Voip

VoIP: A PRIMEIRA REVOLUÇÃO DO SÉCULO 21. usuários dos novos serviços baseados nesta nova tecnologia - VoIP - e dos provedores de soluções existentes no mercado.

Inicialmente será feita uma explanação sucinta de como surgiu a Internet e o que é o conjunto de protocolos TCP/IP, seguida de um pouco da história da Voz sobre IP e comentários a respeito dos softwares e dispositivos utilizados nas implementações desta nova tecnologia.

É apresentada também a hierarquia do Sistema VoIP, relacionando este Sistema com o Super-Sistema em que está inserido e quais são seus Sub-Sistemas, dentro da hierarquia.

Na seqüência, mostraremos um panorama geral da VoIP atualmente, as possíveis implementações e serviços disponíveis no mercado, incluindo uma parte dedicada a comentários sobre o futuro desta nova tecnologia.

A Internet e o TCP/IP

Não é possível falar sobre Voz sobre IP (VoIP) sem antes explicar um pouco o que é a Internet e o protocolo TCP/IP.

No fim dos anos 60, o departamento de defesa americano iniciou pesquisas no sentido de interligar as redes de computadores militares dos Estados Unidos. O desafio era interligar várias redes que utilizavam tecnologias diferentes e proprietárias de forma a permitir a troca de informações entre elas.

Como as pesquisas iniciaram durante a guerra fria, havia uma grande preocupação em criar uma rede que permitisse que a interligação entre todos os pontos não fosse vulnerável a ataques. No caso, não deveria haver um único centro de comutação das comunicações e sim uma arquitetura distribuída que permitisse que, se uma base (militar) ou parte da rede fosse destruída, a troca de informações entre as demais continuasse intacta.

As pesquisas levaram à criação da ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network). A ARPANET foi criada utilizando um protocolo idêntico ao hoje conhecido TCP/IP (Transfer Control Protocol / Internet Protocol).

As principais características que tornaram este protocolo ideal para a construção da ARPANET foram: a transmissão dos dados em forma de pacotes que independem da tecnologia das máquinas/redes da origem e do destino, o fato da conexão ser estabelecida fim-a-fim (entre as máquinas de origem e destino, independentemente do caminho que os dados percorrerem) e a possibilidade de roteamento dinâmico na rede, o que quer dizer que o caminho percorrido será decidido pelos equipamentos da rede (roteadores), conforme as condições do momento.

Dos fins militares, a ARPANET chegou ao meio acadêmico em meados dos anos 70, estando presente em várias instituições pelo mundo nos anos 80, como uma grande rede de troca de informações científicas e pesquisas. No fim dos anos 80, o crescimento da ARPANET era exponencial e diversas redes no mundo encontravam-se interligadas por ela, fazendo com que esta grande rede passasse a ser conhecida como Internet. A abertura comercial da grande rede para conexão de órgãos governamentais e empresas privadas fez a Internet se expandir rapidamente até chegar aos lares das pessoas.

Apesar do TCP/IP não ser um protocolo muito rápido, tornou-se o padrão oficial da Internet por suas características que permitem, por exemplo, que um usuário que utiliza o sistema operacional Windows consiga se comunicar através da Internet com usuários do sistema operacional Linux, e por suas características de segurança no que se refere à entrega de dados. Por essas características, diz-se que o TCP é best-effort (melhor esforço), pois o mesmo foi desenvolvido de maneira que a qualquer custo a informação seja entregue ao destino, mesmo que isto acarrete atrasos na transmissão. O que garante esta entrega, é uma série de regras de comunicação entre a origem e o destino dos dados, que permite inclusive que pacotes "perdidos" no meio de transmissão sejam retransmitidos até a completa transmissão de todas as informações.

Diz-se então que o protocolo TCP é orientado à conexão ou protocolo com conexão, pois desde o início da transmissão até seu término, é estabelecido um circuito virtual entre a origem e o destino que independe do meio por onde as informações estão trafegando.

Entretanto, quando falamos em transmissão de voz (ou mesmo vídeo), consideramos que a mesma precisa ser em tempo real, pois do contrário é impossível a troca de informações simultâneas entre duas pessoas, assim como ocorre em uma ligação telefônica feita pela rede pública de telefonia.

