FACULDADE FARIAS BRITO CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO. Thiago de Aquino Lima. Estudo de Caso da Viabilidade da Implantação da Tecnologia VoIP

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1 FACULDADE FARIAS BRITO CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO Thiago de Aquino Lima Estudo de Caso da Viabilidade da Implantação da Tecnologia VoIP 1

2 Fortaleza Thiago de Aquino Lima Estudo da Viabilidade da Tecnologia VoIP no Ambiente Industrial: Estudo de Caso Monografia apresentada para obtenção dos créditos da disciplina Trabalho de Conclusão do Curso da Faculdade Farias Brito, como parte das exigências necessárias para graduação no Curso de Ciência da Computação. Orientador: Dr. Mateus Mosca 2

3 Fortaleza 2010 Estudo da Viabilidade da Tecnologia VoIP no Ambiente Industrial Estudo de Caso Thiago de Aquino Lima PARECER NOTA: FINAL (0 10): Data: / / BANCA EXAMINADORA: Dr. Mateus Mosca (Orientador) MSc. Murilo Ybanez (Examinador) MSc. Aragão (Examinador) 3

4 Agradecimentos Primeiramente quero agradecer ao meu Deus, toda honra e gloria a Ele, pois isso só foi possível porque ele sempre esteve comigo, em todos os momentos, desde o inicio, posso afirmar que até aqui o senhor tem me ajudado, obrigado meu Deus. Agradeço também a Deus pela a esposa, companheira e amiga maravilhosa que ele colocou do meu lado, que me ajudou muito para a conclusão desse trabalho e que nos momentos mais difíceis, esteve ali me motivando, ajudando, orando por mim para realização desse trabalho, muito obrigado meu amor. Continuo agradecendo ao meu Deus pela rica oportunidade de ter uma família maravilhosa, que pra ser sincero, não tenho palavras para ela, agradeço bastante meu paizão e minha mãezinha, esses dois são os caras, sempre lutaram para isso ser concretizado, me ensinou o caminho verdadeiro, sempre se sacrificou para dar uma boa educação para mim e meus irmãos. Estou realizando um sonho deles, isso é muito gratificante para mim, agradeço também muito meus irmãos, perdi as contas de quantas noites perturbei os sonos deles devido ao estudo, além de irmãos, são também verdadeiros amigos, muito obrigado família, que Deus prepare um futuro brilhante para cada um de vocês e que ele realize todos os desejos do vosso coração segundo a vontade Dele, amo cada um de vocês. Não posso esquecer da galera da faculdade, professores, colegas etc. Foi um prazer aprender e compartilhar conhecimentos com todos vocês, muito obrigado. Agradeço também e muito meu orientador, professor Mateus, obrigado pela a paciência, pois sei que enchi seu saco, mais foi necessário, muito obrigado por todas as dicas e conselhos, que Deus continue te abençoando, você e sua família. 4

5 Resumo Este trabalho apresenta a evolução dos sistemas de comunicação e estuda a tecnologia VoIP abordando suas funcionalidades, cenários de comunicação, principais protocolos, equipamentos necessários, vantagens e desvantagens. Neste trabalho apresentaremos um estudo da viabilidade do uso da tecnologia VoIP, isto é, voz sobre IP, no ambiente industrial da empresa Marisol Indústria Têxtil LTDA. O presente trabalho, propõe um planejamento antes da implantação da tecnologia, seguindo determinados requisitos, realizando primeiramente um projeto piloto com o intuito de obter resultados para implantação do projeto por completo. Espera-se que o trabalho possa contribuir para empresas que possuem um ambiente parecido com o do grupo Marisol, ou seja, empresas que realizam bastantes chamadas telefônicas entre a matriz e filial e que possuam interesse em implantar a tecnologia VoIP e as funcionalidades da telefonia IP, com o objetivo de reduzir os custos em ligações telefônicas. Palavras Chaves: VoIP, Telefonia IP, Comunicação 5

6 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO EVOLUÇÃO TELEFÔNICA Centrais Telefônicas Telefonia Digital Redes de Comunicação de Dados Telefonia Fixa no Mercado Atual DEFINIÇÃO VOIP Telefonia IP Funcionamento da Tecnologia VoIP VoIP de Terminal IP para Terminal IP VoIP de Terminal IP para Telefone VoIP de Telefone para Telefone Equipamentos e Softwares VoIP PABX x PABX IP Principais Protocolos Protocolo H Protocolo H.450x Protocolo H Protocolo H Protocolo H Protocolo MGCP Protocolo Megaco/H Protocolo SIP Protocolo RTP Protocolo RTCP QoS Arquitetura Diffserv Codecs de Voz Vantagens e Desvantagens do VoIP Vantagens

7 3.9.2 Desvantagens ESTUDO DE CASO Requisitos para Implantação da Tecnologia VoIP Verificar Equipamentos Existentes na Rede Verificar Redes de Dados Fornecedor Especializado Realizar um Projeto Piloto Monitorar e Documentar Testes Retorno do Investimento Previsão de Crescimento Histórico da Matriz Histórico da Filial Comunicação entre Matriz e Filial Estudo no Ambiente da Filial Proposta Definição do Investimento Benefícios com a Implantação TRABALHOS FUTUROS E CONCLUSÃO Trabalhos Futuros Conclusão REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS REFERÊNCIAS CONSULTADAS

