ITU-T G 764 APP I SPANISH-1995 PACKETIZATION GUIDE《分组化指南研究组15》.pdf

1、UNIN INTERNACIONAL DE TELECOMUNICACIONESUIT-T Apndice ISECTOR DE NORMALIZACIN Rec. G.764DE LAS TELECOMUNICACIONESDE LA UIT (11/95)ASPECTOS GENERALES DE LOS SISTEMASDE TRANSMISIN DIGITALGUA DE PAQUETIZACINApndice I a laRecomendacin UIT-T G.764(Anteriormente Recomendacin del CCITT)PREFACIOEl UIT-T (Se

2、ctor de Normalizacin de las Telecomunicaciones) es un rgano permanente de la Unin Internacional deTelecomunicaciones (UIT). Este rgano estudia los aspectos tcnicos, de explotacin y tarifarios y publica Recomen-daciones sobre los mismos, con miras a la normalizacin de las telecomunicaciones en el pla

3、no mundial.La Conferencia Mundial de Normalizacin de las Telecomunicaciones (CMNT), que se celebra cada cuatro aos,establece los temas que han de estudiar las Comisiones de Estudio del UIT-T, que a su vez producen Recomendacionessobre dichos temas.La aprobacin de Recomendaciones por los Miembros del

4、 UIT-T es el objeto del procedimiento establecido en laResolucin N. 1 de la CMNT (Helsinki, 1 al 12 de marzo de 1993).El Apndice I a la Recomendacin UIT-T G.764 ha sido preparado por la Comisin de Estudio 15 (1993-1996) delUIT-T y fue aprobada por el procedimiento de la Resolucin N. 1 de la CMNT el

5、13 de noviembre de 1995._NOTAEn este Apndice, la expresin Administracin se utiliza para designar, en forma abreviada, tanto una administracinde telecomunicaciones como una empresa de explotacin reconocida de telecomunicaciones. UIT 1996Es propiedad. Ninguna parte de esta publicacin puede reproducirs

6、e o utilizarse, de ninguna forma o por ningn medio,sea ste electrnico o mecnico, de fotocopia o de microfilm, sin previa autorizacin escrita por parte de la UIT.Recomendacin G.764 (11/95) iNDICERecomendacin G.764 (11/95)PginaI.1 Introduccin 1I.2 Antecedentes histricos. 1I.3 Resumen de aspectos de di

7、seo 2I.4 Reconstruccin de las seales de habla. 2I.5 Igualacin del retardo 2I.5.1 Retardo ciego. 3I.5.2 Indicacin temporal absoluta. 3I.5.3 Indicacin temporal relativa 4I.6 Resistencia a los errores 4I.6.1 Sensibilidad del habla a los errores de bits 5I.6.2 Clculo de la CRC sobre parte de la trama 5I

8、.6.3 Clculo de la CRC en la totalidad de las tramas 5I.7 Control de la congestin 5I.7.1 Control global 6I.7.2 Control local 6I.8 Prdida de paquetes. 8I.8.1 Caso de seales de voz 8I.8.2 Caso de datos en banda vocal 9I.8.3 Estrategias de relleno (voz) .9I.9 Eleccin del tamao de los paquetes. 10I.9.1 C

9、onsideraciones sobre el habla . 10I.9.2 Consideraciones sobre los errores de bits 10I.9.3 Trfico integrado . 10I.9.4 Algoritmo de la Recomendacin G.764 11I.10 Aspectos de compresin 11I.10.1 Algoritmos de codificacin del habla 11I.10.2 Interpolacin digital del habla.11I.11 Sealizacin orientada al can

10、al . 12I.12 Ampliaciones. 12I.12.1 Facsmil . 12I.12.2 Sincronizacin voz/vdeo 13I.12.3 Interfaz entre la RTPC y las LAN . 13I.12.4 Ampliacin a nuevos algoritmos. 14I.13 Resumen 14Referencias. 14Recomendacin G.764 (11/95) 1Apndice I a la Recomendacin G.764Recomendacin G.764 (11/95)Gua de paquetizacin(

