UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO COORDENAÇÃO DE ENSINO DE GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO MIGRAÇÃO DE REDE BASEADA. EM PABX PARA IPBX (VoIP)

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO COORDENAÇÃO DE ENSINO DE GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO MIGRAÇÃO DE REDE BASEADA EM PABX PARA IPBX (VoIP) MICHELLE DE OLIVEIRA PARREIRA CUIABÁ MT 2007

2 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO COORDENAÇÃO DE ENSINO DE GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO MIGRAÇÃO DE REDE BASEADA EM PABX PARA IPBX (VoIP) MICHELLE DE OLIVEIRA PARREIRA Orientador: Prof. MSc. José de Paula Neves Neto Monografia apresentada ao Departamento de Ciência da Computação da Universidade Federal de Mato Grosso como requisito para a aprovação na disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso de Bacharelado em Ciência da Computação. CUIABÁ MT 2007

3 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO COORDENAÇÃO DE ENSINO DE GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO CERTIFICADO DE APROVAÇÃO Título: Migração de Rede Baseada em PABX para IPBX (VoIP) Autora: Michelle de Oliveira Parreira Aprovada em 22/03/2007 Prof. MSc. José de Paula Neves Neto UFMT/ICET/DCC (Orientador) Prof. Dra. Patricia Cristiane de Souza UFMT/ICET/DCC Prof. Tatiana Helena Belmonte Costa GERENCIAMENTO DE REDES DE COMPUTADORES - ICEC SECRETARIA DE SAÚDE-MT

4 Aprender é a única coisa de que a mente nunca se cansa, nunca tem medo e nunca se arrepende (Leonardo da Vinci)

5 DEDICATÓRIA À Deus por proteger-me e guiar-me em todos os obstáculos que sofri e enfrentei em minha vida, além de permitir-me momentos muito felizes ao lados das pessoas que amo. Aos meus pais amados, Maria Dezite e Mauri, por ter se esforçado a garantir-me uma ótima educação com ensinamentos de amor, carinho, respeito e fraternidade, conduzindo-me ao caminho da ética. E pelos conselhos que serão levados por todo o meu viver que não poderia de ser a melhor riqueza herdada. E pela frase que jamais será esquecida: O dia de amanhã pertence aos que se preparam hoje. Ao meu esposo Carlos Eduardo pelo companheirismo e amizade que foi construída ao longo destes anos juntos. Sendo uma das pessoas que mais compreendeu-me e até mesmo auxiliou-me nas minhas correrias diárias, dando apoio e força na superação dos desafios enfrentados. Aos meus amados irmãos, em especial Diego, pelos valorosos conselhos, por que além da irmandade, a amizade é o nosso elo de ligação.

6 AGRADECIMENTOS À família pelo calor humano e palavras de carinho incentivadoras. Ao meu sogro e padrinho Eli Antônio de Rezende (in memorian) pelo amor de filha e torcida que me foi concedido durante a sua vida. Ao cunhado Eli Carlos por ajudar-me nas divisões de tarefas domiciliares nos períodos que precisei de maior correria na Universidade. À amiga Carina Sasake pelo companheirismo acadêmico. Aos colegas de sala pela amizade aos longo destes quatro anos juntos. À todos os professores que passaram pela minha vida ensinando-me, além de conteúdos disciplinares, valores humanos, influenciando-me na percepção da vida e na escolha acadêmica. Em especial, alguns destes professores: À Dorinda, professora de Matemática no ensino médio do Colégio Coração de Jesus; Ao Msc. Eudiney, professor de Eletrônica do curso de Telecomunicações do Centro Federal de Educação Tecnológica de Mato Grosso (CEFET-MT); À Dra. Claudia Martins, orientadora da Iniciação Científica durante dois anos e meio da faculdade de Ciência da Computação na UFMT; Ao Msc. José de Paula Neves Neto por suas orientações que foram fundamentais para execução deste trabalho. Pela dedicação, companheirismo e principalmente a amizade que foi construída ao longo do curso. Ao engenheiro elétrico Getúlio Gonçalves Queiroz responsável pelo PABX da UFMT pela dedicação nas visitas constantes e na orientação do estudo de caso aplicado neste trabalho. Ao amigo Luis Alexandre Haddad pelas dicas referentes ao VoIP. A lista de pessoas que gostaria de citar é imensa, pois a alegria de viver e conhecer pessoas que vem, passam e ficam em nossa vida nos traz prazer que deve ser compartilhado.

