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ARTIGO VoIP. Erisson Maia Marques. Tecnologia em Redes de Computadores – Faculdade do Pará (FAP) CEP 66050-350 – Belém – PA – Brasil [email protected]

Resumo. Este artigo descreve o conceito de telefonia VoIP, sua funcionalidade, arquiteturas VoIP, equipamentos utilizados, protocolos, a implementação de QoS, vantagens e desvantagens de uma rede de telefonia VoIP e também a sua interação com a rede de telefonia padrão. Tem por objetivo ilustrar como esta tecnologia tem sido aplicada nos diversos tipos de rede de computadores. Abstract. This article describes the concept of VoIP telephony, its used functionality, VoIP architectures, equipment, protocols, the implementation of QoS, advantages and disadvantages of a net of VoIP telephony and also its interaction with the telephony net standard. It has for objective to illustrate as this technology has been applied in the diverse types of computer network.

1. O que é VoIP? É a tecnologia capaz de rotear a voz humana através de pacotes em redes de computadores utilizando o IP, o protocolo da internet. Esta tecnologia surgiu em 1995 em Israel, quando um grupo conseguiu desenvolver um sistema que permitisse utilizar os recursos multimídia de um PC doméstico para iniciar conversas de voz pela internet. Este foi o primeiro o para que outros pesquisadores se interessassem pelo assunto. Em 1995 mesmo, uma empresa chamada Vocaltec Inc. lançava o primeiro software dedicado à comunicação por Voz sobre IP, batizado de Internet Phone Software. 2. Arquiteturas VoIP Existem três arquiteturas básicas de implementação do VoIP, são elas: 2.1 PC para PC. Arquitetura onde todo o tratamento do sinal de voz é realizado pelos computadores, sendo a chamada de voz estabelecida com base no endereço IP do receptor. Dois computadores se comunicam para troca de informações de voz. Essa arquitetura possui uma variante onde o PC é substituído por um telefone com capacidade de codificação de voz e implementação do protocolo IP, ou seja, um aparelho IP.

Figura 1: Arquitetura PC para PC 2.2 PC / Servidor / PC. O usuário inicia a chamada para o gateway de telefonia IP mais próximo de sua localização, este por sua vez reconhece e valida o número telefônico do usuário e solicita que forneça o número do usuário de destino. O gateway de entrada identifica o gateway de saída mais próximo do usuário de destino e inicia com este uma sessão para a transmissão de pacotes de voz. O gateway de saída chama o telefone receptor e, após a chamada ser atendida, inicia-se a comunicação com o sinal de voz sendo enviado através de datagramas de IP entre os gateway’s. A codificação e o empacotamento do sinal de voz é realizada no gateway de origem, enquanto a decodificação e o desempacotamento são feitos no de destino. A digitalização do sinal de voz pode ser feita na central (gateway), ou no telefone.

Figura 2: Arquitetura PC / Servidor / PC 2.3 PC / PSTN (Hibridas). O usuário inicia a chamada. A chamada é roteada pela rede pública para o comutador de telefonia IP. O gateway solicita ao usuário que informe o número do telefone de destino. Este número é enviado ao PABX A. O PABX A determina o endereço IP do PABX de destino baseado no número do telefone de destino. Um pacote IP requisitando a informação de status (disponibilidade) do gateway de destino é enviado ao PABX de destino. O PABX de destino responde à requisição provendo as informações de disponibilidade e endereço IP do gateway de destino. O PABX de origem transfere estas informações para o gateway de origem, que por sua vez estabelece um canal de comunicação com o gateway de destino, este seleciona um tronco de saída para a rede pública e envia uma sinalização ao comutador da rede pública solicitando que o mesmo estabeleça uma chamada com o número telefônico indicado. Se a chamada for

completada com sucesso, uma mensagem de sinalização IP é enviada pelo gateway de destino para o PABX de destino e deste para o PABX de origem. O PABX sinaliza ao gateway de origem, e este encaminha sinalização para a rede telefônica de origem indicando que o terminal de destino está sendo chamado (tom de campainha). Após iniciada a conversação, pacotes de voz são trocados na rede IP entre os gateway’s durante a chamada.

