PABX IP Este tutorial apresenta os conceitos básicos de um PABX IP, suas características e aplicações. Alberto Mitsuo Sato Engenheiro de Eletrônica e Telecomunicações (CEFET-PR 88), com certificado da Cisco CCNP (Cisco Certified Network Professional), tendo atuado por 11 anos na Telepar / BrasilTelecom nas áreas de suporte a desenvolvimento de sistemas, gerenciamento da Rede Corporativa e implantação e gerenciamento de Sistemas de Supervisão e Controle do Backbone Internet e Rede de dados (Rede Determinística, Frame-relay e ATM). Atualmente é Consultor Técnico das seguintes empresas: Integrartis (Curitiba), SoftOne (Curitiba) e TM Solutions (São Paulo). Trabalha na empresa Innovus (Volta Redonda) como Diretor Técnico na área de desenvolvimento de soluções VoIP, PLC (PowerLine Communications) e Networking. Email: amsato@innovus.com.br Categorias: Telefonia Fixa, VoIP Nível: Introdutório Enfoque: Técnico Duração: 15 minutos Publicado em: 22/11/2004 1
O Telefone e o PABX tradicional (analógico) Telefone O telefone é um dos principais e mais antigos equipamentos de um escritório. A tecnologia que está por trás deste dispositivo de comunicação, entretanto, está no meio de uma grande transformação tecnológica. A Rede de telefonia tradicional está desatualizada diante do mercado global, pois suas funções são limitadas e estão ficando ultrapassadas em relação às necessidades das empresas. Muitos estão convergindo a rede de dados e voz para simplificar sua operação, obter novas funcionalidades, reduzir os custos e aumentar a produtividade dos funcionários. PABX tradicional (analógico) Em meados dos anos 80, quando os PABXs tradicionais foram desenvolvidos, tanto os computadores quanto os microprocessadores eram muitos limitados e com custo muito elevado. A rede de dados era ainda desconhecida e era baseada na comutação de circuitos, por exemplo o X.25. O PABX tradicional utiliza tecnologia proprietária e os usuários ficam sempre limitados ao mesmo fabricante para adicionar outras funcionalidades. Quaisquer modificações na programação ou conserto normalmente dependem de técnicos especializados, o que onera o custo de manutenção e operação. A arquitetura de um PABX tradicional é: Controlador de processo: executa o software de comunicação que opera todas as funcionalidades do sistema; Os dispositivos de ponta (endpoints): são utilizados para acessar as funcionalidades do sistema. Existem 2 tipos: telefones digitais e telefones analógicos que são conectados nos cartões de interfaces dos módulos; Módulos: são cartões de interfaces que fazem a interligação com os dispositivos de ponta (endpoint) ou 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. 2
A Telefonia IP e o PABX IP A Telefonia IP A Telefonia IP ou VoIP (Voz sobre IP) é uma tecnologia que permite realizar chamadas telefônicas sobre uma rede de dados IP como se estivesse utilizando a rede STFC (Sistema de Telefonia Fixa Comutada). Esta tecnologia vem se firmando como a que mais faz convergência devido às novas funções trazidas das redes de dados para a rede de telefonia. O sucesso da implantação da telefonia IP ocorre na maioria dos casos devido ao baixo preço pago nos serviços de ligação de longa distância e por causa das novas funcionalidades para a telefonia, aumentando a produtividade dos funcionários, além de permitir a convergência de serviços de dados, voz, fax e vídeo numa única rede IP. PABX IP PABX s estão presentes nas empresas desde o início dos anos 80 com pouca evolução das funcionalidades e é anterior à rede de dados e ao microcomputador PC. Depois de 15 anos de estabilidade, entretanto, a maioria dos fabricantes e vendedores de PABXs estão introduzindo uma radical mudança em sua arquitetura. Que tecnologia está ocasionando esta mudança? O VoIP, ou seja, a possibilidade de utilizar a mesma infraestrutura de uma rede IP para trafegar voz com uma boa qualidade, uma boa velocidade (pouco atraso) e com confiabilidade. Com a diminuição dos custos dos links dedicados, a popularização da utilização de acessos de banda larga (xdsl, cable-modem, Wireless), e a diminuição dos custos do DSPs (processadores de sinais digitais), utilizados nos telefones IP s, a implantação do VoIP tem se tornado uma boa oportunidade para as empresas, inclusive até para os usuários domésticos. A nova arquitetura Esta nova tecnologia está redefinindo a arquitetura de um PABX. Muito dos componentes são distribuídos ao longo da rede IP para transmitir informações de voz e controle da ligação. 