Mas, se o TCP só garante a entrega das informações sem evitar atrasos, como utilizá-lo para transmitir voz em tempo real? A resposta é utilizar o UDP (User Datagram Protocol). O UDP é um protocolo de comunicação integrante do sistema TCP/IP que, ao contrário do TCP, não é orientado à conexão (protocolo sem conexão) e, portanto, não garante a entrega ou integridade dos dados transmitidos. No entanto, o UDP permite que as informações possam ser transmitidas com maior rapidez, um pacote atrás do outro, num efeito chamado "rajada de dados" e que, dentro de uma rede com pouca perda de pacotes, alta velocidade de transmissão e pequeno atraso na entrega dos pacotes, permitirá a transmissão de voz (ou vídeo) em tempo real.

Voz sobre IP - VoIP - O Começo

Existem duas maneiras de construir uma rede de comunicação de dados (transmissão de informações, voz ou imagens): fazendo-se a interligação entre as partes através da comutação de circuitos ou pela comutação de pacotes.

A comutação de circuitos é a normalmente utilizada na rede de telefonia pública. Quando o usuário "A" deseja falar com "B", retira seu telefone do gancho, que está conectado a uma central de comutação, disca o número de "B", que podemos considerar como sendo o "endereço" que identifica o destino da conexão e quando "B" efetua o atendimento da chamada, é iniciada a comunicação entre ambos. Neste caso, a central telefônica da companhia de telefonia realiza a comutação do circuito de "A" com o circuito de "B" até que uma das partes encerre a comunicação. Este tipo de comutação não é eficiente, pois mesmo nos períodos de inatividade da comunicação (por exemplo, quando um dos lados pede um momento e pára de falar), os circuitos continuam conectados ocupando os meios de transmissão e comutação, desperdiçando assim a capacidade do sistema.

A comutação de pacotes é aquela utilizada em rede de dados, como as que interligam os computadores na maioria das empresas e na Internet. Sua principal característica é a de indicar em cada pacote transmitido o endereço do destino, evitando assim o uso de circuitos dedicados e a ocupação do sistema nos períodos de inatividade. Utilizando-se a comutação de pacotes, tem-se um melhor aproveitamento da rede de comunicação, já que a ocupação dos circuitos é otimizada. Neste ponto, temos a Voz sobre IP - VoIP (Voice over Internet Protocol), como uma maneira de aproveitar estas vantagens da comutação de pacotes. Isso é possível, pois em uma conexão de voz, por exemplo, quando um dos lados não está transmitindo (falando), não é necessário o envio de pacotes para outra parte, recurso conhecido como "supressão de silêncio".

A tecnologia de Voz sobre IP surgiu em 1995 em Israel, quando um grupo interessado no assunto conseguiu desenvolver um sistema que permitisse utilizar os recursos multimídia de um PC doméstico para iniciar conversas de voz através da Internet. A qualidade do sistema era sofrível, mas este era o primeiro passo para que outros pesquisadores se interessassem pelo assunto. Tanto é que, em 1995 mesmo, uma empresa chamada Vocaltec Inc. lançava o primeiro software dedicado à comunicação por Voz sobre IP, batizado de Internet Phone Software.

O Internet Phone Software foi o precursor dos softfones atuais, softwares que possuem uma interface amigável para o usuário e que conseguem comprimir a voz captada pelos dispositivos multimídia do PC e "empacotá-la" para transmissão pela Internet (e vice-versa), como é o popular Skype.

[1] Tela principal do softfone SKYPE

Mais tarde, em 1998, começaram a surgir os primeiros "gateways", equipamentos capazes de interligar aparelhos telefônicos convencionais ou centrais telefônicas de empresas (PABX's) à rede de dados para comunicação entre estes sistemas com sistemas VoIP. Mais recentemente, surgiram "gateways" especializados e dispositivos denominados ATA (Analog Telephone Adapter - Adaptador para Telefone Analógico), para interligar dois sistemas convencionais e/ou PABX's utilizando como meio de transmissão redes IP. Tanto os "gateways" como os ATA's dispensam o uso de microcomputadores nas conexões.

Equipamentos especializados para VoIP. Da esquerda para direita: • [2] Gateway 2FXS (02 portas para conexão de telefones convencionais) - Furukawa; • [3] ATA HandyTone 486 (01 porta para conexão de telefone convencional) - Grandstream; • [4] ATA 420p (04 portas para conexão de telefones convencionais) - Dígitro Tecnologia Ltda; • [5] IP-Phone 100 bi (Conexão direta à Internet ou rede de computadores) - Ebrax.

