D O S S I Ê T É C N I C O

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1 D O S S I Ê T É C N I C O Utilização de tecnologia de Voz Sobre IP para diminuição de custos de telefonia em micro e pequenas empresas Roberto Tadahiko Kayano Junior Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico da Universidade de Brasília CDT/UnB Setembro/2007

2 DOSSIÊ TÉCNICO Sumário 1. Introdução A rede telefônica A tecnologia Voz sobre IP Arquitetura de rede Rede IP Serviço Telefônico fixo comutada (STFC) PABX Terminal telefônico Convencional (Tel) Terminal Telefônico IP (Tel IP) Terminal multimídia (TM) Gateway (GW) Gateway Controller (GC) Multipoint Control Unit (MCU) Gatekeeper (GK) Zona Digitalização de Sinais de Voz A comunicação entre terminais Sinalização e Controle de chamadas Processamento de Voz Protocolos H. 323 Packet Based Multimedia Communications Systems Session Initiation Protocol (SIP) Media Gateway Control Protocol (MGCP) Media Gateway Control Protocol (MEGACO) Real-Time Transport Protocol (RTP) Real-Time Transport Control Protocol (RTCP) VoIP em ambiente Corporativo Rede local (LAN) Terminais Roteador (ROT) Gateway (GW) Call Manager Application Server (AS) Qualidade do Serviço - QoS Jitter Latência Largura de banda Perda de pacotes Segurança Confiabilidade Vantagens Equipamentos necessaries para utilizar a tecnologia Voz sobre IP Conexão com a Internet Telefones para VoIP Rede Interna Provedor de serviços de telefonia IP- ITSP Legislação...18 Conclusões e recomendações...19 Referências

3 DOSSIÊ TÉCNICO Título Utilização de tecnologia de Voz sobre IP para diminuição de custos de telefonia em micro e pequenas empresas Assunto Provedores de voz sobre protocolo internet - VoIP Resumo A tecnologia da VoIP (Voz sobre IP) é uma maneira na qual é possível se utilizar a internet para ligações telefônicas, com o objetivo de se minimizar custos de ligações DDD e DDI. Este dossiê ira abordar as principais vantagens, apresentando um detalhamento de como funciona e suas aplicações em micro e pequenas empresas. A implantação, equipamentos necessários e as instruções de uso serão também descritas nesse documento. Palavras chave Tecnologia; voip; voz; IP; telefonia; ligação; internet; engenharia elétrica; rede Conteúdo 1. Introdução A telefonia, assim como inúmeras outras áreas da Engenharia Elétrica e ciências modernas, teve seu início com a descoberta e desenvolvimento da eletricidade e do magnetismo, cujos estudos foram iniciados em 1830 pelo inglês Michael Faraday. De 1830 a 1900 os cientistas foram descobrindo as aplicações da eletricidade e do magnetismo, tornando-as indispensáveis no dia-a-dia. O telefone, inventado em 1876, foi uma das primeiras aplicações. O começo da telefonia foi confuso, sem uma noção clara do que poderia ser transmitido. Assim, logo se tentou a transmissão de cópias de documentos (fax, em 1843 por Alexandre Bain), que foi conseguida, mas teve de esperar o desenvolvimento da eletrônica para se tornar popular. O alemão Philipp Reis obteve em 1860 resultados razoáveis com um aparelho que transmitia música através de fiação, mas por ser exclusivamente para música teve divulgação limitada. Um ponto muito importante na história das telecomunicações se deve a Alexander Graham Bell. Alexander Graham Bell nasceu em Edimburgo, na Escócia, em Seu interesse na reprodução de sons vocais pode ser atribuído em parte ao trabalho de seu pai, Alexander Melville Bell, que foi um especialista na correção da fala e no ensino de deficientes auditivos. De 1873 a 1876, Bell envolveu-se em diversos experimentos que posteriormente levaram-no a descobrir o telefone. Sua pesquisa foi financiada pelos pais de dois de seus alunos; um deles, chamado Gardiner Hubbard, tinha uma filha surda, Mabel, que posteriormente tornouse esposa de Bell. 2

4 A concepção de Bell sobre a teoria do telefone era a seguinte: a intensidade de uma corrente elétrica pode ser modificada em função da variação da densidade do ar durante a produção do som. Ao contrário do telégrafo que usa uma corrente intermitente, o telefone exige uma corrente contínua com intensidade variável. Em 1874, Bell inventou um telégrafo harmônico para transmitir diversas mensagens simultaneamente por um único fio, e um receptor telefônico-telegráfico. Na tentativa de reproduzir a voz humana eletricamente, ele tornou-se um especialista na transmissão elétrica de ondas. Enquanto Bell teve a idéia, seu parceiro, Thomas Watson, produziu e montou o equipamento. 2. A Rede Telefônica A rede telefônica é uma rede de comunicação (analógica ou digital), com acessos analógicos pelo assinante. Destina-se, basicamente, ao serviço de telefonia, inicialmente projetada para a transmissão de voz na faixa entre 300Hz e 3400Hz e oferecendo suporte à comunicação de dados. Trata-se de uma estrutura de comunicação complexa e de grande capilaridade que requer altos gastos com manutenção. É composta pela rede local (composta pelas centrais locais e entroncamentos urbanos), rede de longa distância (centrais interurbanas e internacionais) e os respectivos entroncamentos, e o enlace de assinante, constituído pelos terminais e linhas de assinante. As redes públicas de telecomunicações utilizam uma variedade de meios guiados e não guiados para os sistemas de transmissão. Os fios de cobre ainda são largamente utilizados na ligação entre a central telefônica e os terminais de assinantes. Para ligações entre sistemas de longa distância interligando centrais telefônicas (urbanas e interurbanas) até a implantação de novos serviços de comunicações, por exemplo, para as Redes Digitais de Serviços Integrados (RDSI), os cabos metálicos foram substituídos por cabos de fibras ópticas. As redes telefônicas podem ser classificadas, quanto à hierarquia, em redes interurbanas e redes locais. As redes locais dividem em redes de assinantes (que ligam os assinantes às centrais telefônicas) e redes de entroncamentos (que interligam as estações locais). As redes de assinantes por sua vez, podem ser classificadas em redes de alimentação (redes primárias), redes de distribuição (redes secundárias) e redes internas (redes terciárias). Quanto ao método de comutação, as redes podem utilizar a comutação por circuitos ou por pacotes. A comutação por circuitos utiliza uma técnica de alocação do meio onde todos os recursos necessários em todos os subsistemas de telecomunicação que conectam origem e destino, são reservados durante todo o tempo de duração da conexão. É o tipo de comutação tradicionalmente utilizado em sistemas com alto índice de utilização como o sistema de telefonia. Já a comutação por pacotes é projetada para sistemas com fator de utilização baixo, onde os recursos são utilizados apenas por pequenos espaços de tempo. Atualmente é muito utilizada para a comunicação entre computadores, incluindo a transmissão de voz e imagem. 3. A Tecnologia Voz sobre IP A Voz sobre IP é uma tecnologia que viabiliza a comunicação telefônica utilizando a Internet como meio de transmissão da voz. A tecnologia VoIP, basicamente, converte sinal de voz (analógico) através da quebra da conversação em pacotes de dados (formato digital) e os transmite através da Internet ou redes digitais privadas. 3

