DIFUSÃO E IMPLANTAÇÃO DA TECNOLOGIA IP NA ESAEX/CMS

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1 DIFUSÃO E IMPLANTAÇÃO DA TECNOLOGIA IP NA ESAEX/CMS José Francisco Nonato Filho 1 Resumo. O presente trabalho versa sobre uma proposta de utilização da tecnologia de Voz sobre Internet Protocol (VoIP) ou telefonia IP, propondo a instalação de um Private Automatic Branch Exchange Internet Protocol (PABX IP) na Escola de Administração do Exército/Colégio Militar de Salvador (EsAEx/CMS), visando a redução dos custos das ligações telefônicas. Sugere-se, neste trabalho, a implantação do PABX IP Open Source ASTERISK, demonstrando suas principais funcionalidades e as vantagens que vêm levando o emprego em grande escala desse software para PABX nas empresas atuais. A proposta deste artigo é abordar conhecimento teórico sobre essa nova tecnologia e algumas ferramentas que utilizam VoIP, dando uma visão geral sobre os Softphone, PABX IP e diversos padrões utilizado, tal como o Session Initiation Protocol (SIP) desenvolvido pela Internet Enginieering Task Force (IETF) e o H.323 desenvolvido pela International Telecommunication Union Telecommunication Standardization sector (ITU-T). Palavra-Chaves: VoIP. Telefonia IP. PABX IP. Redução. Abstract. The current paper presents a suggestion for the of the Voice about Internet Protocol (VoIP), or telephone IP, suggesting the installation of Private Automatic Branch Exchange Internet Protocol (PABX IP) na Business School of the Army/Military School of Salvador (EsAEx/CMS), aiming the reduction of the fhone calls cost. It is suggested in this paper, the implementation of PABX IP Open Source ASTERISK, demonstrating its main functionalities and the advantages that the large scale use of this software gives to PABX utilization at the modern companies. The objective of this paper is to mention the theorical know ledge about this new technology and some tools that use VoIP, giving a general view about the Softphone, PABX IP and several standards in use, such as SIP developep Internet Enginieering Task Force (IETF) and the H.323 develop by International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector (ITU-T). Keywords: VoIP, Telephone IP. PABX IP. Reduction. 1 Introdução A evolução da tecnologia de telecomunicações e processamentos de informações (via sistemas computacionais) tem promovido profundas mudanças na organização do trabalho na indústria, no comércio, na prestação de serviços e até mesmo na vida particular do cidadão. Dentre os representantes desse processo, figuram o serviço de multimídia e a proliferação de serviços variados do uso do computador para Internet. Incluído na modalidade de comunicação vocálica via internet, encontrase o Voice over Internet Protocol (VoIP ). A integração de serviço de comunicação para construir uma única rede motivou o conceito de serviços em redes digitais. Tais serviços motivaram o surgimento de vários padrões de telefonia IP utilizado atualmente nas redes das organizações, surgimentos de PABX, telefones e outros equipamentos que utilizam Voz sobre IP. Esse artigo descreve os padrões utilizados de VoIP e como estão estruturadas as Organizações Militares do Exército Brasileiro no tocante a utilização de sua rede de telecomunicação e a preocupação do Exército na evolução tecnológica. Uma breve descrição sobre PABX IP e sugestão de implantação na Escola de Administração do Exército/Colégio Militar de Salvador (EsAEx/CMS) do software ASTERISK como uma possível solução de instalação. 2 Desenvolvimento 2.1 Explanação sobre RITEx e EBNET O Projeto de Informatização do 1 Bacharel em Análise de Sistemas. Escola de Administração do Exército (EsAEx), Salvador, Brasil. zefilho1000@yahoo.com.br

