Telefonia IP

1. Telefonia IP Disciplina de Telefonia IP - FLF

2. Quem sou? • Francisco Fábio de Aquino Alves • Formado em Telemática • MBA em Arq. De Redes e CloudComputing • CCNA e LPI 1

3. Ementa • Introdução a tecnologia VoIP • Aspectos de Implantação • Qualidade de Serviço – QoS • Chamadas de Emergência • Integração entre serviços Globais de Telefonia • Telefonia Movel • Segurança • Arquitetura para VoIP • Protocolos

4. PBX Cable DSL Voice Mail Dial Desktop Video Web Voice E-Mail Circuits E-Commerce TDM IP H.323 Extranet H.320 ISDN Video Room-Based Telefonia Tradicional - PSTN • Separadas e caras • Todo o custocai no bolso das Empresas!!! • Crescimento é isolado • Nãopreciso de QOS.

5. Fundamentos da PSTN - OLD • O padrão de numeração é E.164, uma recomendação do ITU-T que define o plano de numeração telefônico público internacional. • Esse padrão define um máximo de 15 números usualmente escritos com um prefixo +. • Inicialmente a voz é transmitida na forma analógica.

6. Fundamentos da PSTN - Atual • PCM: Método mais comumente utilizado para a codificação de voz em um fluxo digital 1s e 0s. • Todas as técnicas utilizam o teorema de Nyquist. • Teorema de Nyquist: Diz que ao retirar uma amostra com a velocidade igual ao dobro da maior frequência utilizada na linha de voz, obterá uma boa qualidade de transmissão de voz. • PCM: Filtro  amostras(8000)  Digital

7. Telefonia Tradicional - PSTN • O termo PSTN(PublicSwitchedTelephone Network) se refere aos equipamentos que as operadoras usam para criar serviços básicos de telefonia entre quaisquer dois telefones no mundo.

8. Telefonia Tradicional

9. Introdução a tecnologia VoIP • O que é VoIP: VoIP é o envio, transmissão ou roteamento da voz humana ou áudios analógicos sobre o protocolo IP.

10. Introdução a Tecnologia VoIP

11. Old World Data 6 New World Voice 5 4 3 Relative Load 2 1 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999E 2000E Year Source: ElectroniCast, BT Alex Brown Research Introdução a Tecnologia VoIP • Mas o que impulsionou o VoIP?

12. Escritório Regional Correio de Voz DAC PABX Telefones PABX QoS PSTN QoS Roteador/GW Roteador/GW Roteador/GW Matriz IP WAN Internet QoS PABX / KS Acesso VPN Filial Funcionário Remoto Introdução a Tecnologia VoIP • CONVERGÊNCIA

13. Introdução a Tecnologia VoIP • O explosivo crescimento do tráfego de dados forçou as operadoras a expandirem suas infraestruturas de redes de dados constantemente. • Porém é importante frisar que os rendimentos do serviço de voz continua mantendo os provedores de serviço e são responsáveis ainda por mais da metade de seus rendimentos. • A não regulamentação das telecomunicações, a explosão do tráfego de dados e a renovação dos serviços forçaram as operadoras a reexaminarem suas propostas para proverem serviços de voz e dados.

14. Introdução a Tecnologia VoIP • Alguns analistas chegaram a fazer previsões de que o tráfego de dados iria consumir 90% da largura de banda mundial em 2003, e com a diminuição dos rendimentos e lucros da telefonia tradicional as operadoras foram forçadas a: • Reduzir o número de plataformas simultâneas que normalmente eram operadas separadamente com circuitos comutados; • Congelar os investimentos nas tradicionais redes de comutação por circuito e migrar para infra de redes convergentes; • Prover serviços mais rentáveis e avançados a partir da necessidade de plataformas(hardware e software) desenhada para entrega de serviços de voz, dados e vídeo.