7 RESUMO Este trabalho objetiva expor uma abordagem sobre o processo de migração de uma central de comutação automática privada de ramais (PABX tradicional) para um novo paradigma entre as tecnologias de telefonia: Voz sobre IP (VoIP). Atualmente, a convergência na área de telecomunicações traz como princípio a conexão única da transmissão de dados e voz na rede, fornecendo todos os serviços com conseqüente economia de escala. Com o desenvolvimento das arquiteturas das redes que utilizam o protocolo Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP), largamente utilizada hoje nas redes corporativas e na Internet, em breve o VoIP poderá ser um dos padrões mais requisitados do mercado de telecomunicações, desde que seja bem projetado e implantado. Para o entendimento sobre o processo de migração é necessário, a princípio, a compreensão além do conhecimento sobre o ramo das telecomunicações também sobre a estrutura da tecnologia IP, analisando seus protocolos de sinalização, benefícios e serviços disponíveis, para posterior entendimento da central de comutação de pacotes privada entre ramais (IPBX) que é exatamente a implementação de um PABX associado às redes de dados para a convergência entre dados e voz em um único canal. Os desafios, tais como: transmissão de voz sobre o protocolo IP, qualidade dos aparelhos, segurança, regulamentação e qualidade de serviço devem ser avaliados como métodos preventivos e prioritários em uma migração, pois a falta destes conhecimentos é o entrave para o bom funcionamento dos serviços oferecidos por VoIP. Nesse contexto foi desenvolvido um estudo de caso na Universidade Federal de Mato Grosso para demonstrar as preocupações e planejamentos que devem ser efetuados anteriormente à uma implantação. A partir das coletas de informações tanto da tecnologia das telecomunicações quanto da rede de dados demonstra-se a importância do pré-conhecimento da tecnologia aplicada ao local, visualizando que este entendimento encontrará o caminho mais adequado para a migração consequentemente a diminuição dos erros, inclusive dos desperdícios financeiros. Palavras-chave: VoIP, PABX, IPBX, Migração. e

8 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS LISTA DE TABELAS...13 LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS INTRODUÇÃO Apresentação Objetivos Objetivo Geral Objetivos Específicos Justificativa Metodologia Cronograma Proposto Cronograma Realizado TELECOMUNICAÇÕES Telefone Rede telefônica Breve Histórico Divisões do Sistema Telefônico Meios de Transmissão Multiplexação Classificação das Redes Telefônicas A Central Telefônica PABX Conceitos básicos sobre um PABX Tradicional VoIP Voz Versus Dados Desenvolvimento da Rede IP a partir das Redes Digitais de Serviços Integrados (RDSI) Arquitetura VoIP Protocolos Utilizados na Telefonia IP Análise dos Benefícios e Serviços Disponíveis - VoIP IPBX... 64

9 9 5.1 A Telefonia IP e o IPBX A Arquitetura IPBX Benefícios do IPBX Principais Características do PABX Analógico e do IPBX DESAFIOS NA MIGRAÇÃO PARA VoIP Qualidade dos Aparelhos Transmissão de Voz sobre o protocolo IP QoS RTP RSVP DiffServ Segurança Regulamentação Alternativas para o Processo Migratório Questionamentos que Devem Ser Realizados Antes da Migração Softwares e Hardwares Necessários para Migração Gatekeeper (GnuGK) Asterisk FreeRADIUS OpenLDAP PostgreSQL Softphones ESTUDO DE CASO Entidade Analisada: Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) Estrutura do PABX Tradicional da UFMT Campus de Cuiabá Estrutura da Rede de Dados da UFMT Campus de Cuiabá Migração de um PABX Tradicional para IPBX na UFMT Campus de Cuiabá Análise de Custo/ Benefício Tráfego da Rede Telefônica e a Viabilidade da Rede de Dados CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXO A ENTREVISTA COM O RESPONSÁVEL PELO PABX DA UFMT

10 10 ANEXO B ENTREVISTA COM O RESPONSÁVEL PELA IMPLANTAÇÃO DE VoIP NA UFMT ANEXO C TRÁFEGO DE SAÍDA DE LIGAÇÃO TELEFÔNICA EM HORÁRIO DE PICO (AMOSTRAGEM DA TAXA ERLANG DIURNA) ANEXO D LISTA DE EQUIPAMENTOS E SERVIÇOS SOLICITADOS NO PRIMEIRO PROJETO DE IMPLANTAÇÃO DE VOIP NA UFMT ANEXO E ARQUIVOS SOBRE O PRIMEIRO PROJETO DE IMPLANTAÇÃO DE VOIP NA UFMT ANEXO F TRÁFEGO DE ENTRADA E SAÍDA DE LIGAÇÃO TELEFÔNICA EM HORÁRIO DE PICO (PERÍODO MATUTINO) ANEXO G TRÁFEGO DE ENTRADA E SAÍDA DE LIGAÇÃO TELEFÔNICA EM HORÁRIO DE PICO (PERÍODO VESPERTINO) ANEXO H TRÁFEGO DE ENTRADA E SAÍDA DE LIGAÇÃO TELEFÔNICA COM APENAS DUAS LINHAS TRONCO E1 EM PLENO FUNCIONAMENTO.. 158