8 Lista de Figuras Figura 1 Alexander Graham Bell realizando testes com o telefone Figura 2 Rede de telefonia descentralizada Figura 3 Rede de telefonia centralizada Figura 4 Rede de telefonia utilizando estações de comutação Figura 5 Sinal Analógico Figura 6 Sinal Digital Figura 7 Central Telefônica Antiga Figura 8 Aparelho telefônico antigo Figura 9 Rede LAN Figura 10 Rede MAN Figura 11 Rede WAN Figura 12 Arquitetura baseada em VoIP Figura 13 Comunicação de terminal IP para terminal IP Figura 14 Comunicação de voz de terminal IP para telefone Figura 15 Comunicação de voz de telefone para telefone Figura 16 Adaptador ATA Figura 17 Telefone IP Figura 18 Gateway VoIP Figura 19 PABX IP Figura 20 Softphone Figura 21 Arquitetura de um PABX tradicional Figura 22 Arquitetura de um PABX IP Figura 23 Principais Protocolos Figura 24 Componentes H Figura 25 Comunicação telefônica da Matriz Figura 26 Comunicação telefônica da filial Figura 27 Comunicação de dados e voz entre matriz e filial Figura 28 Gráfico da largura de banda da filial Figura 29 Gráfico da quantidade de ligações da filial

9 Lista de Tabelas Tabela 1 Comparativo entre PABX tradicional e PABX IP Tabela 2 Codecs de Voz Tabela 3 Custo de ligações da matriz Tabela 4 Custo de ligações da filial Tabela 5 Custo com os links de dados Tabela 6 Setores que mais realizam chamadas para a matriz

10 Lista de Siglas VoIP- Voice over IP IP- Internet Protocol PSTN- Public switched telephone network AT&T- American Telephone and Telegraph PCM- Pulse-code modulation RTPC- Rede Telefônica Publica Comutada LAN- Local Area Network MAN- Metropolitan Area Network WAN- Wide Area Network EUA- United States of America UFRJ- Universidade Federal do Rio de Janeiro DDD- Discagem Direta Distancia PABX- Private Automatic Branch Exchange TCP/IP- Transmission Control Protocol/Internet Protocol RTFC- Rede de telefonia Fixa Comutada STFC- Sistema de Telefonia Fixa Comutada ATM- Asynchronous Transfer Mode UDP- User Datagram Protocol ITU-T- International Telecommunication Union MCU- Multipoint Control Unit IETF- Internet Engineering Task Force PDA- Personal digital assistant RFC- Request for Comments SIP- Session Initiation Protocol RTP- Real Transport Protocol RTCP- Real Time Transport Control Protocol QoS- Quality of Service CODEC - COder/DECoder SLA- Service Level Agreement ROI- Return On Investment DS- Differentiated Services DDI- Discagem Direta Internacional 10

11 1. Introdução A capacidade de redução de custos operacionais em uma organização é um fator (dentre outros) que pode ser utilizado na avaliação do seu desempenho. Nessa perspectiva, existe por parte das organizações um esforço na busca por ferramentas, tanto gerenciais, quanto operacionais, que sejam capazes de aperfeiçoar tal prática. Sendo a comunicação telefônica um dos itens cujo peso é significativo nos custos operacionais de qualquer organização, a utilização de uma ferramenta adequada para reduzir tais custos assume especial importância. Para esta realidade apresenta-se uma ferramenta que se conhece pela denominação de VoIP, sigla em língua inglesa para Voice Over IP, que será definida no capitulo 3. Este trabalho é composto por seis capítulos, além desta presente introdução. No capítulo dois será abordado o desenvolvimento histórico da telefonia, desde os aspectos primordiais desse ramo do conhecimento, a descrição das primeiras centrais telefônicas, o funcionamento da telefonia naquela época utilizando essas centrais telefônicas, uma abordagem referente ao crescimento das redes de comunicação e como a telefonia se encontra atualmente, além do custo desse serviço comparado com outro país. A definição da tecnologia VoIP é o assunto do capítulo três. Ali serão apresentados os equipamentos necessários para a implantação dessa tecnologia, os cenários de funcionamento em que a mesma se encontra, seus principais protocolos de utilização, conceito de telefonia IP, vantagens, desvantagens e a importância da qualidade de serviço em um ambiente VoIP. No capítulo quatro será apresentado um estudo de caso sobre a viabilidade da implantação da tecnologia VoIP no ambiente industrial da Marisol Nordeste, principal objetivo visado neste trabalho. Inicialmente, é estabelecido uma série de requisitos levados 11