2 2 Exército iniciou-se no ano de 1992, visando, sobretudo, à implantação de infra-estrutura de telemática com configuração e capacidade adequadas à operação dos Sistemas Corporativos da Força e o desenvolvimento de sistemas, com a capacitação dos recursos humanos e o aparelhamento das Organizações Militares, para o trato dos sistemas de informações. No ano de 1994, o Exército Brasileiro passou a implantar em suas Organizações Militares a ligação dos seus meios de comunicações com a implantação da Rede Integrada de Telecomunicações do Exército (RITEx), a qual evoluiu do sistema de entroncamento analógico para o digital. A Rede Integrada de Telecomunicações do Exército permite à Força Terrestre realizar o transporte de dados, voz, fax, imagens, e- mail, transferência de arquivos e exploração dos sistemas corporativos entre as Organizações Militares com confiabilidade e segurança. Como o processo de informatização é um ciclo sem fim, os recursos computacionais hoje disponíveis necessitam de uma permanente atualização e os sistemas aplicativos estão em constante evolução, em face da dinâmica dos processos nas organizações. O Exército iniciou o processo de implantação da Rede Corporativa Privativa do Exército (EBNet), possibilitando a interligação, em dados, entre todas as Organizações Militares e a tramitação dos documentos oficiais do Exército por meios eletrônicos, com segurança, buscando-se reduzir o uso de documentos em papel e do correio tradicional, visando ao aprimoramento da base física do Sistema de Comando e Controle, que deverá, em futuro próximo, absorver a RITEx. Atualmente cabe, especificamente, ao Departamento de Ciência e Tecnologia (DCT) planejar, organizar, orientar, integrar e controlar, no âmbito do Exército Brasileiro, as atividades de comunicações e informática, bem como realizar estudos, projetos e programas nessas áreas. 2.2 Explanação sobre VoIP e Telefonia IP Para melhor entendimento desse texto, é conveniente esclarecer o emprego comum, tanto na indústria quanto na mídia, o uso dos termos VoIP e telefonia IP de modo diferenciado. VoIP é usado geralmente para se referir às técnicas de empacotamento e transmissão de amostras de voz sobre rede IP e os mecanismos de sinalização ao estabelecimento de chamadas telefônicas nessas redes. No entanto, o termo telefonia IP é empregado para se referir à aplicação de tecnologias de VoIP na transmissão e na sinalização, com o oferecimento de serviços similares ao da telefonia convencional. Telefonia IP é também mencionada como extensão do serviço de comunicação vocálica, propiciado por tecnologias de VoIP até o equipamento do usuário final e sua possibilidade de integração com outros serviços típicos da internet - Web, Correio eletrônicos, por exemplo. Talvez exista um apelo industrial em torno dessa visão de telefonia IP, de certa forma evidenciada pelo fato de que as principais tecnologias de VoIP não são, na realidade, tecnologias dedicadas a VoIP, mas sim tecnologias multimídias primordialmente aplicadas no contexto de serviços de comunicação vocálicas, padrões como: H.323, SIP e Media Gateway Control Protocol (MGCP). De qualquer modo, sob a perspectiva dos usuários, mais importante que as tecnologias em si são a percepção de que esses usuários têm acerca dos serviços que lhes são oferecidos e suas características de utilização. Por exemplo: para o usuário um serviço telefônico é aquele que permite efetuar uma chamada e conversar durante certo tempo, mantendo uma qualidade sonora suficiente para que ele e seu parceiro entendam as sentenças pronunciadas e reconheçam, ambos, suas vozes. Note que a descrição do serviço telefônico inclui aspectos tanto de operação por parte do usuário como um aspecto de Qualidade de Serviço (QoS). No entanto, para que o VoIP se tornasse um tecnologia viável, foi

3 3 necessário investir em QoS. Para que isso fosse possível, uma das soluções seria o aumento da largura de banda, ou seja, o aumento da velocidade de transmissão e recepção de dados. Como o acesso à internet em banda larga é cada vez mais comum, principalmente em empresas, o VoIP passou a se beneficiar disso. No entanto, apenas velocidade não é suficiente. Cientes disso, várias empresas passaram a pesquisar soluções que garantissem a melhor qualidade possível do serviço de VoIP. A seguir, serão citados alguns desses padrões que são mais utilizados na tecnologia VoIP. que pode consistir tanto de uma única ligação ponto a ponto ou de um único segmento de rede, ou ainda serem complexas, incorporando vários segmentos de redes interconectados. A