11 11 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Modelo de interligação entre dois usuários na rede telefônica primitiva...31 Figura 2 - Modelo de interligações dos usuários com a central telefônica...32 Figura 3 Central telefônica manual e as telefonistas Figura 4 Telefone a manivela, réplica do aparelho telefônico de uso do Imperador D. Pedro II, nas últimas décadas do século XIX, no Rio de Janeiro Figura 5 Telefone com o disco de 10 dígitos, fabricação alemã, da marca Siemens, da década de Figura 6 (a) Vista frontal do braço rotativo; (b) Vista lateral do braço rotativo; (c) Central telefônica com 15 braços rotativos Figura 7 - Esquema simplificado da rede de telefonia Figura 8 Acesso entre terminal e central telefônica...41 Figura 9 Centrais de comutação eletrônicas Figura 10 Classificação das centrais telefônicas Figura 11 Modelo de Arquitetura VoIP...57 Figura 12 - Estrutura em camadas dos principais protocolos de aplicação Figura 13 Componentes do Padrão H Figura 14 Componentes do Padrão SIP Figura 15 Arquitetura de um IPBX Figura 16 Seqüência de processos para transmissão de Voz sobre IP...76 Figura 17 Dados RTP em um pacote IP Figura 18 - Cenários básicos VoIP no serviço 95 Figura 19 Tela Inicial do X-Lite...98 Figura 20 PABX tradicional da UFMT Figura 21 Modem óptico Figura 22 - Localização do modem óptico na central Figura 23 Placas tronco E Figura 24 Retificador Figura 25 Banco de baterias Figura 26 Parte externa da central telefônica Figura 27 Central telefônica Figura 28 Distribuidor Geral

12 12 Figura 29 - Distribuidor Geral com a saída do cabeamento subterrâneo para a rede do campus - modens ópticos acima Figura 30 PC com interface da Microsis Fiol Figura 31 Placa IP...124

13 13 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Estrutura Administrativa da UFMT...96 Tabela 2 Unidades Acadêmicas do Campus de Cuiabá...97 Tabela 3 - Lista de equipamentos, softwares e serviços solicitados para migração do PABX tradicional da UFMT para integração com VoIP segundo o projeto de placas IP Tabela 4 Etapas do processo de adesão ao e seus respectivos responsáveis Tabela 5 Média Trimestral de ligações do campus de Cuiabá

14 14 LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS 3GPP 3rd Generation Partnership Project AD Armário de Distribuição AF Assured Forwarding ANATEL Agência Nacional de Telecomunicações API Application Programming Interfaces ATA Analog Terminal Adapters ATM Asynchronous Transfer Mode AULP Associação das Universidades de Língua Portuguesa BC Bateria Central BTRS Bloco Terminal Rotativo Simples CA Corrente Alternada CD Caixa de Distribuição CEPT Conferência Européia Postal de Telecomunicação CPA Central de Programa Armazenado CPU Unidade Central de Processamento CREAD Consórcio Rede de Ensino à Distância CRM Customer Relationship Management CT Central Telefônica DDD Discagem Direta a Distância DDI Discagem Direta Internacional DDR Discagem Direta de Ramal DG Distribuidor Geral DiffServ Serviços Diferenciados DMZ Demilitarized Zone DSL Digital Subscriber Line

15 15 DSP Processadores de Sinais Digitais DTMF Dual Tone Multiple Frequency EdUFMT Editora Universitária EF Expedited Forwarding ERB Estação Rádio Base ERP Enterprise Resourse Planning FDM Frequency Division Multiplex FIFO First In First Out FMC Fixed Mobile Convergence FXO Foreign Exchange Office GnuGK Gatekeeper HFC Hybrid Fyber-Coax IAD Integrated Access Devices IAUP Associação Internacional de Reitores de Universidades IETF Internet Engineering Task Force IMS I Multimedia Subsystem IntServ Serviços Integrados IP Internet Protocol IPBX Intranet Private Branch exchange ITSP Provedores de Serviços de Telefonia IP ITU International Telecommunication Union IU Interurbana LAND Laboratory for modeling, analisys and development of networks and computing systems LDAP Lightweight Directory Access Protocol LP Linha Privada MOS Mean Opinion Score MPLS Multi Protocol Label Switching

