introdução ao voip
DESCRIPTION
Curso Oficial Elaxtix - Instrodução ao VoIP ( material oficial ETC/ETC )TRANSCRIPT
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.
– 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.
Que é VoIP?
VoIP: Uma sopa de protocolos
– 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.
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.
Protocolo IP
– 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.
Direção IP (1)
– 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.
Direção IP (2)
– 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.
Direção IP (3)
– 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.
Pacotes IP (1)
Cabeceira de um pacote IP
Pacotes IP (2)
– 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.
Direcionamento IP
– 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.
Protocolo TCP (1)
– 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.
Protocolo TCP (2)
– 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.
Protocolo UDP
– 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.
Sinalização 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.
Transporte de VoIP
Relação entre protocolos
– 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.
Codificação da voz
– 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.
G.711
– 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.
G.729
– 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.
GSM
– 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).
Sobrecarga de protocolos (1)
Sobrecarga de protocolos (2)
– 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!
Sobrecarga de protocolos (3)
Tabela da largura de banda real para alguns codecs. (utilizando Ethernet):
* Para esses codec, outras larguras de banda também podem ser utilizados
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
Comparativa Codecs