Dimensionamiento de Canales de Voz: Erlang, CPS y Capacity Planning
Aprenda a usar la fórmula de Erlang B, calcular CPS y dimensionar correctamente canales de voz, servidores de media y ancho de banda para su operación VoIP.
Dimensionamiento de Canales de Voz: Erlang, CPS y Capacity Planning
Dimensionar correctamente la infraestructura de voz es una de las tareas mas criticas para operadoras, ISPs y contact centers. Subdimensionar significa llamadas bloqueadas y clientes insatisfechos. Sobredimensionar significa desperdicio de recursos e inversion. Este articulo presenta las formulas y herramientas para acertar el dimensionamiento, con ejemplos practicos utilizando las capacidades reales de la plataforma SipPulse.
La Formula de Erlang B
El Erlang es la unidad de medida de trafico telefonico. Un Erlang representa un canal de voz ocupado continuamente por una hora. La formula de Erlang B calcula la probabilidad de bloqueo (llamada rechazada por falta de canal) dado un volumen de trafico y un numero de canales.
Los parametros de la formula son:
- A (trafico en Erlangs): calculado como (numero de llamadas por hora x duracion promedio en horas)
- N (numero de canales): cantidad de troncales o canales simultaneos disponibles
- B (probabilidad de bloqueo): porcentaje aceptable de llamadas bloqueadas (tipicamente 1% a 2%)
Ejemplo Practico
Una empresa recibe 200 llamadas por hora, con duracion promedio de 3 minutos:
- Trafico = 200 x (3/60) = 10 Erlangs
- Para una probabilidad de bloqueo de 1%, se necesitan aproximadamente 18 canales
- Para una probabilidad de bloqueo de 2%, se necesitan aproximadamente 16 canales
Tabla de Referencia Erlang B
| Trafico (Erlangs) | Canales (1% bloqueo) | Canales (2% bloqueo) |
|---|---|---|
| 5 | 11 | 10 |
| 10 | 18 | 16 |
| 20 | 29 | 27 |
| 30 | 40 | 37 |
| 50 | 62 | 58 |
| 100 | 117 | 112 |
CPS y CAPS: La Capacidad de Senalizacion
Mientras el Erlang mide trafico sostenido, el CPS (Calls Per Second) o CAPS (Call Attempts Per Second) mide la capacidad de procesamiento de senalizacion. Es una metrica critica para dimensionar el softswitch y el SBC.
El CPS indica cuantas nuevas llamadas el sistema puede establecer por segundo. Esto involucra:
- Procesar el INVITE SIP
- Consultar reglas de enrutamiento
- Autenticar al originador
- Encaminar la llamada al destino
- Procesar la respuesta (180 Ringing, 200 OK)
Capacidad del SipPulse SoftSwitch: 1.000 CAPS
El SipPulse SoftSwitch procesa hasta 1.000 CAPS (Call Attempts Per Second). Esto lo coloca en la categoria de plataformas de gran porte, adecuado para operadoras regionales, wholesale carriers y grandes contact centers.
Para poner este numero en perspectiva: 1.000 CAPS significa que el SoftSwitch puede establecer 1.000 nuevas llamadas cada segundo. En una hora, eso equivale a 3.600.000 intentos de llamada. Incluso en los escenarios mas exigentes, la capacidad de senalizacion no sera el cuello de botella.
Capacidad del SipPulse SBC: 4.000 Llamadas Simultaneas
El SipPulse SBC soporta hasta 4.000 llamadas simultaneas por instancia. Esta es la capacidad de canales de media (RTP/SRTP), que determina cuantas llamadas activas pueden coexistir.