16 16 MUX Multiplex NGN Next Generation Networks OUI Organização Universitária Interamericana PABX Private Automatic Branch exchange PBX Private Branch exchange PC Computador Pessoal PIN Personal ID Number PoP Pontos de presença PSTN Public Switched Telephone Network QoS Quality of Service RADIUS Remote Authentication Dial In User Service RDSI Redes Digitais de Serviços Integrados RDSI - FE Redes Digitais de Serviços Integrados - Faixa Estreita RFC Request for Comments RNP Rede Nacional de Ensino e Pesquisa RTCP Protocolo de controle de tempo real RTP Protocolo de tempo real RTPC Rede Telefônica Pública Comutada RSVP Protocolo de Reserva de Recursos SCM Serviço de Comunicação Multimídia SER Servidor Proxy SIP SGBDR Sistemas de Gerenciamento de Bancos de Dados Relacionais SIP Protocolo de Inicialização de Sessão SLE Serviço Limitado Especializado SMS Short Message Service SS7 Sistema de Sinalização 7 STFC Sistema de Telefonia Fixa Comutada TCO Total Cost of Ownership

17 17 TCP Transmission Control Protocol TDM Time Division Multiplex TELCOS Operadoras Telefônicas TFTP Trivial File Transfer Protocol TI Tecnologias de Informação ToS Tipo de Serviço TP Telefone Público VoIP Telephony over Internet Protocol TUP Terminais de Uso Público UDP User Datagram Protocol UDUAL União de Universidades da América Latina e Caribe UFMT Universidade Federal de Mato Grosso UFRJ Universidade Federal do Rio de Janeiro UIT União Internacional das Telecomunicações ULSF Associação de Universidades para o Desenvolvimento Sustentável UPS Uninterruptible Power Supply UNAMAZ Associação de Universidades Amazônicas VLAN Virtual Local Area Network VoIP Voz Sobre o Protocolo de Internet - Voice over IP VoIPCel Voz sobre IP para Aparelhos Celulares VON Voice on the Net VPN Virtual Private Network WAN Wide Area Network WDM Wave Division Multiplex WWW World Wide Web WLL Wireless Local Loop

18 18 1. INTRODUÇÃO 1.1 Apresentação Para a humanidade a comunicação é indispensável, não importando o meio pela qual ela é realizada. O ser humano necessita comunicar-se, falar e ouvir o mundo, independente da distância, que pode ser de poucos centímetros até milhares de quilômetros, seja para fins de trabalho, estudo, lazer ou outro qualquer. Enfim, meios de comunicação são necessários para que as pessoas possam interagir entre si. A sociedade desenvolveu ao longo dos anos meios de comunicação que a propiciaram métodos de interação. Uma das primeiras invenções do homem como tentativa de interagir as pessoas com o mundo surgiu em 1838 pelo estadunidense Samuel Morse, o inventor do Código Morse (através da combinação de sinais curtos e longos ocorre a transmissão de mensagens realizadas em código que são representadas por letras e números). A partir desta invenção novos trabalhos levaram a surgir no Brasil, no final do século XIX, as linhas telegráficas criadas pelo Marechal Cândido Mariano da Silva Rondon (patrono das comunicações no Brasil), que facilitaram a comunicação da região Centro-Oeste e Norte com a região Sudeste do país, tornado-a mais ágil, considerando que naquela época eram necessários meses para a troca de alguma informação. Com a evolução da tecnologia e o anseio pela melhoria dos meios de comunicação surge o telefone, que permitiu que pessoas pudessem se comunicar promovendo acesso mais rápido às informações facilitando processos administrativos e rotineiros. De 1950 a 1970, vários estudos foram conduzidos tendo como tema as redes de computadores geograficamente distribuídas. Tendo ainda como objetivo a interligação surge o conceito de uma tecnologia para interconexão de redes ou de intra-redes, o projeto dos protocolos Transmission Control Protocol (TCP) e Internet Protocol (IP). Este protocolos aproveitam as redes existentes e interligam-as em uma grande inter-rede que em 1985 batizam-na de Internet.

19 19 O crescimento da Internet nos anos 1980 e 1990 acirrou a corrida para o descobrimento de novas tecnologias, impulsionando o processo de convergência sobre a utilização do protocolo IP. O acesso residencial à Internet por meio de modems (moduladores/demoduladores) foi um dos primeiros representantes deste fenômeno, pois motivou o acesso à rede telefônica convencional para alcançar outros serviços de redes distintas de funcionamento. Continuando esta progressão cronológica, em 2002, após 150 anos de invenção do código Morse, por exemplo, o telegrama tradicional muda seu meio de transmissão para continuar aproximando pessoas separadas geograficamente. Agora, por um novo meio de transmissão, a Internet, a mensagem é criptografada garantindo segurança e inviolabilidade. Todas estas inovações e evoluções tecnológicas para interligar e conectar a humanidade tem um custo. Desde as primeiras criações até as mais novas invenções um valor financeiro é requerido para implantação e posteriormente manutenção dos equipamentos utilizados e pela prestação de serviços desenvolvidos. Atualmente as concessionárias telefônicas detêm o poder do acesso à comunicação de toda a população. Caso um cidadão deseje conversar e interagir com outras pessoas, a despesa mensal com contas telefônicas será inevitável. Considerando-se que a evolução, praticidade e economia são premissas do mundo globalizado, o VoIP surge com o objetivo principal da economia com as ligações telefônicas. Esta tecnologia consiste no uso das redes de dados que utilizam o conjunto de protocolos TCP/IP para a transmissão de sinais digitalizados de voz em tempo real na forma de pacotes de dados. É uma alternativa para aproveitar o mesmo custo na obtenção da conectividade na transmissão de dados com a voz. Assim a redução dos custos com a adoção da tecnologia VoIP tem atraído uma quantidade considerativa de assinantes no mundo inteiro. Segundo Ramires & Viotti (2005) o número de assinantes ultrapassou 100 milhões em fevereiro de Isto justifica-se pelo crescimento da utilização da banda larga com a consequente redução financeira através das ligações telefônicas realizadas pela Internet, aproveitando um único canal para dados e voz.