12 em consideração, antes de qualquer tomada de decisão para utilização da tecnologia VoIP na Empresa. Considerou-se pertinente inserir um histórico da Marisol (matriz e filial) e qual o seu negócio, bem como detalhar aspectos da demanda por comunicação de dados e voz atualmente entre a matriz e filial. Isso resultou em um breve estudo realizado na filial, informando com está a largura de banda atualmente em horários de pico, verificado cada equipamento de rede utilizado atualmente e quais setores mais realizam ligações telefônicas para matriz. O intuito dessa iniciativa foi o de obter informações para realização da proposta que será apresentada para a implantação da tecnologia VoIP. Este capítulo se constitui no núcleo do trabalho, o estudo de caso sobre a viabilidade da utilização de VoIP e algumas funcionalidades da telefonia IP em uma indústria têxtil, como alternativa ao uso da telefonia tradicional, tem como objetivo a diminuição do custo com ligações telefônicas. Enfim, o capítulo cinco contém conclusões obtidas e sugestões para trabalhos futuros sobre esse campo do conhecimento, seguindo-se o conjunto de referências bibliográficas sobre o assunto. 12

13 2. Evolução Telefônica Neste capitulo, será abordada a evolução da telefonia tradicional, oportunidade em que se mostrarão marcos da sua história, bem como aspectos da tecnologia que é usada até os dias de hoje, seus principais componentes, como funcionavam as primeiras centrais telefônicas e a telefonia digital. Também será abordado o crescimento das redes de comunicação no Brasil, os três tipos de redes de computadores e como está atualmente à telefonia fixa no mercado, além de uma rápida comparação com a telefonia fixa no estrangeiro. De certa forma, a evolução dos sistemas de telecomunicação se confunde com a criação e evolução do sistema telefônico. Em 1844, Samuel Morse enviou sua primeira mensagem usando seu sistema de telegrafia entre Washington e Baltimore. Aproximadamente 10 anos depois, a telegrafia já era disponível em vários países como um serviço para o publico em geral. Contudo, passaram-se cerca de 20 anos até que se tornasse possível, supostamente por acaso, a conversão de sinais de voz em sinais elétricos para transmissão, (COLCHER et al 2005). 13

14 Figura 1: Alexander Graham Bell Fonte: (On-line) Com o avanço da tecnologia em comunicação, em particular a PSTN (Public Switched Telephone Network) que foi projetada com um objetivo diferente, realizar a transmissão de voz humana de uma forma reconhecível, Tanenbaum (2003). [M1]Daí então no ano de 1876 a telefonia foi patenteada por Alexander Graham Bell, proporcionando uma grande revolução nos sistemas de comunicação em todo mundo. Governos e empresas privadas passaram a investir em telecomunicações, proporcionando um novo ambiente para o crescimento da economia mundial. A figura acima ilustra Graham Bell realizando os primeiros testes com o novo sistema de comunicação, a telefonia. A partir do invento de Graham Bell, ocorreu um significativo avanço na tecnologia de telecomunicações, pois não demorou muito para a invenção ter uma grande demanda, o que favoreceu o surgimento de empresas de telefonia que se especializaram em vender o serviço de telefonia. Se um usuário quisesse realizar a comunicação com outro proprietário através do telefone, tinha que ser conectado um fio até a residência do mesmo. Com este modelo de comunicação, em um ano, as ruas e avenidas ficaram tomadas por fios que passavam por todos os lugares, ou seja, uma grande desorganização. Ficou obvio que o modelo de comunicação de um telefone a outro iria gerar problemas, como mostra a figura (2). (TANENBAUM, 2003). 14

15 Figura 2: Rede Descentralizada Figura3: Centralizada Figura 4: Estações de Comutação Fonte: Tanenbaum (2003) Fonte: Tanenbaum (2003) Fonte: Tanenbaum (2003) Naquele ambiente desfavorável, Graham Bell fundou em 1878 a Bell Telephone Company, que abriu a sua primeira estação de comutação. Essa inovação tinha como intuito centralizar a realização de chamadas em uma central telefônica. Na seção centrais telefônicas, será descrito com mais precisão seu funcionamento. A centralização pode ser verificada esquematicamente na figura (3). (TANENBAUM, 2003). Com o crescimento da demanda do serviço, não demorou muito tempo para que as estações de comutação se espalhassem por outras localidades. A demanda por ligações interurbanas fez com que a empresa de Graham Bell passasse a realizar conexões de uma estação de comutação para a outra. O contínuo crescimento pela demanda de serviços telefônicos motivou a criação de estações de comutação de segundo nível, como mostra a figura (4). (TANENBAUM, 2003). A idéia do sistema telefônico, embora bastante simplificada, é descrita como aquela na qual cada aparelho telefônico possui dois fios de cobre que conectam diretamente a estação final, também denominada estação central local mais próximo da companhia telefônica. As conexões entre os telefones e as estações finais são conhecidas como loop local. Cada estação final possui uma série de linhas de saídas para um ou mais centros de comutação vizinhos, denominados estações interurbanas. Essas linhas recebem a denominação de troncos de conexão interurbanos, (TANENBAUM, 2003). Segundo (TANENBAUM, 2003, p 129), o sistema telefônico, em suma, é formado por três componentes principais atualmente: 15