Relacion Entre Llamadas Simultaneas y CPS
La relacion entre llamadas simultaneas y CPS depende directamente de la duracion promedio de las llamadas (ACD, Average Call Duration):
Llamadas simultaneas = CPS x ACD (en segundos)
Ejemplos con SipPulse SoftSwitch (1.000 CAPS)
| Escenario | ACD | Llamadas Simultaneas Teoricas |
|---|---|---|
| Robocalls / discador automatico | 30 seg | 30.000 |
| Contact center activo | 120 seg (2 min) | 120.000 |
| Soporte tecnico | 300 seg (5 min) | 300.000 |
| Wholesale voice | 180 seg (3 min) | 180.000 |
En la practica, el limite de llamadas simultaneas sera definido por la capacidad del SBC (4.000 por instancia) o por la infraestructura de media, no por la senalizacion del SoftSwitch.
Dimensionando una Operacion con SipPulse
Consideremos escenarios reales y como dimensionar la plataforma SipPulse para cada uno.
Escenario 1: ISP Regional Ofreciendo SIP Trunking
- 500 clientes corporativos
- Promedio de 5 canales simultaneos por cliente en horarios pico
- Pico total estimado: 800 llamadas simultaneas
- ACD: 3 minutos
Dimensionamiento SipPulse:
- SipPulse SBC: 1 instancia (soporta hasta 4.000 llamadas simultaneas; 800 esta bien dentro de la capacidad)
- SipPulse SoftSwitch: 1 instancia (800 llamadas simultaneas con ACD de 180s requiere solo ~4.4 CPS, muy por debajo de los 1.000 CAPS)
- Ancho de banda necesario (G.711): 800 x 87 kbps x 2 = 139,2 Mbps
- Ancho de banda necesario (G.729): 800 x 31 kbps x 2 = 49,6 Mbps
Escenario 2: Contact Center de Gran Porte
- 300 agentes
- Pico de 250 llamadas simultaneas
- ACD: 5 minutos
- Alta tasa de nuevas llamadas (discador predictivo)
Dimensionamiento SipPulse:
- SipPulse SBC NNI-CC: 1 instancia (250 llamadas simultaneas, con amplio margen hasta 4.000)
- SipPulse SoftSwitch: 1 instancia (discador predictivo generando ~50 CPS en el pico, bien por debajo de los 1.000 CAPS)
- Ancho de banda necesario (G.711): 250 x 87 kbps x 2 = 43,5 Mbps
Escenario 3: Wholesale Carrier
- Interconexion con 20 operadoras
- Pico de 3.500 llamadas simultaneas
- ACD: 3 minutos
- CPS de pico: 200
Dimensionamiento SipPulse:
- SipPulse SBC NNI: 1 instancia (3.500 esta dentro del limite de 4.000 llamadas simultaneas, pero se recomienda margen de seguridad)
- Para redundancia y margen: 2 instancias de SBC en alta disponibilidad
- SipPulse SoftSwitch: 1 instancia (200 CPS de pico esta bien por debajo de los 1.000 CAPS)
- Ancho de banda necesario (G.729): 3.500 x 31 kbps x 2 = 217 Mbps
Escenario 4: Operacion de Alta Escala
- Pico de 10.000 llamadas simultaneas
- CPS de pico: 800
Dimensionamiento SipPulse:
- SipPulse SBC: 3 instancias (cada una con 4.000 llamadas, totalizando 12.000 de capacidad para 10.000 de demanda)
- SipPulse SoftSwitch: 1 instancia (800 CPS esta dentro del limite de 1.000 CAPS)
- Para operaciones arriba de 1.000 CPS, el SoftSwitch puede ser escalado horizontalmente
Calculo de Ancho de Banda
El ancho de banda necesario para voz depende del codec utilizado y del numero de llamadas simultaneas:
| Codec | Bitrate del Codec | Banda con Overhead (IP/UDP/RTP) |
|---|---|---|
| G.711 | 64 kbps | ~87 kbps por llamada |
| G.729 | 8 kbps | ~31 kbps por llamada |
| Opus | 20-40 kbps | ~43-63 kbps por llamada |
Para calcular el ancho de banda total:
Banda total = llamadas simultaneas x banda por llamada x 2 (bidireccional)
Tabla de Dimensionamiento de Banda con SipPulse SBC
| Llamadas Simultaneas | % Capacidad SBC | Banda (G.711) | Banda (G.729) |
|---|---|---|---|
| 500 | 12,5% | 87 Mbps | 31 Mbps |
| 1.000 | 25% | 174 Mbps | 62 Mbps |
| 2.000 | 50% | 348 Mbps | 124 Mbps |
| 4.000 (max/instancia) | 100% | 696 Mbps | 248 Mbps |
Errores Comunes en el Dimensionamiento
Confundir CPS con Llamadas Simultaneas
CPS es la tasa de nuevas llamadas por segundo. Llamadas simultaneas es el numero total de llamadas activas al mismo tiempo. Un sistema puede tener 1.000 CAPS (como el SipPulse SoftSwitch) y sostener miles de llamadas simultaneas, dependiendo del ACD.
