Optimizando la Calidad de las Conexiones HFC: Más Allá del Ancho de Banda

A pesar de la innovación y el progreso de la industria de VoIP en la última década, muchos ejecutivos continúan creyendo que la calidad del sonido en las redes VoIP no es comparable a la de las redes telefónicas analógicas. Si una empresa tiene muchas llamadas perdidas, ruido de fondo, palabras confusas o cualquier otro problema de calidad, la primera medida para solventarlo puede ser aumentar el ancho de banda o la velocidad de Internet. Entonces, ¿qué puede hacer una empresa para mejorar la calidad del sonido de VoIP? Es cierto que una conexión a Internet lenta no siempre es el problema, pero a veces puede ser el causante de la pérdida de calidad de la voz.

Cable coaxial y fibra óptica

Comprendiendo la Infraestructura HFC y DOCSIS

Las redes HFC (Hybrid Fiber-Coaxial) representan una infraestructura fundamental en la provisión de servicios de banda ancha. DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specifications) define el protocolo de comunicación de banda ancha entre un Cable Modem (CM), ubicado en la casa del usuario, y el Cable Modem Termination System (CMTS), ubicado en la cabecera de la compañía de Cable. La comunicación entre el CMTS y el CM es bidireccional. El CMTS le envía datos, comúnmente llamada “comunicación en Downstream”, y el CM le devuelve información, también conocida como “Comunicación en Upstream”. Comúnmente, la fibra óptica es utilizada por compañías de redes móviles, pero esta es escasa y con altos costos. Por lo tanto, unirse a una infraestructura fija existente, como son las redes de Cable Operadores de HFC, puede representar una gran oportunidad para bajar costos.

Factores Críticos que Afectan la Calidad de la Señal

Existen varios factores que influyen directamente en la calidad de las conexiones HFC y, por ende, en la experiencia del usuario, especialmente en servicios de voz sobre IP (VoIP). Más allá de la simple velocidad de Internet o el ancho de banda, la latencia y la inestabilidad son cruciales. La latencia es el retraso de tiempo que experimentan los paquetes de datos hasta que llegan a su destino desde la fuente. En el mismo sentido, la inestabilidad (jitter) es la variabilidad en el tiempo de retraso en paquetes individuales, lo que significa que la mayoría de los paquetes de datos no llegan en el mismo orden en que se enviaron.

Diagrama de latencia y jitter

Atenuación y Ruido: Enemigos de la Señal Clara

Para consultar la atenuación y el ruido, necesitamos tener acceso a nuestro router y localizar en la configuración/herramientas la utilidad que nos sirva para ver estos datos. Siempre es importante consultar este tipo de valores y asegurarnos de que nuestro router está funcionando correctamente y, por tanto, la conexión a Internet es óptima. La atenuación es la pérdida de potencia de la señal a medida que viaja por el cable. Por ejemplo, en la conexión a Internet de casa, el valor de atenuación varía en función del tipo y calidad del material utilizado. En las conexiones FTTH de última generación, la distancia apenas influye. Sin embargo, en las conexiones ADSL/VDSL sobre par de cobre, es normal encontrar pérdidas cercanas a los 10 dB por kilómetro. Este punto es importante: a mayor velocidad suministrada por la central, mayor sensibilidad o delicadeza frente a la atenuación. La atenuación normalmente está afectada por condiciones que nosotros no podemos controlar (cableado telefónico en mal estado, roturas / erosiones del cable…). Es importante tener en cuenta que una conexión que depende del par de cobre está sometida a cientos de factores que pueden influir en el rendimiento.

El ruido, por otro lado, es una representación de la degradación extraordinaria de la señal por factores ajenos. La transmisión será correcta siempre y cuando la potencia de la señal sea mayor que el ruido. En resumen, la conexión funcionará mejor cuanto menor sea su atenuación y mayor sea su margen SNR (indicando que el ruido es considerablemente inferior a la potencia de la señal).

Si hablamos de ADSL, lo ideal es que haya un ruido máximo de 20 dB. Mientras más lejos nos encontremos de la central, peor. Por tanto, lo normal es que haya un ruido de entre 10 y 20 dB. En cuanto a fibra óptica, hay que indicar que el ruido afecta menos que a los cables de cobre. En este caso, más o menos cada kilómetro de distancia podría aumentar 1 dB. Lo normal es conseguir un ruido inferior a los 10 dB, lo cual sería aceptable para nuestra conexión a Internet.

Gráfico comparativo de atenuación en cobre vs fibra

La Importancia de la Calidad de Servicio (QoS)

La configuración correcta de QoS (Quality of Service) puede tener un impacto considerable en la calidad de la voz, ya que las configuraciones apropiadas permitirán que el hardware de la red dé prioridad a las llamadas de voz sobre otras formas de tráfico. En general, los enrutadores tienden a utilizar First In First Out (FIFO) cuando se trata de paquetes de datos. Esto significa que sin QoS, a los paquetes de voz no se les daría nunca prioridad, lo que a menudo lleva a paquetes perdidos o extraviados.

