Introdução ao VoIP

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Curso Oficial Elaxtix - Instrodução ao VoIP ( material oficial ETC/ETC )

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Introdução ao VoIP

  1. 1. Capítulo 2INTRODUÇÃO AO VoIP © 2011, PALOSANTO SOLUTIONS todos los derechos reservados. Esta documentación y su propiedad intelectual pertenece a PaloSanto Solutions. Cualquier uso no autorizado, reproducción, preparación de otros trabajos en base a este documento, difusión o representación de software presentado en este documento, sin el permiso expreso y por escrito de PaloSanto Solutions está estrictamente prohibido. PaloSanto Solutions, Elastix y el logo de Elastix son propiedad de Megatelcon S.A. Otras marcas, servicios y nombres de negocios pertenecen a sus respectivas compañías.
  2. 2. Que é VoIP?– A voz sobre IP ou VoIP consiste em transmitir voz sobre protocolo IP.– O conceito é muito amplo e existem muitas alternativas de protocolo. É uma verdadeira sopa de protocolo.– A voz é empacotada para poder ser transmitida em uma rede IP.– O protocolo IP não foi desenhado especificamente para transportar voz.
  3. 3. VoIP: Uma sopa de protocolos
  4. 4. Protocolo IP– Um dos protocolos mais conhecidos.– Seu nome vem de Internet Protocol.– Este protocolo oferece um serviço “sem garantias” também chamado de “melhor esforço”.– Os pacotes podem chegar desordenados e são reordenados no destino.
  5. 5. Protocolo IP– Inclusive, pacotes podem se perder na viagem.– Esta desordem e perdas de pacotes podem afetar a qualidade de voz.– Apesar de tudo, tem-se encontrado maneiras inteligente de resolver estes problemas da melhor maneira possível.
  6. 6. Direção IP (1)– É um número único que identifica a um host conectado a uma rede IP.– Consta de 32 bits ou 4 bits. Na prática se utiliza uma notação onde cada bits se traduz em números decimais e se separa com um ponto. Um exemplo de direção IP é 130.5.5.26– Uma direção IP está composta por duas partes, uma identifica o host e a outra identifica a rede a qual pertence o dito host.– Para encontrar estas partes se utiliza outro parâmetro chamado máscara de rede.
  7. 7. Direção IP (2)– A máscara de rede é um número binário de 32 bits que também se representa em uma notação similar a uma direção IP.– Começa com números um e continua assim até alcançar a quantidade de “uns” igual a porção de direção IP que corresponde a rede.
  8. 8. Direção IP (3)– Por tanto, no exemplo anterior obteremos a direção IP 130.5.5.26 com máscara 255.255.255.0 pertence a rede 130.5.5.0– A máscara anterior foi uma máscara de 24 bits, já que havia 24 “uns”.– Uma vez conhecida a rede onde se encontra o host que queremos localizar já é mais fácil encaminhar os pacotes IP ao seu destino.– Os roteadores armazenam tabelas de rotas ou regras de como localizar as outras redes.
  9. 9. Pacotes IP (1)– Um pacote IP contém toda informação necessária para chegar ao destino.– Poderia se dividir em duas partes: cabeceira e carga útil.– A cabeceira é a que contém a informação referente ao pacote.– Essa cabeceira diminui ligeiramente a quantidade de informação que pode-se transportar já que ocupa espaço.– A carga útil pode encapsular por sua vez outros protocolos como por exemplo UDP ou TCP.
  10. 10. Pacotes IP (2) Cabeceira de um pacote IP
  11. 11. Direcionamento IP– Para que os pacotes cheguem ao destino é necessário roteadores.– Os roteadores são dispositivos com tabelas de rotas.– A tabela de rotas de redes destino e para cada uma a direção IP do roteador que permite alcançá-las.– O roteador que nos permite saída a outras redes se denomina gateway.– O pacote IP que chega ao roteador examina-se para ver a que rede pertence, elege-se a rota adequada e o envia para lá.
  12. 12. Protocolo TCP (1)– É um protocolo de transporte.– Se monta sobre protocolo IP para controlar erros na transmissão e que os pacotes sejam recebidos pelas aplicações na mesma ordem em que foram enviados .– Para executar a sua missão TCP necessita conduzir informação adicional que adiciona peso ao pacote. Por isso não é muito recomendado para aplicações de tempo real como a voz.– Contudo pode servir para a sinalização de voz.