Figura 3: Arquitetura PC/PSTN 3. Equipamentos utilizados. Os principais equipamentos utilizados em uma arquitetura VoIP são: Terminais, Gateway, ATA. 3.1 Terminais: Pode ser Telefone IP ou PC. 3.1.1 Telefone IP: Telefones IP são terminais que possuem, além das características e funcionalidades dos telefones normais, várias funções que podem aumentar a produtividade de uma corporação. Algumas destas funções e características podem ser: • e a serviços na Internet. • e a características de qualidade de serviço. • Menus de fácil navegação. • Lista de histórico de chamadas. • Diretórios. • Fácil atualização. Figura 4: Telefone IP. 3.1.2 PC: Para uma conexão VoIP são utilizados uma saída de áudio do sistema multimídia do microcomputador (caixa de som ou fone de cabeça) e um microfone conectado à entrada do sistema (placa de som do PC). Também é utilizado um software (softfone) que faz o gerenciamento desta comunicação, iniciando ou recebendo uma ligação, mostrando os contatos on-line (por exemplo: Skype, X-lite e MSN), compactando e descompactando o áudio. 3.2 Gateway: Um gateway VoIP é um dispositivo que converte os sinais de voz para o protocolo IP, que por sua vez, os transmite através de redes de dados. Permite interligar

duas redes que não usem a mesma tecnologia de comunicação. É o elemento que fica entre uma rede de telecomunicação e uma rede IP, como o sistema telefônico convencional (RTPC), rede integrada de serviços digitais (RDSI), rede de telefonia celular; de forma a permitir a ligação entre as duas redes.

Figura 5: Um Gateway VoIP. 3.3 ATA: Os dispositivos denominados ATA (Analog Telephone Adapter - Adaptador para Telefone Analógico), servem para interligar dois sistemas convencionais utilizando como meio de transmissão redes IP. Tanto os gateway’s como os ATA's dispensam o uso de microcomputadores nas conexões.

Figura 6: Dispositivo ATA. 4. Funcionamento do VoIP. Para que se tenha uma transmissão de voz dentro da rede, o VoIP captura a voz, que é transmitida de forma analógica e a transforma em pacotes de dados, que são enviados por qualquer rede T/IP. Desta forma, é possível trabalhar com esses pacotes pela Internet. Quando o destino recebe os pacotes, estes são transformados em sinais analógicos e transmitidos de uma maneira que seja possível de ouvir. 5. Protocolos Utilizados. Os principais protocolos utilizados na telefonia VoIP são: H.323, SIP, Megaco, RTP, RT. 5.1 H.323: O H.323 especifica o uso de áudio, vídeo e dados em uma comunicação multimídia, sendo que apenas o e à mídia de áudio é obrigatório. Mesmo sendo somente o áudio obrigatório, cada mídia, quando utilizada, deve seguir as especificações do padrão. Pode-se ter varias formas de comunicação, envolvendo áudio (telefonia IP), áudio e vídeo (vídeo conferência), áudio e dados e, por fim, áudio, vídeo e dados. 5.2 SIP: O SIP foi moldado, inspirado em outros protocolos de Internet baseados em texto como o SMTP (email) e o HTTP (páginas da web) e foi desenvolvido para estabelecer, mudar e terminar chamadas em um ou mais utilizadores de uma rede IP de

uma maneira totalmente independente do conteúdo de dados da chamada. Como o HTTP, o SIP leva os controles da aplicação para o terminal, eliminando a necessidade de uma central de comutação. 5.3 Megaco: O Megaco, também conhecido como protocolo H.248, é um padrão desenvolvido cooperativamente entre o ITU e a IETF para permitir que um Media Gateway Controller (MGC) desempenha seu papel em um Media Gateway (MG). Competindo com outros protocolos como o MG e MD, é considerado um protocolo complementar ao H.323 e ao SIP, no qual o MGC controla os MG’s via H.248, mas comunicará com outro via H.323 ou SIP. 5.4 RTP: O RTP (Real Time Protocol) é um protocolo de redes utilizado em aplicações de tempo real como, por exemplo, entrega de dados áudio ponto-a-ponto, como Voz sobre IP. Define como deve ser feita a fragmentação do fluxo de dados áudio, adicionando a cada fragmento informação de seqüência e de tempo de entrega. O controle é realizado pelo RT - Real Time Control Protocol. Ambos utilizam o UDP como protocolo de transporte, o qual não oferece qualquer garantia que os pacotes serão entregues num determinado intervalo. 5.5 RT: O protocolo RT (Real-Time Transport Control Protocol) é baseado no envio periódico de pacotes de controle a todos os participantes da conexão (chamada), usando o mesmo mecanismo de distribuição dos pacotes de mídia (Voz). Desta forma, com um controle mínimo é feita a transmissão de dados em tempo real usando o e dos pacotes UDP (para Voz e controle) da rede IP. 6. Implementando QoS. O principal motivo da QoS em um serviço VoIP é priorizar o tráfego interativo sensível a retardo, em detrimento do tráfego referente à transferência de arquivos, que não é sensível a retardo. A qualidade de serviço deve ser fim-a-fim, ou seja, o trafego tem que ser tratado inicialmente na rede local (LAN) de origem, depois no próprio roteador (controle de descarte de pacotes), posteriormente nas redes de longa distancia (WAN) e roteadores intermediários, no roteador de destino, e finalmente na rede local de destino. É necessário um conhecimento dos mecanismos utilizados, parâmetros, algoritmos e protocolos, para uma QoS que tenha resultados dentro da rede. É necessário exigir determinados parâmetros, os quais são requisito da QoS para que não sofram com atrasos, jitter, perdas e sobreposição. 7. Vantagens e Desvantagens. Um dos grandes motivos de se trocar de tecnologia é com certeza a comparação de suas vantagens e desvantagens. 7.1 Vantagens. •