figura 1 ilustra a comunicação entre dois terminais H Recomendação H.323 O padrão H.323 é parte da família de recomendações International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector (ITU-T ) H.32x, que pertence a série H da ITU-T, que trata de "Sistemas Audiovisuais e Multimídia". A recomendação H.323 tem o objetivo de especificar sistemas de comunicação multimídia em redes baseadas em pacotes e que não provêem uma Qualidade de Serviço (QoS) garantida. Além disso, estabelece padrões para codificação e decodificação de fluxos de dados de áudio e vídeo, garantindo que produtos baseados no padrão H.323 de um fabricante interopere com produtos H.323 de outros fabricantes. Redes baseadas em pacotes incluem as redes Internet Protocol (IP), como a Internet, redes Internet Packet Exchange (IPX), as redes metropolitanas, as redes de longa distância e ainda conexões discadas, usando Point-to-Point Protocol (PPP ). O padrão H.323 é completamente independente dos aspectos relacionados à rede. Dessa forma, podem ser utilizadas quaisquer tecnologias de enlace, podendo-se escolher livremente entre as que dominam o mercado atual, como Ethernet 2, Fast Ethernet 3, FDDI 4, ou Token Ring 5. Também não há restrições quanto à topologia da rede, 2 Ethernet é uma tecnologia de interconexão para redes locais - Local Area Networks (LAN) - baseada no envio de pacotes. Figura 1 - Terminais H Componentes H.323 O padrão H.323 especifica quatro tipos de componentes que, juntos, possibilitam a comunicação multimídia. São eles: Terminais São os computadores pessoais utilizados na rede, a qual provê comunicação em tempo real. Todos os terminais devem suportar voz. O suporte a vídeo e dados é opcional. Gateways São elementos opcionais em conferências H.323, que têm como função prover a comunicação de terminais H Ethernet rápida -Um modelo de cabo capaz de suportar comunicação de 100 Mbps (megabits por segundo). 4 Fiber Distributed Data Interface - um padrão para o uso de cabos de fibras óticas em redes locais (LANs) e metropolitanas (MANs) 5 Token ring é um protocolo da internet que opera na camada física (ligação de dados) do modelo OSI.

4 4 com outros terminais de padrões diferentes (H.310, H.321, H.322). Gatekeepers Componentes mais importantes. Atuam como ponto central para todas as chamadas dentro de sua zona (Zona é o conjunto de todos terminais, gateways e Multipoint Control Units (MCU) gerenciados por um único gatekeeper. Uma zona deve incluir, pelo menos, um terminal e pode incluir segmentos de Redes Locais (LAN) conectados usando roteadores) e provêem serviços de controle de chamada para registrar participantes. Dentre outras, são também responsáveis pelo gerenciamento da largura de banda em conferências H.323. Multipoint Control Units (MCUs) Suporta conferências entre três ou mais participantes. Sob H.323, um MCU consiste de um Multipoint Controller (MC) e zero ou mais Multipoint Processors (MP). O MC manipula as negociações entre todos os terminais para determinar capacidades comuns para processamento de áudio e vídeo. Já o MP é o responsável por mesclar, chavear e processar os bits de áudio, vídeo e/ou dados. De acordo com Colcher, et. al. (2005), um sistema que utiliza o padrão H.323 e as recomendações ITU-T associadas provê uma forma útil e flexível para comunicação multimídia, e o fato de ser executado sobre diversas plataformas o torna escalável. As recomendações relacionadas ao padrão H.323 continuam a evoluir e a serem adaptadas a novas situações através de um esforço contínuo do grupo de estudo da ITU- T. Protocol (RTSP) para controlar a entrega de fluxos de distribuição de mídia (streaming), o MGCP e o Megaco/H248 para controlar gateways de mídia, e o Session Description Protocol (SDP) para descrever sessões multimídia. Outros protocolos também podem ser utilizados em conjunto com o SIP para prover serviços especializados aos usuários. Independente da necessidade de outros protocolos para viabilizar a comunicação entre os participantes de uma sessão, o SIP oferece primitivas que podem ser utilizadas para estabelecer, modificar e terminar uma sessão. Assim, o tratamento da sinalização