16 Loops Locais: Pares trançados analógicos indos para as residências e empresas. Troncos: Fibra Óptica digital conectando as estações de comutação. Estação de Comutação: Onde as chamadas são transferidas de um tronco para outro. Em 1899 Graham Bell, adquiriu a propriedade da AT&T, que realizava serviços de telecomunicação de voz, vídeo, dados e Internet para empresas, particulares e agência governamentais. Em sua história, já foi à maior companhia telefônica e a maior operadora de televisão a cabo do mundo (AT&T, 2007). De acordo com JESZENSKY, A telefonia tradicional como se conhece atualmente foi estruturada a partir de um invento da década de 1870, oriundo de pesquisas e experimentos em projetos de telegrafia, conduzidos pelo cientista Alexander Graham Bell. Bell notou que seria possível transportar um sinal de voz de um transmissor, passando por um fio, até um receptor, e assim, permitir comunicação vocálica entre dois pontos distintos. Este invento foi patenteado em 14 de fevereiro de 1876 dando origem ao sistema telefônico. (2003, p 21). Em 1960, amparada pelas invenções do transistor e do circuito integrado, surgem às primeiras centrais automáticas digitais, baseadas nos sistemas Pulse Code Modulation (PCM), trazendo serviços como: chamada em espera, conferência a três, siga-me, identificação do número da linha, entre outros. (ALEXANDRE, 2007 Apud COLCHER et al 2005). Os sistemas PCM permitem que sinais analógicos de voz, como o sinal exibido na figura 5, possam ser transformados em sinais digitais, como o exemplo da figura 6. Posteriormente reconvertidos em sinais analógicos na sua recepção. Os sinais analógicos recebidos são similares aos sinais analógicos originalmente transmitidos. (ALEXANDRE, 2007). 16

17 Figura 5: Sinal Analógico Fonte: (Colcher et al, 2005) Figura 6: Sinal Digital Fonte: (Colcher et al, 2005) 17

18 2.1 Centrais Telefônicas Com o grande sucesso e o avanço dos serviços de telefonia nos Estados Unidos, a demanda deste serviço cresceu consideravelmente em todo o mundo. Com isso, não era mais possível utilizar o sistema inicial de Alexander Graham Bell com linhas diretas e dedicadas entre os operadores. A solução seria compartilhar recursos comutados ou chaveados entre as conversações. Daí o termo Rede Telefônica Publica Comutada (RTPC). Nos primeiros sistemas telefônicos, o circuito estabelecido entre os interlocutores era feito por uma técnica conhecida como chaveamento físico manual. Por meio dessa técnica, operadores humanos, nas centrais telefônicas, recebiam pedidos de ligação e eram encarregados de fechar fisicamente, através de cabos e conectores, os circuitos entre o chamador e o chamado, bem como liberar este circuito ao termino da conversação. Nesta época, existia uma manivela junto ao equipamento do usuário que fazia parte de um conjunto chamado magneto. Para realizar uma chamada, a pessoa girava a manivela do seu telefone, gerando uma corrente elétrica que acionava um alarme na mesa operadora da central. A telefonista atendia, e ao ser informada pelo o chamador sobre o destino da ligação desejada, fazia tocar a campainha do telefone desejado. Caso o telefone chamado fosse atendido, a telefonista poderia então completar a ligação usando um cordão condutor unindo os terminais do chamador e do destino solicitado, como mostra a figura 7, (COLCHER et al 2005 apud SORTICA, 1999 e ROMANO, 1977). Figura 7: Central Telefônica Antiga Fonte: (Jackson, 2007) 18

19 De acordo com Colcher et al, A primeira central eletromecânica de chaveamento foi inventada em 1891por Almon Strowger, dispensando os operadores humanos. Essa central possuía capacidade para 56 terminais telefônicos. Com a invenção de Almon Strowger, os telefones passaram a não mais utilizar a antiga manivela; usuários poderiam indicar diretamente o número do destinatário através de um novo tipo de dispositivo de discagem. (2005, p 03). Figura 8: Aparelho Telefônico Antigo Fonte: (On-line) 19

20 2.2 Telefonia digital Em 1948, três pesquisadores do laboratório da Bell inventaram o transistor e o evoluíram. Até a década de 1950, as redes telefônicas existentes eram totalmente baseadas na tecnologia analógica. Robert Noyce, em 1958, realizou a produção do circuito integrado, com este fato, ocorreram mudanças nos sistemas computacionais, impulsionando a indústria de telecomunicações, o que possibilitou a criação de novas centrais telefônicas mais potentes, velozes e também com o custo menor. (COLCHER et al 2005). Em 1960, as redes telefônicas começam a presenciar a introdução de circuitos para a transmissão de sinais digitais nas linhas entre as centrais, que duas décadas mais tarde iriam se tornar predominantemente digitais, exceto pelas linhas dos assinantes, (COLCHER et al 2005). 20

