Guia básico de VoIP com Asterisk

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As Redes

Hoje, VoIP é considerado um dos elementos que têm forjado a convergência das tecnologias de informação e comunicação.

Antes de mais nada, é preciso entender que havia dois tipos bem distintos de rede pública até o começo da década de 1990:

  • Rede de telefonia (PSTN);
  • Rede de computadores (Internet).

A rede de telefonia baseava-se em serviços dedicados com meios de transmissão determinísticos; ou seja, havia sempre um meio de transmissão apto a transmitir a informação desejada. No caso, a voz até o cliente final. Isso era conseguido graças à capilarização das redes com o mínimo de compartilhamentos desses recursos. Com isso, tem-se um cenário ideal para a rede baseada em circuitos.

Algo inverso ao que acontece nas redes de computadores, onde é natural a disputa pelo recurso: o meio de transmissão. Isso acontece não só nas redes locais - onde é natural a formação da rede em árvore - mas também na Internet. Não bastasse isso, vários serviços distribuídos em rede favorecem um meio altamente competitivo, o que favorece a rede ser baseada em pacotes.

O que acontece quando se insere um serviço altamente sensível ao tempo em uma rede baseada em pacotes?

VoIP: o que é?

Voz sobre IP pode agrega, portanto, várias áreas de estudo de redes de telefonia e de computadores, uma vez que tem-se um panorama bastante inóspito para a transmissão de voz em tempo real, transmissão esta fragmentada em pacotes.

Dentre as várias áreas, cabe destacar:

  • tecnologias/protocolos de sinalização.
  • tecnologias/protocolos para descrever quais os tipos de mídia suportados em cada ponta da comunicação.
  • tecnologias/protocolos para transmissão das mídias em ambos os sentidos.
  • tecnologias/protocolos para garantir a qualidade do serviço (QoS).

Enquanto que os três primeiros estão mais ligados às pontas da comunicação, geralmente dois usuários finais, é no último item, qualidade de serviço, que reside hoje o grande problema de implementação de VoIP em escala maior.

Sinalização

A sinalização, termo emprestado das redes de telefonia (e veremos que há muitos outros), é um protocolo utilizado para controlar as ligações entre os elementos da rede - entendendo elemento como um telefone ou uma central telefônica - desde o estabelecimento da chamada até a finalização desta. No caso de VoIP, o termo sinalização acaba se estendendo um pouco mais, já que abrange também a localização do usuário - pela combinação endereço VoIP + endereço IP. Diferente da telefonia, um usuário pode modificar ser número na rede, o endereço IP, sem modificar a sua identificação na rede VoIP.

O termo portabilidade, portanto, torna-se natural nesse meio.

Uma vez que é possível esse tipo de deslocamento, torna-se imprescindível o uso de ferramentas de localização do usuário, bem como a descrição dos tipos de mídia que podem ser suportados, já que o usuário pode estar conectado à rede por meio de um computador ou um telefone com recursos mais limitados.

Exemplos de protocolos de sinalização: H.225.0 e SIP.

Descrição de Mídia

Apesar de ser um elemento opcional em VoIP, tem-se tornado cada vez mais clara a sua relevância, dada a portabilidade que o VoIP proporciona. Entretanto, embora isso possa representar um avanço, pois o leque de opções de mídia a serem transmitidas é maior (codecs, compactação de voz, etc.), tem-se aí mais um fator a ponderar no uso de VoIP: cada usuário pode fornecer uma lista de mídia suportadas distinta.

As centrais telefônicas, portanto, devem/podem prover mais esta funcionalidade: alinhar as mídias em cada segmento da comunicação. Quando não for possível compatibilizar diretamente (usando um mesmo codec, por exemplo), a central deverá/poderá converter uma das mídias para permitir o fluxo sem problemas. Entram aí as conversões de codec, que podem comsumir consideravelmente os recursos computacionais.

Significa, portanto, que VoIP acarreta outro problema: como equalizar o uso de recursos de rede com os recursos computacionais? VoIP traz um cenário diferenciado para um problema antigo, que era resolvido com o uso de redes poucos disputadas pelos serviços que ali rodavam.

A solução vem dos dois mundos, de redes e de computadores, em entender como a voz pode ser compactada e fragmentada, transmitida por um meio não adequado e chegar ao destino com qualidade aceitável. No que tange à descrição de mídia, o favorecimento de melhores codecs é um ponto a favor para isso - e melhores codecs são aqueles que, dentro de um cenário específico, mostram-se mais indicados para equilibrar a relação rede X processamento.

Como exemplo de protocolo de descrição de mídia, tem-se o SDP.

Transmissão de Mídia

Uma vez escohida a mídia mais adequada para cada situação, cabe a um terceiro protocolo realizar, de fato, a transmissão da mídia. Este processo envolve, basicamente, a garantia de que a informação respeitará, ao máximo, a idéia do tempo real, já que os atrasos nas redes de computadores são altamente variáveis (dia, hora, segundo).

Isso significa desde estabelecer uma cadência na saída dos pacotes, com o correspondente reajuste na chegada, até descartar pacotes ou mesmo inviabilizar a ligação por causa da má qualidade da transmissão.

O RTP é um exemplo de protocolo de transmissão de mídia.

Qualidade de Serviço

Sabendo que a transmissão da mídia, em geral, não engloba prover qualidade ao serviço, mas sim garantir o melhor esforço, há um quarto elemento nas redes VoIP dedicado exclusivamente para isso. Um dos motivos mais óbvios é que a qualidade de serviço depende não só das pontas envolvidas na comunicação, mas sobretudo no meio do caminho, entre os diversos roteadores, entre as trocas de operadoras, entre as qualidades de serviço.

Qualidade de serviço, portanto, é extremamente importante e deve, sempre que possível, estar associado ao serviço de VoIP, garantindo a qualidade do serviço de fato em todos os pontos de estrangulamento das redes de computadores (leia-se roteadores).

VoIP: Como implementar

Os primeiros passos para adentrar neste admirável mundo novo são relativamente simples - se comparado às décadas anteriores. Contudo, deve-se sempre ter em mente que VoIP é um tema em franca expansão de estudos e sistemas, e isso significa melhoria contínua e bastante dedicação para fazer de VoIP um serviço aceitável.

Para fins de estudo, cabe destacar livros técnicos sobre o tema:

bem como livros sobre plataformas e sistemas que implementam a maior parte da teoria que envolve o tema:

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