1. Controlador de processo: é um servidor que executa uma aplicação num sistema operacional padrão (Microsoft, Unix ou Linux). Existe um grande benefício em se utilizar um hardware e software comercial, permitindo uma grande redução nos custos de desenvolvimento e fabricação; 2. Os dispositivos de ponta (endpoints): são os telefones IPs que conectam-se diretamente na rede IP ao invés de interligar nos cartões de interfaces dedicadas dos módulos. Esses equipamentos necessitam de um endereço IP e podem ser atualizados (firmware) através de um servidor TFTP com novas funcionalidades. Diferente do PABX tradicional, dois telefones IPs conversam diretamente, sem utilizar recursos do servidor; 3. Gateway: são interfaces ou equipamentos que convertem a sinalização e o canal de voz para a rede IP, fazendo a integração com a rede STFC e para permitir utilizar os telefones analógicos ou digitais existentes, reduzindo os custos da migração para a nova arquitetura; 4. Módulos de interconexão: é realizado através da rede IP. Vai haver uma degradação na qualidade da voz se acontecer algum congestionamento ao longo do trajeto dos dados, normalmente no link WAN. 3
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Alguns obstáculos para o PABX IP Confiabilidade do sistema PABX tradicional tem uma alta confiabilidade (muitos fabricantes alegam em torno de 99,999 % - aproximadamente 5 minutos de falhas por ano). A questão é como assegurar uma alta confiabilidade em toda a rede IP. Numa falha de um equipamento qualquer (switch ou roteador), todos os usuários daquele segmento ficarão sem comunicação. Os gateways e telefones IPs podem ser configurados para registrar-se em vários servidores. Se o equipamento principal falhar, ele automaticamente registrar-se no equipamento backup. A rede IP deve ser projetada para possuir uma alta confiabilidade, com múltiplos caminhos para cada dispositivo. Entretanto, num ambiente real, normalmente existe apenas um único caminho entre o PABX IP e o gateway. Se este caminho falhar, a área coberta por este gateway não terá mais serviço. Este problema pode ser resolvido colocando-se inteligência nesses gateways, fazendo com que todos os telefones daquela área continuem funcionando, mesmo que o link principal cair. Qualidade da voz Voz consome muito mais tráfego do que uma comunicação de dados (como e-mail, navegação na Internet, etc.) porque a transmissão tem que ser em tempo real. Outro detalhe importante é que VoIP não faz retransmissão, ou seja, a perda de algum pacote de dados causará uma degradação na qualidade da voz. Para garantir uma boa qualidade de voz, os seguintes atributos de uma rede IP devem ser gerenciados em todo o percurso da rede: Bandwidth - garantir o tráfego para o máximo de ligações simultâneas; Round-trip delay - o tempo gasto para um pacote ir e voltar de um dispositivo para outro; Jitter - variação do atraso; Perda de pacotes - o número de pacotes perdidos. Normalmente utilizam-se técnicas para garantir o QoS em toda a rede IP, como a utilização de uma VLAN exclusivo para a voz, QoS nos roteadores, assim como um aumento de banda dos links para garantir o tráfego de voz. Funcionamento dos telefones PABX tradicionais fornecem alimentação para os telefones analógicos ou digitais. Basta colocar um no-break no PABX para garantir o funcionamento numa falta de energia. Para a rede IP isto fica muito mais difícil pois teríamos que colocar no-break em todos os dispositivos da rede (hub, switch, telefones IPs, roteadores, etc.). Segurança PABX IP podem sofrer qualquer tipo de ataque pelo simples fato de serem mais um componente de uma rede IP. Todos os cuidados devem ser tomados, assim como são feitos para os outros servidores (Web, correio, etc.) e devem ser instalados sempre protegidos por um firewall. Alguns vendedores oferecem criptografia dos pacotes de voz para assegurar que a conversa não seja capturada na Internet. 5
