VoIP: Falando Sobre IP
Introdução De Alexander Graham Bell à Telefonia IP Alexander Graham Bell ao telefone no lançamento do serviço telefônico entre Nova York e Chicago em 1892. Foto: NASA
Introdução Telefonistas de Hazard, Kentucky 1961 (June Patterson) 28/01/1878 Ativado o primeiro comutador comercial em New Heaven, Connecticut. Somente 10 anos depois o mesmo ocorreu na New York Telephone Exchange Velda O'Donnell - Rossville's Telephone Operator - ca. 1960
O que é VoIP VoIP = Voice over IP = Voz Sobre IP Tecnologias que que permitem uso das redes IP (Internet) para comunicações de voz Substitui ou complementa sistemas de telefonia convencionais
Vantagens Menor custo das chamadas Simplificação e consolidação da infra-estrutura de rede: aproveitamento de recursos existentes da rede IP já instalada Melhor aproveitamento da banda da rede (comutação de circuitos x comutação de pacotes)
Vantagens Mobilidade Chamadas são roteadas automaticamente para seu telefone VoIP, quando conectado à Internet Aplicações avançadas ex.: call center web e multimídia para comércio eletrônico Variedade de rotas das redes IP Possibilidade de rápido retorno do investimento
VoIP x Telefonia IP VoIP Tecnologia para transformar voz em transmissão de pacotes IP em redes Telefonia IP usa VoIP e fornece diversos serviços agregados
Telefonia IP Convergência de serviços de voz, dados, fax e vídeo Infra-estrutura para serviços complexos Call center
Telefonia via Internet Internet Chamadas não são cobradas pelo provedor Qualidade das chamadas próximas das convencionais, somente com custo de acesso à Internet. Corporativa Qualidade idêntica à telefonia convencional Residencial Similar à corporativa, com restrições de escala e desempenho
VoIP Comunicação Computador a computador Computador a telefone convencional Peer-to-peer; Características Serviços gratuitos: Skype, MSN, Yahoo Messenger, X-Lite e outros Os PCs fazem a sinalização e controle das chamadas. Necessita de gateway com a rede STFC; Peer-to-peer até o gateway; Serviços pagos: SkypeOut, Net2Phone e outros; O gateway faz sinalização e controle das chamadas.
Protocolos Sinalização de chamadas protocolos para criação, alteração e encerramento de sessões com um ou mais participantes. H.248/MEGACO (Media Gateway Control) H.323 IAX (IAX rev.2 = Asterisk VoIP PBX) Porta UDP/4569 Jingle MGCP SIP (RFC 3261, RFC 3329 e RFC3372) Baseado em texto (UTF-8) Usa portas 5060/udp e 5060/tcp
Protocolos Transporte de mídia RTP - Real-time Transport Protocol RTCP - Real-time Control Protocol Perda de pacotes Variância (jitter) Atraso (delay) Metricas de Qualidade de Chamada etc. RTCP XR - Real-time Control Protocol Extended Reports Chamadas SIP = RTP/RTCP
RTP Real-time Transport Protocol Formato de pacote padrão para aplicações multimídia Uso de protocolo UDP a) Localização do RTP no modelo TCP/IP b) Encapsulamento RTP
Codecs Convertem sinais de voz analógicos para uma versão codificada digitalmente. qualidade do áudio consumo de banda processamento etc. Cada serviço, telefone, gateway etc. suportam vários codecs e negociam qual vão usar em uma chamada. Ex.: o Cisco ATA-186 suporta G.723.1, G.711a, G.711u, G.729a e o Cisco 7960 suporta G.711a, G.711u, G.729a Alguns codecs requerem royalties