20 20 Com a popularização e os avanços dessa tecnologia, tanto a qualidade quanto a performance do serviço foram aprimoradas. Do ponto de vista do usuário, tornou-se difícil distinguir entre o que é VoIP e o que é serviço tradicional de telefonia comutada, pois para o usuário final não há distinção da funcionalidade ou mesmo da qualidade (depende de alguns requisitos que serão tratados no trabalho). Segundo Tinoco (2006) o rápido aprimoramento desta tecnologia possibilitou às empresas uma economia com ligações de longa distância que pode ser de até 60% nas ligações interurbanas nacionais, ou até 80% com interurbanas internacionais, podendo haver ainda uma economia de até 100% com tarifas, caso as empresas parceiras e filiais também usarem VoIP. Um estudo da IDC (2006), empresa de consultoria com foco nos segmentos de Tecnologia da Informação e Telecomunicações, mostrou que a redução de custos de telefonia é o principal incentivo para a adoção do VoIP, mas os serviços agregados permitidos pela tecnologia já são notados pelo mercado e devem ganhar importância nos próximos anos. Apesar dos benefícios que o VoIP tem proporcionado, atualmente é necessário avaliar e criar métodos que possam garantir a qualidade de serviço na rede IP com a transmissão de voz, segurança na comunicação, transmissão de voz sobre IP e principalmente a preocupação com a regulamentação do serviço VoIP para telefonia IP. Operadoras VoIP surgem no país a cada dia, prometendo enormes vantagens para o empresário que vê na tecnologia a resolução dos seus problemas financeiros, porém, nem todas as operadoras deste serviço dão importância a todo o processo de análise para implantação do serviço, algumas etapas são omitidas e algumas operadoras não realizam projeto de consultoria para a instalação. Por ter gerado erros problemáticos e, muitas vezes, por ter recursos financeiros desperdiçados observa-se que a falta ou o mau planejamento na implementação de VoIP, por algumas empresas, torna a qualidade do sistema final implantado questionável. Toda empresa de grande porte quando deseja mudar de tecnologia, por exemplo, realiza um estudo com capacitados profissionais da área avaliando as consequências desta migração, verificando equipamentos e softwares, para que se tenha uma noção geral do

21 21 impacto da mudança e, principalmente, avaliando o custo/benefício, já que, geralmente, os equipamentos envolvidos possuem preços elevados. 1.2 Objetivos Objetivo Geral Este trabalho propõe desenvolver um estudo direcionado a uma análise da migração de uma rede telefônica baseada em Private Automatic Branch exchange (PABX Comutação Automática de Ramais Privados) para Intranet Protocol Private Branch exchange (IPBX ou IP PBX Comutação de Pacotes entre Ramais Privados), especificamente em relação à aplicação de voz sobre o protocolo de Internet (IP) (VoIP). Além de avaliar a tecnologia alternativa à tradicional transmissão de voz pela rede pública de telecomunicações, verificando os requisitos necessários à instalação VoIP, o objetivo é realizar análises necessárias quanto à tecnologia alternativa, compreendendo suas aplicações e seus possíveis desafios quanto a implantação. Complementando este trabalho, será elaborado um estudo de caso para analisar um processo de migração e verificar como isto confirma ou não as hipóteses aqui lançadas Objetivos Específicos Para alcançar os objetivos gerais são necessários: Catalogar serviços oferecidos pela tecnologia VoIP; Verificar os desafios da migração do PABX tradicional na instalação de VoIP; Definir um cenário para estudo de caso sobre o processo de migração; Identificar a estrutura da rede do PABX tradicional;