Subdimensionar el SBC
El softswitch puede tener capacidad de senalizacion para procesar el volumen de llamadas, pero el SBC necesita tener capacidad de media para sostener todas las llamadas activas simultaneamente. Cada llamada en el SipPulse SBC consume recursos de procesamiento de media (RTP). Al dimensionar, considere siempre el pico de llamadas simultaneas, no el promedio.
Ignorar la Carga de Transcodificacion
Cuando los dos lados de la llamada usan codecs diferentes (ejemplo: Opus en WebRTC a G.711 en el PBX), el SBC necesita transcodificar en tiempo real. Una sesion con transcodificacion consume 3 a 5 veces mas CPU que una sesion en bypass de media. El SipPulse SBC con sus 4.000 llamadas simultaneas ya considera escenarios mixtos de transcodificacion y bypass.
No Considerar Horarios Pico
El dimensionamiento debe hacerse para el pico de trafico, no para el promedio. En contact centers, el pico puede ser 3 a 5 veces el promedio. En operadoras, fechas especiales (Dia de la Madre, Black Friday) pueden generar picos de 2 a 3 veces el trafico normal.
Una buena practica es dimensionar el SipPulse SBC para que el pico quede en hasta 70-80% de la capacidad maxima (2.800 a 3.200 llamadas simultaneas por instancia), manteniendo margen para picos inesperados.
Olvidar el Overhead de Senalizacion
Ademas del trafico de media (RTP), esta el trafico de senalizacion (SIP). En escenarios con muchas llamadas cortas (alto CPS), el trafico SIP puede ser significativo. El SipPulse SoftSwitch, con 1.000 CAPS, esta dimensionado para manejar ese volumen de senalizacion.
Herramientas para Analisis de Trafico
- Calculadoras Erlang online: diversas herramientas gratuitas disponibles para calculo rapido de Erlang B y Erlang C
- Analisis de CDR: el SipPulse SoftSwitch genera CDRs detallados que pueden ser analizados por el SipPulse BSS para identificar patrones de trafico y dimensionar la operacion
- SNMP/Grafana: monitoreo en tiempo real de llamadas simultaneas, CPS y uso de recursos del SBC y SoftSwitch
- Reportes del SipPulse BSS: dashboards de trafico por horario, destino y cliente, esenciales para el planificamiento de capacidad
Conclusion
El dimensionamiento correcto de canales de voz comienza con datos concretos: volumen de llamadas, duracion promedio, horarios pico y codec utilizado. La formula de Erlang B proporciona la base matematica, y los numeros de capacidad de la plataforma SipPulse proporcionan los limites practicos: 1.000 CAPS en el SoftSwitch y 4.000 llamadas simultaneas por instancia de SBC. Con estos parametros, es posible dimensionar desde un ISP regional hasta una operacion wholesale de gran porte, sabiendo exactamente cuantas instancias son necesarias y cual es el margen disponible para crecimiento.
Referencias
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