Convergência de voip e Dados em Redes de Computadores

José Mauricio Santos Pinheiro

A "convergência de voz e dados" é uma das expressões que mais temos nos habituando a ouvir sem que, no entanto, tenhamos nos deparado com um processo efetivo de convergência entre tais tecnologias. A convergência de múltiplas mídias, especialmente voz e dados é, sem dúvidas, um dos assuntos mais abordados na atualidade pelas empresas ligadas aos segmentos de redes de computadores e de sistemas de telecomunicações. Convergência não é um tema recente. Desde o final da década de 1980, as empresas que lidam com tecnologia começaram a se voltar para esse conceito. Nessa época, o que se entendia por convergência era a busca por uma fórmula que otimizasse os meios de comunicação através da instalação de equipamentos ou da utilização de sistemas e que permitissem a coexistência do tráfego de vídeo, voz e dados no mesmo meio de transmissão. Foi com base nesse conceito que muitas redes corporativas foram construídas visando suportar aplicações que precisavam cada vez mais de segurança, integração e gerenciamento.

Tecnologias

Podemos considerar que o primeiro passo em direção às redes convergentes de voz e dados foi dado com o surgimento das redes de telefonia totalmente digitais, baseadas principalmente em infra-estruturas de redes ópticas e que permitiram uma série de melhorias em relação aos antigos sistemas de comunicação analógicos. A seguir, tivemos o surgimento da Internet, fato que levou ao desenvolvimento de novas tecnologias que fossem capazes de suportar o grande aumento do tráfego de informações sob vários formatos (principalmente dados e voz), originado em diferentes topologias de rede, desde pequenas LAN?s de escritórios até redes globais com vários provedores de comunicação. Dentre essas novas tecnologias, candidatas a implementar uma próxima geração de redes convergentes (NGN), podemos destacar a Voz sobre IP (VoIP) e a Voz sobre Frame Relay (VoFR) como as mais empregadas no momento.

VoIP e VoFR

Desde que o TCP/IP tornou-se uma solução estratégica para redes, surgindo como um protocolo de convergência para dados, voz e vídeo, muitos esforços foram feitos para conceber novas funções e aumentar sua performance. Muitas empresas passaram a utilizar serviços baseados no protocolo IP em suas redes com o objetivo de combinar o tráfego gerado entre LAN?s e WAN?s ou para possibilitar simplesmente a integração dos serviços de voz entre os diversos usuários de suas redes. Dentre as muitas tecnologias convergentes, capazes de transportar voz e dados pela Internet, uma das que mais se destaca atualmente é a chamada Voz sobre IP ou simplesmente, VoIP. Trata-se de uma tecnologia que pode ser aplicada tanto na infra-estrutura das redes das operadoras de telecomunicações, como também em aplicações corporativas e domésticas. Mas, será que o protocolo IP atual é o mais adequado para transportar voz? Tecnicamente a resposta seria não. O IP que utilizamos atualmente (IPv4) não é o mais adequado para trafegar voz porque não apresenta mecanismos que permitam o controle de QoS (Qualidade de Serviço). Isso não significa dizer que não seja possível trafegar voz sobre IP. Apenas não temos como fazer com que uma rede IP priorize o tráfego de voz em um momento de congestionamento, nem como impedir que uma transferência de arquivos degrade a qualidade de voz de quem fala ao telefone usando a rede. Este tipo de problema deverá ser resolvido com a nova versão de IP (IPv6), que implementa soluções para QoS ou através de protocolos de controle que possam garantir essa qualidade necessária. Vários protocolos já foram especificados e implementados até o momento. Os organismos internacionais que padronizam os protocolos de comunicação estão trabalhando para estabelecer qual (ou quais) serão os mecanismos de qualidade de serviço que serão adotados pela indústria para que, dessa forma, os fabricantes de equipamentos possam se adequar e oferecer produtos com a qualidade exigida pelos usuários.

Figura 1 - Exemplo de configuração de rede com VoIP

Já o Frame Relay é um protocolo reconhecido pela sua capacidade de convergir, de maneira eficaz, em termos de custo, dados, voz e vídeo a baixas velocidades. O Frame Relay há alguns anos atrás era tido como um protocolo apenas para dados. Atualmente ele é o mais utilizado para transporte de voz em redes corporativas. A tecnologia Frame Relay também possui facilidades para o transporte de voz, fax e sinais de modems analógicos atendendo aos requisitos de atrasos (delay) específicos para esse tipo de aplicação. Uma aplicação muito comum atualmente é a VoFR (Voz sobre Frame Relay).