Codecs Client Cisco 7960 Grandstream BudgeTone 101 Grandstream BudgeTone 102 Grandstream GXP2000 Grandstream HandyTone 286 Grandstream Handytone 486 Leadtek 8051 Linksys PAP2 Linksys RT31P2 Linksys WRT54GP2 MS Office Communicator Octtel SPxxxx Series Gateways Polycom SoundPoint IP300 Polycom SoundPoint IP500 Polycom SoundPoint IP600 Siemens optipoint 400 Family Siemens optipoint 410 Family Siemens optipoint 420 Family Sipura SPA-2000 Sipura SPA-2100 Sipura SPA-3000 Sipura SPA-841 sipxphone Windows Messenger X-lite X-Pro Supported Codecs G.711, G.729 ilbc, G.711, G.723.1, G.726, G.728, G.729 ilbc, G.711, G.723.1, G.726, G.728, G.729 GSM, G.711, G.722, G.723.1, G.726, G.728, G.729 ilbc, G.711, G.723.1, G.726, G.728, G.729 ilbc, G.711, G.723.1, G.726, G.728, G.729 G.711, G.723.1, G.726, G.729 G.711, G.723.1, G.726, G.729 G.711, G.723.1, G.726, G.729 G.711, G.729 GSM, G.711, G.722, G.723.1, DVI4, Siren G.711, G.729 G.711, G.729 G.711, G.729 G.711, G.729 G.723.1 G.711, G.723.1 G.711, G.722, G.723.1, G.729 G.711, G.723.1, G.726, G.729 G.711, G.723.1, G.726, G.729 G.711, G.723.1, G.726, G.729 G.711, G.729 G.711 GSM, G.711, G.722, G.723.1, DVI4, Siren GSM, ilbc, G.711, Speex GSM, ilbc, G.711, G.729, Speex
Codecs Codec BR NEB G.711 64 Kbps 87.2 Kbps G.729 8 Kbps 31.2 Kbps G.723.1 6.4 Kbps 21.9 Kbps G.723.1 5.3 Kbps 20.8 Kbps G.726 32 Kbps 55.2 Kbps G.726 24 Kbps 47.2 Kbps G.728 16 Kbps 31.5 Kbps ilbc 15 Kbps 27.7 Kbps BR = Bit rate NEB = Nominal Ethernet Bandwidth (unidirecional)
O que é necessário? Acesso banda larga (xdsl, Cable modem) Switches e Hubs Roteadores Telefones IP ATAs (Analog Terminal Adapters) Servidores Softwares: relatórios, gerência, cobrança etc Mão de obra especializada Conhecer a regulamentação
Arquitetura VoIP
Arquitetura VoIP
Arquitetura VoIP
Hardware: Switches e Hubs
Hardware: Roteadores Roteadores
Hardware: Roteadores Roteador com módulo de interface VoIP VIC: Voice Interface Card Cada VIC fornece duas portas. É preciso uma porta VIC para cada conexão de voz.
Hardware: Interfaces Interface FXS Conexão de terminais analógicos Interface FXO Conexão a PBX e centrais telefônicas convencionais
Hardware: Telefones IP
Hardware: Telefones IP
Hardware: Telefones IP Fritz! MP3 Player, Wi-fi, VoIP, rádio pela Internet (stream), previsão do tempo, notícias e câmbio via RSS, notifica recebimentos de emails.
Hardware: Telefones IP Thomson EV5203-C Roda Linux, dispensa microcomputador, pois é plugado diretamente no roteador banda larga
Hardware: Telefones IP Linksys WIP 300
Hardware: Analog Terminal Adapter - ATA Linksys PAP2
Hardware: Analog Terminal Adapter - ATA Caller ID, bloqueio de chamadas, chamada em espera, suporta firewalls e faxes.
Hardware e Software: Gatekeepers
Software: Asterisk Asterisk Software livre que implementa pequena central telefônica (PBX) em um PC Suporta hardware especializado para conectar o PC a linhas, centrais telefônicas e aparelhos telefônicos Encaminha chamadas entre aparelhos conectados e deles para a rede pública de telefonia Suporta correio de voz, conferências, URA, e distribuição automática de chamadas, música de espera
Software: Trixbox Projeto derivado do Asterisk@Home Linux Asterisk Interface de configuração via web Várias ferramentas administrativas
Software: Softphones X-Lite MSN Live Messenger Yahoo Messenger Netmeeting
Software: Softphones X-Lite
Software: Softphones Sysmaster.com VoIP SoftPhone
Software: Skype Software de comunicação por voz e vídeo baseado em P2P (peer-to-peer) SkypeIn e SkypeOut Correio de voz, mensagens instantâneas, redirecionamento de chamadas, conferências (até 4 participantes) e transferência de arquivos Suporte a NAT e firewalls Código fonte e protocolo proprietários Protocolo incompatível com SIP e H.323 Disponível em várias plataformas
Hardware: Acessórios Skype
Skype: multiplataforma
Regulamentação ANATEL-Agência Nac. de Telecomunicações Art. 61 da Lei Geral das Telecomunicações Regulamento do Serviço de Comunicações Multimídia: que possibilita a oferta da capacidade de transmissão, emissão e recepção de informações multimídia utilizando quaisquer meios (Art. 3º) multimídia: sinais de áudio, vídeo, dados, voz e outros sons, imagens, textos e outras informações de quaisquer natureza VoIP é considerado serviço de valor adicionado, não é telefonia.