de uma comunicação é independente do tratamento do transporte de mídias. Conforme Colcher, et. al. (2005), o principal objetivo do IETF ao definir o protocolo SIP como um de seus padrões foi contemplar a criação e o gerenciamento de sessões para troca de fluxos multimídia entre aplicações. O SIP atua, desse modo, como um protocolo de sinalização de nível de aplicação. Ele negocia os termos e as condições de uma sessão, definindo, por exemplo, os tipos das mídias e os padrões de codificação utilizados na sessão, além de auxiliar na localização dos participantes da mesma. Ao contrário do H.323, o SIP não é um sistema verticalmente integrado. O SIP é um elemento que pode ser usado em conjunto com outros protocolos e componentes na construção de uma arquitetura multimídia completa. A figura 2 ilustra uma rede SIP. 2.4 Recomendação SIP A recomendação Session Initiation Protocol (SIP) é utilizada em conjunto com outros protocolos também especificados pelo Internet Enginieering Task Force (IETF). Por exemplo, o Real Time Protocol / Realtime Control Protocol (RTP/RTCP) é utilizado para transportar dados em tempo real e prover informações sobre Qualidade de Serviço (QoS), o Real-time Streaming

5 5 Figura 2 Terminais SIP Componentes SIP A especificação do SIP define os componentes da arquitetura de sinalização como clientes e servidores: Agente Usuário (User Agent UA): Formado por uma parte cliente (user agent client - UAC), capaz de iniciar requisições SIP, e por uma parte servidor (user agent server - UAS), capaz de receber e responder a requisições SIP. Servidor Proxy (Proxy Server): Intermediário, que atua tanto como um servidor como um cliente, com o propósito de fazer requisições em benefícios de outros clientes que não podem fazer as requisições diretamente. Servidor de Redirecionamento (Redirect Server): Mapeia um endereço em zero ou mais novos endereços associados a um cliente. Servidor de Registro (Register Server): Armazena informação sobre onde uma parte pode ser encontrada, trabalhando em conjunto com o servidor de redirecionamento e o servidor proxy. A dualidade do agente SIP possibilita a comunicação peer-to-peer (P2P) com outros agentes sem a necessidade de utilização dos serviços oferecidos pelos servidores. O agente é normalmente implementado em telefones IP, softphones 6 e adaptadores de telefones analógicos (ATAs) 7. Os demais componentes da arquitetura assumem papéis fundamentais quando o escopo aumenta para sistemas de telefonia baseados em SIP. Por exemplo, entre suas diversas funções, o servidor proxy pode reescrever o cabeçalho das mensagens antes de encaminhá-las para o devido destino, que pode ser um outro servidor proxy ou um agente. Normalmente, o servidor de redirecionamento orienta os servidores proxy com respeito ao próximo passo na rota para o receptor da mensagem SIP. Essa operação é feita com base em um plano de identificação para determinar para onde a mensagem SIP deve ser enviada. Qualquer agente SIP deve, primeiramente, registrar-se no servidor de registro para poder iniciar chamadas no sistema. As informações sobre localização devem constantemente ser renovadas pelo agente, com base no tempo de expiração desses registros. A manutenção correta dessas informações permite o direcionamento adequado das chamadas para os agentes destinatários. Todos os servidores podem oferecer funções de segurança para autenticar usuários antes de permitir o uso dos serviços. 2.5 Sugestão de PABX IP para EsAEx/CMS Como proposta de utilização de telefonia IP na EsAEx/CMS sugerimos a instalação de um PABX IP que é simples de instalar e muito fácil de operar se comparado aos PABX de telefonia convencional. O PABX IP é um sistema completo de telefonia que fornecem chamadas telefônicas em cima da rede de dados IP. Todas as conversações são enviadas como pacotes de dados sobre a 6 Softphone é um aplicativo multimídia, oferecido por operadoras VoIP, que trabalha associado com a tecnologia VoIP/telefone IP, dando possibilidade de fazer chamadas diretamente do seu PC ou laptop. 7 Uma peça que elétrica ou fisicamente conecta um dispositivo a um computador ou a outro dispositivo.