Comparativo PABX analógico x PABX IP PABX analógico PABX IP Tipo Comutação de circuito Comutação de pacotes Arquitetura Centralizada Distribuída topologia Estrela Espinha dorsal (backbone) Instalação elétrica (wiring) Capacidade (qtde de ramais) Escalabilidade Convergência Conectividade com a Internet Flexibilidade Limitação (aplicação) Novas aplicações Redundância / Backup Configuração do sistema Interligação Integração com PC s Cada ponto (telefone) necessita de um par de fios Limitado (dependente do hardware) Complexo (dependente do hardware) Voz e dados são duas redes isoladas Não existe Pouca. Adicionar ou mover uma extensão requer mudança física Limitado aos recursos tradicionais de voz Necessita de interfaces ou placas adicionais Não existe. Outro PABX deve ser configurado como Backup Complicada Não suporta interligação com outros PABX s Não existe Cada ponto (telefone) pode ser qualquer nó da rede TCP/IP Ilimitado (depende apenas da largura de banda) Fácil (basta adicionar outros servidores) Voz e dados se convergem em uma única rede Total, utiliza o mesmo protocolo da Internet Grande. Uma extensão funciona em qualquer nó da rede, inclusive na Internet Aplicações baseados em software Uma aplicação nova é fácil de ser implementado Outros servidores podem ser configurados como Backup Simples e normalmente baseado em Interface Web É fácil interligar diversos PABX s através de VPN/WAN ou pela Internet Os PC s e telefones são integrados em uma única rede 6
Benefícios do PABX IP Redução do custo de ligação (DDD e DDI) Uma solução PABX IP diminui o custo das ligações de longa distância para telefones fixos ou celulares, utilizando-se de provedores ITSPs (Provedores de Serviços de Telefonia IP), pois o custo dessas ligações são bem menores por utilizar a Internet como meio de transmissão, além da possibilidade de programar o PABX IP para utilizar sempre a rota de menor custo. Plano de numeração unificado para toda a empresa É possível criar um plano unificado de numeração para todos os ramais VoIP e também para os ramais analógicos do PABX, mesmo que estejam localizados em outras cidades ou países. Aumento da produtividade Vendedores, executivos em viagem e profissionais podem acessar todos os recursos do sistema de telefonia de qualquer local da Internet, aumentando o tempo que estão "conectados" na empresa. O PABX IP oferece também integração das mensagens de voz com o e-mail, podendo ser gerenciado através do Outlook ou a partir de um navegador qualquer. A implementação do siga-me é muito mais eficiente, o que permite você localizar a pessoa, e não o telefone. A empresa será muito mais eficiente através da integração geográfica dispersa em várias localidades. Redução do custo de operação da rede A solução de convergência facilita a administração e operação da rede, por se tratar de apenas uma única rede para dados e telefonia. Qualquer modificação ou problema na rede pode ser diagnosticado em tempo real através de ferramentas de gerenciamento, tanto para a telefonia como para a rede de dados. Adicionar ou mover um telefone IP basta apenas ter um ponto de rede. Integração da empresa Utilizando a telefonia IP é possível interligar todos os sites da empresa num único sistema de comunicação, utilizando links dedicados ou a própria Internet e todas as ligações realizadas entre os sites são gratuitas. Escalabilidade Funcionalidades de Plug-and-Play e uma arquitetura baseado em padrões abertos permitem que expansões e novas aplicações sejam facilmente implementadas e integradas. Baseado em padrões abertos Com uma solução PABX IP você não ficará preso apenas a um determinado fabricante, pois esta tecnologia é baseada em padrões abertos, sendo possível a comunicação entre diferentes fabricantes e ocasionando uma diminuição nos custos por causa da concorrência. Acesso através da Web 7
Através de qualquer navegador Web, usuários do sistema podem administrar, configurar, acessar o correio de voz ou qualquer outra aplicação a partir de qualquer ponto da Intranet ou Internet, sem a necessidade de instalar algum software ou baixar plug-ins. Expansão das aplicações de voz O grande benefício da telefonia IP é a possibilidade de implementar novas aplicações de convergência entre voz e dados. Por exemplo, na ausência da pessoa uma ligação pode ser encaminhada para o correio de voz e a mensagem gravada poderia ser encaminhada via e-mail e disparar uma mensagem SMS. Outra possibilidade seria redirecionar a ligação para o celular ou para uma outra localidade após determinado horário ou nos finais de semana. 8