Figura 2 -Configuração de rede com VoFR

Voz Sobre Pacotes

Tanto o transporte de Voz sobre Frame Relay quanto o de Voz sobre IP fazem parte de uma tecnologia genérica que chamamos de "voz sobre pacotes". Esse nome é usado com o objetivo de distinguir esta aplicação da antiga tecnologia de multiplexação no tempo dos canais de voz e dados, o conhecido TDM. O TDM tinha como característica principal a alocação estática de banda para cada canal de voz ou de dados em uma rede. Essa preocupação com o desperdício de banda fez com que a indústria se voltasse para o desenvolvimento de tecnologias que permitissem a alocação dinâmica de recursos na rede a este novo conceito de alocação dinâmica se deu o nome "voz sobre pacotes". Na prática, o Frame Relay foi o único protocolo de pacotes usado efetivamente para transportar voz, isto porque ele apresenta características importantes como baixo overhead, ou seja, um volume muito grande de bits transmitidos com informação útil e mecanismos de controle de congestionamento, ideais para uma aplicação sensível ao atraso como é a voz. Como o processamento dos pacotes no Frame Relay é rápido, ele é ideal para interligar redes complexas. Como é possível transmitir múltiplas conexões lógicas em uma única conexão física, os custos de comunicação podem ser reduzidos. Pela redução da quantidade de processamento necessária, são possíveis um maior desempenho e melhor tempo de resposta. Para a maioria dos administradores de redes, a possibilidade de transportar a voz proveniente de um PABX e sinais de dados através da mesma rede usando procedimentos comuns de gerenciamento e manutenção, atende os requisitos de redução de custos e de complexidade das grandes redes corporativas. Convém ressalvar que, como o Frame Relay não faz conversão de protocolos nem detecção/correção de erros, os dispositivos de rede precisam ser inteligentes, envolvendo a utilização de alguns equipamentos Frame Relay como os FRAD?s (Frame Relay Assembler/Disassembler), roteadores, bridges e switches de frame. Deve-se levar em consideração também a qualidade do serviço prestado pelas operadoras de telecomunicações para que o resultado das aplicações de rede possam atender os requisitos dos serviços disponíveis aos usuários.

Aplicações

Genericamente, Voz sobre Frame Relay (VoFR) é uma tecnologia eficaz de transporte para WAN, sendo, neste caso, mais eficiente em termos de banda do que a tecnologia de VoIP. Entretanto, VoFR não pode ser implementado sobre LAN`s ou até o desktop. Por esse motivo VoIP (voz sobre IP) é a forma de implementação predominante de voz sobre pacotes hoje e, para aplicações de voz, é normalmente a única opção, mesmo que a implementação de rede seja apenas para a comunicação entre PABX`s situados em pontos remotos. A utilização de aplicações baseadas em VoFR ou VoIP auxiliam na redução dos custos com as ligações telefônicas, comunicação entre os escritórios remotos de uma empresa, atividades de treinamento à distância (videoconferência), entre outros, utilizando a infra-estrutura de telecomunicações existente para o tráfego de voz, dados e imagem.

Conclusão

O Frame Relay e o IP são protocolos que se destinam a aplicações completamente distintas, servindo apenas como invólucros para o encapsulamento da informação, seja ela voz, dados, imagem. A escolha de um ou outro para o transporte da informação através de uma rede de comunicação irá depender da aplicação final, e não o contrário. Em uma rede privada, com conexões ponto a ponto, o Frame Relay pode ser usado como protocolo básico para a conexão de voz e dados entre duas localidades quaisquer, sendo transparente ao usuário. O mesmo vale para o protocolo IP. A utilização de Voz sobre IP em uma aplicação tipicamente corporativa - integração de PABX ou ramais remotos para tráfego de voz interno à empresa, por exemplo, irá certamente demandar maiores investimentos em banda a fim de garantir a mesma qualidade que seria obtida com Voz sobre Frame Relay.

José Maurício Santos Pinheiro Professor Universitário, Projetista e Gestor de Redes, membro da BICSI, Aureside, IEC e autor dos livros -Guia Completo de Cabeamento de Redes - CabeamentoÓptico

E-mail: jm.pinheiro@projetoderedes.com.br