Hierarquia do Sistema VoIP

Hierarquia Sistêmica do VoIP

O sistema VoIP está inserido em um super-sistema que é a Internet, convivendo ao lado de outros sistemas dedicados à transmissão de dados e, alguns, para transmissão de imagens.

O super-sistema também poderia ser uma rede WAN (World Area Network), ou seja, uma grande rede de dados privativa de uma corporação, onde a rede de comunicação de pacotes de dados fosse compartilhada com a transmissão de voz. Mas, nos dias atuais, é praticamente impossível que uma WAN exista sem alguma conexão com a Internet, a grande rede global.

Como sub-sistemas do VoIP encontramos os diversos dispositivos (hardware e/ou software) que podem ser utilizados na comunicação de voz sobre protocolo de Internet, tais como softfones (Skype, Messenger, ...), ATA's, Gateways, IP-Phone's, PABX's com interfaces IP (IP-PBX), etc.

Panorama Geral do VoIP

Como já mencionado, inicialmente o VoIP foi implementado para efetuar ligações telefônicas (comunicação de voz) entre dois computadores ligados à Internet. Para tanto, são utilizados uma saída de áudio do sistema multimídia do microcomputador (caixa de som ou fone de cabeça) e um microfone conectado à entrada do sistema (placa de som do PC). Também é utilizado um software (softfone) que faz o gerenciamento desta comunicação, iniciando ou recebendo uma ligação, mostrando os contatos on-line (por exemplo, como faz o programa Microsoft MSN Messenger), compactando e descompactando o áudio.

Existem diversos softfones e programas de troca de mensagens instantâneas que permitem conversas com áudio pela Internet, disponíveis gratuitamente para download na grande rede mundial de computadores, como por exemplo: MSN Messenger, Net2phone, X-ten, Skype, etc. Destes, o programa mais utilizado na atualidade é o Skype, com cerca de 24 milhões de usuários registrados e 130 mil novos cadastros por dia.

Conexão VoIP PC-PC usando softfones e a Internet

Mas não só os usuários domésticos e pequenas empresas conseguem se beneficiar do VoIP. Médias e grandes empresas têm tirado proveito desta tecnologia interligando suas centrais telefônicas (PABX's), seja utilizando "gateways" ou ATA's, seja adquirindo PABX's que possuem recursos de VoIP inerentes ao sistema.

Nas interligações central-central, utilizando a Internet ou link's dedicados, antes utilizados apenas para compartilhamento de dados, ao invés de utilizar a PSTN (Public Switched Telephone Network - Rede de Telefonia Pública Comutada) é utilizado o VoIP para realizar ligações do ramal de uma unidade (matriz de uma empresa, por exemplo) para o ramal de outra unidade (filial), sem custos de DDD/DDI. E também para origem de ligações para telefones fixos ou móveis que estejam mais próximos de determinada unidade, pagando apenas o custo de ligações externas locais.

Conexão VoIP PABX-PABX usando a Internet

Visando a economia com ligações e alegando economizar também na implantação e manutenção dos sistemas, algumas empresas têm chegado ao ponto de substituírem seus PABX's convencionais por soluções completamente IP, os chamados IP-PBX.

Outra categoria de VoIP que vem conquistando adeptos é a de usuários que utilizam seus computadores para ligar para telefones convencionais. Neste sistema, a ligação é gerada a partir de um softfone ou dispositivo ATA para um telefone fixo ou móvel. Esse é um serviço normalmente vendido por uma empresa, onde esta possui roteadores em vários pontos de um estado, por exemplo, todos interligados à Internet. Esta empresa possui um servidor que recebe a requisição de ligação de um assinante e a encaminha para o roteador mais próximo do destino da ligação, o qual, conectado à rede PSTN, origina uma chamada local ou regional para o destino.

Conexão VoIP PC-Telefone Convencional (fixo ou móvel) usando softfone e a Internet

O usuário adquire um telefone virtual que possui um número telefônico válido dentro da rede de telefonia nacional e pode receber em seu softfone chamadas originadas de telefones fixos ou móveis convencionais. Neste caso, o processo ocorre de forma inversa ao descrito anteriormente. Um usuário da rede PSTN liga para o número virtual do assinante e a chamada é recebida por um roteador conectado à Internet, o qual encaminhará a chamada para o terminal onde o usuário do número estiver ativo.