5 FIG. 1 Esquema simplificado de VoIP Disponível em: < A VoIP, consiste no uso das redes de dados que utilizam o conjunto de protocolos das redes IP (TCP/UDP/IP) para a transmissão de sinais de voz em tempo real na forma de pacotes de dados. A sua evolução natural levou ao aparecimento da Telefonia IP, que consiste no fornecimento de serviços de telefonia utilizando a rede IP para o estabelecimento de chamadas e comunicação de voz. Os usuários podem fazer e receber ligações telefônicas usando um aparelho telefônico específico para conexão na rede IP (telefone IP), um telefone convencional com um adaptador IP ou ainda um software cliente instalado em um computador. Nessas redes são implementados protocolos adicionais de sinalização de chamadas e transporte de voz que permitem a comunicação com qualidade próxima àquela fornecida pelas redes convencionais dos sistemas públicos de telefonia comutada ou de telefonia móvel. O transporte de voz sobre o protocolo IP levou ao desenvolvimento de um conjunto de novos protocolos para viabilizar a comunicação com as mesmas características das redes tradicionais. Nas redes IP os pacotes de dados com informação de voz são enviados de forma independente, procurando o melhor caminho para chegar ao seu destino, de forma a usar com maior eficiência os recursos da rede. Os pacotes de dados associados a uma única origem de comunicação de voz podem, portanto, seguir caminhos diferentes até o seu destino, ocasionando atrasos, alteração de seqüência e mesmo perda desses pacotes. A tecnologia desenvolvida para a comunicação VoIP, implementada através dos novos protocolos, assegura a reordenação dos pacotes de dados e a reconstituição do sinal original, compensando o eco decorrente do atraso fim-a-fim dos pacotes de dados, o jitter e a perda de pacotes. Estes novos protocolos funcionam como aplicações específicas sobre o protocolo IP para prover comunicação em tempo real e sinalização de chamadas para as aplicações de voz. Esses protocolos são executados por máquinas existentes nas redes IP (roteadores, switches) e por novos elementos funcionais que complementam a arquitetura dos sistemas de telefonia IP. 4

6 3.1. Arquitetura de Rede Na telefonia tradicional, a rede é hierárquica, ou seja, é baseada em grandes centrais telefônicas interligadas de forma hierárquica e que detém a inteligência da rede. Além disso, os terminais são desprovidos de inteligência e o seu endereçamento depende da geografia da área de abrangência da rede. Na telefonia IP, a rede é plana, não hierárquica, especializada no roteamento e transporte de pacotes de dados, e pode oferecer vários tipos de serviços. Os terminais são inteligentes, seu endereçamento independe de sua localização geográfica, e o processamento e a realização das chamadas ocorrem em vários equipamentos que podem estar localizados em qualquer parte da rede Rede IP FIG. 2 Arquitetura típica de rede para Telefonia IP Disponível em: < É a rede de dados que utiliza os protocolos TCP/IP. Sua função básica é transportar e rotear os pacotes de dados entre os diversos elementos conectados a rede. Conforme o seu porte, pode ter um ou mais segmentos de rede Serviço Telefônico Fixo Comutada (STFC) Serviço Telefônico Fixo Comutado destinado ao uso do público em geral (STFC) é definido pela Resolução n. 426/2005 como: serviço de telecomunicações que, por meio de transmissão de voz e de outros sinais, destina-se à comunicação entre pontos fixos determinados, utilizando processos de telefonia. Processos de telefonia é definido como: aqueles que permitem a comunicação entre pontos fixos determinados, de voz e outros sinais, utilizando técnica de transmissão nos modos 3,1 khz-voz ou 7 khzáudio ou até 64 kbit/s irrestrito, por meio de fio, radioeletricidade, meios ópticos ou qualquer outro processo eletromagnético. É o serviço público convencional de comunicação de voz, classificado como serviço de telecomunicações de interesse coletivo, que interliga empresas e residências em âmbito nacional e internacional. O serviço de telefonia móvel atual também pode ser considerado convencional, para os serviços de comunicação de voz. 5

