VoIP
Pesquisa objetiva nos EUA feita em 2005 sobre o que as pessoas achavam que era VoIP
Cerca de 20% acreditavam que VoIP era um automóvel europeu Cerca de 10% acreditavam que fosse um marca de Vodka Ao todo cerca de 87% das pessoas não sabiam o que era VoIP.
VoIP
VoIP não é um produto VoIP não é um software VoIP não é uma empresa VoIP não é um automóvel, e muito menos uma marca de Vodka
VoIP é o processo de transmissãode voz em tempo real através de redes
de pacotes IP (Internet Protocol)
Rede de Telefonia Fixa Comutada
Década Tecnologias1850 Telégrafos conectados ponto a ponto, fio aéreo único, loop fechado pelo terra1890 Telefones conectados ponto a ponto, fio aéreo único, loop fechado pelo terra
1900
1920 Multiplexação FDM (Analógica)1950 Multiplexação TDM (Digital)
1960
1980 Multiplexação SDH/SONET (Fibra Ótica)1990 Multiplexação WDM (Fibra Ótica)2000 Multiplexação DWDM, ODT (Fibra Ótica)
Loop local com par de fios isoladosTelefones conectados por estações de comutaçãoComutação “no braço” através de jumpersUtilização do dispositivo de Strowger para comutação automática das chamadas
Multiplexação PDH (Fibra Ótica)TelStar (Satélite Artificial)
Rede de Telefonia Fixa Comutada
Voz
Dados
Volume de Tráfego
1996 1997 1998 1999 2000 2001
300 250 200 150 100 50
Voice centric Data centric
• Em 2002 o tráfego de dados na rede de telefonia fixa era 10 vezes maior que o tráfego de voz e continua crescendo exponencialmente.•Tarifação sobre voz é maior que a tarifação sobre dados.
Rede de Telefonia Móvel
Geração Recursos Tecnologias1G Voz Analógica Sistemas pushtotalk, IMTS, AMPS2G Voz Digital DAMPS, GSM, CDMA, PDC2,5G Voz Digital e Dados EDGE (sobre GSM), GPRS (sobre DAMPS ou GSM)3G Voz e Vídeo Digital e Dados WCDMA, CDMA20004G ? WiFi, WiMax?
Canal de VozModem
WirelessPCS (IMS)
ADSL SDSLIDSL
Canais Dig.dedicados
CableModem
Canal de VozModem
ADSL SDSLIDSL
CableModem
RedeMetropolitana
DQDB IEEE 802.6TV a cabo (NET)
Video em demanda
INTERNET
NISDNcom suporte para
X.25 e Frame Relay
RENPACX.25 e Frame Relay
B – ISDN(ATM)
Suporte deTelecomunicações
Público
(PDH/SDH)
Acessos Corporativos
Acessos Usuário Pessoal
2 a 10 Mbit/s
2 a 30 Mbit/s
B: 64 kbit/sE1: 2 Mbit/sE3: 34 Mbit/s
~40 Kbit/s
30 a 40Mbit/s
(partilhado)
30 a 40Mbit/s
(partilhado)
2 a 30 Mbit/s
~40 Kbit/s
Provedor deServiços de
Acesso à Internet
TeleserviçosEx.: Video em Demanda,
Pay per View etc.
Rede de TelefoniaCelular(CDPD)
Rádio Enlace
WLL
Características Redes IP Redes de TelefoniaServiços Dados de Aplicações VozEstruturas de dados Pacotes/Datagramas Assíncronos Quadros SíncronosTerminação Computador Aparelho TelefônicoProtocolos MROSI SS7
Comutação
Insensível Sensível
QoS Não garantido
Integração com Multimídia Complexa TrivialTolerância a Falhas Falha em um nó não é fatal Falha em um nó é fatalCongestionamento Em qualquer pacote Durante a configuração
Comutação de pacotes(storeandforward)
Comutação de circuitos(readandforward)
Sensibilidade ao delay/jitterGarantido após estabelecimentoda chamada
Redes IP Tradicionais e Redes de Telefonia Fixa
Comutação de Circuitos ReadandForward Estabelecimento de caminho
físico fim a fim. Dados percorrem sempre o
mesmo caminho físico. Enlaces intermediários podem
ser de qualquer tecnologia (microondas, fibra ótica, etc).
Delay (Atraso) constante durante a troca de dados.
Jitter (Variação do delay) insignificante ou inexistente
Tarifação trivial, por duração do circuito
Comutação de Circuitos/Pacotes
Comutação de Pacotes StoreandForward Cópia integral dos dados do
pacote a cada salto (hop) roteador.
Análise do cabeçalho do pacote IP para determinação do próximo salto.
