Transcript VoIP
Serviços Multimídia em Redes: VoIP
Prof. André Moraes
Material Cedido por prof. Eduardo Maroñas Monks
Sumário
Fundamentos de VoIP (Voz sobre IP);
Componentes da tecnologia;
Exemplos de cenários e aplicações;
Referências;
VoIP (Voz sobre IP)
Voice over IP (VoIP)
Conceito: “Telefonia/Voz sobre a pilha de protocolos TCP/IP, com possibilidade de integração com a rede pública de telefonia”.
VoIP não é um protocolo .
É uma coleção de protocolos e padrões que permitem a codificação, transporte e roteamento (sinalização) da chamadas de áudio sobre uma rede TCP/IP.
Telefonia IP é um subconjunto de VoIP.
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VoIP (Voz sobre IP)
Redes baseadas em Circuitos Tipos de Tráfego Voz PBX Utilização Outros
50–60%
LAN Desperdício de banda Vídeo Enlace WAN Fatias de tempo (TDM)
• Desperdício de Banda
• Não há congestionamento
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VoIP (Voz sobre IP)
Redes de Pacotes Tipos de Tráfego Utilização Voz PBX Vários
90–95%
LAN F I L A Células/Pacotes/Quadros Vídeo Pacotes Individuais
• Alta eficiência na utilização da Banda
• Gerência de Congestionamento
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VoIP (Voz sobre IP)
Momento atual para o mercado de serviços VoIP
Problema Dados Voz Voz Tráfego de Voz excede ao de dados Dados Disponibilidade de Largura Banda mais barata Economia Consolidação da Rede Custos de Utilização Avanços em QoS IP Precedence, RSVP 802.1p,DiffServ Padrões e protocolos abertos SIP H.323
MGCP IAX DSP DSP Avanços em Digital Signal Processors (DSP) Serviços Multimídia em Redes – VoIP 6
VoIP (Voz sobre IP)
Custo por ponto de um sistema telefônico proprietário (PBX) vs.
Custo por porta de switch padrão Ethernet Serviços Multimídia em Redes – VoIP 7
VoIP (Voz sobre IP)
Vantagens x Desvantagens do VoIP Vantagens:
•Convergência; •Possibilidade de novos serviços e aplicações; •Diminuição de custos das ligações (DDD/DDI); •Melhor aproveitamento da infra-estrutura de rede
existente.
Desvantagens:
•Custo dos equipamentos; •Requisitos para garantir a qualidade da telefonia
convencional (QoS);
•Problemas para garantir a localização das chamadas (911
nos EUA).
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VoIP (Voz sobre IP)
Componentes:
• Protocolos, recomendações e padrões – SIP
, H.323, MGCP, IAX
– RTP/RTCP, SDP – ENUM • Codecs (codificadores/decodificadores) • Arquiteturas • Equipamentos
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VoIP (Voz sobre IP)
Esquema simplificado da distribuição dos protocolos e recomendações VoIP Sinalizaçã o Sinalizaçã o Dados Transporte dos Dados (Voz) Transporte da Sinalização / Mídia Serviços Multimídia em Redes – VoIP Transporte da Sinalização / Mídia 10
VoIP (Voz sobre IP)
Codecs (codificadores/decodificadores):
• Tem a função de gerar bits a partir de amostras de
voz
• Podem fazer a compressão da voz, diminuindo a
largura de banda necessária para a transmissão
• Inserem perdas na qualidade do sinal da voz • Existem codecs comerciais e gratuitos • Possuem papel importante na tecnologia de VoIP
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VoIP (Voz sobre IP)
Processo de Digitalização, Codificação e Empacotamento de amostras de voz
•Digitalização •Codificação •Compactação •Inserção dos
cabeçalhos
•Overhead muito
alto Serviços Multimídia em Redes – VoIP Aplicação Transporte Rede Enlace Física 12
VoIP (Voz sobre IP)
Tipos de Codecs
•Baseado em forma de onda (
WaveForm codecs
)
•Amostragem e digitalização •Baseado em voz humana (
Vocoders
)
•Transmite parâmetros de variação de uma voz padrão
Características
Kbps Quadro (ms) Atraso algor. (ms) Qualidade
G.711
64 10 Ótima
G.729A
8 10 15 Boa
G.723.1
5.3-6.3
30
37.5
Boa
Tabela com características de alguns codecs Serviços Multimídia em Redes – VoIP 13
VoIP (Voz sobre IP)
Características dos Codecs
• Recuperação de perdas • Nível de perdas de pacotes deve ficar abaixo dos 5% para não
haver prejuízo na qualidade da conversação
•
Quanto maior a compressão e número de amostras por pacote, menor a tolerância a perdas
• Consumo de banda diretamente relacionado a compressão dos
codecs
•
Detecção de atividade de voz (VAD – Voice Activity Detection) Serviços Multimídia em Redes – VoIP 14
Componentes
Protocolos e padrões:
ITU-T – H.323
É uma recomendação abrangente que determina os padrões a serem utilizados para:
•sinalização; •estabelecimento de sessões; •controle de chamadas; •gerenciamento de largura de banda; •controle de admissão; •codecs para transferência de áudio e vídeo, e; •protocolos de transferência de dados.