22 22 Identificar a estrutura da rede de dados do local a ser realizado o estudo de caso; Identificar ferramentas/hardwares necessários à implantação do IPBX; Analisar custo/benefício da implantação VoIP; Analisar a estrutura do IPBX que poderá ser construída a partir do modelo de PABX do local estudado. 1.3 Justificativa Antes de uma implantação de uma nova tecnologia, independente de qual seja, é necessário um estudo para verificar as atuais condições do processo de adoção. Atualmente, sobre a migração de um PABX para IPBX, não são encontrados materiais que dêem suporte à análise necessária de requisitos fundamentais para o desenvolvimento de um projeto que possa garantir boa qualidade de funcionamento. A tendência das operadoras de serviços VoIP é fornecer solução, não se preocupando em informar sobre os cuidados necessários a serem questionados anteriormente à implantação, até mesmo porque muitas possuem o interesse de vender/lucrar, independente da questão de custo/benefício analisado nas empresas, sendo que este é o fator primordial para a adoção à VoIP. Outro fator importante é a questão da falta de entendimento por parte de algumas operadoras quanto ao funcionamento tanto da rede de telecomunicações quanto da rede de dados, o que prejudica a formulação de um projeto real. E geralmente, não há auxílio de documentos que tratem destas duas questões simultaneamente voltadas para VoIP. O intuito deste trabalho é fornecer condições para compreensão sobre o aspecto geral migratório, auxiliando uma empresa ou instituição na avaliação dos requisitos básicos que devem ser tomados como medidas. A intenção é facilitar o entendimento das condições reais de uma rede telefônica e fornecer subsídios à construção de um projeto na área de implantação da telefonia IP, ou seja, fornecer material de apoio a quem deseja estudar ou implementar um sistema VoIP.

23 Metodologia O trabalho foi desenvolvido a partir de pesquisa bibliográfica realizada através da Internet, livros, jornais e revistas especializadas. Posteriormente, foi realizado um levantamento de dados em algumas empresas que trabalham com VoIP na região, verificando os serviços oferecidos por operadoras, protocolos utilizados e ferramentas/hardwares necessários para instalação do IPBX. O estudo de caso, que através da estruturação de uma situação problema busca soluções para uma determinada situação, foi realizado neste trabalho para exemplificação de uma migração, avaliando os benefícios e desafios básicos na implementação de um nova tecnologia, com o objetivo de facilitar o entendimento das idéias expostas no trabalho desenvolvido. Foi implementado da seguinte forma: a princípio, realização de uma pesquisa na busca por uma localidade (entidade/empresa) na qual existiria uma rede PABX que poderia contribuir ao propósito deste trabalho no estudo do processo de migração; em seguida, foi desenvolvido uma análise sobre a estrutura do sistema, utilizando levantamento de dados em entrevistas com responsáveis pelo gerenciamento da rede do local determinado; e por fim, análise sobre o custo/benefício da migração.

24 Cronograma Proposto Meses/Semanas Etapas 06/ / / / / / / / / / Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 Etapa 4 Etapa 5 Etapa 6 Etapa 7 Etapa 8 Etapa 9 Etapa 10 Etapa 11 Etapa 12 Etapa 13 Etapa 14 Etapa 15 Etapa 16 Etapa 1 Pesquisa para escolher o tema e o título do Projeto de Trabalho de Conclusão de Curso (PTCC) - Pesquisa sobre as matérias e temas que mais agradaram durante o curso de Ciência da Computação. - Verificação sobre um assunto mais específico diante o tema escolhido, ou seja, afunilamento da escolha. Etapa 2 Pesquisa Bibliográfica - Consiste na leitura de livros, revistas, jornais e artigos especializados no assunto abordado e na Internet. Etapa 3 Entrega do Capítulo 1 do PTCC - Entrega do material que envolve: a capa, apresentação, objetivos gerais, objetivos específicos, justificativa, metodologia e cronograma proposto.

25 25 Etapa 4 Entrega do Capítulo 2 do PTCC - Investigação de todos os assuntos que poderão ser referidos no PTCC para auxiliar no entendimento do trabalho. - Redação da fundamentação após a relação de todos os textos lidos, baseando-se no raciocínio. Assim sendo, completando a segunda parte do trabalho, a qual refere-se a construção da fundamentação teórica, considerações finais, referências bibliográficas e, caso haja, apêndices e anexos. Etapa 5 Finalização do Projeto Final - Correção de todo o relatório quanto a erro ortográfico e concordância. - Impressão do PTCC. - Estudo sobre todos os assuntos abordados até o momento. Preparação para apresentação à banca examinadora do PTCC. Etapa 6 Entrega e Apresentação à Banca Examinadora do PTCC - Preparação pessoal para a apresentação à Banca. Etapa 7 Definir um cenário para estudo de caso sobre o processo de migração - Busca por uma entidade pública/privada para realizar um estudo de caso. Etapa 8 Definir a estrutura de rede PABX baseado no cenário - Realização de entrevistas com os responsáveis pelo local, a fim de conhecer melhor o sistema utilizado. - Análise do funcionamento da rede PABX. Etapa 9 Investigar arquitetura VoIP - Levantamento de informações sobre aplicações, protocolos e modo como estes estão organizados e interconectados no sistema. Etapa 10 Investigar serviços oferecidos pela tecnologia VoIP - Verificação de serviços os quais as operadoras fornecem aos seus usuários, ou seja, benefícios da tecnologia VoIP.

