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Marcelo Dieder
   Introdução
   História
   Digitalização da voz
   Codec
   Principais Protocolos
   Protocolo H.323
   QoS
   Principais problemas
   Segurança
   Implementação
   Dúvidas
   Voz sobre IP, ou VoIP Voice over Internet Protocol, é uma
    tecnologia que permite a digitalização da voz humana para
    transmissão em uma rede de dados IP.

   Elimina as tarifas de longa distância ocasionadas através de
    chamadas PSTNs.

   Grandes investimentos e pesquisas por parte de grandes
    empresas para homologar a tecnologia.

   Promessa de redução de custos.

   Segundo IDC, é uma das tecnologias que mais cresce no setor
    de telecomunicações.

   Custo de voz é mais caro que custo de dados.
   Crescimento Dados vs Voz – IDC 2007
   A primeira transmissão de voz foi realizada em 1876 por
    Alexander Graham Bell, através de conexão física de fios entre
    dois dispositivos.

   Na década de 90, as redes de dados começaram a trafegar sobre
    circuitos que até então eram exclusivos para a telefonia.

   Surgiu a necessidade de trafegar a voz sobre a rede de dados,
    iniciando o desenvolvimento de uma nova tecnologia, o VoIP.

   Em 1995, uma empresa de Israel efetuou primeiros testes com
    VOIP.

   Deu início ao desenvolvimento de vários padrões
Voz sobre ip   uma abordagem funcional
   Tudo o que escutamos está na forma analógica.

   A rede telefônica até alguns anos atrás também
    trabalhava de forma analógica.

   Passou a trabalhar em redes digitais que garantiam
    uma maior confiabilidade e qualidade.

   A transformação de um sinal analógico para um sinal
    digital é realizado através da modulação por código
    de pulso, PCM.

   Voip utiliza voz digitalizada para envio em pacotes de
    dados
Sinal analógico/ Sinal digital
   Codifica e descodifica sinais de voz e ou vídeo para
    transmissão em uma rede de dados digitais.

   Tem o propósito de diminuir o tamanho da informação e
    utilizar menos recursos do que sua forma descodificada
    utilizaria.

   Economiza banda disponível em uma rede de dados.

   É através do codec que um sistema VoIP se torna viável.
   G.711 - A recomendação da ITU-T (Telecommunication
    Standardization Sector) - padrão internacional para
    codificação de áudio telefônico em um canal de 64Kbps.
           Lei A (G.711A) e a lei µ (G.711U)

   G.723 – A recomendação G.723.1 da ITU-T define
    requisitos para codec de baixa velocidade (5,3 e 6,3 Kbps)
           Retardo algorítmico total de 37.5ms
           Custo de licenças.

   G.729 – Padrão ITU-T para transmissões em redes de
    dados utilizando uma pequena taxa de largura de banda e
    oferecendo uma excelente qualidade de áudio.
           Um dos mais utilizados
           G.729A - 8Kbps
           G.729B - Aplicação de VAD(Voice Activity Detection)
           Retardo algorítmico total de 15ms
           Custo de licenças.
   Qualidade de Codecs
   H.323, padrão recomendado pelo ITU-T é um dos
    protocolos mais utilizados atualmente para a
    comunicação, sendo também um dos mais
    complexos.

   O SIP, padrão recomendado pelo IETF - protocolo de
    sinalização simples.
          Baseado em protocolos de texto com o HTTP e o
           SMTP atuando no nível de aplicação.

   Necessita da utilização de protocolos IP para o
    encapsulamento da voz - RTP para o transporte de
    pacotes de voz

   Algoritmos de codificação e decodificação de voz -
    codecs.
Voz sobre ip   uma abordagem funcional
   Série de protocolos utilizados para o tráfego de voz,
    vídeo e dados em uma rede IP.

   Desenvolvido para trabalhar na camada de transporte

   Lista de vários padrões que são aplicados ao H.323
           H.320: Padrão original de vídeo conferência ISDN
           H.323: Extensão do protocolo H.320 para vídeo
            conferência por LANs
                 H.225: Protocolo de controle de chamada
                      –   Sinalizacao do H.225 é baseada em ISDN(Q.931)
                         Protocolo RAS - Registration, Admission and
                          Status
                         Q.931 – Protocolo utilizado para estabelecer
                          chamadas H.323.
           H.245: Protocolo de controle de mídia
           H.235: Protocolo para autenticação e criptografia
   Requisitos para funcionamento entre dois
    terminais H.323:

          Suporte H.245 para efetuar a negociação de
           capacidades e utilização de canais

          H.225 para controle da sinalização

          RTP/RTCP para troca sequencial de pacotes
           de áudio e vídeo.
   Requisitos para funcionamento entre dois
    terminais H.323:
   Terminais
           Os terminais são as extremidades da LAN, que efetuam a
            comunicação bidirecional em tempo real.