Dados podem percorrer caminhos diferentes.
Delay (Atraso) inserido em cada salto.
Jitter (Variação do delay) dependendo da carga dos roteadores intermediários.
Tarifação complexa, por pacote
Comutação de Circuitos/Pacotes
Utilização de infraestrutura IP como meio para transmissão de voz em tempo real.
Aparelho Telefônico
CODEC RTP/UDP IP
IP RTP/UDP CODECAparelho Telefônico
ConversorAD
ConversorDA
Rede IP
Cada etapa introduz atraso Rede IP introduz atraso variável causando jitter
VoIP – Chamada Estabelecida
Vantagens Economia:
Aproveitamento de infraestruturas de Rede IP. Tarifação de dados < Tarifação de voz.
Facilidade de integração do serviço de voz com outros serviços:
Vídeo CRM (Customer Relationship Manager) Instant Messenger Mobilidade
Mãodeobra abundante Protocolo IP
VoIP
Desvantagens Bacalhau, rede IP não foi projetada para
transmissão de voz em tempo real:
Delay (Atraso)
Jitter (Variação do atraso)
Congestionamentos
Tolerância a falhas – DNS, DHCP, a própria energia elétrica
Soluções:
Jitter Buffers, QoS,Engenharia de Tráfego
VoIP
Placas FXS Equivale a um ramal analógico de
PABX ou linha externa da rede de telefonia.
Pode ser conectado a um aparelho telefônico, um tronco analógico de PABX ou uma porta FXO.
Como uma placa FXS recebe chamadas?
Detectando offhook da FXO que está conectada.
Detectando dígitos DTMF.
Como uma placa FXS realiza chamadas?
Apresentando tom de discagem para a interface FXO conectada.
Equipamentos de Terminação em VoIP
FXS equivale a umatomada que vai paraa central de telefonia
Placas FXO Equivale a um tronco analógico de
PABX ou aparelho telefônico. Pode ser conectado a um ramal
analógico de PABX, uma linha externa da rede de telefonia ou a uma FXS.
Como uma placa FXO recebe chamadas?
Detectando tom de linha gerado por uma FXS
Entrando em estado offhook para atender a chamada
Como uma placa FXO realiza chamadas?
Entrando em estado offhook Gerando tons DTMF
Equipamentos de Terminação em VoIP
FXO equivale a umaparelho telefônico
ATA Analog Telephone Adapter Custo relativamente baixo. Conecta um aparelho de
telefone convencional a um serviço de VoIP (SIP ou H.323).
Possui no mínimo uma porta FXS e uma porta Ethernet.
Equipamentos de Terminação em VoIP
Gateways de Voz Conectam aparelhos de
telefone convencionais à Rede IP.
Integram mais recursos que os ATAs.
Funcionalidades de PABX. Portas FXS Portas FXO
Equipamentos de Terminação em VoIP
IP Phones Sistema embarcado
com aparelho telefônico integrado.
USB Phones Conectados ao PC via
porta USB. Microfone, altofalante
e teclado numérico
Equipamentos de Terminação em VoIP
IP Phones Wireless Sistema embarcado
com aparelho telefônico integrado e tecnologias WiFi.
Equipamentos de Terminação em VoIP
Software para computador que permite fazer chamadas via Internet Integração com vídeo, instant messengers e outros recursos Serviços de Integração com sistema de telefonia
Recebimento de chamadas da rede de telefonia fixa e móvel Realização de chamadas para a rede de telefonia fixa e móvel O serviço pode ser algum do próprio fabricante do software ou
algum serviço de outra empresa escolhido pelo usuário do softphone
http://www.voipcenter.com.br/modules/partners
Softphones
Gizmo Protocolo SIP
Skype Protocolo proprietário Encriptação da Voz
Integração de muitos recursos Softwares gratuitos mas não são
abertos Possuem serviços pagos para
integração com telefonia fixa
Softphones
Xten/Xlite Protocolo SIP. Versões Demo e Pro.
Ekiga Protocolos SIP/H.323 GnomeMeeting GPL
Softphones
Linphone Protocolo SIP GPL
minisip Protocolo SIP Encriptação das chamadas GPL
PhoneGaim Protocolo SIP Integração com IMs como
ICQ, MSN, Yahoo
Softphones
Pilha de Protocolos de VoIP
Protocolos de Mídia – Transporte de áudio RTP – Realtime Transport Protocol RTCP – Realtime Transport Control Protocol Pacotes carregam os quadros de áudio. Características dos quadros de áudio dependem do
Codec utilizado. Codecs – Codificação/Decodificação de áudio
Codecs utilizam várias técnicas de compactação de áudio para economia de banda.
Análise psicoacústica do ouvido humano.
