Redes de telefonia IP

A popularidade da Internet tem despertado o interesse por tecnologias de baixo custo para o transporte dos sinais de voz. Desde o surgimento dos primeiros produtos comerciais a explorar a transmissão de voz pela Internet, isto por volta de 1995, os sistemas VoIP evoluíram bastante.

Figura 1 - Topologia de um sistema de telefonia convencional

Com a utilização de redes baseadas em VoIP para tráfego de voz elimina-se a necessidade da presença de um circuito entre dois assinantes, como ocorre na comunicação telefônica convencional. Dentro dos conceitos das redes de pacotes, a voz e os dados podem ser transmitidos simultaneamente utilizando o protocolo IP neste processo.

O Gateway VoIP

Para realizar uma chamada são necessários protocolos de controle e sinalização para executar algumas tarefas com localização do usuário, notificação de chamada, início de transmissão de voz, finalização de transmissão de voz e desconexão.

O gateway VoIP é utilizado para intermediar a comunicação entre a rede telefônica convencional e a Internet. Trata-se de um equipamento localizado em um nó da rede de computadores, responsável pela comunicação com outras redes que utilizam protocolos diferentes. Com este fim, o gateway utiliza tradutores de protocolos, de sinais, conversores de taxas de transmissão etc.

No caso de transmissão de voz, um gateway VoIP possibilita a comunicação entre a rede telefônica convencional e uma rede de computadores. Tais equipamentos possuem placas processadoras de voz que possibilitam aos usuários de computadores se comunicarem com outros usuários que estejam utilizando telefones convencionais.

Principais arquiteturas

A VoIP é uma tecnologia que permite a digitalização e codificação de voz e o empacotamento de dados IP para a transmissão em uma rede que utilize TCP/IP, ou seja, ao invés do uso de sistemas comutados de circuitos para comunicações de voz, como ocorre na telefonia convencional, a VoIP utiliza um protocolo de pacotes, o Internet Protocol (IP), originalmente projetado para comunicações de dados.

Neste caso, podemos ter três arquiteturas básicas para a comunicação utilizando os conceitos de VoIP:

Telefone-computador:

Sistema composto por um aparelho telefônico convencional, um gateway VoIP e a rede de computadores. Neste caso, o gateway é o intermediário entre a rede telefônica e a Internet. Ele recebe o sinal analógico da linha telefônica, digitaliza esse sinal agrupando-o em pacotes IP e, em seguida, enviando os pacotes para o computador ligado à Internet.

No sentido contrário, o gateway recebe o sinal vindo da Internet (em forma de pacotes) e faz a conversão digital-analógica adequando este sinal para os padrões da rede telefônica local.

Figura 2 - Arquitetura telefone-computador

Computador-computador:

Sistema composto apenas por computadores utilizando uma arquitetura cliente / servidor, os quais são responsáveis pelos processos de conversão de sinais necessários para a comunicação.

Figura 3 - Arquitetura computador-computador

Telefone-telefone:

Sistema composto por aparelhos telefônicos convencionais, pelo gateway VoIP e pela rede de comunicação. Neste caso, o sinal analógico deve ser digitalizado e codificado em pacotes IP nos dois extremos. Em seguida, os pacotes IP são enviados pelo gateway VoIP através da rede de comunicação.

No lado da recepção, outro gateway providencia a decodificação e conversão do sinal para a forma analógica de modo que ele possa ser enviado ao outro aparelho telefônico.

Figura 4 - Arquitetura telefone-telefone

VoIP na Prática

Os sistemas propostos anteriormente podem ocorrer simultaneamente, reunindo computadores, telefones convencionais e gateways, todos em uma só rede e se comunicando através do VoIP. Nessas arquiteturas, um gateway VoIP deve ser capaz de identificar se o fluxo de dados ocorre entre computadores (não interferindo nessa comunicação), entre telefones convencionais ou entre computadores e telefones convencionais.

Figura 5 - Arquitetura VoIP na prática

As vantagens

A principal vantagem de Voz sobre IP com relação à rede telefônica convencional é a facilidade de adição de novos serviços e funcionalidades, assim como a significativa diminuição dos custos de implantação e manutenção por parte das empresas.

Outra vantagem oferecida pela VoIP é a consolidação das redes de dados. Na prática as empresas mantêm duas redes, uma para voz e outra para dados. Como a operação das redes de voz são bem mais caras que as redes de dados, o uso de VoIP eliminaria as redes de voz, gerando redução de custos.

Figura 6 - Topologia de sistema de telefonia IP

Os problemas

O principal objetivo de um sistema VoIP é transmitir os sinais de voz via rede de computadores com o mesmo nível de qualidade e desempenho de um sistema de telefonia convencional, mas com custos bem menores. Todavia nem sempre esse resultado é obtido, principalmente quando a comunicação entre os computadores se dá através de linha discada (analógica).

No caso dos meios analógicos, as baixas velocidades que envolvem esse tipo de transmissão implicam na perda de pacotes, o que pode ocasionar a perda da conexão. O mesmo pode acontecer se a rede estiver sobrecarregada, uma vez que podem ser inseridos atrasos que podem atrapalhar a qualidade final da voz. Todavia, se a telefonia IP é usada em uma rede privada dedicada, a qualidade final de voz está bem próxima do nível desejado pelos usuários.

Outro problema está relacionado com a própria Internet, que é uma rede de pacotes não orientada a conexão, ou seja, os pacotes de voz que trafegam pela rede podem viajar por caminhos distintos, com velocidades diferentes e nem sempre será possível agrupá-los de forma a recuperar o sinal original.

Cuidados com a tecnologia

A VoIP é uma tecnologia emergente, em processo de maturação. Portanto, projetar, implementar e operar uma rede utilizando esta tecnologia é algo ainda complexo que exige conhecimento dos profissionais e uma preparação cuidadosa, uma vez que existem no mercado diversas arquiteturas, protocolos e soluções disponíveis.

Apesar das facilidades de uso, a tecnologia utiliza uma complexa rede de protocolos, aplicações e equipamentos, que precisam de atenção redobrada quanto à segurança. Os pacotes VoIP passam por uma série de redes e pela Internet pública e, portanto, são suscetíveis aos mesmos riscos de segurança de outras aplicações como o e-mail, ftp, banco de dados e servidores etc.

Conclusão

Voz sobre IP é um conceito relativamente simples: transformar voz em mais uma aplicação IP dentro de uma rede de dados que utilize IP como protocolo de nível de rede. Por esse motivo a tecnologia VoIP vem se popularizando rapidamente. Independente da tecnologia adotada, a integração entre voz e dados na mesma infra-estrutura de rede é um caminho inevitável.

Apesar dos problemas que a tecnologia VoIP ainda apresenta, suas vantagens são claras, pois os custos envolvidos na manutenção de equipes técnicas, infra-estruturas diferenciadas e ligações são reduzidos com a integração dois "mundos", voz e dados, de forma transparente aos usuários.

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