7 PABX É o equipamento de uso corporativo empregado para executar os serviços privados de voz nas empresas. Sua função é ligar uma série de telefones a uma linha externa, automaticamente, sem a intervenção de um operador manual. Geralmente são sistemas digitais, e se interligam ao STFC (ou aos serviços de telefonia móvel) para realizar as comunicações externas Terminal Telefônico Convencional (Tel) É o telefone convencional usado em residências e empresas. Pode ser analógico ou digital. Em alguns sistemas digitais mais modernos (públicos ou privados), os telefones também são digitais, para permitir um maior número de funcionalidades adicionais à comunicação de voz convencional Terminal Telefônico IP (Tel IP) É o telefone preparado para a comunicação de voz em redes IP. Tem todas as funcionalidades e protocolos necessários instalados para suportar comunicação bidirecional de voz em tempo real e a sinalização de chamadas. As funcionalidades adicionais integradas dependem da finalidade e do custo do terminal Terminal Multimídia (TM) São computadores preparados para a comunicação de voz em redes IP. Assim como o Tel IP, eles têm todas as funcionalidades e protocolos necessários instalados para suportar comunicação bidirecional de voz em tempo real e a sinalização de chamadas. Esses terminais podem ser utilizados para aplicações mais complexas, tais como Postos de Atendimento de Call Centers e estações para conferência multimídia, entre outras Gateway (GW) É o equipamento responsável pela interoperabilidade entre a rede IP e o STFC (e/ou serviços de telefonia móvel). Ele executa a conversão de mídia em tempo real (voz analógica x voz digital comprimida) e a conversão de sinalização para as chamadas telefônicas. Para simplificar o GW, o controle efetivo das chamadas em andamento é executado pelo Gateway Controller. Em sistemas de maior porte as funcionalidades de mídia e sinalização podem ser separadas em equipamentos distintos, chamados de Media Gateway (MGW) e Signalling Gateway (SGW) Gateway Controller (GC) É o equipamento responsável pelo controle das chamadas em andamento realizadas pelos GW. Também chamado de Call Agent, o GC utiliza e gera as informações de sinalização e comanda os GW para iniciar, acompanhar e terminar uma chamada entre 2 terminais distintos. Em sistemas de maior porte as funcionalidades de controle de mídia e sinalização podem ser separadas em equipamentos distintos, chamados de Media Gateway Controller (MGC) e Signalling Gateway Controller (SGC) Multipoint Control Unit (MCU) É o equipamento responsável pelos serviços de conferência entre 3 ou mais terminais. É composto por um Controlador Multiponto (MC - multipoint controller), responsável pela sinalização das chamadas, e por um Processador Multiponto (MP - multipoint processor), responsável pelo processamento dos pacotes de dados dos sinais de voz dos terminais 6

8 envolvidos na conferência Gatekeeper (GK) É o equipamento responsável pelo gerenciamento de um conjunto de equipamentos dedicados a telefonia IP, quais sejam: Tel IP, TM, GW, GC e MCU. Suas principais funções são: executar a tradução de endereçamento dos diversos equipamentos, controlar o acesso dos equipamentos à rede dentro de sua Zona, e controlar a banda utilizada. Outras funcionalidades opcionais podem ser adicionadas, entre elas: autorização de chamadas, localização de GW, gerenciamento de banda, serviços de agenda telefônica (lista) e serviços de gerenciamento de chamadas Zona Zona é um conjunto de terminais, GW s e MCU s gerenciados por um único GK. Uma zona deve ter pelo menos 1 terminal, e pode ou não conter GW s ou MCU s. Entretanto, uma zona tem apenas 1 GK. Fisicamente a Zona pode ser composta por um ou mais segmentos de rede interligados através de roteadores ou outros equipamentos semelhantes. Comparada com o serviços telefônicos convencionais, uma Zona corresponde a uma área com um determinado código de localidade, ou seja, uma cidade ou um conjunto de cidades conforme o tamanho e número de terminais Digitalização de Sinais de Voz Nos sistemas tradicionais o sinal de voz utiliza uma banda de 4 khz, e é digitalizado com uma taxa de amostragem de 8 khz para ser recuperado adequadamente (Princípio de Nyquist). Como cada amostra é representada por um byte (8 bits, com até 256 valores distintos), cada canal de voz necessita de uma banda de 64 kbit/s (8.000 amostras x 8 bits). Esta forma de digitalização do sinal de voz atende a recomendação ITU-T G Pulse code modulation (PCM) of voice frequencies. Nos sistema de transmissão de Voz sobre IP, onde a demanda por banda é crítica, torna-se necessário utilizar também algoritmos de compressão do sinal de voz. Esses algoritmos têm papel relevante pela economia de banda que proporcionam. O seu uso tem sido possível graças ao desenvolvimento dos processadores de sinais digitais (DSP s), cuja capacidade de processamento tem crescido vertiginosamente. Estas necessidades incentivaram o desenvolvimento de tecnologias mais complexas para a digitalização e compressão de voz, e que foram registradas através de recomendações do ITU-T. Estas recomendações são apresentadas na tabela abaixo, com algumas características relevantes. Recomendação Bit rate Atraso típico Qualidade de Algoritmo ITU-T (kbit/s) fim-a-fim (ms) Voz G.711 PCM 48; 56; 64 <<1 Excelente G.722 Sub-banda ADPCM 48; 56; 64 <<2 Boa G ACELP 5,3 Razoável MP-MLQ 6,3 Boa G.726 ADPCM 16; 24; 32; 40 Boa (40), 60 Razoável (24) G.727 AEDPCM 16; 24; 32; 40 Boa (40), 60 Razoável (24) G.728 LD-CELP 16 <<2 Boa G.729 CS-ACELP Boa G.729 CS-ACELP Boa 7