Considerações para a implantação de um PABX IP Verificar se a rede de dados não está sobrecarregada Faça uma análise da rede de dados, monitorando o tráfego, principalmente a dos links WAN. Dependendo da taxa de ocupação, o tráfego de voz pode ser prejudicado, caindo sensivelmente a qualidade de voz. Na implantação de VoIP, você precisa definir claramente muitos fatores, como a utilização do VoIP (incluindo quantidade de ligação ao mesmo tempo, duração) e a qualidade da voz. Em média, um canal de voz ocupa cerca de 35kbps de banda. Esta taxa varia muito em função do codec, do protocolo de sinalização, do tipo de mídia e muitos outros fatores. Definir um protocolo de sinalização: SIP ou H323 Saiba qual o protocolo de sinalização que o sistema utiliza. H.323, o qual foi estabelecido pela ITU-T, é atualmente o mais utilizado, principalmente pelas operadoras de telefonia. Entretanto, por causa de que foi desenvolvido baseando-se nos sistemas telefônicos das operadoras há muito tempo atrás, este padrão tem um grande overhead, além de grandes dificuldades de funcionamento através de NAT. A maioria das empresas estão considerando o SIP (Session Information Protocol), estabelecido pela IETF (Internet Engineering Task Force), como o sucessor do H.323. SIP reduz a complexidade do VoIP e possui muito mais funcionalidades (como tocar diversos telefones simultaneamente, mensagem instantânea e fácil integração entre correio e voz). A maioria das empresas atualmente estão adotando o SIP como padrão. Um exemplo disso é a Microsoft, que adotou o SIP nas últimas versões do Messenger para o Windows XP e Windows 2000. Definir codecs de alta-qualidade O tipo de codec (codificador/decodificador ou compressão/descompressão) que você escolhe para converter a voz analógica em voz digital (e fazer a compactação) afeta bastante na qualidade da voz e no consumo de banda por canal de voz. Muitas empresas estão adotando o codec G.729 que possui uma boa qualidade e um baixo consumo por canal de voz (em torno de 32kbps). Estão surgindo muitos outros codecs, como por exemplo o GSM, ilbc, Speex. O algoritmo de codec já está embutido tanto nos telefones baseados em Hardware ou Software. Os codec s baseados em hardware tem um desempenho superior aos baseados em software por possuir um chip (DSP) específico para esta finalidade. Escolher um ou vários provedores ITSP Atualmente existe uma grande variedade de provedores ITSPs (Provedores de Serviços de Telefonia IP) que fazem a interligação de uma ligação VoIP para qualquer telefone STFC (Sistema de Telefonia Fixa Comutada) ou celular. É possível utilizar diversos provedores ao mesmo tempo e programar para o sistema sempre utilizar a rota de menor custo. Definir as aplicações VoIP Os sistemas VoIP oferecem muitas aplicações novas inexistentes nos PABXs tradicionais. É necessário conhecer bem essas aplicações e saber explorar o máximo para trazer grandes benefícios para a empresa. Monitorar a qualidade da voz Problemas como latência e eco podem prejudicar na qualidade de voz, embora isso não seja muito comum se 9
forem feitos os testes previamente e se o sistema for configurado corretamente. Não tenha falsas expectativas Não espere retorno de investimento imediato. O custo para instalar um sistema PABX IP é maior do que instalar um PABX analógico, mas ao longo do tempo, em função do baixo custo da ligação VoIP, o investimento é vantajoso, além de aumentar a produtividade dos funcionários e reduzir o custo de operação. Treinar os empregados Convergência significa que é necessário treinar o pessoal de telecomunicações para trabalhar com informática e rede de dados e treinar também o pessoal da informática para trabalhar com telefonia. É necessário um aprofundamento técnico nos protocolos, arquiteturas e aplicações para explorar as várias potencialidades desta tecnologia. Proteger o PABX IP contra ataques Se o PABX IP tem conexão direta com a Internet, este equipamento é vulnerável assim como qualquer outro equipamento de rede. Este equipamento deve ser instalado atrás do firewall, protegido contra hackers. Uma solução simples seria reservar uma VLAN específica para os telefones e o PABX IP e utilizar outra VLAN para a rede de dados e utilizar VPN (Rede Privada Virtual) ou links dedicados para interligar os sites. 10