   Gateways
           São utilizados para efetuar o estabelecimento de
            comunicação entre terminais de diferentes tipos de redes.
           H.323 – ISDN – Comunicação com telefonia digital.
           H.323 – FXO(Foreign eXchange Office), interfaces de um
            operadora ou central telefônica PABX
           H.323 – FXS(Foreign eXchange Subscriber), Comunicação
            com interfaces analógicas
           H.323 – SIP – Interoperabilidade com o protocolo SIP

   MCU
           Componente central que realiza uma conferência de
            chamadas possibilitando que 3 ou mais pessoas possam
            falar simultaneamente.
   Gateways
   Gatekeepers oferecem serviços centralizadores de controle de
    chamada para extremidades H.323, efetuando o registro, admissão e
    controle destes.

   Roteamento, encaminhamento e a tradução de endereço de
    chamadas efetuadas por terminais, gateways e outros gatekeepers.
   Execução através de fases
          1ª   H225(RAS e Q.931)
          2ª   H245(Troca de capacidades)
          3ª   CODEC/RTP
          4ª   Finalização chamada
   Realização de redes integradas (rede mesh),
    onde todos os pontos podem compartilhar
    tráfego de chamada

   Conceito é definido como zonas ou neighbors

   Escalabilidade e redundância para a rede VoIP
   Habilidade de prover diferentes prioridades
    baseados no tipo de aplicação em uma rede
    de dados.

   Tráfego de voz em uma rede é crítico

   Diferentes mecanismos para a implementação
    de controle de serviço

   Implementação de VoIP sem a utilização de
    QoS não é recomendada
   Latência
            Tempo necessário para a origem enviar um pacote
             de voz e o destino receber, causando atrasos na
             recepção da voz
            Não ultrapassar 150ms
   Jitter
            Tempo de variação de atraso dos pacotes de voz.
            Prejudica qualidade
            Buffer Jitter

   Perda de pacotes
            Prejudica qualidade

   Interoperabilidade
            Protocolo complexo que precisa ter um padrão de
             configuração entre todos os equipamentos
   Tecnologia relativamente nova.

   Ausência de criptografia de voz
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   Protocolos para configuração de equipamentos
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          SNMP e HTTP

   Ataques de negação de serviço

   Proxy entre rede VoIP e a rede PSTN
   Componentes
         S.O. Linux Centos 5.5 - Sistema Operacional
          Linux

         OpenH323 - Biblioteca do protocolo H.323.

         Gnugk - Gatekeeper para o protocolo H323.
         Ekiga Softphone - Softphone.

         Mediatrix 1102 - Gateway de voz H.323 com
          duas portas FXS.

         Wireshark - Analisador de tráfego utilizado
          para capturar os pacotes de voz.
   Gateway Mediatrix 1102
   Player Wireshark
   Padrão H.323 é robusto e escalável apesar de
    sua grande complexidade

   Possui problemas de segurança que precisam
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   Demonstrar como funciona detalhadamente o
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Voz sobre ip uma abordagem funcional