9 Anexo A TAB. 1 Recomendações ITU-T Disponível em: < A Comunicação entre Terminais A comunicação entre dois terminais na telefonia IP ocorre através de 2 processos simultâneos: Sinalização e Controle de Chamadas Estabelecimento da chamada (call setup): ocorre entre 2 ou mais terminais e envolve um ou mais GK s, para obtenção da informação dos terminais de uma mesma zona ou de zonas distintas. Pode envolver também os GC s e GW s, caso incluam terminais do STFC, ou os MCU s, caso seja estabelecida uma conferência. Estabelecida a chamada, são criados canais virtuais de controle entre todos equipamentos envolvidos. Acompanhamento da chamada (call handling): é feito através dos canais de controle no decorrer da chamada para identificar perda de conexão e outros eventos relevantes e dependentes dos serviços adicionais permitidos pelos terminais, quais sejam: atendimento simultâneo, chamada em espera, e etc. Finalização da chamada (call termination): libera os terminais e outros equipamentos envolvidos, libera os canais de controle e atualiza o status dos terminais junto aos equipamentos da rede Processamento de Voz Controle do transporte de voz (transport control): estabelecida a chamada, os terminais (e GW s ou MCU s, conforme o caso) iniciam um processo de definição do mecanismo de transporte de voz onde é eleito um mestre, identifica-se o tipo de mídia a ser transportada (voz) e são criados os canais virtuais de controle e de mídia. Transporte de mídia (media stream transport): inicia-se o transporte bidirecional em tempo real de mídia (voz) entre os terminais envolvidos através dos canais virtuais criados na fase anterior. São usados recursos dos pacotes UDP da rede IP para minimizar o overhead do protocolo, otimizando o uso da rede Protocolos A telefonia IP utiliza os protocolos TCP/UDP/IP da rede como infra-estrutura para os seus protocolos de aplicação que participam dos processos descritos acima. A figura apresenta a estrutura em camadas dos principais protocolos. 8

10 FIG. 3 Protocolos Disponível em: < H.323 Packet Based Multimedia Communications Systems O padrão H.323 é um conjunto de protocolos verticalizados para sinalização e controle da comunicação entre terminais que suportam aplicações de áudio (voz), vídeo ou comunicação de dados multimídia. É uma recomendação guarda-chuva do ITU-T que define padrões para comunicação multimídia através de redes baseadas em pacotes e que não oferecem Qualidade de Serviço (QoS) garantida, como é o caso das redes do tipo LAN, IP e Internet. Redes baseadas em pacotes incluem as redes IP (Internet Protocol) como a Internet, redes IPX (Internet Packet Exchange), as redes metropolitanas, as redes de longa distância (WAN) e ainda conexões discadas usando PPP Session Initiation Protocol (SIP) O protocolo SIP, definido através da recomendação RFC 2543 do IETF, estabelece o padrão de sinalização e controle para chamadas entre terminais que não utilizam o padrão H.323, e possui os seus próprios mecanismos de segurança e confiabilidade. É um protocolo de sinalização de telefonia IP usado para estabelecer, modificar e finalizar chamadas telefônicas VoIP. O SIP descreve a comunicação necessária para estabelecer uma ligação telefônica Estabelece recomendações para serviços adicionais tais como transferência e redirecionamento de chamadas, identificação de chamadas (chamado e chamador), autenticação de chamadas (chamado e chamador), conferência, entre outros. Sua utilização é similar ao conjunto H.323 descrito, embora utilize como suporte para as suas mensagens os pacotes UDP da rede IP Media Gateway Control Protocol (MGCP) O protocolo MGCP, definido através de recomendação RFC 2705 do IETF, é usado para controlar as conexões (chamadas) nos GW s presentes nos sistemas VoIP. É responsável pela comunicação entre as redes convencionais de telefonia (STFC) e as redes convergentes (Next Generation Network - NGN), baseadas na comutação por pacotes e, principalmente, em IP. 9

11 O MGCP implementa uma interface de controle usando um conjunto de transações do tipo comando resposta que criam, controlam e auditam as conexões (chamadas) nos GW s. Estas mensagens usam como suporte os pacotes UDP da rede IP, e são trocadas entre os GC s e GW s para o estabelecimento, acompanhamento e finalização de chamadas Media Gateway Control Protocol (MEGACO) O protocolo Megaco é resultado de um esforço conjunto do IETF e do ITU-T (Grupo de Estudo 16). O texto da definição do protocolo e o mesmo para o Draft IETF e a recomendação H.248, e representa uma alternativa ao MGCP e outros protocolos similares. Este protocolo foi concebido para ser utilizado para controlar GW s monolíticos (1 único equipamento) ou distribuídos (vários equipamentos). Sua plataforma aplica-se a gateway (GW), controlador multiponto (MCU) e unidade interativa de resposta audível (IVR). Possui também interface de sinalização para diversos sistemas de telefonia, tanto fixa como móvel Real-Time Transport Protocol (RTP) O protocolo RTP, definido através da recomendação RFC 1889 do IETF, é o principal protocolo utilizado pelos terminais, em conjunto com o RTCP, para o transporte fim-a-fim em tempo real de pacotes de mídia (voz) através de redes de pacotes. Pode fornecer serviços multicast (transmissão um para muitos) ou unicast (transmissão um para um). O RTP não reserva recursos de rede e nem garante qualidade de serviço para tempo real. O transporte dos dados é incrementado através do RTCP (protocolo de controle) que monitora a entrega dos dados e provê funções mínimas de controle e identificação. No caso das redes IP este protocolo faz uso dos pacotes UDP, que estabelecem comunicações sem conexão Real-Time Transport Control Protocol (RTCP) O protocolo RTCP, definido também através da recomendação RFC 1889 do IETF, é baseado no envio periódico de pacotes de controle a todos os participantes da conexão (chamada), usando o mesmo mecanismo de distribuição dos pacotes de mídia (voz). Desta forma, com um controle mínimo é feita a transmissão de dados em tempo real usando o suporte dos pacotes UDP (para voz e controle) da rede IP VoIP em Ambiente Corporativo Com o crescimento das redes LAN (intra-office) e com a adoção crescente do conceito WAN (inter-offices) fazendo uso de facilidades do tipo VPN fornecidas pelas operadoras de serviços de dados, a telefonia IP tem encontrado um grande espaço para a sua implantação no ambiente corporativo, substituindo os PABX s tradicionais pela solução PABX-IP. 10