26 26 Etapa 11 Identificar os protocolos utilizados pela tecnologia VoIP - Busca de informações sobre protocolos possíveis a serem utilizados na implantação da tecnologia VoIP. Etapa 12 Identificar ferramentas/hardwares necessários para instalação do IPBX - Busca por informações sobre as ferramentas/hardwares necessários para utilizar o serviço VoIP. Etapa 13 Analisar a estrutura do IPBX que poderá ser construído a partir do modelo PABX - Identificação da estrutura da rede de dados. - Análise da migração de uma rede baseada em PABX para IPBX (viabilidade). Etapa 14 Relacionar custo/benefício da aplicação VoIP - Pesquisa de mercado sobre o custo para implementação de um IPBX e relação de custo/benefício da migração. Etapa 15 Redigir Monografia Final - Redação de todas as etapas da monografia. - Junção de todo material já escrito, verificando coesão e preocupando-se com a estrutura do trabalho realizado. - Leitura da monografia de forma minuciosa para verificar erros ortográficos e de concordâncias nominais e verbais. - Impressão da monografia. - Estudo de todo assunto pesquisado e elaborado, preparando para apresentação à banca examinadora. Etapa 16 Apresentação à Banca Examinadora - Preparação pessoal para apresentação à Banca Examinadora.

27 Cronograma Realizado Meses/Semanas Etapas 06/ / / / / / / / / / Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 Etapa 4 Etapa 5 Etapa 6 Etapa 7 Etapa 8 Etapa 9 Etapa 10 Etapa 11 Etapa 12 Etapa 13 Etapa 14 Etapa 15 Etapa 16 Etapa 17 Etapa 18 Foram desenvolvidas as mesmas tarefas do cronograma proposto das etapas de 1 a 14. Porém a partir da etapa 7, ocorreram alterações quanto ao período realizado. Foi acrescido 1 etapa ao cronograma proposto (pesquisa por desafios na migração para VoIP) e o que era a etapa 15 foi dividida em outras duas, facilitando a realização do trabalho. Portanto, ocorreu o acréscimo de uma etapa e a divisão de outra. As alterações estão nas etapas de 15 a 18, como representadas abaixo: Etapa 15 Pesquisa por desafios na migração para VoIP - Busca por possíveis desafios na implantação de VoIP em um PABX tradicional. Etapa 16 Redigir Monografia Final - Redação de todas as etapas da monografia. - Junção de todo material já escrito, verificando coesão e preocupando-se com a estrutura do trabalho realizado.

28 28 Etapa 17 Correções e finalizações na Monografia Final - Leitura da monografia de forma minuciosa para verificar erros ortográficos e de concordâncias nominais e verbais. - Inserção de textos de finalização da monografia, tais como: agradecimentos, dedicatórias, dentre outros. - Impressão da monografia. - Estudo de todo assunto pesquisado e elaborado, preparando para apresentação à Banca examinadora. Etapa 18 Apresentação à Banca Examinadora - Preparação pessoal para apresentação à banca examinadora.

29 29 2. TELECOMUNICAÇÕES Telecomunicação é a transmissão, emissão ou recepção, por fio, radioeletricidade, meios ópticos ou qualquer outro processo eletromagnético, de símbolos, caracteres, sinais, escritos, imagens, sons ou informações de qualquer natureza (BRASIL, 1997). Na telecomunicação a comunicação pode ser entendida como o transporte da informação da origem ao destino. Para realizar-se uma comunicação é necessária a utilização de sinais, aos quais se associam a informação. Por exemplo, na telefonia, os sinais são a fala humana transformada em corrente elétrica, que por sua vez é transportada pelo sistema telefônico. A telecomunicação estende o alcance normal da comunicação (tele em grego significa "distância"). Estando o destino da informação próximo da fonte, a transmissão é direta e imediata, tal como se duas pessoas conversassem num mesmo ambiente. Aumentando a distância entre elas, o processo de comunicação direta se torna mais difícil, existindo então a necessidade de um sistema de telecomunicação, um conjunto de meios e dispositivos que permita à fonte e ao destino se comunicarem à distância. 2.1 Telefone O telefone é um dispositivo eletroacústico que permite a transformação de energia acústica em energia elétrica, no ponto de transmissão, e da energia elétrica em acústica, no ponto receptor, permitindo assim a troca de informações entre assinantes. Portanto o telefone é um dispositivo para converter sons em sinais elétricos com a função de transmití-los através de um meio condutor. Para existir sucesso na comunicação, os aparelhos precisam estar ligados a vários equipamentos, formando uma central telefônica. Por volta dos anos de 1870, o italiano Antônio Meucci cria um aparelho de diafragma vibrante com uma magneto eletrizado envolvente por um fio espiral que conforme a vibração produzia modificação na corrente, chamou-o de teletrophone. Alguns anos