  • 2. Introdução  História  Digitalização da voz  Codec  Principais Protocolos  Protocolo H.323  QoS  Principais problemas  Segurança  Implementação  Dúvidas
  • 3. Voz sobre IP, ou VoIP Voice over Internet Protocol, é uma tecnologia que permite a digitalização da voz humana para transmissão em uma rede de dados IP.  Elimina as tarifas de longa distância ocasionadas através de chamadas PSTNs.  Grandes investimentos e pesquisas por parte de grandes empresas para homologar a tecnologia.  Promessa de redução de custos.  Segundo IDC, é uma das tecnologias que mais cresce no setor de telecomunicações.  Custo de voz é mais caro que custo de dados.
  • 4. Crescimento Dados vs Voz – IDC 2007
  • 5. A primeira transmissão de voz foi realizada em 1876 por Alexander Graham Bell, através de conexão física de fios entre dois dispositivos.  Na década de 90, as redes de dados começaram a trafegar sobre circuitos que até então eram exclusivos para a telefonia.  Surgiu a necessidade de trafegar a voz sobre a rede de dados, iniciando o desenvolvimento de uma nova tecnologia, o VoIP.  Em 1995, uma empresa de Israel efetuou primeiros testes com VOIP.  Deu início ao desenvolvimento de vários padrões
  • 7. Tudo o que escutamos está na forma analógica.  A rede telefônica até alguns anos atrás também trabalhava de forma analógica.  Passou a trabalhar em redes digitais que garantiam uma maior confiabilidade e qualidade.  A transformação de um sinal analógico para um sinal digital é realizado através da modulação por código de pulso, PCM.  Voip utiliza voz digitalizada para envio em pacotes de dados
  • 9. Codifica e descodifica sinais de voz e ou vídeo para transmissão em uma rede de dados digitais.  Tem o propósito de diminuir o tamanho da informação e utilizar menos recursos do que sua forma descodificada utilizaria.  Economiza banda disponível em uma rede de dados.  É através do codec que um sistema VoIP se torna viável.
  • 10. G.711 - A recomendação da ITU-T (Telecommunication Standardization Sector) - padrão internacional para codificação de áudio telefônico em um canal de 64Kbps.  Lei A (G.711A) e a lei µ (G.711U)  G.723 – A recomendação G.723.1 da ITU-T define requisitos para codec de baixa velocidade (5,3 e 6,3 Kbps)  Retardo algorítmico total de 37.5ms  Custo de licenças.  G.729 – Padrão ITU-T para transmissões em redes de dados utilizando uma pequena taxa de largura de banda e oferecendo uma excelente qualidade de áudio.  Um dos mais utilizados  G.729A - 8Kbps  G.729B - Aplicação de VAD(Voice Activity Detection)  Retardo algorítmico total de 15ms  Custo de licenças.
  • 11. Qualidade de Codecs
  • 12. H.323, padrão recomendado pelo ITU-T é um dos protocolos mais utilizados atualmente para a comunicação, sendo também um dos mais complexos.  O SIP, padrão recomendado pelo IETF - protocolo de sinalização simples.  Baseado em protocolos de texto com o HTTP e o SMTP atuando no nível de aplicação.  Necessita da utilização de protocolos IP para o encapsulamento da voz - RTP para o transporte de pacotes de voz  Algoritmos de codificação e decodificação de voz - codecs.
  • 14. Série de protocolos utilizados para o tráfego de voz, vídeo e dados em uma rede IP.  Desenvolvido para trabalhar na camada de transporte  Lista de vários padrões que são aplicados ao H.323  H.320: Padrão original de vídeo conferência ISDN  H.323: Extensão do protocolo H.320 para vídeo conferência por LANs  H.225: Protocolo de controle de chamada – Sinalizacao do H.225 é baseada em ISDN(Q.931)  Protocolo RAS - Registration, Admission and Status  Q.931 – Protocolo utilizado para estabelecer chamadas H.323.  H.245: Protocolo de controle de mídia  H.235: Protocolo para autenticação e criptografia
  • 15. Requisitos para funcionamento entre dois terminais H.323:  Suporte H.245 para efetuar a negociação de capacidades e utilização de canais  H.225 para controle da sinalização  RTP/RTCP para troca sequencial de pacotes de áudio e vídeo.
  • 16. Requisitos para funcionamento entre dois terminais H.323:
  • 17. Terminais  Os terminais são as extremidades da LAN, que efetuam a comunicação bidirecional em tempo real.  Gateways  São utilizados para efetuar o estabelecimento de comunicação entre terminais de diferentes tipos de redes.  H.323 – ISDN – Comunicação com telefonia digital.  H.323 – FXO(Foreign eXchange Office), interfaces de um operadora ou central telefônica PABX  H.323 – FXS(Foreign eXchange Subscriber), Comunicação com interfaces analógicas  H.323 – SIP – Interoperabilidade com o protocolo SIP  MCU  Componente central que realiza uma conferência de chamadas possibilitando que 3 ou mais pessoas possam falar simultaneamente.
  • 18. Gateways
  • 19. Gatekeepers oferecem serviços centralizadores de controle de chamada para extremidades H.323, efetuando o registro, admissão e controle destes.  Roteamento, encaminhamento e a tradução de endereço de chamadas efetuadas por terminais, gateways e outros gatekeepers.
  • 20. Execução através de fases  1ª H225(RAS e Q.931)  2ª H245(Troca de capacidades)  3ª CODEC/RTP  4ª Finalização chamada
  • 21. Realização de redes integradas (rede mesh), onde todos os pontos podem compartilhar tráfego de chamada  Conceito é definido como zonas ou neighbors  Escalabilidade e redundância para a rede VoIP
  • 22. Habilidade de prover diferentes prioridades baseados no tipo de aplicação em uma rede de dados.  Tráfego de voz em uma rede é crítico  Diferentes mecanismos para a implementação de controle de serviço  Implementação de VoIP sem a utilização de QoS não é recomendada
  • 23. Latência  Tempo necessário para a origem enviar um pacote de voz e o destino receber, causando atrasos na recepção da voz  Não ultrapassar 150ms  Jitter  Tempo de variação de atraso dos pacotes de voz.  Prejudica qualidade  Buffer Jitter  Perda de pacotes  Prejudica qualidade  Interoperabilidade  Protocolo complexo que precisa ter um padrão de configuração entre todos os equipamentos
  • 24. Tecnologia relativamente nova.  Ausência de criptografia de voz  RTP  SRTP - AES  Protocolos para configuração de equipamentos VoIP  SNMP e HTTP  Ataques de negação de serviço  Proxy entre rede VoIP e a rede PSTN
  • 25. Componentes  S.O. Linux Centos 5.5 - Sistema Operacional Linux  OpenH323 - Biblioteca do protocolo H.323.  Gnugk - Gatekeeper para o protocolo H323.  Ekiga Softphone - Softphone.  Mediatrix 1102 - Gateway de voz H.323 com duas portas FXS.  Wireshark - Analisador de tráfego utilizado para capturar os pacotes de voz.
  • 26. Gateway Mediatrix 1102
  • 27. Player Wireshark
  • 28. Padrão H.323 é robusto e escalável apesar de sua grande complexidade  Possui problemas de segurança que precisam de estudo e análise
  • 29. Demonstrar como funciona detalhadamente o protocolo SIP e quais são as suas vantagens e desvantagens em relação ao protocolo H.323.