Crescimento do PABX IP Um estudo divulgado pela Infonetics Research sobre PABX IP revelou que o mercado tem um futuro promissor. O segmento, que cresceu 33% de 2002 para 2003, chegando a US$ 256 milhões, deve alcançar os US$ 830 milhões até 2007. Estima-se um crescimento de 45% nas vendas de soluções PABX IP para o ano de 2005 em relação às vendas desse ano. O crescimento do PABX IP está sendo muito saudável, especialmente considerando-se a diminuição dos orçamentos das corporações. Os novos produtos e tecnologias estão favorecendo os investimentos, além da versatilidade e flexibilidade da telefonia IP. O segundo trimestre de 2004 teve um crescimento de 3% comparado ao trimestre anterior, com um faturamento mundial de U$ 89 milhões. Atualmente, as linhas de PABX IP totalizam cerca de 1,5 milhão. Os PABXs híbridos contabilizam 57% do faturamento total, devendo crescer 73% no próximo ano. A Cisco lidera nesse tipo de solução com 29% do mercado, seguido pela Nortel Networks com 17%, Alcatel com 13%, Mitel com 10% e Avaya com 9%. O PABX IP puro cresceu 11% no trimestre e é liderado pela Cisco com 72% do mercado, seguido pela 3Com com 19% e ShoreTel com 4%. 11
PABX IP: Comentários finais Migrando para a Telefonia IP utilizando a mesma infra-estrutura para dados e telefonia oferece muitos benefícios e vantagens. Muitas empresas estão acreditando que a Telefonia IP é o futuro das telecomunicações e estão implantando os sistemas PABX IP para desfrutar dos recursos avançados desta nova arquitetura. Utilizar a rede IP para interligar todas as unidades da empresa por meio de um PABX IP possibilita uma grande flexibilidade. Escritórios remotos podem ser incorporados dentro de uma única plataforma global de sistema de comunicação. Trabalhadores remotos podem ter as mesmas funcionalidades de comunicação do que os trabalhadores localizados na matriz, melhorando em muito as capacidades de comunicação dentro da empresa. Banco de dados, monitoração, gerenciamento, ambiente de desenvolvimento e servidores Web estão disponíveis nessas plataformas. Os aplicativos corporativos podem ser facilmente integrados com as aplicações de telefonia no ambiente IP. Isto permite que os operadores do PABX IP utilizem ferramentas familiares (navegadores, sistemas de gerenciamento, etc.) para operar o sistema, resultando em diminuição dos custos de administração e manutenção. Ferramentas de análise e diagnóstico da rede possibilitam localizar e reparar os problemas de rede rapidamente. Novas técnicas de segurança serão desenvolvidas para impedir que ataques nessas redes causem a paralisação de ambas as redes (voz e dados). Servidores PABX IP possibilitam à empresa um crescimento do sistema de telefonia ao longo do tempo de acordo com o crescimento da empresa, sem causar impacto no serviço. Centros de atendimento podem ser distribuídos entre várias localidades, e o atendimento pode ser re-encaminhado de acordo com o fuso horário ou de acordo com o menor custo de mão-de-obra disponíveis em algumas partes do mundo. As dificuldades e os limites desta nova arquitetura estão sendo superados e a confiabilidade e disponibilidade desta nova arquitetura estão cada vez melhores. Padrões estão sendo definidos e o aumento da utilização desta tecnologia está proporcionando uma redução drástica dos custos desses equipamentos. Os sistemas de comunicação terão inúmeros novos recursos. Até as grandes empresas poderão ter integrados num único sistema de comunicação todos os escritórios e empregados espalhados pelo mundo. Nos próximos anos, a telefonia móvel, videoconferência e novas aplicações corporativas utilizarão a mesma infra-estrutura de rede e serão comuns. O canal de voz não terá mais limites com a largura de banda e a qualidade será superior ao que utilizamos hoje na telefonia convencional. Sistemas de salas de vídeo utilizarão som estéreo e os participantes poderão localizar os membros pela posição, como se estivesse "ao vivo" no local. Espera-se que essas novas capacidades continuem evoluindo do PABX tradicional para o PABX IP, cheio de novas aplicações que estão mudando a maneira de se comunicar, aumentando a produtividade, reduzindo os custos e tendo grande mobilidade. 12
Teste seu entendimento 1. Nas afirmações abaixo, qual delas é falso em relação a implantação de um PABX IP? Com o PABX IP é possível um plano de numeração unificado; Toda rede IP suporta VoIP com boa qualidade; É necessário definir codecs de alta qualidade; É necessário proteger o PABX IP contra ataques de hackers. 2. Qual ítem é verdadeiro em relação ao PABX IP? Os PABX IP são mais confiáveis do que o PABX tradicional; A qualidade de voz sempre é melhor do que a telefonia convencional; Os telefones IPs continuam funcionando mesma numa queda de energia; O PABX IP é vulnerável a ataques de hackers. 3. Quais são as vantagens do uso do PABX IP nas empresas: Redução dos custos de ligação de longa distância; Aumento de produtividade dos funcionários; Utiliza a mesma infra-estrutura para a rede de dados e voz; Todas as anteriores. 13