6 6 rede. A tecnologia inclui funcionalidades avançadas de comunicação, e, também, fornece uma maneira eficaz na solução de problema da escalabilidade 8 e robustez que todas as corporações perseguem. O PABX IP é capaz de se conectar as linhas tradicionais da Rede Pública tradicional via gateways opcionais, de forma que as atualizações constantes no sistema de comunicação da empresa para essa rede avançada de voz e de dados sejam executadas quase que instantaneamente. A figura 3 ilustra um PABX IP conectado à Rede de Telefonia Pública Comutada. Figura 3 - PABX IP integrado na Rede de Telefonia Pública Comutada. A EsAEx/CMS não precisa fazer uma ruptura nas suas operações e na sua infraestrutura corrente de comunicação externa. Com o PABX IP implementado, a escola pode até manter seus números telefônicos regulares. Dessa forma, o PABX IP comuta ligações locais sobre a rede de dados interna da corporação e permite que todos os usuários compartilhem as mesmas linhas telefônicas externas. Para isso, o necessário para a instalação de um PABX IP consiste de um ou mais telefones SIP, um servidor 8 Escalabilidade é a propriedade de um sistema qualquer que lhe confere a capacidade de aumentar seu desempenho sob carga quando recursos (tipicamente hardware, no caso de computadores) são acrescentados a esse sistema. PABX IP e um gateway VoIP opcional para conectar-se às linhas da rede pública existentes. O servidor PABX IP funciona de forma similar a um servidor proxy. Os clientes SIP, sendo tanto softphones, quanto aparelhos IP, registram-se com o servidor PABX IP, e quando eles desejam fazer uma chamada solicitam ao PABX IP para estabelecer a conexão. O PABX IP tem um diretório de todos os telefones/usuários e seus endereços SIP correspondentes e assim é capaz de conectar uma chamada interna ou rotear uma chamada externa tanto por um gateway VoIP como por uma operadora de serviço VoIP. O PABX IP apresenta muita vantagens, é mais fácil de instalar e configurar e de fácil gerenciamento, pois apresenta uma interface de configuração baseada na Web/GUI 9, apresenta um economia significativa de recursos, usando um fornecedor de serviço VoIP nas ligações de longa distância nacional e Internacional, tem uma grande escalabilidade, pois num computador pode facilmente manipular um grande número de linhas telefônicas e ramais, apenas acrescentando-se mais telefones em sincronia juntamente com a expansão de sua rede, permite a movimentação constante de localidade e o Roaming (Movimentação do Usuário), oferecendo uma grande mobilidade constante de layout das mesas, como o processo de se movimentar facilmente o escritório/mesa em função da tarefa em tela, tem se tornado muito popular. Com PABX IP o usuário simplesmente leva seu telefone para a sua nova mesa sem muita dificuldade e ainda apresenta uma melhor usabilidade das facilidades do telefone (estabelecimento de conferência, transferência de chamada), ou seja, os telefones IP são muito fáceis de ser usado. O PABX IP está cada vez mais ganhando espaço nas organizações, tendo em vista as facilidades e vantagens expostas 9 Em informática, interface gráfica (abreviadamente, a sigla GUI, do inglês Graphical User Interface) é um mecanismo de interação entre usuário e sistema de computador baseado em símbolos visuais, como ícones, menus e janelas.