Protocolos de Mídia e Codecs
Codecs
0
1
2
3
4
5
5,3 6,3 8 16 32 64
G.711PCM
G.726ADPCM
G.728LDCELP
G.729
G.729AB
GSM
G.723.1A
MOS
kbit/s MOS – Mean Opinion Square – Descritor de qualidade de voz
mais utilizado. Média de notas subjetivas de ouvintes. Valores de 0 a 5.
Controle de Chamada Responsáveis pelo estabelecimento, negociação de
codificadores, controle e término das chamadas VoIP. SIP – Padrão do IETF H.323 – Padrão do ITU
Protocolos de Sinalização
SIP Session Initiation Protocol Simples, modular e extensível.
SDP – Session Description Protocol Descrição dos endereços, portas e codecs para fechamento
do canal de mídia Padrão do IETF RFC2543 Mensagens no formato de texto ASCII semelhantes a HTML URI SIP – endereço de usuário SIP
SIP
SIP – Entidades
User Agent (UA): Terminações. (Softphone, SIP phone,...)
Redirect Server: Retorna localização do usuário procurado.
Proxy: Encaminha chamadas para a localização do usuário.
Registrar: Registra localização de usuários.
Registrar Server normalmente é utilizado em conjunto com Proxy Server ou com Redirect Server
SIP – Mensagens
INVITE – Chamada para usuário SIP REGISTER – Registro de localização de usuário SIP CANCEL – Cancela chamada BYE – Encerramento da chamada ACK – Confirmação de resposta
REGISTER para Registrar SIP
INVITE para Proxy SIP
INVITE para Redirect SIP
INVITE SIP Pacote
SIP – Modo de Operação Básico
Registro REGISTER Usuário se registra em Registrar Server Registrar Server atualiza base de dados de localização
Chamada INVITE Usuário chama outro usuário através de Proxy SIP Proxy SIP consulta base de dados de localização e
encaminha chamada
H.323 – Visual Telephone Systems and Equipment for Local Area Networks Which Provide a NonGuaranteed Quality of Service
Grande, complexo e inflexível Mais completo que o SIP Conjunto de padrões do ITU
Q.931, H.323, H.225, H.245, H.235, H.332, ...
H.323
H.323 – Modelo Arquitetônico
Terminal – IP Phone, Softphone, etc. Pode ou não estar sob a jurisdição de um Gatekeeper
Gatekeeper – Responsável pelo controle das chamadas dos terminais sob sua jurisdição
Gateway – Responsável pela interconexão entre a rede de telefonia e o H.323.
Estabelecimento da chamada Primeira conexão TCP Canal Q.931 que transporta mensagens
de estabelecimento de chamada H.225
H.323 – Funcionamento
Estabelecimento do Canal de Controle Segunda conexão TCP – Mensagens de controle definidas no
H.245
H.323 – Funcionamento
Estabelecimento dos canais de mídia Tráfegos RTP Abertura dos canais de mídia via RTP utilizando o
protocolo de controle H.245
H.323 – Funcionamento
Diálogo Os dados de mídia são enviados através de pacotes RTP
H.323 – Funcionamento
Procura de Gatekeeper GRQ (Gatekeeper Request) em multicast Gatekeeper registra usuário e responde com GCF
(Gatekeeper Confirm)
H.323 – Funcionamento com Gatekeeper
Chamada ARQ – Admission Request ACF – Admission Confirm
H.323 – Funcionamento com Gatekeeper
SIP e H.323 – Quadro Comparativo
Item H.323 SIPProjetado por ITU IETFCompatibilidade com a Internet Não SimArquitetura Monolítica ModularCompleteza Pilha de Protocolos Completa Configuração das chamadasFormato das mensagens Binário ASCIITransporte de mídia RTP/RTCP RTP/RTCPChamadas de vários participantes Sim SimConferências multimídia Sim NãoMensagens Instantâneas Não SimCriptografia Sim SimDocumentação de padrões 1400 páginas 250 páginasImplementação Grande e complexa ModeradaStatus Extensamente distribuído Boas perspectivas de êxito
SIP Express Router Roteador de Pacotes SIP de alto desempenho, robusto, flexível e
escalável. Utilizado como Proxy/Redirect/Registrar Linguagem de script própria para análise, tratamento e roteamento
dos pacotes SIP. Módulos para integração com BDs para gerenciamento de contas,
autenticação de usuários, instant messengers e tarifação de chamadas.