11、Ginebra, 1995)(Este apndice no es parte integrante de la presente Recomendacin)I.1 IntroduccinEn este apndice se resume la situacin actual de la paquetizacin del habla en la Comisin de Estudio 15 del UIT-T enel periodo de estudios 1992-1996 y en la CE XV del CCITT en el periodo de estudios 1988-1992

12、. Esta situacin puedecambiar en el futuro.En este apndice no se contemplan las siguientes cuestiones:1) los distintos tratamientos dentro de la red que pueden darse a los paquetes segn su asignacin a clasesprioritarias. No obstante se considera, en general, que la red debera dar prioridad al habla s

13、obre los datosdigitales para reducir el retardo y la variabilidad del retardo y para independizar el trfico de rfagas deltrfico en tiempo real;2) la calidad de servicio para distintas clases de trfico.Este apndice tiene como finalidad: explicar los distintos aspectos que afectan a la paquetizacin de

14、l habla; proporcionar una visin general de las tcnicas y consideraciones correspondientes al transporte de la vozpaquetizada utilizadas en la Recomendacin G.764; difundir informacin sobre asuntos de inters a los diseadores y realizadores de equipos de vozpaquetizada y a los proveedores de servicio q

15、ue los utilizan.I.2 Antecedentes histricosTradicionalmente se han establecido los servicios de voz en la red telefnica pblica con conmutacin (RTPC)(denominada tambin red de rea extendida o WAN, wide area network) empleando un mtodo orientado a circuitos. Elprogreso de las tcnicas de transporte de pa

16、quetes por ejemplo la Recomendacin X.25/X.75, internet, tecnologa depaquetes de banda ancha, retransmisin de tramas y modo de transferencia asncrona (ATM), ha incentivado lainvestigacin de nuevas tcnicas para el transporte del habla.Los sistemas paquetizados pueden aprovechar la naturaleza discontin

17、ua del trfico para multiplexar distintos tipos detrfico (por ejemplo voz, datos, vdeo) procedente de diversos usuarios de forma que stos puedan compartir de unamanera dinmica los recursos de conmutacin y de anchura de banda de transmisin. La paquetizacin facilita laintegracin de los diferentes tipos

18、 de trfico a fin de conseguir una utilizacin ms eficaz de los recursos de conmutaciny de anchura de banda disponibles. La paquetizacin proporciona ms flexibilidad que los mtodos orientados a circuitosdebido a que la cabecera del paquete contiene la informacin de control necesaria que identifica, por

19、 ejemplo, el tipo detrfico y, cuando proceda, el mtodo de codificacin.Los trabajos relativos a la paquetizacin de la voz comenzaron en el CCITT a mediados del periodo de estudios1984-1988 en el Grupo de Trabajo XVIII/8 prosiguiendo, durante el periodo de estudios 1989-1992, en el Grupo deTrabajo XV/

20、2. Los trabajos continan actualmente en el UIT-T para paquetes de banda ancha y redes ATM con elobjetivo de proporcionar una base homognea de paquetizacin de la voz con o sin compresin del habla e interpolacindel habla para facilitar el interfuncionamiento de equipos procedentes de diversos fabrican

21、tes en aplicaciones detelecomunicacin.Los trabajos desarrollados en el CCITT han fructificado en el protocolo de paquetizacin vocal de laRecomendacin G.764 y sus ampliaciones en la Recomendacin G.765. Estos protocolos son compatibles en la capa deenlace con los protocolos LAPD y LAPF de la RDSI espe

22、cificados en las Recomendaciones Q.921 y Q.922,respectivamente.2 Recomendacin G.764 (11/95)I.3 Resumen de aspectos de diseoUtilizando como referencia la torre de protocolo OSI, los aspectos principales de diseo para el desarrollo de unprotocolo de paquetizacin del habla son:1) Capa 1 (capa fsica) La

23、 caracterstica es si la interfaz fsica se ajustar al de las redes telefnicaspblicas (Recomendaciones G.703/G.704) o al de otras redes de rea local tales como las IEEE 802.2,802.3 u 802.9, etc.2) Capa 2 (capa de enlace) Algunos de los aspectos son:a) si la capa lgica ser compatible con los protocolos