12 Rede Local (LAN) FIG. 4 Arquitetura VoIP em Ambiente Corporativo Disponível em: < Uma rede local (LAN - "Local Area Network") nada mais é do que dois ou mais computadores conectados por cabos que os ligam entre si para que possam trocar informações. Este cabo é ligado à placa de rede que esta dentro do computador. Se esta rede local for conectada à Internet, todos os computadores conectados poderão ter acesso à Internet. Após a instalação de uma placa de rede é necessário instalar ou configurar um software para fazê-la funcionar. Em cada escritório (matriz e as várias filiais) existe uma rede local, constituída pelo cabeamento de dados, pelos servidores de aplicações de dados e de telefonia IP, e pelos diversos terminais que podem ou não possuir as funcionalidades de VoIP Terminais Em cada escritório existem terminais de dados (PC), terminais multimídia (TM) e terminais de telefonia IP (Tel IP), todos conectados a uma infra-estrutura comuns de rede de dados. O deslocamento de pessoal é facilitado pois os terminais podem ser conectados em qualquer escritório sem alteração de infra-estrutura e sistemas, e todas as facilidades configuradas para o perfil do usuário podem ser acessadas Roteador (ROT) Equipamento responsável pela interface entre a rede local e o provedor de rede IP. Participa da funcionalidade de VPN, e pode ter adicionalmente as funções de Firewall e, em redes de menor porte, de gateway para interface com o STFC Gateway (GW) É o equipamento responsável pela interoperabilidade entre a rede local e o STFC (e/ou sistemas de telefonia móvel). Ele executa a conversão de mídia em tempo real (voz analógica x voz digital comprimida) e a conversão de sinalização para as chamadas telefônicas Call Manager (CM) É o equipamento responsável pelo gerenciamento de chamadas. O call manager implementa as funções de gatekeeper (GK), gerenciando os elementos que fazem parte 11

13 do sistema VoIP, e gerencia as chamadas, fornecendo serviços de tradução de endereçamento IP, controle do GW, entre outros. Pode ser implementado através de equipamentos redundantes e backups em locais distintos. Normalmente existe um equipamento principal no escritório matriz (redundante e com backup em outro escritório), que mantém a configuração de toda a rede, e equipamentos secundários nos outros escritórios, que conhecem apenas suas redes internas. As chamadas que envolvam escritórios distintos necessariamente envolvem o equipamento principal localizado na matriz Application Server (AS) É o equipamento que fornece serviços adicionais ao sistema VoIP. Dentre esses serviços pode ser destacados: caixa postal de voz (voice mail), unidade interativa de resposta audível (IVR) e serviços de agenda telefônica Qualidade do Serviço - QoS Qualidade de serviço pode ser considerada uma exigência básica, porém irá depender de quanto o usuário deseja investir na mesma. Alguns fatores que podem ser observados para que se determine o nível de qualidade do serviço de voz são: fidelidade da voz, disponibilidade da rede, disponibilidade de funções do telefone e escalabilidade Jitter Jitter é uma variação de tempo entre chegadas de pacotes do endereço de origem. Caso houvesse uma taxa de transmissão constante com intervalo de 20 ms entre a transmissão de um pacote e outro tais pacotes deveriam chegar ao destino com intervalo de 20 ms. Porém como cada pacote pode trafegar na rede por diferen-tes rotas e diferentes meios esse tempo de chegada pode variar. Fato este que di-minuiria a qualidade do serviço. Buffers podem ser utilizados neste caso com a fina-lidade de amenizar (e não eliminar totalmente) o problema da variação de tempo de chegada dos pacotes ao destino Latência Latência é o intervalo de tempo em que um pacote sai de sua origem e chega ao seu destino. Em termos de telefonia, latência é o tempo em que uma pessoa fala algo e chega ao ouvido do receptor. Uma grande latência não significa necessariamente que ocorrerá uma degradação da voz, porém o que pode ocorrer é uma perda de sincronização. Para que se obtenha uma boa qualidade em chamadas telefônicas a latência deve possuir um valor menos que 150 ms. Para que isso ocorra devem ser tomadas algumas providências para que o tempo de empacotamento, transmissão e transporte dos dados diminuam Largura de banda Largura de banda é um fator essencial para que se tenha uma qualidade de serviço em conversações telefônicas. A largura de banda para a transmissão de voz depende de vários fatores e pode ser calculada facilmente de acordo com informa-ções de amostragem e quantização da voz, algoritmos de compressão e etc. Porém em redes corporativas além da transmissão de voz a rede é usada para muitas ou-tras finalidades. E como a transmissão de voz em uma conversação telefônica deve ocorrer em tempo real, tais dados devem possuir uma prioridade em relação a outros eventuais. É claro que a decisão de uma largura de banda maior ou menor deve ser tomada de acordo com as necessidades e prioridades da empresa. Porém vale res-saltar que uma banda muito estreita para a transmissão de voz deve influenciar ne-gativamente na qualidade do serviço. 12