15. Introdução a Tecnologia VoIP • A migração e/ou adequação afetou a rentabilidade e a viabilidade das operadoras em longo prazo. • Com as mudanças ocorridas as operadoras começaram a procurar maneiras de cobrir seu tráfego de voz e dados, migrando assim seus serviços de voz para a rede de dados, com o intuito de reduzir os custos internos como para prover mais serviços de valor agregado. • Entretanto, a consolidação das redes de voz com a de pacotes, ocorreu com bastante dificuldade, já que a PSTN não foi projetada para trabalhar com dados e nem tinham a intenção de acomodar aplicações de voz ou serviços de valor agregado com voz para usuários de telefonia.

16. Convergência - NGN • A convergência, então, é a fusão da tecnologia de comutação por pacotes com a sinalização telefônica e a inteligência de processamento de chamada, permitindo às operadoras consolidar as redes de voz e dados que tipicamente eram separadas, e prover um novo e diferenciado serviço integrado de comunicações.

17. Convergência - NGN • A convergência é possível pelas novas características técnicas dos equipamentos, em conformidade com a plataforma NGN(Next Generation Network). • Entenda que as NGN podem ser interpretadas como a integração das redes WAN(WideArea Network), LAN(LocalArea Network) e MAN(MetropolitanArea Network), respectivamente, rede corporativa de longa distância, rede local e infraestrutura pública.

18. Convergência - NGN • A transição de ambientes rumo a um cenário convergente passa pelos seguintes pontos: • Da banda estreita para banda larga; • Da infraestrutura analógica para digital; • Da comunicação fixa para móvel; • Passando a ter assim ambientes mais competitivos através da utilização em larga escala do protocolo IP.

19. Aspectos de Implantação • Funcionamento: Por utilizar da rede IP para transmissão da voz em forma de dados, esses dados necessitam ser digitalizados.

20. Aspectos de Implantação • Dificuldades: Garantia da qualidade das chamadas, custo inicial para implantação, dependência da infraestrutura da rede de computadores, energia e etc. • Distorção do Sinal em Transmissão: Banda Passante Limitada, ruídos, atenuação e Ecos.

21. Aspectos de Implantação

22. Aspectos de Implantação Pré-Requisitos • Qualidade de Serviço. • Estudo de impacto de Banda. • Atualização de Hardware e Software (roteadores/switches/pabx). • Interligação com o PABX (Analógica/Digital/IP). • Plano de Numeração Integrado Vantagens • Redução de Custo • Redundância entre os escritórios.

23. Cisco 2800 Series Routers Cisco 3800 Series Routers Cisco Catalyst 6500 Series Do que eu preciso? • Roteadores com Software de voz e DSP (digitaliza a voz)

24. O que eu ganho? • Redução de custo na comunicação; • Redução de custo de cabeamento; • Mobilidade; • PC – Ramal; • Unificação dos serviços de rede; • Aumento da produtividade; • Padrões de compatibilidade.

25. Qualidade de Serviço - QoS • O QoS esta diretamente relacionada ao tráfego, ou seja, ele controla o tráfego da rede definindo prioridades e limites com o proposito de otimizar o uso dos diversos serviços na rede IP. • Quando implementamos o QoS, temos em mente que iremos diminuir problemas como atraso e perdas de pacotes na rede. • Fatores determinantes ao QoS: Latência ou delay, Jitter, perda de pacotes, Bandwidth. • Modelos de QoS: IntServ, DiffServ, BestEfforte MPLS.

26. Qualidade de Serviço - QoS • A largura de banda é suficiente? • Antes de considerar a aplicação de quaisquer dos recursos de QoS, deve-se fornecer largura de banda de rede suficiente para suportar tráfego de voz em tempo real. Por exemplo, uma chamada VoIP de 80 kbps G.711 (64 kbps de carga mais 16 kbps de cabeçalho) será deficiente em uma ligação de 64 kbps porque pelo menos 16 kbps dos pacotes (o que representa 20 por cento) serão descartados.

27. Qualidade de Serviço - QoS • Forma do cabelhado IP

28. Qualidade de Serviço - QoS • Como em outras aplicações de tempo real o VoIP é extremamente sensível a largura de banda , atraso, jitter; • Os pacotes não devem ser descartados; • Padrões seguidos: • CODEC padrão G729 requer perda de pacote menos que 1%; • A especificação do ITU G.114 recomenda menos que 150 ms de atraso em uma via; • Os buffers de variação de sinal acrescentam mais ao atraso ponta a ponta(geralmente > 100 ms.)