24、 RDSI (LAPD/LAPF) o tendr la mismaestructura que la correspondiente a la LAN;b) como afrontar la prdida de tramas;c) resistencia frente a los errores.3) Capa 3 (procedimientos que deben utilizarse con los trficos de voz digitalizada y de datos en bandavocal) Los aspectos son:a) la variabilidad del r

25、etardo de los paquetes del habla;b) el transporte de la sealizacin asociada al canal.4) Aspectos de capas superiores que afectan al codificador del habla y al tipo de compresin utilizada.Un protocolo de paquetizacin del habla tiene los siguientes requisitos: En el extremo receptor debe reconstruirse

26、 la seal del habla a partir de paquetes que llegan a intervalosirregulares (o, en algunas arquitecturas, desordenados). El protocolo debe ser resistente frente a los errores de lnea. Debe ofrecer un mtodo sencillo para el control de la congestin de la red. Debe especificar procedimientos en el extre

27、mo de terminacin para corregir la prdida de paquetes o losretardos excesivos. Debe transportar la sealizacin asociada al canal. Si se utiliza la interpolacin de la voz para eliminar los intervalos de silencio deber especificar el nivel alque se reinyecta el ruido en el extremo terminal.I.4 Reconstru

28、ccin de las seales de hablaPara conseguir una buena calidad de voz, el extremo terminal debe reconstruir un flujo de bits de voz continuo yentregarlo a intervalos regulares a pesar de la variacin de los tiempos de llegada de los paquetes. Esto requiere:1) conservar la temporizacin relativa de la inf

29、ormacin dentro de una rfaga de voz; y2) igualacin del retardo.En la Recomendacin G.764 se utiliza un nmero secuencial de paquete para codificar la temporizacin relativa de lainformacin dentro de una rfaga de voz. El primer paquete de una rfaga de voz tiene siempre el nmero secuencial 0 ylos paquetes

30、 subsiguientes de la misma rfaga tienen nmeros comprendidos entre 1 y 15, con repliegue a 1. Los puntosextremos terminales utilizan el nmero secuencial del paquete para:1) determinar el primer paquete de una rfaga de voz; y2) detectar la prdida de paquetes. La determinacin del primer paquete es til

31、para la igualacin del retardoy puede ser necesaria en algunos algoritmos de codificacin del habla tales como el de laRecomendacin G.728. En la clusula siguiente se trata de la igualacin del retardo.I.5 Igualacin del retardoLos retardos de la comunicacin por paquetes tienen dos componentes: retardo f

32、ijo y retardo variable 1. El retardo fijose debe a la propagacin de la seal por los enlaces de transmisin as como a los retardos de tratamiento fijos en lospuntos extremos de origen y de terminacin y dentro de la red. Los efectos de las variaciones del retardo de propagacinpara un trayecto determina

33、do se suponen despreciables.Recomendacin G.764 (11/95) 3En la paquetizacin del habla los retardos de tratamiento fijos constan de las siguientes componentes:1) retardo de paquetizacin durante el cual se almacenan las muestras del habla para su tratamiento ulterior;2) si se utiliza la interpolacin de

34、l habla para suprimir intervalos de silencio, tiempo de conmutacin deldetector del habla 2;3) retardo algortmico de extremo a extremo debido a la codificacin y a la decodificacin del habla Esteretardo depende del mtodo de codificacin; por ejemplo es igual a 125 m s para la PCM, 250 m s para losalgor

35、itmos de modulacin por impulsos codificados diferencial adaptativa (MICDA) de lasRecomendaciones G.726 y G.727 siendo inferior a 2 ms para el algoritmo de prediccin lineal conexcitacin por cdigo de bajo retardo (LD-CELP, low delay code excited linear predictor) de laRecomendacin G.728;4) cualquier r

36、etardo aadido en el extremo terminal para compensar la fluctuacin de temporizacin debida ala variabilidad del retardo Este retardo aadido se denomina restitucin.Los retardos variables se deben en principio a la puesta en cola y tratamiento de los paquetes. Dependen de lascaractersticas de la ruta de

