación de 30 milisegundos refleja una variación del 20 %.

El nivel aceptable de fluctuación depende de la gravedad de los problemas de calidad de la llamada. ¿Es temporal? ¿O está afectando a muchos usuarios?

Tenga en cuenta que la fluctuación de la red no es una calle de sentido único. La latencia se aplica a ambos lados de una conversación, lo que hace que las personas hablen entre sí. Además, la variación del retraso de los paquetes es un síntoma de otros problemas de conexión de red preocupantes.

Mida la fluctuación de más de un punto final para aislar los problemas de calidad de VoIP locales. Desde la perspectiva de la resolución de problemas, debe inspeccionar ambas rutas para detectar congestión en la red.

Cómo medir la fluctuación de red

No existe una prueba de fluctuación de fase única para todos, pero puede agregar muchas herramientas útiles para medir la fluctuación de fase a su caja de herramientas. Tenga en cuenta que el jitter mide la variabilidad de la latencia de su red.

Casi todos los diagnósticos de red miden la fluctuación en milisegundos, por lo que es fácil de entender. Puede determinar el nivel de fluctuación ejecutando varias pruebas.

1. Pruebas de velocidad en línea

Las pruebas de ancho de banda no siempre cuentan la historia completa. Te dan pistas sobre problemas con la velocidad y la conexión a Internet. Puede confirmar problemas como el ancho de banda, la pérdida de paquetes y la latencia en segundos.

• Prueba de calidad de la red VoIP de Nextiva : esta prueba de velocidad VoIP determina la calidad de su red y qué tan bien puede manejar las llamadas VoIP. Es altamente preciso y está hecho a medida para conexiones VoIP. Simula cargas de red realistas para llamadas VoIP simultáneas. Simplemente elija el punto de inicio (ubicación) de las llamadas simultáneas, ingrese el número de líneas VoIP para simular y obtenga los resultados en unos minutos.
• Prueba de velocidad de Internet de Cloudflare : esta prueba de velocidad centrada en la tecnología muestra tus signos vitales a la perfección. Muestra el ancho de banda, la latencia, la inestabilidad de la red y el rendimiento por tamaño de archivo.
• Prueba de velocidad de Ookla : esta prueba de velocidad simple también mide la velocidad de conexión y el ping. Su prueba de punto final puede ser útil para confirmar condiciones de alto ancho de banda. También es útil usar su aplicación móvil gratuita.

2. Prueba de fluctuación de ping basada en terminal

Las pruebas basadas en navegador pueden dejarle una visión engañosa de la congestión de su red. Las llamadas empresariales de VoIP dependen de la conectividad de baja latencia a un servidor de VoIP específico.

Abra una terminal ("Símbolo del sistema" para usuarios de Windows) y realice pruebas de ping manuales.

Este comando le muestra la velocidad de cada paquete para llegar a esa red.

• macOS y Linux: ping -c 20 8.8.8.8
• Windows: ping -n 20 8.8.8.8

Este comando hará ping a un servidor (DNS público de Google) con 20 paquetes. Observe los valores que se muestran al final.

--- 8.8.8.8 ping statistics ---
20 packets transmitted, 20 packets received, 0.0% packet loss
round-trip min/avg/max/stddev = 21.897/28.623/38.247/ 3.979 ms

Tome nota del valor "sdev" (desviación estándar). En el ejemplo anterior, eso sería aproximadamente 4ms de nerviosismo Asegúrese de confirmar que no hubo pérdida de paquetes.

La medición instantánea de la fluctuación de fase revela qué rutas ascendentes o descendentes son problemáticas. Las pruebas desde muchos puntos finales descubren la variación del retraso de paquetes en el mundo real.

3) Herramientas avanzadas de monitoreo de red

Para los sistemas telefónicos empresariales , es posible que ya tenga acceso a sólidas herramientas de diagnóstico de red. Estas herramientas monitorean todo el tráfico entrante y saliente a nivel del enrutador. Analizan todo tipo de tráfico desde diferentes puntos finales, incluido SIP .