Regulamentação Art. 66º do Regulamento estabelece que na prestação de SCM não é permitida a oferta de serviço com características de Serviço Telefônico Fixo Fonte. http://www.rnp.br/noticias/imprensa/2004/not-imp-041115.html Você até pode falar de: computador > telefone fixo ou de telefone fixo > computador do interlocutor. Mas não pode usar a Internet (ou rede de SCM ) para ligar de um telefone da rede pública para outro também da rede pública.
Como VoIP funciona? Requisitos das aplicações multimídia em redes Compressão (áudio / vídeo) Fluxo contínuo (streaming) Variância (jitter) Perdas de pacotes RTP e RTCP H.323 e SIP
Características das aplicações multimídia Sensíveis a atrasos (delay) Tolerância a perdas de pacotes Áudio e vídeo Mídias contínuas Três classes de aplicações multimídia Fluxo Contínuo (streaming) Tempo real unidirecional Tempo real interativo
Classes de aplicações Fluxo Contínuo (streaming) Arquivos multimídia - áudio e/ou vídeo transmitidos em fluxos contínuos de pacotes Interatividade VoD (Video on Demand) Atraso (delay) na reprodução Tipicamente entre 1s. e 10s.
Classes de aplicações Tempo real unidirecional Similar às transmissões de rádio e TV Sem interatividade
Classes de aplicações Tempo real interativo Conversação de voz ou vídeoconferência Maior sensibilidade a atrasos (delay) Atraso aceitável: Vídeo: abaixo de 150ms Voz: abaixo de 150ms = bom abaixo de 400ms = aceitável perdas tolerável: até 20%
Desafios Serviços TCP/IP = melhor esforço, sem garantias para atrasos e variância ( jitter). Fluxo contínuo (streaming) = tipicamente, são aceitáveis atrasos (delay) entre 5s e 10s Congestionamentos nas redes degradam o desempenho
Soluções Aumento de largura de banda Uso de UDP, evitando o slow-start do TCP Uso de buffers no cliente Controle de playback para minimizar o jitter Níveis de compressão adaptadas à banda disponível
Soluções nas redes IP Aumento de banda Uso de QoS Protocolos: reservas de recursos - banda, processamento e buffers Controle de níveis de serviços entre aplicativos Serviços Diferenciados ( Differentiated Services ) - classes de tráfego e acordos de níveis de serviços Largura de banda adequada para a classe premium nos roteadores e switches
QoS Técnicas Buffering; Modelagem de Tráfego (Traffic Shaping); Policiamento de Tráfego (Traffic Policing); Reserva de Recursos (Resource Reservation); Controle de Admissão (Admission Control); Escalonamento (Packet Scheduling)
Compressão Áudio e vídeo precisam ser comprimidos antes de transmitidos Economizam banda e processamento (CPUs) Exemplo: Transmissão de imagem Imagem 1024 x 1024pixels (24bits) = 3MB Transmissão em 56Kbps = 7min (aprox.) Aplicando compressão 10:1 Imagem 1024 x 1024pixels (24bits) = 300KB Transmissão em 56Kbps = 41s (aprox.)
Lições aprendidas em projetos VoIP O VoIP será tão bom quanto a rede Projeto de rede de alta disponibilidade QoS fim a fim + segurança Supresas: modems, faxes, consoles de operadoras, aplicações de call center etc. Não há um modelo que atenda a todos Projeto detalhado é necessário até a implementação
Lições aprendidas em projetos VoIP Voz é um serviço e gatekeepers são aplicações rodando em servidores eles precisam ser administrados Suportes de TI integrados (dados e voz) Indentificar ferramentas de gerência: relatórios, monitoramento, administração provisionamento etc.
Mais lições aprendidas Distribuição estratégica de equipamentos Servidores Balancear carga e redundância No-breaks e geradores Gateways Alocados em NOCs No-breaks e geradores
Fim Obrigado!