Centralização da gestão destas infra-estruturas: Com a integração de todas essas redes em uma única rede, fica mais fácil para o responsável pela infra-estrutura prover uma melhor qualidade de serviço, gerir a rede, istrar a rede e etc. A

rede agora não ficará mais espalhada por vários fios e equipamentos, sua integração permitirá sua centralização, o que traz redução do uso de equipamentos e etc. •

Arquitetura aberta: Sua arquitetura é aberta e normalizada. Sua arquitetura possibilita a criação de novos serviços.

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Privacidade: Permite a autenticação de quem faz a chamada, através de uma palavra-chave e certificados criptográficos.

7.2 Desvantagens. •

Qualidade de Serviço: As redes IP atuais atuam oferecendo um serviço do tipo “melhor esforço” o que reduz a qualidade de serviço.

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Segurança: Embora os novos serviços já ofereçam um mínimo de nível de segurança, a VoIP tem um grande obstáculo, a fama da internet de ser insegura.

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Custo elevado: Mesmo com uma incrível redução de custos sofrida pelos produtos VoIP, estes ainda não conseguem apresentar um custo compatível com os oferecidos pelos produtos de telefonia tradicionais.

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Confiabilidade: Ainda falta confiança no sentido de se estar seguro quanto à disponibilidade do serviço VoIP, quando se precisar dele como, por exemplo, para ligações de emergência.

8. Interação com a telefonia padrão. A interação da telefonia convencional com a VoIP é aplicada através de seus comutadores, como um dispositivo ATA ou um PABX IP, que encaminha a chamada à rede PSTN (Rede de Telefonia Publica Comutada). Um servidor gatekeeper recebe a requisição de ligação de um usuário, e encaminha para o roteador mais próximo do destino da ligação, o qual, conectado à rede PSTN, origina uma chamada local ou regional para o destino. 9. Considerações finais. A telefonia VoIP tem sido adotada como um meio de diminuir gastos com ligações locais, DDD e DDI, seja por empresas que tenham prédios distantes fisicamente ou não, entre empresas diferentes que possuam parcerias de negócios, pessoa física ou jurídica que necessita constantemente efetuar ligações internacionais. Em matéria publicada na revisa “INFO Exame, Março de 2007, o preço das tarifas não é o único fator a ser pesado na escolha de um serviço VoIP. Outros aspectos, como a qualidade de voz e maior oferta de prefixos para linhas virtuais, também merecem atenção. Existe ainda a opção entre a comodidade de ter a linha virtual ligada a um telefone independente do PC ou a mobilidade proporcionada pelo softfone”. Somando tarifas mais baixas e diversos serviços que podem ser agregados ao VoIP, é certo que esta tecnologia tem

tudo para se solidificar no ramo de telecomunicação, trazendo mais concorrência ao mercado e consequentemente abrindo um leque de opções para o consumidor. Referencias: “Funcionamento da tecnologia de Voz Sobre IP” “IP PABX: Como funciona um sistema de telefonia VoIP /IP PABX” “Protocolos VoIP” “VoIP: A PRIMEIRA REVOLUÇÃO DO SÉCULO 21” “VoIP, chegou a hora de tirar o telefone fixo da tomada?” Revista INFO Exame. número 252, p. 38 – 51, Março 2007.