21 2.3 Redes de Comunicação de Dados O crescimento das redes de comunicação, em particular as de telefonia, tem sido de vital importância para a humanidade. Na atualidade, as redes de comunicação possuem grande importância para os negócios militares, educacionais, governamentais, entre outros, sendo a comunicação entre computadores algo essencial para a infraestrutura de todos. O estágio atual em que se encontra a rede mundial de computadores, a Internet, faz com que as telecomunicações despontem como um grande diferencial para aprimorar esses negócios. Sem dúvida, as redes de comunicação possibilitaram um grande impacto econômico no mundo, facilitando o trabalho e a vida de muitas pessoas. Existem três tipos diferenciados de redes de computadores. As redes locais mais conhecidas como (LANs), as redes metropolitanas mais conhecidas como (MANs), e as redes geograficamente distribuídas, mais conhecidas como (WANs). A seguir um pouco das descrições de cada uma delas segundo (TANENBAUM, 2003). Redes Locais: Mais conhecida como LANs (Local Area Networks), são mais utilizadas para conectar computadores pessoais, estações de trabalho em uma pequena área, cujas distâncias entre os equipamentos podem mesmo chegar a alguns quilômetros de extensão. São redes privadas que garantem o compartilhamento de recursos como, por exemplo, internet, impressoras, e informações. Figura 9: Rede LAN Fonte: (On-line) 21

22 Redes Metropolitanas: Mais conhecidas como MANs (Metropolitan Area Networks), são redes que abrangem uma área maior do que as LANs, tal como uma cidade inteira. Um serviço que utiliza as redes metropolitanas são as redes de televisão a cabo. Figura 10: Rede MAN Fonte: (On-line) Redes Geograficamente Distribuídas: Conhecidas como WANs (Wide Area Networks), como o nome já diz, abrangem uma grande área geográfica, sendo utilizadas especialmente para realizar a comunicação entre países e continentes. Figura 11: Rede Wan Fonte: (On-Line) 22

23 De Acordo com COLCHER et al, As redes de comunicação são formadas por um conjunto de módulos processadores, capazes de trocar informações e compartilhar recursos interligados por um sistema de comunicação. O sistema de comunicação vai se constituir de um arranjo topológico interligando os vários módulos processadores através de enlaces físicos, ou seja, meios de transmissão, e de um conjunto de regras com um fim de organizar a comunicação. (2005, p 20). Grande parte da evolução do sistema telefônico deve-se à inteligência adquirida pelas redes de telecomunicações, na coordenação e interação entre os seus diversos elementos constituintes, através de troca de informações. Essa troca de informações entre os elementos denomina-se, em telefonia, de sinalização telefônica. Tais informações são necessárias para o estabelecimento e o controle de uma conexão telefônica, para o gerenciamento dos recursos do sistema e para relatar situações ou procedimentos em curso. (JESZENSKY, 2003). O nascimento e o rápido progresso da indústria de informática e o desenvolvimento das tecnologias de comunicação, diminuíram cada vez mais as diferenças entre a coleta, o processamento, o transporte e o armazenamento de informações. Como conseqüência, o trabalho realizado pelo antigo modelo computacional centralizado foi substituído, gradativamente, por um modelo baseado em vários computadores independentes, porém interligados, isto é, as redes de computadores. O objetivo principal de uma rede de computadores é a troca de informações entre os computadores envolvidos com as mais diversas finalidades. (TANENBAUM, 2003). 23

24 2.4 Telefonia fixa no Mercado Atual. É indiscutível o fato de que a telefonia tradicional foi uma grande revolução tecnológica, tanto que até os dias atuais permanece em plena utilização. Empresas pequenas, médias e grandes necessitam de um eficiente serviço de telefonia, mas esse serviço, na maioria das vezes, se apresenta com custo elevado. A necessidade que todos têm da utilização da telefonia, provocou o surgimento de inúmeras empresas que prestam tal serviço, oferecendo planos os mais variados. No Brasil, em particular, essa oferta de serviços telefônicos apresenta valores elevados para os padrões nacionais. Sendo o serviço de telefonia fixa de real importância para a comunicação de uma organização com o mercado, as empresas sentem-se na obrigação de adquiri-lo. Em matéria publicada pela TV Senado, no dia 16/03/2010, uma das pautas que foi a plenário é a de que o serviço de telefonia no Brasil se apresenta como o segundo mais caro do mundo, perdendo apenas para África. O intuito da discussão no plenário foi tentar baixar o custo destes serviços que segundo eles, são abusivos. Segundo a TV senado, uma pesquisa comparativa feita entre o Brasil e os EUA, indica que enquanto eles pagam U$0.05 (cinco centavos de dólar, que correspondem a menos de R$0,10) por minuto em uma ligação local, nós brasileiros pagamos R$0,50 (cinquenta centavos de real). De acordo com a notícia acima, constata-se que o custo de ligações telefônicas no Brasil é elevado. Com isso, o uso das redes de dados para o trafego de voz, passa a ser uma possível alternativa para fazer frente às altas tarifas praticadas na telefonia. Essa alternativa existe na forma de uma tecnologia conhecida como VoIP (Voice over IP), que possui como maior vantagem o fato de baratear o custo em ligações telefônicas. O crescimento do uso da tecnologia VoIP pode ser notado pelas noticias a seguir, retiradas do site João Carlos Peixoto, do Núcleo de Computação Eletrônica da UFRJ, falou sobre o serviço de voz sobre IP (VoIP) implantado na UFRJ. Ele comentou que uma das vantagens do serviço é a redução de custos nas chamadas telefônicas. Na UFRJ, 28% dos custos de telefonia convencional está relacionada a ligações DDD. Com o uso de uma rede VoIP com amplo alcance, será possível reduzir esta parcela do custo. Outra vantagem é que o VoIP pode estender a telefonia a locais onde não existem ramais disponíveis dentro dos campi. O VoIP também permite, com a 24