14 Perda de pacotes A perda de pacotes é outro fator crítico que implica diretamente na qualidade de serviço. Existem vários fatores que podem levar à perda de um pacote IP. Podemos citar entre eles o estouro de buffer em roteadores e switchs. Em que os pacotes que chegarem e encontrarem o buffer cheio serão então descartados. Pacotes perdidos em aplicações que utilizam o protocolo UDP e RTP não podem ser retransmitidos e mesmo que pudessem não seria nada interessante. Pois duas mensagens enviadas em seqüência poderiam chegar em ordem inversa, o que não é tolerável em aplicações de tempo-real. Porém como a perda de pacotes pode ser inevitável, tolera-se uma pequena perda. Penso que caso a perda seja menor que 5% do total de pacotes a qualidade não é significativamente afetada. No caso de aplicações em tempo-real é melhor perder uma pequena porcentagem dos pacotes do que atrasar a transmissão como um todo com a utilização de longos buffers Segurança Segurança é um fator que sempre deve ser considerado em redes corporati-vas, seja em aplicações de tempo-real ou não. Para manter a qualidade de serviço o acesso à rede deve ser permitido somente a pessoas autorizadas. Deve-se também evitar ataques denial-ofservice (Ataques de negação de serviço. O serviço é requisitado por vários usuários ao mesmo tempo e o provedor do serviço não consegue atender a demanda e pode vir a ficar fora do ar - DoS) colocando endereços IPs não válidos para os equipamentos de voz. Como a rede utiliza o protocolo IP existem métodos de tornar as informações mais confiáveis e menos suscetíveis a ataques através da utilização de criptografia que já é suportada nativamente pela versão 6 do IP (IPv6) Confiabilidade Algumas providências devem ser tomadas em relação à confiabilidade da rede como um todo. Uma solução para aumentar a confiabilidade seria usar equipamentos e links redundantes. Isso deixaria a rede menos suscetível a falhas e aumentaria assim a qualidade do serviço Vantagens O maior benefício da VoIP é o baixo custo. No mundo da telefonia convencional, várias linhas telefônicas, recursos de conferências telefônicas e cobranças por chamadas de longa distância são despesas extras bastante onerosas. Contudo, a maioria dos provedores de VoIP não apenas oferecem chamadas locais e de longa distância sem limites por um valor fixo relativamente baixo, como também o valor ainda inclui a maioria, senão todos, dos recursos adicionais de que as empresas precisam. Além de contas telefônicas mais baratas, aqui estão outros benefícios oferecidos pela VoIP: a) Infra-estrutura simplificada. A eliminação de linhas de voz dedicadas significa que você não precisa separar as redes de voz das redes de dados. Como cada uma geralmente possui o seu próprio equipamento e próprios fornecedores, você provavelmente pagará menos pelo investimento de capital contínuo e pelos serviços de suporte. b) Gerenciamento mais fácil. Como a troca por VoIP é baseada em software e não em hardware, é mais fácil de mudar e manter. c) Maior produtividade. A VoIP trata a voz como qualquer outro tipo de dado. Isso significa que os usuários podem anexar documentos a mensagens de voz ou participar de encontros virtuais usando dados compartilhados e videoconferência. d) Escalonável. Os sistemas telefônicos tradicionais baseados em PABX (Private Automatic Branch Exchange) são fornecidos em diversos tamanhos e talvez seja necessário descartar os sistemas existentes e substituir o hardware periodicamente. Isso não acontece com os sistemas VoIP. e) Conexões flexíveis. Se a empresa possuir sua própria VPN e a combinar com VoIP, é possível configurar um escritório totalmente funcional em qualquer lugar onde exista uma conexão de banda larga. Com um telefone VoIP, é possível fazer ou 13

15 receber ligações como se estivesse sentado no escritório. Além disso, como o número do telefone também é móvel, você pode fazer chamadas "locais" para casa ou para locais em todo o mundo sem se preocupar em pagar um preço excessivo pela conta do seu celular ou do hotel. Outras vantagens da utilização da tecnologia VoIP em micro e pequenas empresas são: a) Elimina a limitação geográfica de cabeamento e equipamento; b) Integra agendas e outros serviços telefônicos com aplicações baseadas no conceito Web-browser. c) Correio de voz com integração de correio eletrônico (mensagem unificada); d) Eficiência em comunicação com custo acessível; i. Custo zero para ligações dentro da empresa (entre matriz e filiais ou entre filiais) e de Telefone IP para qualquer outro Telefone IP; ii. Redução drástica de custos para ligações interurbanas e principalmente para ligações internacionais; e) Centralização do fluxo telefônico gerado: f) Melhor controle; g) Otimização; h) Redução do número de troncos convencionais. i) Fácil Implantação dos equipamentos VoIP; j) Segurança e privacidade; k) Qualidade de voz equivalente à telefonia convencional; Empresas de telefonia de longa distância, operadoras de serviços via cabo e provedores de Internet de banda larga travam uma batalha para oferecer ferramentas mais avançadas da nova geração do VoIP. No Brasil já estão sendo feitos testes com sistemas de alta tecnologia que estão prestes a ser lançados para pequenas empresas. Um deles é o vídeo sobre IP, que segue a lógica da voz sobre IP, só que no tráfego de arquivos de vídeo. Na prática, essa tecnologia permitirá fazer videoconferências entre filiais ou apresentações em tempo real de um novo produto aos clientes -- apenas com o uso de webcam. Na lista de produtos que devem aportar no Brasil nos próximos tempos, a maioria tem apelo especialmente voltado para vendas. É o caso do sistema multichamadas, sob medida para aumentar a produtividade da equipe de vendas. Se o dono de determinado telefone não atender, o multichamadas replica a ligação para outros dez números nos quais a pessoa possa ser encontrada. Outro recurso é o filtro de chamadas, que bloqueia ligações indesejáveis, mas permite que o aparelho toque se a ligação vier de determinada fonte. Com esse filtro, acaba o problema criado quando se aciona um recurso tradicional para, numa reunião, bloquear o recebimento de ligações. Se seu celular estiver desligado, por exemplo, a chamada de um cliente muito importante, que você estaria disposto a interromper a reunião para receber, também será bloqueada. Agora, não mais. Tecnologias de VoIP que vêm por aí O que está para chegar ao Brasil e exemplos de vantagens possíveis para as pequenas empresas Tecnologia O que faz Vantagens Voic Transforma um recado que foi deixado na secretária eletrônica em arquivo digital e o encaminha no formato de Possibilita organizar na forma de s todas as ligações recebidas dos clientes Filtro de chamadas Bloqueia ligações em horários préagendados, mas o aparelho é programado para tocar em determinados casos Permite que clientes muito importantes sejam atendidos em qualquer situação 14