30 30 posteriores o cientista Alexander Graham Bell e seu jovem ajudante Thomas A. Watson desenvolveram um equipamento que conseguia produzir uma corrente elétrica cuja variação acontecia na mesma intensidade que o ar variava de densidade junto ao transmissor, em 1976 eles patentizaram o telefone (COLCHER et al., 2005). Porém, o congresso dos Estados Unidos de 2002, através da resolução 269, reconhece Antônio Meucci, inventor do teletrophone, como o verdadeiro inventor do telefone o (TELEFONICA, 2003). Atualmente existem diferentes tipos de aparelhos telefônicos, são eles: O Telefone Analógico: que comporta apenas transmissão de voz e freqüências de sinalização. O Telefone Sem Fio: que utiliza radiofreqüências de curto alcance para transmissão da voz para uma base fixa. O Telefone Digital: que acrescenta uma camada de dados à transmissão de voz. A camada de dados permite o tráfego de informações sobre a ligação em curso ou enviar informações para interagir com um PABX, por exemplo. O Telefone VoIP: que utiliza o protocolo TCP/IP e conexões da Internet para transmissão e recepção de voz e dados digitalizados (transformados em pacotes de dados). No uso da tecnologia VoIP também podem ser utilizados telefones analógicos convencionais, desde que o PABX a que estão conectados tenha gateways (conversores voz/ IP) apropriados para a conversão dos sinais, porém, isto não significa que o telefone analógico convencional é um telefone VoIP. Na década de 1870, após o descobrimento do telefone, surge a primeira organização regulatória internacional de telecomunicações, criada inicialmente para tratar questões de interoperabilidade entre os sistemas de telegrafia adotados em diferente países. Essa organização veio a se tornar o International Telecommunications Union (ITU). Atualmente, o setor T do Telecom Standardization (ITU) é responsável pela padronização técnica e de operação de sistemas de telecomunicações, e os padrões por ele definido são conhecidos como recomendações ITU-T (COLCHER et al., 2005).

31 Rede telefônica A rede telefônica é uma rede tradicional composta pelas centrais internacionais, interurbanas e locais, entroncamentos, terminais e linhas de assinante. Sua função é otimizar uma comunicação por voz em tempo real entre os assinantes (usuários) oferecendo suporte à comunicação de dados na faixa de voz entre 300Hz e 3400Hz. Trata-se de uma estrutura de comunicação complexa e de grande capilaridade Breve Histórico Com o crescimento da demanda por serviços de telefonia, não era possível ter um sistema como a proposta inicial de Graham Bell, com linhas diretas e dedicadas entre usuários. A solução era empregar sistemas de chaveamentos entre diversas conversações, para isto surgiu a rede de telefonia pública comutada (RTPC) em que estes chaveamentos foram chamados, posteriormente, de comutação de circuitos. A rede telefônica comutada tinha como objetivo original realizar a comunicação de voz entre dois pontos. A princípio ligavam-se dois telefones entre si, porém com o aumento dos aparelhos instalados na rede, houve a necessidade de encontrar uma forma de otimizar estas interligações, pois haveria um enorme desperdício de fiação e aumentaria consideravelmente os custos associados, sendo, portanto, inviável à continuidade deste tipo de implantação, como mostra a Figura 1. Figura 1 Modelo de interligação entre dois usuários na rede telefônica primitiva.

32 32 Foi criado, então, um modelo de interligação entre os usuários e uma central telefônica (Figura 2), era o surgimento das primeiras centrais telefônicas manuais (Figura 3), um modelo otimizado das primeiras invenções. Modelo no qual as telefonistas realizavam todas as ligações entre os telefones dos assinantes, diminuindo a quantidade de fiação e o custo de instalação já que cada telefone era ligado diretamente com a central, sem a necessidade de interligações de aparelhos entre si. Figura 2 - Modelo de interligações dos usuários com a central telefônica. Figura 3 Central telefônica manual e as telefonistas (TELEFONICA, 2003). Neste primeiro sistema telefônico, o circuito estabelecido entre os interlocutores era feito por um técnica conhecida por chaveamento físico manual, na qual operadores humanos (telefonistas), nas centrais telefônicas, recebiam pedidos de ligação (conexão) e eram encarregados de fechar fisicamente (através de cabos e conectores) os circuitos entre o chamador e o chamado, bem como liberar esse circuito após o término da conversação.

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