MySql, PGSql, LDAP, Radius, Jabber, 2G/SMS Suporte a IPV6 GPL
SER/OpenSER
SER http://www.iptel.org/ser/ /etc/ser/ser.cfg
OpenSER http://openser.org/ Branch do SER criado por causa da lenta evolução do SER e
resistência do grupo do SER em aceitar patches da comunidade /etc/openser/openser.cfg
Arquivos de configuração são “quase” compatíveis
SER/OpenSER
#se URI for numerica encaminha para um gateway de voz
if (uri=~”^sip:[0-9][email protected]) { # match com expressões regulares
forward(gateway.foo.bar, 5060);
} else { # senao encaminha para servidor de localizacao
forward(userloc.foo.bar, 5060);
}
SER/OpenSER
# guarda localizacao se receber uma mensagem REGISTER
if (method == REGISTER) {
save(“mydomain”);
} else { # se nao for um REGISTER consulta localizacoes registradas
if (lookup(“mydomain”)) {
# se encontrar entao encaminha chamada
t_relay();
} else {
# se nao encontrar enviar mensagem de erro
sl_send_reply(“404”, “Not Found”);
}
}
SER/OpenSER
Faz o trabalho de Gatekeeper H.323 de uma zona. http://www.gnugk.org Gerenciamento de contas, autenticação, monitoramento. GPL
GnuGatekeeper
PABX completo em software Integração de diversas tecnologias de telefonia
convencional com tecnologias VoIP Telefonia convencional (Hardware necessário)
FXS, FXO, ISDN, E1, T1 VoIP
SIP, H.323, IAX, MGCP/Megaco GPL
Asterisk
Asterisk
Canal H.323 Canal MGCP
Canal Zaptel
Canal SIP
Canal IAX
Plano de Discagem e Software de PABX
Drivers para utilização de placas PCI FXS, FXO, E1, ...
Configuração dos canais: /etc/asterisk/sip.conf, /etc/asterisk/zaptel.conf,
/etc/asterisk/iax.conf, ... Codecs utilizados, portas para tráfego de pacotes, cancelamento
de eco, modo de operação das portas de telefonia Configuração do plano de discagem:
/etc/asterisk/extensions.conf Utilizado por todos os canais Listas de extensões (ramais) com ação que deve ser tomada
quando a extensão for discada Organizado em contextos Cada canal informa o contexto em que suas chamadas devem
chegar. Cada contexto tem suas extensões.
Asterisk – Canais e Plano de Discagem
# contexto para chamadas chegando do canal SIP
[from-sip]
# chamada SIP recebida para a extensão 201
exten => 201, 1, Dial(Zap/1) # Discar para porta FXS 1
# chamada SIP recebida para a extensão 201
exten => 202, 1, Dial(Zap/2) # Discar para a porta FXS 2
exten => 202, 2, Playback(outforlunch) # Mensagem
# contextos para chamadas chegando do canal Zaptel
[from-zaptel]
exten => 301, 1, Dial(SIP/[email protected]) # Discar via SIP
exten => 302, 1, Dial(SIP/[email protected]) # Discar via SIP
Asterisk extensions.conf
Asterisk extensions.conf
extensão
prioridade
ação
contexto
# contexto para chamadas chegando do canal SIP
[from-sip]
# chamada SIP recebida para a extensão 201
exten => 201, 1, Dial(Zap/1) # Discar para porta FXS 1
# chamada SIP recebida para a extensão 201
exten => 202, 1, Dial(Zap/2) # Discar para a porta FXS 2
exten => 202, 2, Playback(outforlunch) # Mensagem
# contextos para chamadas chegando do canal Zaptel
[from-zaptel]
exten => 301, 1, Dial(SIP/[email protected]) # Discar via SIP
exten => 302, 1, Dial(SIP/[email protected]) # Discar via SIP
Asterisk – Plano de discagem
Anatel – somente quando o VoIP representar um terço do total dos serviços de telecomunicações em uso no Brasil (o que corresponde a 15 milhões de usuários), haverá necessidade de regulamentação.
Regulamentação
NarusInsight Discover Suite (NDS) – Software de análise de tráfego que passou a ser utilizado por gigantes como AT&T e Brasil Telecom. Também é utilizado pela NSA (National Security Agency) dos EUA.
Site da Narus:
“Brasil Telecom, one of the largest telecommunications companies in Brazil, has leveraged NarusInsight to implement the industry’s first solution to effectively identify and collect unclaimed revenues due to the “revenue leakage” of unmanaged IP services such as VoIP. Using IBM BladeCenter hardware and the NarusInsight Discover Suite (NDS), Brasil Telecom can now efficiently manage revenue streams across services running on their networks.”
BrT justifica que a utilização do software se deve à perda de receita causada pelo VoIP.
Reação das empresas de telefonia
http://www.voipinfo.org
http://www.inf.ufrgs.br/~caciano/ApresentacaoVoIPCaciano.pdf
Caciano Machado <[email protected]>
Obrigado
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