25 implantação de softphones em terminais de computadores, que o usuário do serviço seja localizável mesmo fora do campus [...].( On- line) Como pode ser verificado na noticia acima, instituições de ensino já aderiram o novo conceito de telefonia, VoIP, e afirmam que a tecnologia realmente diminui os custos em ligações telefônicas e facilita a comunicação. Enfim, dependendo do tamanho da empresa e de seu serviço prestado o custo de suas ligações telefônicas podem se tornar bastante elevados. Como as organizações a todo dia procuram uma forma de economizar, acabam se deparando com a tecnologia VoIP, que tem como principal objetivo, economizar em ligações telefônicas. No próximo capítulo se poderá conhecer detalhes dessa tecnologia. 25

26 3. Definição VoIP. Neste capitulo será apresentada uma visão geral de conceitos e tecnologias referente á comunicação de voz sobre o protocolo IP (VoIP). Essa visão se compõe de aspectos sobre o seu funcionamento, quais os equipamentos necessários para a sua utilização, como se define a telefonia IP. Além disso, é apresentado um comparativo do PABX analógico e PABX IP, os tipos de cenários em que o VoIP é utilizado, bem como os principais protocolos que são necessários para o uso da tecnologia. Será também apresentado o que vem a ser o conceito de qualidade de serviço, que é de vital importância para um funcionamento eficiente da tecnologia, e as vantagens e desvantagens na implantação do VoIP. O trabalho em uma organização, na atualidade, parece se constituir em algo quase impossível sem a utilização das redes de computadores. Em especial, a rede mundial de computadores, a Internet, que mudou de modo significativo as vidas das pessoas. Com efeito, por meio da Internet é possível realizar, com facilidade, diversas tarefas que antes demandavam um esforço significativo, tais como efetivação de transações bancárias, envio de mensagens de correio, ou mesmo buscas em bases de dados. Segundo COMER, tem se que O crescimento continuo da Internet global é um dos fenômenos mais interessantes e excitantes em redes. Há pouco mais de vinte anos, a Internet era um projeto de pesquisas que envolvia algumas dúzias de sites. Hoje, ela cresceu e se tornou um sistema produtivo que alcança milhões de pessoas em todos os países do mundo.(2007, p 33). 26

27 Os protocolos de comunicação se encontram dentre os mais importantes elementos que possibilitam o funcionamento das redes de computadores, cuja finalidade é definir o formato e a ordem das mensagens trocadas entre duas ou mais entidades comunicantes, bem como as ações realizadas na transmissão e/ou no recebimento de uma mensagem ou outro evento. (KUROSE, 2006) Em particular, o protocolo Internet Protocol (que é conhecido como IP) especifica o formato dos pacotes que trafegam entre roteadores e sistemas finais, ou seja, tem o objetivo de realizar a interligações de rede. (KUROSE, 2006, P. 4). Para SITOLINO, A tecnologia VoIP consiste na integração dos serviços das áreas de telecomunicações com os serviços de redes de computadores, dessa forma torna-se possível á digitalização e codificação do sinal da voz, transformando a voz em pacotes de dados IP para a realização de comunicação em uma rede que utilize os protocolos TCP/IP, dessa forma possibilita a redução de custos, criando assim um novo conceito de telefonia. (1999, p 14). A integração dos serviços de comunicação de voz com o ambiente de redes de computadores pode trazer benefícios para a empresa, tais como a redução de custos e a centralização da gestão de ambas as infraestruturas, ou seja, redes e telefonia. Para COMER, [...] Equipamentos que suportam transmissão de pacotes (IP Routers) custam muito menos do que os equipamentos de switching de telefone tradicional que suportam conexão orientada a comunicação isochronous. Além disso, se dados e voz são transmitidos em datagramas IP, são feitas futuras economias, pois essa infraestrutura da rede pode ser compartilhada e aproveitada, um simples conjunto de equipamentos, fios e conexões de rede suportam todas as aplicações, incluindo chamadas telefônicas. (2007, p 453). Em resumo, a tecnologia VoIP é um meio eficaz, econômico e dependendo do canal de transmissão torna-se bastante eficiente, essa tecnologia transforma sinais analógicos de áudio em sinais digitais de forma bidirecional que são transmitidos através da Internet. (VALDES, 2004). 27