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Implementações do H.323
Bibliotecas: OpenH323 – http://www.openh323.org
Gatekeeper: GnuGK – http://www.gnugk.org
Terminais: Openphone – http://www.openh323.org
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Componentes
IETF - SIP (Session Initiation Protocol)
•Protocolo com funções de
sinalização
Mensagens Textuais
•Parecidas com o protocolo HTTP •Parte de um conjunto de vários protocolos •SDP (Session Description Protocol) – Descrição de
sessão
•SIP – Início de sessão •Adotado amplamente pela indústria
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Componentes
IETF - SIP (Session Initiation Protocol) Agentes:
•Clientes – originam as chamadas •Telefones SIP, softphones (e.g messenger) •Servidores – atendem ou direcionam a chamada •Proxy (funciona também como cliente) •Redirect •User-agent •Registrar
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Componentes
Equipamentos:
•Softphones (Telefones em Software) •Telefones IP •Adaptadores analógicos (ATA) •Gateways •PABX IP (Private Automatic Branch Exchange)
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Componentes
Softphones
•Software de telefonia que permite a
utilização de todas as funções de um telefone convencional, através da utilização de placa de som e microfone/fone de ouvido (headsets)
•Ideal para uso em laptops, uma vez
que basta estar conectado à Internet para ser possível originar e receber chamadas IP, independente do local onde esteja.
•Softphones mais
simples são gratuitos Serviços Multimídia em Redes – VoIP 20
Componentes
ATA - Analog Telephone Adapter
(Adaptador de Telefone Analógico)
• Conecta-se um telefone convencional e
passa a ser um terminal VoIP
• Funciona como um gateway de uma porta • Basta conectar um telefone convencional e
um cabo de rede para poder realizar ligações
• Custo relativamente baixo (~R$ 500,00)
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Componentes
Telefones IP
• Equipamento conectado
diretamente a um acesso de rede, estando sempre em operação e dispensando o uso do computador para originar e receber chamadas.
• Funciona como uma linha
telefônica convencional.
• Alimentação pela rede (Power
over Ethernet)
• Custo alto (~R$ 700,00) •
Telefones USB são apenas uma interface, não um telefone IP!
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Componentes
Gateways
• Tem a função de converter a mídia e a
sinalização entre VoIP e a telefonia convencional.
• Pode fazer a conversão entre protocolos de
sinalização (H.323, SIP) e entre tipos de
codecs
• Possuem capacidade de interface de
telefonia digital - E1.
• Interfaces FXS e FXO (para uso com
telefones e linhas convencionais)
•
Alguns modens podem funcionar como gateways de uma porta FXO (Chipset MD3200) Serviços Multimídia em Redes – VoIP 23
Componentes
PBX IP
•É uma central telefônica digital
conectada a rede local ou Internet, com todas as funcionalidades de um PABX.
•Os ramais são telefones IP, ATA ou
softphones e não estão limitados ao ambiente da empresa, podendo estar instalados na rede da empresa ou num ponto remoto conectado a Internet.
• PBXs em software: Asterisk, SER,
GnuGK (gratuitos)
•Cisco CallManager
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Componentes
Cenários mais comuns de serviços VoIP:
•RPTC
VoIP
RPTC Telefonia Convencional Rede TCP/IP Telefonia Convencional Fone
•VoIP
RPTC Gateway Gateway Rede TCP/IP Telefonia Convencional Gateway Fone IP
•VoIP
VoIP Fone Rede TCP/IP Roteador Rede TCP/IP Fone IP RPTC – Rede Pública de Telefonia Comutada Serviços Multimídia em Redes – VoIP Fone Fone IP 25
Componentes
Cenário típico de uma rede corporativa com serviços VoIP Serviços Multimídia em Redes – VoIP 26