Além destas modalidades, aos poucos surgem sistemas capazes de comunicar um telefone IP (IP-Phone) com outro telefone IP, ou um dispositivo ATA com outro ATA, ou ainda, mesclar a comunicação entre esses dispositivos, sem a necessidade de utilizar uma central telefônica ou microcomputadores com softfones em algum dos lados da comunicação, ou seja, permitindo a comunicação 100% VoIP. O telefone IP, no caso, é um aparelho que, conectado em uma rede de dados ligada à Internet, possibilita a origem e o recebimento de chamadas sem a necessidade de adaptadores (como o ATA, que precisa ser conectado a um aparelho telefônico convencional).

Conexão VoIP usando telefones IP e a Internet

O Futuro do VoIP

Pelos projetos atuais das empresas que hoje trabalham com VoIP, segundo analistas de mercado e alguns pontos descritos , um dos próximos pontos na evolução do VoIP é a extinção por completo do modelo atual de ligações de longa distância (DDD/DDI) pela rede PSTN e, mais adiante, talvez a erradicação dos sistemas convencionais de telefonia.

Parte desta evolução se dará à medida que os telefones IP chegarem aos lares e os acessos em banda larga se popularizarem. Neste sentido, vários segmentos trabalham no intuito de criarem redes convergentes, seja utilizando os meios de transmissão telefônica atual, já compartilhado por serviços ADSL, seja compartilhando meios de transmissão de serviços de TV a Cabo, entre outros.

Conclusão

O VoIP veio para ficar e, a curto prazo, irá substituir todo o sistema PSTN de longa distância e, a médio prazo, também o sistema PSTN de telefonia local.

Verifica-se um grande avanço da tecnologia VoIP, impulsionada principalmente pelo apelo comercial de redução de custos das ligações. Isto faz com que profissionais liberais e empresas, saturados pelos altos custos de operação e variações do mercado, acabem por ignorar possíveis problemas que o VoIP possa ter em razão dos benefícios financeiros.

É certo que alguns problemas ainda precisam ser resolvidos, como o caso da qualidade de voz. Isto porque, apesar da evolução das tecnologias, ainda é difícil trafegar voz em uma rede desenvolvida para o tráfego puramente de dados. No entanto, já existem grupos defendendo um novo sistema, denominado ToIP (Telephony over Internet Protocol), ou seja, Telefonia sobre IP.

Os defensores do ToIP afirmam que a Telefonia sobre IP é muito mais que simples Voz sobre IP. Eles afirmam que o VoIP só permite a comunicação entre dois interlocutores apenas com a intenção de manter uma conversação com o mínimo de inteligibilidade e que o ToIP significa levar todos os recursos e a qualidade de voz dos sistemas telefônicos tradicionais para o ambiente IP. No entanto, independente de como será chamada a tecnologia (VoIP ou ToIP), o importante é haver discussões no sentido de melhorar a comunicação de voz através de redes de dados.

Com certeza, a própria evolução dos equipamentos de dados, que hoje já são preparados para promover o que especialistas chamam de QoS (Quality of Service) ou qualidade de serviço, contribuirá para melhora significativa das comunicações de voz sobre redes de dados.

Bibliografia

* INFO EXAME. São Paulo: Editora Abril, n. 228, mar. 2005.

* Capa Info Exame n. 228, mar. 2005. Disponível em: http://info.abril.com.br/edicoes/228/index.shl.

* TANENBAUM, Andrew S..Redes de Computadores. Tradução: Insight Serviços de Informática. Rio de Janeiro: Campus, 1997. 923 p.

* CASAD, Joe; WILLSEY, Bob. Aprenda em 24 horas TCP/IP. Tradução: Daniel Vieira. Rio de Janeiro: Campus, 1999. 347 p.

* SOARES, Lilian C.; FREIRE, Victor A..Redes Convergentes: Estratégias para transmissão de voz sobre Frame Realy, ATM e IP. Rio de Janeiro: Alta Books, 2002. 365 p.

* Filho, Huber B.. Telefonia IP. Conceitos básicos da Telefonia IP, suas características e aplicações. Disponível em: http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialtelip/default.asp.

* [1] Skype - tela principal. Disponível em: http://www.skype.com/.

* [2] Adaptador ATA HandyTone 486 - Grandstream Networks. Disponível em: http://www.grandstream.com.

* [3] Adaptador ATA 420p - Dígitro. Disponível em: http://www.pressconsult.com.br/.