28 3.1 Telefonia IP De acordo com (BERNAL 2008, p 02), a telefonia IP consiste no fornecimento de serviços de telefonia tradicional utilizando a rede IP para o estabelecimento de chamadas e comunicação de voz, ou seja, a telefonia IP fornece os recursos oferecidos pela telefonia tradicional existentes, tais como espera de chamada, mensagem de voz, redirecionamentos de chamada, identificação de chamadas e chamadas para conferência. Como pode ser verificado, há uma diferença entre VoIP e telefonia IP. O VoIP consiste em realizar a transferência de voz em forma de pacotes em tempo real utilizando uma redes de dados, ou seja, utiliza técnicas de empacotamento e transmissão de amostras de voz sobre redes IP. (COLCHER et al 2005). Já telefonia IP, procura fornecer os mesmos serviços de telefonia existentes. Para BERNAL, O objetivo da telefonia em redes IP é prover uma forma alternativa aos sistemas tradicionais, mantendo, no mínimo, as mesmas funcionalidades e qualidade similar, e aproveitando a sinergia da rede para o transporte de voz e dados. (2008, p 03). A Telefonia IP, também, caracteriza-se por atuar como uma plataforma de integração de serviços, ou seja, possui a responsabilidade de possibilitar a extensão do serviço de comunicação de voz propiciada por tecnologia de VoIP até o equipamento do usuário final e integração com outros serviços típicos da Internet, como de voz, correio e web. (COLCHER et al 2005). 28

29 3.2 Funcionamento da Tecnologia VoIP Como foi descrito, anteriormente, VoIP é uma tecnologia que permite a transmissão de voz por IP, tornando possível a realização de chamadas telefônicas pela Internet, ou seja, permite que uma comunicação telefônica seja transmitida através da Internet. Para COMER, A idéia básica por trás da telefonia IP é: fazer amostra continua de áudio, converter cada amostra para forma digital, enviar a cadeia digitalizada resultante através de uma rede IP em pacotes e converter de volta a cadeia digitalizada para a forma auditiva análoga. (2007, p 453). Resumindo, o funcionamento da tecnologia VoIP se dá do seguinte modo: o sinal analógico que constitui a mensagem de voz é capturado por um microfone e é introduzido em um equipamento que executa um processo de amostragem nesse sinal. O resultado desse processo é o sinal digitalizado, que pode ser formatado em pacotes e transmitido por meio do protocolo TCP/IP. Esses pacotes são iguais a quaisquer outros que são transmitidos pela Internet. Depois que os pacotes chegam ao seu destino, os mesmos são convertidos para a sua forma analógica original. A seguir será mostrado na figura 12 uma ilustração do funcionamento do VoIP. Figura 12: Arquitetura baseada em VoIP Fonte: (On-line). 29

30 3.3 VoIP de terminal IP para terminal IP Uma ligação de um terminal IP para outro terminal IP, consiste na ligação telefônica entre dois computadores utilizando a Internet. Neste caso, é necessário que os usuários utilizem equipamentos dotados de codificador e decodificador de áudio e interfaces ligadas a uma rede IP. Estes equipamentos como adaptadores de telefone analógico (ATA), Gateway, telefone IP e softphones que podem ser verificado na figura 13. Suas respectivas descrições são apresentadas nos itens seguintes. Figura 13: Comunicação de terminal IP para terminal IP. Fonte: (COLCHER et al 2005) Para (COLCHER et al 2005), existe funções que precisam estar disponíveis mesmo quando terminais estão inoperantes. O gateway de gerência possui estas funções, destacam-se: Controle de acesso: Controla o estabelecimento de novas chamadas de acordo com as limitações no número de chamadas simultâneas. Gerência de banda passante: Através do gateway de gerência, o administrador de rede pode controlar o uso da banda passante na rede pelo o serviço de VoIP limitando o número de chamadas simultâneas e chamadas realizadas em horários indevidos. 30

31 3.3.1 VoIP de terminal IP para telefone Consiste na comunicação entre o terminal IP e um telefone pertencente à rede de telefonia fixa comutada (RTFC) em inglês PSTN (Public Switched Telephone Network) ou seja, é a integração entre o terminal IP e os serviços de comunicação VoIP. Na figura 14 segue uma ilustração do cenário. Figura 14: Comunicação de voz de terminal IP para telefone Fonte: Adaptado de (COLCHEr et al 2005) De acordo com (COLCHER et al 2005), os gateways de voz são responsáveis pelo repasse de fluxo de áudio entre o STFC (Sistema de Telefonia Fixa Comutada) e a rede IP. Tendo como principal função a codificação e decodificação digital da voz, fundamentalmente o gateway de voz é visto pelos terminais IP como mais um terminal. Segundo (COLCHER et al 2005) um gateway de voz pode se apresentar sobre as mais diversas formas, a seguir será descrito alguns exemplos: Gateways residenciais: E a interligação com interfaces analógicas tradicionais. Ex: aparelho telefônico. Gateways de acesso: È a interligação com as centrais privadas de comutação telefônica analógica ou digital. 31

32 Gateways de trunking: È a interligação com um grande número de troncos analógicos ou digitais da RTPC( Rede de Telefonia Fixa Comutada). Gateways de voz sobre ATM: Utilizado para interligação com redes de voz sobre redes ATM. O gateway de sinalização também conhecido como gateway controller tem como função tratar os pedidos de estabelecimentos de chamadas partindo do STFC destinado a equipamentos de rede IP, e vice-versa. (COLCHER et al 2005). Abaixo segue as respectivas descrições das funções principais do gateway de sinalização. Conversão da sinalização: Traduzir tons e mensagens especiais de sinalização utilizados no STFC para sinalização VoIP. Controle de gateway de mídia: Tem como função requisitar a geração de sinais nas linhas telefônicas. Ex: tom de discagem, ocupado e etc VoIP de telefone para telefone Consiste na realização de chamadas entre telefones pertencentes à RTFC, ou seja, comunicação de voz entre redes telefônicas distintas utilizando a rede IP. Abaixo segue uma ilustração do cenário. Figura 15: Comunicação de voz de telefone para telefone Fonte: Adaptado de (COLCHER et al, 2005) 32