  13. 13. Protocolo TCP (2)– TCP introduz o conceito de porta.– Uma porta é uma abstração que nos permite relacionar fluxos de dados com serviços de rede.– Por exemplo, a porta 80 corresponde ao serviço de Web o protocolo HTTP.
  14. 14. Protocolo UDP– UDP (User Datagram Protocol) é outro protocolo de transporte.– Divide informações em pacotes chamados datagramas.– Diferencia-se com o TCP sendo que neste protocolo não lhe importa se os dados chegam com erros ou inclusive se chegam ou não.– Pelo mesmo introduz pouco peso extra ao pacote IP tornando-o mais adequado para aplicações do tempo real como voz.
  15. 15. Sinalização de VoIP– Tal como acontece com a telefonia tradicional é necessário sinalizar as chamadas VoIP.– Existem algumas alternativas aqui de protocolos de sinalização como SIP, H323, MGCP, SIP, entre outros.– Os mais populares sobre Asterisk são SIP e IAX.– Com respeito a SIP e H323, muitas pessoas confundem e pensam que a voz se transmite por este protocolo porém é só a sinalização.
  16. 16. Transporte de VoIP– O transporte da voz se executa pelo protocolo RTP.– RTP significa Realtime Transport Protocol.– O protocolo RTP é quem realmente transporta o áudio codificado.– RTP se transporta sobre UDP.– Em SIP o áudio se transmite por RTP uma vez que se tenha negociado a porta de rede entre Elastix e o endpoint ou telefone.
  17. 17. Relação entre protocolos
  18. 18. Codificação da voz– Para transmitir a voz adequadamente, ela é codificada.– E depois de codifica-la é que ela se monta sobre o RTP.– A codificação pode servir para diminuir a probabilidade de erro ou também para minimizar a largura da banda utilizada.– Para codificar se utiliza um codec, que é um algorítmico.– Existem diferentes codecs, cada um com seus prós e contras.
  19. 19. G.711– Um dos codecs mais utilizados de todos os tempos.– Vem de um padrão ITU-T que foi liberado em 1972.– Ele vem em dois sabores chamados μ-Law (usado na Europa) e a-Law (utilizado nos USA).– Vantagem 1: Boa qualidade de voz já que utiliza 64 kbit/s, uma amostra de 8 bits a 8 KHz.– Vantagem 2: Já vem habilitado em Elastix, não tem que pagar por ele.– Desvantagem: Ocupa muita largura de banda. Não é recomendado para conexões com pouco BW.
  20. 20. G.729– Também um codec muito popular.– Licenciado pela Intel.– Vantagem: Uma muito grande é que comprime muito bem a voz sem nenhum dano significativo da qualidade.– Desvantagem 1: Licenciado por canal de voz. Aprox. $10 por canal.– Desvantagem 2: Embora não cause dano significativo a voz, a qualidade é menor do que se utilizar G.711.
  21. 21. GSM– Também bom compactando voz.– Está relacionado com o padrão de telefonia celular GSM (Global System for Mobile communications), daí o seu nome.– Compacta muito bem a voz com uma qualidade similar ao telemóvel/celular.– Vem habilitado por defeito em Elastix.– Bom como alternativa ao G.729. Ainda que a sua qualidade de áudio é ligeiramente inferior a G.729.
  22. 22. Sobrecarga de protocolos (1)– Os diversos protocolos enviam data adicional à voz.– Temos a Ethernet, IP, UDP, RTP.– Isso faz com que a largura da banda seja real para transmitir voz seja maior ao do codec.– Por exemplo, para transmitir voz utilizando G.711 na teoria deveríamos utilizar 64Kbps (peso do codec) mas na realidade utilizaremos 95.2Kbps de BW.– Em outros codecs mais compressores a sobrecarga é inclusa, mais significativa. (percentualmente falando).
  23. 23. Sobrecarga de protocolos (2)
  24. 24. Sobrecarga de protocolos (3)– Calculemos a largura da banda para G.711 Bytes transmitidos para cada 20ms– 38 + 20 + 12 + 8 + 160 = 238 bytes Bits transmitidos para cada 20ms– 238 bytes * 8 bits/byte = 1904 bits Bits transmitidos para cada segundo– 1904 bits/frame * 50 frames/seg. = 95,200 bits/segundo = 95.2Kbps!
  25. 25. Comparativa CodecsTabela da largura de banda real para alguns codecs.(utilizando Ethernet): Codec BW codec BW real (ethernet) G.711 64 Kbps 95.2 Kbps G.726* 32 Kbps 63.2 Kbps iLBC* 15.2 Kbps 46.4 Kbps GSM 13 Kbps 43.7 Kbps G.720A 8 Kbps 39.2 Kbps * Para esses codec, outras larguras de banda também podem ser utilizados

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