29. Qualidade de Serviço - QoS • Em geral o QoS fornece um serviço de rede melhor fornecendo os seguintes recursos: • Suportando a largura de banda dedicada; • Aprimorando as características de perda; • Impedindo e gerenciando o congestionamento na rede; • Modelando o tráfego de rede; • Definindo prioridades no tráfego.

30. Qualidade de Serviço - QoS • A base para fornecer QoS esta na capacidade de um dispositivo de rede em identificar e agrupar os pacotes específicos.

31. Qualidade de Serviço - QoS • Priorizar o tráfego de voz, sobre o tráfego padrão da rede.

32. QoS – Classificação e Marcação • A classificação é o processo de identificar a classe ou grupo ao qual o pacote pertence. • Os dispositivos de rede utilizam alguns critérios de correspondência para colocar o tráfego em um determinado número de classe: • ACL – Protocolos – Porta de entrada – Ethernet 802.1p CoS. • Ex.: access-list 100 permitudpanyany range 16384 32000

33. Qualidade de Serviço - QoS

34. QoS - Enfileiramento • Depois que todo o trafego for colocado em classes QoS com base em seus requisitos de QoS, é preciso fornecer garantias de largura de banda e serviços de prioridade por meio do mecanismo de enfileiramento. • O tipo de enfileiramento mais comum em redes VoIP é o LLK(lowlatencyqueueing) é recomendado por que é mais flexível e fácil de se configurar. • A fila de prioridade do LLK é monitorada na taxa configurada para que o tráfego de prioridade não monopolize toda a largura de banda disponível.

35. Session 1 Session 2 Session 3 Session 4 SQLnet SNMP FTP Voz QoS - Enfileiramento

36. Chamadas de Emergência • Não há como especificar a localização exata pelos protocolos da internet, isso dificulta as chamadas de emergência. • É necessário a adaptação ou configuração de rotas especificas para essas chamadas uma vez que não temos como saber por onde será encaminhada a chamada, mesmo que seu provedor esteja localizado no País de origem.

37. Integração entre sist. Global de número telefônico • DUNDi(Distributed Universal Number Discovery) é um protocolo de pesquisa que utiliza a porta UDP 4520. • DUNDi não é um protocolo VoIP, e sim um protocolo de pesquisa de rotas, que utiliza VoIP para estabelecimento da chamada.

38. Telefonia Móvel • O Serviço de telefonia móvel atual é segmentado em 3 tipos. • Serviço Móvel Pessoal(SMP): é o serviço que permite a comunicação entre celulares e celulares e fixos. • Serviço Móvel Especializado(SME): é o serviço que permite a comunicação entre um determinado grupo de pessoas por meio de radio difusão • Serviço Especial de Radiochamada(SER): conhecido como bip ou paging, permite o envio de informações de uma central a um destinatário especifico. São unidirecionais .

39. Segurança • A segurança nas redes VoIP não foge do padrão de segurança das redes de dados, a garantia da integridade, privacidade, autenticidade e disponibilidade são primordiais, mas para interceptar uma chamada IP é necessário um bom conhecimento de redes. • Proteger os dispositivos de voz e da infraestrutura que compõem a rede VoIP são fundamentais para garantir a disponibilidade do serviço. • Principais problemas: Escutas, Phishing e Cobranças Fraudulentas.

40. Internet Call Center IP Phone DSL Cable E-Mail Web Network PBX E-Commerce Data Dial IP Packetized Voice Extranet ISDN Video Arquitetura VoIP • Na tecnologia VoIP diferentemente da rede de telefonia tradicional a rede é plana e não hierárquica. Ela é especializada no roteamento e transporte dos pacotes de dados, possuem terminais inteligentes, onde a área geográfica do mesmo não interfere na questão de endereçamento.

41. Protocolos • Os protocolos são responsáveis pela comunicação entre os clientes ou equipamentos de usuários finais na tecnologia VoIP. • Eles tem a função de estabelecer , acompanhar e finalizar a conexão. • Exemplos de protocolos: SIP(IETF – RFC2543), H323(ITU-T), IAX2, MGCP.