33 3.4 Equipamentos e Softwares VoIP Quando há implantação de soluções da tecnologia VoIP, geralmente são adquiridos alguns equipamentos e softwares necessários para implantação e que são vitais para a operabilidade do sistema. Os equipamentos VoIP são fáceis de se adaptar a infraestrutura já existente. A seguir será descrito sobre estes equipamentos. Adaptadores ATA: Tem como função permitir o uso de telefones convencionais ou seja, é um dispositivo que permite que telefones analógicos realizem chamadas VoIP através da rede IP. Realiza esse serviço convertendo o sinal analógico em pacotes de dados. Segue ilustração abaixo. Figura 16: Adaptador ATA Fonte: (on-line) Telefone IP: Equipamento semelhante aos telefones tradicionais, tem como função realizar a conversão do sinal analógico de voz para o padrão digital VoIP. Equipamento possui portas para conexão com a rede IP. Segue abaixo ilustração. Figura 17: Telefone IP Fonte: (on-line) 33

34 Gateway VoIP: Equipamento permite interoperabilidade entre a rede IP e RTPC, executando a conversão dos sinais de voz para o protocolo IP, pelo qual são transmitidos através da rede IP. A seguir abaixo ilustração. Figura 18: Gateway VoIP Fonte: (on-line) PABX IP: Equipamento consiste na integração de serviços como VoIP, telefonia IP e telefonia tradicional utilizando a mesma infraestrutura, com isso possibilita através desta integração uma redução de custos, como exemplo temos a infraestrutura e manutenção, pois os telefones IPs, softphones utilizam o cabeamento já existente na organização. Segue abaixo uma ilustração do equipamento. Figura 19: PABX IP Fonte: (on-line) Softphone: É um software que pode ser instalado em computadores. Tem como função prover funcionalidades de um ramal IP, alguns desses softwares, são de código aberto e outros proprietários, dependendo do software, podem ser instalados em qualquer sistema operacional. Possuem interface intuitiva de fácil compreensão e um teclado virtual muito parecido com o de um telefone convencional. Uma de suas vantagens é a mobilidade, pois não há necessidade 34

35 de cabos telefônicos, basta está conectado a Internet para receber ligações diretamente no ramal IP. Segue abaixo uma ilustração. Figura 20: Softphone Fonte: 35

36 3.5 PABX x PABX IP O PABX tradicional utiliza uma tecnologia proprietária, fazendo com que os usuários fiquem sempre limitados ao mesmo fabricante quando necessitam adicionar outras funcionalidades. A seguir será apontado como é a arquitetura de um PABX tradicional segundo (MITSUO, 2004). Controlador de processo: Executa o programa de comunicação que opera todas as funcionalidades do sistema. Os dispositivos de ponta: Utilizados para acessar as funcionalidades do sistema. Temos como exemplo os telefones digitais e telefones analógicos que são conectados nos cartões de interfaces dos módulos. Módulos: Cartões de interfaces que realizam a interligação com os dispositivos de ponta, como exemplo o gateway. Existem diferentes tipos de interfaces que fazem a comunicação com a STFC (Sistema de Telefonia Fixa Comutada). Módulos de interconexão: Permite a interconexão de portas em diferentes módulos. A seguir uma ilustração da arquitetura de um PABX tradicional. Figura 21: Arquitetura de um PABX tradicional Fonte: (MITSUO, 2004). 36

37 O PABX IP é um equipamento necessário para a integração de serviços como VoIP, telefonia IP e telefonia tradicional utilizando a mesma infraestrutura de rede IP para trafegar voz com qualidade e confiabilidade. A seguir, será descrito como é a arquitetura de um PABX IP segundo (MITSUO, 2004). Controlador de processo: Servidor que executa uma aplicação num sistema operacional padrão. Há um benefício em se utilizar um hardware e software comercial, possibilitando uma possível redução nos custos. Os dispositivos de ponta: Telefones IPs que se conectam diretamente na rede IP através de um endereço IP. Gateway: Interfaces ou equipamentos que tem como função realizar a conversão do sinal de voz para a rede IP, fazendo a integração com a rede STFC permitindo a utilização dos telefones analógicos ou digitais existentes possibilitando a redução de custos. Módulos de interconexão: Realizado através da rede IP. A seguir uma ilustração da arquitetura de um PABX IP. Figura 22: Arquitetura de um PABX IP Fonte: (MITSUO, 2004). 37

38 A seguir será mostrada uma tabela contendo um comparativo entre um PABX e um PABX IP referente a serviços e funcionalidades de ambas as tecnologia segundo (MITSUO, 2004). Tabela 1: Comparativo entre PABX tradicional e PABX IP 38