37、 cada paquete, del nmero de saltos (nodos), del tipo y velocidad de cada enlace y de laintensidad de trfico.El trfico de voz requiere un retardo reducido y uniforme. En la Recomendacin G.114 (1993) se examinan los efectosde los retardos de extremo a extremo sobre la calidad de una conversacin. Las v

38、ariaciones del retardo que pueden seraceptables para la transmisin de datos digitales afectan generalmente a las pausas entre palabras y slabas por lo que sonperjudiciales para la conversacin vocal. Los datos disponibles sugieren que la variacin del intervalo entre rfagas devoz debe ser inferior a 2

39、00 ms para evitar la degradacin subjetiva de la calidad del habla. En aplicaciones tales como lavideotelefona en la que se transmiten informaciones de vdeo y de audio que deben estar sincronizadas, ha de tenersetambin en cuenta el efecto del retardo variable sobre esta sincronizacin.Hay varios mtodo

40、s para compensar la variabilidad del retardo en la red. Tales tcnicas comprenden:1) el retardo ciego;2) la indicacin temporal absoluta; y3) la indicacin temporal relativa. Estos mtodos producen un incremento del retardo de almacenamientoefectivo de extremo a extremo y, en consecuencia, del retardo t

41、otal de extremo a extremo.I.5.1 Retardo ciegoEn el mtodo del retardo ciego se aade siempre, en el extremo terminal, un retardo de almacenamiento fijo al primerpaquete de una rfaga de voz. Este retardo se corresponde con el mximo retardo variable esperado.La ventaja del mtodo del retardo ciego es su

42、sencillez, lo que resulta ventajoso cuando la voz transmitida es tal que losretardos variables son del orden de una fraccin de milisegundo (por ejemplo redes de rea local o redes de banda anchaa 150 Mbit/s). En estos casos, resulta adecuado un retardo de restitucin fijo del orden de 10 ms para elimi

43、nar lafluctuacin de retardo de extremo a extremo 3.Para conexiones de larga distancia por la RTPC, este mtodo puede exigir retardos excesivos, de manera que el retardototal de extremo a extremo rebasara los lmites de calidad de funcionamiento para retardos de red estipulados en laRecomendacin G.114.

44、 Por ejemplo, si el primer paquete ya ha sufrido la variacin del retardo ms desfavorable, elretardo variable total que debe aadirse ser igual al doble de este valor ms desfavorable 1. Debido a que este mtodono compensa totalmente la variabilidad del retardo, pueden ser variables las pausas entre pal

45、abras, lo que puede degradarla calidad subjetiva del habla. Puede perturbarse el trfico en la banda de frecuencias vocales incluido el facsmildemodulado. Valores de retardo total superiores a 500 ms pueden provocar desconexiones prematuras de llamadasfacsmil sobre todo cuando hay eco 4.I.5.2 Indicac

46、in temporal absolutaEste es el mtodo que se utiliza en las redes de datagramas. La cabecera del paquete incluye un campo para unaindicacin temporal que representa tiempo real. La indicacin temporal tiene una resolucin suficiente para permitir ladeteccin precisa de la fluctuacin de paquetes y abarcar

47、 el valor ms desfavorable del tiempo de trnsito de un paquetepor la red. Por consiguiente, los paquetes que llegan desordenados pueden ordenarse correctamente y almacenarse en elreceptor utilizando la informacin de indicacin temporal 5. Este enfoque de datagramas exige tambin lasincronizacin del rel

48、oj entre el transmisor y el receptor de forma que el retardo de cada paquete entrante puedacompararse con los anteriores suponiendo que el retardo de la red es fijo.4 Recomendacin G.764 (11/95)I.5.3 Indicacin temporal relativaEn el mtodo de la indicacin temporal relativa, se obtiene una estimacin del tiempo de reproduccin para el primerpaquete de una rfaga de voz, para todos los paquetes de sealizacin y para el primer paquete que siga a un paqueteperdido. Se utiliza este tiempo para ajustar el retardo de los paquetes restantes de es