• LógicaMonitor
• ADN de Cisco
• dynatrace
• ManageEngine OpManager

Estos le alertan sobre fluctuaciones altas, pérdida de paquetes y métricas en tiempo real para solucionar problemas. Además, puede responsabilizar a los proveedores con el monitoreo del Acuerdo de nivel de servicio (SLA).

Consejo profesional: Realice una verificación de la red cuando evalúe los sistemas telefónicos en la nube . Conocer la velocidad y la estabilidad de su conexión le da la confianza para migrar a la nube.

Cómo solucionar el jitter (consejos para la resolución de problemas)

La buena noticia aquí es que puede reducir el jitter y la latencia rápidamente. Las llamadas telefónicas VoIP tienen un jitter máximo de 30 ms y un ancho de banda de 100 Kbps para una calidad de llamada óptima.

El primer paso es apagar y encender su equipo de red existente, incluido el módem. A menudo, esto resuelve problemas temporales de inestabilidad de VoIP.

Aquí hay ocho soluciones para corregir el alto jitter que puede probar:

1. Pruebe su conexión en busca de problemas de fluctuación

Su enfoque debe ser determinar la causa raíz de la alta latencia. Ajustar la configuración de calidad de servicio de VoIP solo puede ayudarlo hasta cierto punto.

Utilice herramientas de diagnóstico de red para controlar los problemas de inestabilidad a medida que ocurren. Ejecute pruebas en diferentes momentos del día para ver si el nerviosismo se intensifica durante períodos específicos.

Excavar debajo de la fluctuación lo ayuda a determinar el punto de dolor, ya sea con su red, proveedor de servicios de Internet (ISP) u otros factores externos. Cuando conoce el problema exacto, obtiene la ventaja adecuada para resolverlo.

2. Utilice una conexión a Internet por cable.

Las llamadas Wi-Fi siguen siendo vulnerables a la interferencia de microondas y motores eléctricos. Si los usuarios experimentan fluctuaciones durante el almuerzo cuando la red no está tan ocupada, es una señal para verificar las causas ambientales. Si se produce fluctuación durante las horas pico de trabajo, verifique la frecuencia de su dispositivo.

Puede haber interferencias de otros dispositivos inalámbricos que funcionan en la misma banda de frecuencia.

Actualizar los cables Ethernet existentes a cableado de Categoría 6 puede descartar un cableado defectuoso. Además, sus pares trenzados superiores resisten las interferencias y admiten velocidades de gigabit de baja latencia.

3. Desactive los cortafuegos basados ​​en inspección de paquetes.

Los cortafuegos que analizan los paquetes de voz entrantes pueden contribuir a la latencia en una red. Estas barreras inspeccionan cada marco dentro de un paquete y se suman en una aplicación sensible a la velocidad como una llamada VoIP.

Debe configurar su enrutador para realizar tareas simples. Cuando las puertas de enlace de banda ancha asumen demasiadas funciones, se ralentizan. Considere habilitar la función de reenvío directo (CTF) para acelerar el rendimiento de la red local.

4. Configure un búfer de fluctuación.

En situaciones con fluctuaciones constantes, puede configurar un búfer para acomodar las fluctuaciones. Los búferes de fluctuación funcionan al retrasar el audio de VoIP lo suficiente como para reordenar los paquetes de voz correctamente.

Demasiado búfer y sus llamadas serán difíciles de seguir. Un búfer demasiado bajo y podría aumentar la pérdida de paquetes. Si su enrutador ofrece la funcionalidad de búfer de fluctuación, configúrelo en menos de 200 milisegundos.

5. Habilite la calidad de servicio (QoS).

Muchas redes se saturan con tráfico que no es de voz. Esto puede limitar la disponibilidad de teléfonos VoIP y el acceso a redes VoIP. Programe grandes transferencias de datos fuera del horario comercial para evitar problemas de priorización de paquetes.