16 Sistema multichamadas Se o interlocutor não atende, a chamada é direcionada para até dez outros números em que ele possa estar naquele momento Ajuda a encontrar funcionários (e ser encontrado) mesmo se o celular estiver sem sinal VoIP no banner Vídeo sobre IP Ao clicar em um banner publicitário o usuário já é levado para a central de atendimento do anunciante Transmite imagens de videoconferências apenas com o uso de webcams Faz com que o internauta seja imediatamente atendido por uma pessoa e fale com ela Torna possível demonstrar o funcionamento detalhado de um produto em tempo real TAB. 2 Novidades para Tecnologia VoIP Disponível em: < A inteligência da nova geração do VoIP também possibilita que as empresas detectem com facilidade o impacto dos custos telefônicos nos resultados. A força do VoIP Alguns números que mostram o potencial da tecnologia de voz sobre IP O VoIP oferece economia de até 70% em relação à telefonia convencional Pelo menos 600 pequenas e médias empresas já têm algum sistema baseado em VoIP O VoIP é a segunda tecnologia que mais vai atrair investimentos de empresas em 2006 Estima-se que, nos próximos quatro anos, mais de 80% das empresas tenham aderido ao VoIP no país TAB. 3 Potencial da Tecnologia VoIP Disponível em: < Novas aplicações de VoIP para pequenas e médias empresas estão surgindo uma atrás da outra nos Estados Unidos. Algumas podem levar mais tempo para chegar aqui, mas já são o esboço de uma era que deve mudar para sempre a forma como as empresas fazem negócios. Uma dessas tecnologias é conhecida como click-to-call e consiste num VoIP aplicado num banner publicitário. Funciona desta maneira: quando clica no banner que anuncia um produto, em vez de ser levado para um site com mais informações ou para um chat, o consumidor fala, em alto e bom som, direto com um atendente. Outro recurso, de nome complicado -- Vo-Wi-Fi -- mas igualmente inovador, permite ligações por meio de VoIP sem o uso de fios. Com os chamados hot spots, presentes em aeroportos, livrarias e hotéis, o usuário poderá fazer ligações telefônicas pela Internet sem o uso de cabos e até mesmo sem computador. 4. Equipamentos Necessários para Utilizar a Tecnologia Voz sobre IP Exemplo básico de conexão de um telefone IP a um Provedor de Serviços de Telefonia IP (ITSP) que permite fazer ligações de Telefone IP para Telefone IP ou para qualquer telefone fixo ou celular no mundo. 15

17 4.1. Conexão com a Internet FIG. 5 Ligação utilizando VoIP Disponível em: < O primeiro fator é ter disponível uma conexão de banda larga com a Internet, que possibilite a transmissão de voz: a) ADSL - a partir de 128 Kbps b) CABO - a partir de 128 Kbps c) RÁDIO - a partir de 128 Kbps d) SATÉLITE - devido aos intervalos na transmissão (delay), não são indicadas para transporte de voz Quando você assina um serviço de conexão por banda larga é necessário que a companhia que fornece o serviço instale um modem de banda larga em sua casa ou empresa. Algumas companhias alugam este aparelho e outras permitem que você compre o modem de sua preferência entre os modelos certificados para uso com suas redes. O final do cabo ou linha telefônica ADSL é sempre no modem e a partir dele é que vem sua conexão com a Internet 4.2. Telefones para VoIP Os serviços VoIP utilizam telefones apropriados para as redes IP, e que são muito diferentes, em complexidade, dos telefones analógicos convencionais, por serem digitais e possuírem recursos semelhantes àqueles encontrados nos computadores. Normalmente utilizam-se os seguintes tipos de telefones IP: a) Computador: o próprio computador pode ser usado como telefone IP, desde que tenha uma placa de som, um microfone, alto falantes ou fones de ouvidos, e um programa do tipo softphone, que possui todos os recursos para funcionar como um telefone IP. b) Adaptador para Telefone Analógico (ATA):é um dispositivo que funciona como um conversor de telefone IP para um telefone analógico convencional. O ATA é conectado a um acesso de banda larga (rede IP) e a um telefone analógico convencional, que pode ser usado normalmente para fazer e receber ligações do serviço VoIP contratado. c) Telefone IP: é um telefone que possui todos os recursos necessários para um serviço VoIP. Para ser usado é necessário apenas conectá-lo a um acesso de banda larga (rede IP) para fazer e receber ligações do serviço VoIP. 16

18 FIG. 6 Ligação utilizando VoIP Disponível em: < FIG. 7 Ligação utilizando VoIP Disponível em: < Para que o Telefone IP possa fazer e receber chamadas ele precisa ter um endereço de IP próprio, assim como ocomputador também precisa de um endereço de IP para poder acessar a Internet e enviar ou receber s Rede Interna Para que o Telefone IP possa fazer e receber chamadas ele precisa ter um endereço de IP próprio, assim como o computador também precisa de um endereço de IP para poder acessar a Internet e enviar ou receber s. A forma mais comum de para fazer isso é utilizar um aparelho chamado comercialmente de "Compartilhador de acesso a Internet" ou tecnicamente "Roteador" para permitir que mais de um computador, ou um Telefone IP também seja ligado a Internet. O "Compartilhador de acesso a Internet" é um equipamento barato e vendido em qualquer loja de artigos de informática. O "Compartilhador de acesso a Internet" permite que cada equipamento dentro de uma rede doméstica ou de empresa tenha seu próprio endereço de IP e que assim possam comunicar-se entre si e com a Internet. O modem vai ligado diretamente ao "Compartilhador de acesso a Internet" que em geral possui 4 ou mais "portas" ou conectores para a ligação de 4 ou mais computadores simultaneamente a Internet. 17