Equipamiento y su Impacto en la Calidad

A veces, los proveedores aseguran que pueden usar su equipo actual con adaptadores y auriculares con VoIP. Sin embargo, incluso aunque fuera el enfoque más rentable al principio, es mejor actualizar los equipos, como los teléfonos de escritorio, los enrutadores, etc. Un equipo obsoleto o mal configurado puede ser un cuello de botella significativo, independientemente de la calidad de la infraestructura subyacente.

Consideraciones Adicionales para la Optimización

Otro factor a considerar es el rendimiento del ISP (Internet Service Provider). La congestión de la red es un problema evidente para las empresas, sobre todo para aquellas del sector SaaS, en las que las instalaciones se encuentran lejos de las oficinas comerciales. En lugar de tratar de restringir el número máximo de llamadas simultáneas o pausar descargas mientras alguien realiza una llamada VoIP, puede que sea mejor redistribuir las horas en las que se efectúan las llamadas.

Redes HFC y el Futuro de las Conexiones Móviles

La comparación entre las redes HFC y las redes móviles de fibra óptica revela diferencias significativas en latencia. Haciendo una comparación con una red de fibra que tiene valores de 2 o 3 ms, estarían por debajo de la latencia mínima de DOCSIS. Con estos valores, se dificulta ver un acercamiento entre HFC y la red móvil en fibra, entendiendo que la mayoría de aplicaciones 5G requieren menos de 10 ms desde el usuario hasta el Core central de la infraestructura, e incluso, se puede hablar de aplicaciones que necesitan 1 ms.

Ahora bien, hablemos de la nueva tecnología celular 5G. Ésta depende de redes fijas robustas para entregar su potencial, por lo que una red HFC está potencialmente equipada para soportar las conexiones radiales que ésta exige. Esto se hizo inicialmente para reducir el consumo de energía y costo, aprovechando la oportunidad para mover las BBU (Baseband Units) fuera de las celdas a una ubicación centralizada donde varias BBUs pudieran estar localizadas. La arquitectura C-RAN (Centralized-RAN) y la arquitectura de la red HFC pueden compararse significativamente. C-RAN usa tecnología RF para entregar señales móviles analógicas, mientras que HFC utiliza óptica lineal para entregar señales DOCSIS/video analógicas.

5G C-RAN(Centralized RAN), Split Protocol & Architecture and Inactivity Monitoring #5G #4G

Soluciones Avanzadas para la Latencia

La configuración de QoS puede ocuparse en parte de la latencia, pero otras soluciones incluyen administración de red basada en políticas, conmutación de etiquetas multiprotocolo (MPLS) o reserva de ancho de banda. Una evaluación exhaustiva de la red puede ser útil para identificar si estas métricas están cerca del estándar o no.

El Rol de los Dispositivos de Conexión: PTR y Splitters

En la conexión a Internet, es importante considerar los dispositivos de conexión. En ningún caso debe instalarse un servicio xDSL sobre una línea con PCR (Punto de Conexión de Red). La mayoría de las instalaciones se realizan con un PTR (Punto de Terminación de Red). Este dispositivo sencillamente conecta la instalación interior con la acometida, y no separa las señales de voz/datos. Por eso, es necesario filtrar esa señal en cada teléfono de la instalación (máximo tres). En algunos casos, se puede utilizar un splitter y sustituir los microfiltros. El splitter separa las frecuencias de voz y datos en dos pares de cobre distintos en la acometida (PAST y PASBA), y se utiliza obligatoriamente en instalaciones con alarma u otro servicio telefónico añadido como puede ser el hilo musical. Muchos usuarios afirman que, tras instalar un splitter, han mejorado ligeramente sus valores de conexión.

Diagrama de conexión telefónica con splitter

Mejorando la Conexión HFC: Un Enfoque Integral

Para mejorar los decibelios y la calidad general de las conexiones HFC, es fundamental adoptar un enfoque integral que aborde múltiples aspectos. Esto incluye la optimización de la configuración de QoS, la actualización del equipamiento de red y terminal, la monitorización constante de métricas clave como la atenuación y el ruido, y la comprensión de las limitaciones y potencialidades de la infraestructura HFC en el contexto de las tecnologías emergentes como el 5G. Una evaluación exhaustiva de la red, junto con la implementación de soluciones avanzadas para la gestión de la latencia y la inestabilidad, son pasos esenciales para garantizar una experiencia de usuario óptima, especialmente para aplicaciones sensibles como la VoIP.

Si tienes problemas de velocidad o quieres consultar el estado de tu línea telefónica, puedes acudir a los foros especializados de ADSLZone, donde encontrarás información de todas las compañías.

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