Asegúrese de asignar todo el tráfico de VoIP para obtener la máxima prioridad y minimizar el uso innecesario de ancho de banda. Asigne a DSCP clase 46 (paquetes de voz) la prioridad más alta. QoS no afecta las velocidades de descarga o carga: garantiza que el tráfico de voz no se quede en cola. La idea es dedicar ancho de banda para paquetes de protocolo en tiempo real (RTP) que se encuentran con VoIP y videoconferencia .

Utilice hasta el 85 % del ancho de banda de su ISP para dar margen a los gastos generales. Cisco tiene consejos para mejorar el rendimiento de VoIP en redes inalámbricas . Sus recomendaciones pueden aplicarse a muchos otros enrutadores de nivel empresarial.

6. Aumente el ancho de banda de su red WAN.

Si todo lo demás falla, es probable que desee cambiar de proveedor de WAN. Para obtener la latencia más baja, opte por una conexión de fibra óptica. Este paso es más un último recurso, pero una actualización que vale la pena. Luego, configure la calidad de servicio para el tráfico de voz sobre protocolo de Internet.

Recomendamos consultar con su proveedor de VoIP para analizar la configuración de su red. A veces, la solución puede ser tan simple como una actualización de firmware en sistemas VoIP seleccionados. La desactivación de SIP ALG tiene poco que ver con la fluctuación de VoIP, pero es muy recomendable.

Historia rápida aquí. Estaba resolviendo problemas por los que solo podía lograr aproximadamente la mitad del rendimiento de la red gigabit de mi ISP. Después de probar todo, resultó que el puerto WAN del enrutador simplemente no podía alcanzar los 1000 Mbps, a pesar de las especificaciones de hardware anunciadas. A veces, actualizar su enrutador es la solución .

Una vez que haya reducido el jitter, habrá resuelto un obstáculo para la comunicación comercial.

7. Opte por un proveedor VoIP de alta calidad.

Puede solucionar miles de problemas con su red y aún tener problemas sin un servicio de VoIP confiable y de calidad.

Para evitar y mitigar la inestabilidad de la red, necesita una infraestructura de red sólida y mecanismos de enrutamiento optimizados sin preocuparse por administrar la infraestructura subyacente. Su servicio de VoIP debe reducir el jitter y simplificar su vida, no agregar cuellos de botella.

Al elegir un sistema telefónico VoIP:

• Priorice la estabilidad y la tecnología avanzada para minimizar la pérdida y el retraso de los paquetes.
• Busque diagnósticos excelentes y una resolución de problemas más rápida.
• Tenga en cuenta su infraestructura de red, las opiniones de los clientes , los acuerdos de nivel de servicio (SLA) y la capacidad para manejar y gestionar de forma eficaz el tráfico de comunicaciones en tiempo real.

8. Mantenga y controle regularmente su red.

Finalmente, las llamadas VoIP efectivas se reducen a monitorear de cerca su red, detectar problemas de fluctuación de forma temprana y mitigarlos antes de que se vuelvan más grandes.

Mantener: mantenga su hardware y software actualizados. Actualice regularmente el firmware y los controladores para enrutadores, conmutadores y otros dispositivos de red. El software obsoleto o con errores contribuye a la inestabilidad de la red y aumenta la inestabilidad. Además, configure su equipo de red adecuadamente para optimizarlo y manejar grandes volúmenes de tráfico de VoIP.

Supervisión: Realice un seguimiento de los indicadores clave de rendimiento (KPI), incluida la latencia, la pérdida de paquetes y los niveles de fluctuación. Sus herramientas de diagnóstico deben brindar información en tiempo real sobre el estado de su red y alertarlo sobre cualquier anomalía o fluctuación excesiva para monitorear de manera efectiva la fluctuación de la red.

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