19 FIG. 8 Exemplo de Conexão a Internet Utilizando Roteador Disponível em: < Também é possível utilizar o Telefone IP ligado diretamente ao computador, a maioria dos Telefones IP possui um "switch" (ponte ou passagem) que é embutido no Telefone IP e que permite aos dois equipamentos utilizarem a Internet com uma só conexão para economizar espaço. O cabo vai do "Compartilhador de acesso a Internet" até o telefone IP e do Telefone IP até o computador. FIG. 9 Exemplo de Conexão a Internet Utilizando Roteador Disponível em: < Provedor de Serviços de Telefonia IP - ITSP Os ITSP são empresas nacionais ou internacionais que possibilitam a ligação de seu telefone ip com qualquer telefone fixo ou celular em todo o mundo. Estas empresas dispõe de aparelhos especiais chamados Gateways espalhados pelo planeta e fazem acordos com os operadores de telefonia normal de muitos países para que as ligações feitas a partir dos telefones ip possam ser terminadas (transferidas) para os telefones normais. Suas tarifas são muito mais baixas porque a voz é levada pela Internet em forma de dados até o ponto mais próximo do telefone chamado. Os telefones IP e gateways comercializados no Brasil, opcionalmente, são entregues aos clientes pré-configurados para utilização com o ITSP da preferência do cliente, mesmo gratuitos ou próprios. Esta configuração é feita por meio da interface de configuração dos aparelhos e pode ser modificada a qualquer momento. Cada telefone IP tem uma conta exclusiva e um número único que é fornecido pelo ITSP ou definido pelo cliente, as contas de telefonia ip em geral funcionam em um modelo pré-pago e são cobradas de acordo com uma tabela de tarifas por minuto. 5. Legislação A Lei n.º 9.472, de 16 de julho de 1997, Lei Geral de Telecomunicações LGT, dispõe sobre a organização dos serviços de telecomunicações e criou o órgão regulador denominado Agência Nacional de Telecomunicações Anatel. Conforme descreve o art. 19 da LGT, é competência da Anatel: Art. 19. À Agência compete adotar as medidas necessárias para o atendimento do interesse público e para o desenvolvimento das telecomunicações brasileiras, atuando com independência, imparcialidade, legalidade, impessoalidade e publicidade, e especialmente: O Voz sobre IP (VoIP) é um conjunto de tecnologias que usam a Internet ou redes IP privadas para a comunicação de voz, substituindo ou complementando os sistemas de telefonia convencionais. A Anatel não regulamenta as tecnologias, mas os serviços de telecomunicações que delas se utilizam. A comunicação de voz utilizando computadores conectados à Internet - uma das aplicações desta tecnologia - é considerada Serviço de Valor Adicionado, não sendo necessária autorização da Anatel para prestá-lo. 18

20 Nesse contexto, o uso da tecnologia de VoIP deve ser analisado sob três aspectos principais: a) a comunicação de voz efetuada entre dois computadores pessoais, utilizando programa específico e recursos de áudio do próprio computador - com acesso limitado a usuários que possuam tal programa - não constitui serviço de telecomunicações, mas Serviço de Valor Adicionado, conforme entendimento internacional; b) a comunicação de voz no âmbito restrito de uma rede corporativa ou na rede de uma prestadora de serviços de telecomunicações, de forma transparente para o assinante, efetuada entre equipamentos que podem incluir o aparelho telefônico, é caracterizada como serviço de telecomunicações. Neste caso, é exigida a autorização para exploração de serviço de telecomunicações para uso próprio ou para prestação a terceiros; c) a comunicação de voz de forma irrestrita com acesso a usuários de outros serviços de telecomunicações e numeração específica (objeto de controle pela Anatel) é caracterizada como serviço de telecomunicações de interesse coletivo. É imprescindível autorização da Agência e a prestação do serviço deve estar em conformidade com a regulamentação. O art. 61 da LGT define Serviço de Valor Adicionado, não constituindo um serviço de telecomunicações: Art. 61. Serviço de valor adicionado é a atividade que acrescenta, a um serviço de telecomunicações que lhe dá suporte e com o qual não se confunde, novas utilidades relacionadas ao acesso, armazenamento, apresentação, movimentação ou recuperação de informações. 1º Serviço de valor adicionado não constitui serviço de telecomunicações, classificandose seu provedor como usuário do serviço de telecomunicações que lhe dá suporte, com os direitos e deveres inerentes a essa condição. Conclusões e recomendações A Internet é uma ferramenta essencial para os negócios, sejam de grandes ou pequenas empresas. A Internet é, de uma vez e ao mesmo tempo, um mecanismo de disseminação da informação e divulgação mundial e um meio para colaboração e interação entre indivíduos e seus computadores, independentemente de suas localizações geográficas. A busca por redução dos custos, simplificação de infra-estrutura de telecomunicações, e agilidade fazem parte de qualquer ambiente de negócios num mercado competitivo e globalizado. A tecnologia VoIP pode ser o início do processo denominado convergência, em que vários serviços como voz, dados e imagem, que são hoje providos por redes diferentes passam a ser providos por uma mesma rede. Referências AGÊNCIA NACIONAL DE TELECOMUNICAÇÕES ANATEL. Serviços de voz sobre IP (VoIP). Disponível em: < &codigovisao=4&nomevisao=cidadão&nomecanal=internet&nomeitemcanal=serviços de voz sobre IP (VoIP)>. Acesso em: 22 set ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS USUÁRIOS DE ACESSO RÁPIDO. Telefonia IP. Disponível em: < Acesso em: 18 set INFORMAÇÃO, COMUNICAÇÃO E A SOCIEDADE DO CONHECIMENTO. VoIP e a Revolução na Telefonia. Disponível em: < a3onatelefoniasegundaparte>. Acesso em: 18 set

21 PLANETFONE. Telefonia Ip. Disponível em: < ip.pdf>. Acesso em: 19 set PORTAL EXAME. VoIP com inteligência. Disponível em: < Acesso em: 19 set PROJETO DE REDES. Rede Telefônica Comutada. Disponível em: < Acesso em: 19 set REDE NACIONAL DE ENSINO E PESQUISA. Qualidade de Serviço em VoIP. Disponível em: < Acesso em: 19 set REVISTA TELETIME. Telefonia IP: ameaça ou oportunidade?. Disponível em: < Acesso em: 18 set REVISTA TELETIME. Telefonia IP: onde e quando utilizar. Disponível em: < Acesso em: 18 set SYMANTEC. VoIP é o recurso certo para sua empresa. Disponível em: < Acesso em: 19 set TELECO. Tutoriais Banda Larga e VoIP. Disponível em: < Acesso em: 18 set TELECO. Seção: Banda larga e VoIP. Disponível em: < Acesso em: 19 set YAHOO NOTÍCIAS. Telefonia pela Internet reduz custos. Disponível em: < Acesso em: 18 set Nome do técnico responsável Roberto Tadahiko Kayano Junior Nome da Instituição do SBRT responsável Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico CDT/UnB Data de finalização 28 de set