7 7 acima, mas também porque é uma tecnologia inovadora. Por isso sugerimos na ESAEX/CMS a implantação dessa tecnologia, pois a mesma já possui em suas dependências uma estrutura de rede de computadores em perfeita utilização e funcionamento. A dificuldade de implementação dessa novidade fica em substituição e investimento na EsAEx/CMS no PABX IP baseado em software, o que não faz muito sentido, pois a mesma já possui um PABX convencional o que assegura a escola grande facilidade de comunicação em virtude da mesma pertencer à RITEx. Entretanto a comunicação com pequenas instituições do Exército é feita através de ligações telefônicas das operadoras de telefonia convencionais. A implantação do PABX IP, além do exposto acima, proporciona economia muito significativa em gerenciamento, manutenção e no progressivo aumento dos custos das ligações, portanto a atualização para um PABX IP na ESAEX/CMS deve ser a escolha possível para organização e está de acordo a necessidade do Exército de futuramente interligar seus meios de comunicações. Para a aplicação de uma PABX IP na EsAEx/CMS, sugerimos o software para PABX conhecido como ASTERISK. É um software Time-division multiplexing (TDM) híbrido de código aberto, usando uma plataforma de pacotes de voz PABX e uma plataforma Interactive Voice Response (IVR) com funcionalidades Automatic Call Delivery (ACD). O PABX ASTERISK é destinado a integrar qualquer modulo de telefonia, seja hardware ou software. O ASTERISK VoIP é uma solução completa Open Source de PABX. Utiliza GNU 10 /Linux como plataforma operacional e suporta variados tipos de protocolos de Voz sobre IP (SIP, H.323). O PABX ASTERISK é capaz de integrar redes VoIP com a rede de telefonia convencional sendo bastante útil para a aplicação da ESAEX/CMS. Como sugestão de softphone para ser usado com PABX ASTERISK recomendamos o SJSoftphone e o Xten X-Lite, que utiliza o protocolo SIP. Existe no mercado uma grande quantidade de operadoras VoIP que oferecem serviços de telefonia IP em várias cidades do Brasil e do mundo, com tarifas a custos baixos (interurbano mais barato que a tarifa local convencional e planos ilimitados de ligações). A Escolha do PABX ASTERISK é o que oferece melhores vantagens para a nossa realidade, pois opera em Linux e provê todas as funcionalidades que se pode esperar de um PABX. 3 Conclusão Este trabalho procurou mostrar uma maneira eficiente de como utilizar a Tecnologia VoIP na EsAEx/CMS, descrevendo uma forma sucinta de utilização do PABX IP na escola. No entanto, na prática, não foi possível instalar e configurar um PABX IP ASTERISK na escola, pois além do reduzido tempo para implantação do sistema de telefonia IP, na prática o sistema requer um planejamento detalhado das instalações físicas, um custo inicial para instalação e os meios materiais e humanos necessários para ser implantado. Assim, o objetivo do trabalho foi demonstrar o emprego da tecnologia IP, sua utilização na atualidade, as vantagens de se empregar o PABX IP em comparação com o PABX convencional e os benefícios dessa tecnologia para EsAEx/CMS. Referências COLCHER, S. et al. VoIP: Voz sobre IP. Rio de Janeiro: Elsevier, COMUNIDADE BRASILEIRA DO PBX OPEN SOURCE. Manual do Asterisk online. Disponível em: < Acesso em: 17 jun É um sistema operacional totalmente livre, que qualquer pessoa teria direito de usar e distribuir sem ter que pagar licenças de uso.

8 8 RIBEIRO, D. C; COLLEONE, F. Estudo e Implementação de Telefonia IP Baseada na Recomendação ITU -T H.323. Campo Grande, MS: UCDB, Originalmente apresentada como dissertação de especialização, Universidade Católica Dom Bosco. TANENBAUM, A. S. Redes de Computadores. 3.ed. Rio de Janeiro: Campus, INTERNATIONAL ENGINEERING CONSORTIUM. H.323 on-line. Disponível em: < Acesso em: 09 jun CISCO. IP Telephony/Voice Over IP (VOIP) on-line. Disponível em: < 01/tsd_technology_support_protocol_home.h tml>. Acesso em: 02 jul INTEL. Voice And Converged Communications on-line. Disponível em: < es/voice/voip.htm>. Acesso em: 13 jun