Monitoramento VOIP em Call Center (título provisório)

Resumo

O Mercado corporativo está cada vez mais voltado ao uso de tecnologias VoIP como solução de telefonia. O VoiP (Voice over Internet Protocol) surgiu na década de 90 e tem sido amplamente difundido nos meios corporativos.Diversas empresas do mundo vem investindo pesado em desenvolvimento e implantação de sistemas VOIP, tendo como foco a redução de custos com a telefonia. O aumento na oferta de redes de internet com maior capacidade e confiabilidade, aliado a popularização do SIP trunking (sistema que permite que linhas PBX usem VoIP fora da rede da empresa com a mesma conexão da internet) estão impulsionando o crescimento no número de empresas que adotam o VOIP.

Embora os sistemas VoIP tenham evoluindo muito nos últimos anos, a qualidade do serviço ainda exige cuidados durante o planejamento e implantação de um sistema VoIP. Problemas como atraso, variação de atraso e perdas de pacotes, podem influenciar negativamente na qualidade de um sistema VoIP, que deve na sua essência ter a mesma qualidade que um sistema analógico ou digital.

O Objetivo desse trabalho é prover através de uma ferramenta de monitoração e uma metodologia de trabalho, controles e monitoração de uma rede VoIP corporativa. Diferente de uma analise puramente na rede de dados, mostraremos testes voltados exclusivamente para a qualidade de serviço VoIP. Usaremos a Ferramenta VoIPmonitor[1], que disponibiliza além dos testes básicos de desempenho de rede, uma série de informações voltadas ao controle e monitoração de ligações. Com a finalidade de mostrar metodologia sendo aplicada em um ambiente real, utilizaremos como estudo de caso um Call Center corporativo já implantado, que possui um cenário amplo com diversas variantes.

Proposta Estrutura Cap.2

Fazer parágrafos introdutórios descrevendo o que vai ser apresentando e por que.

Apesar dos avanços nas tecnologias, um sistema VoIP corporativo ainda não está livre de velhos e conhecidos problemas. Problemas como perda de pacotes, atraso de transmissão e variação no atraso de transmissão, ainda influenciam na qualidade da voz que trafega através da comutação de pacotes.

Este trabalho tem por objetivo apresentar, juntamente com uma ferramenta de analise de rede, uma metodologia de monitoração e controle de um sistema VoIP. Como cenário pratico para o trabalho, usaremos um Call Center Corporativo já implanatado, com o núcleo da operação baseado em VoIP encima do Asterisk. Iremos abordar conceitos basicos para o funcionamento de um sistema VoIP. Juntamente com a ferramenta mostraremos a especificação e a configuração de uma monitoração precisa, com reports de erros, controle de ataques, analise de fluxo de ligações entre outros. A ideia central é que uma pessoa com um conhecimento mediano em VoIP e redes de dados, consiga através abordagem deste trabalho, implantar um sistema robusto para monitoração e controle de erros em um sistema VoIP.

sec 2.1 - Call Centers e Arquiteturas de Redes VOIP

Arquiteturas de Redes Voip: aqui falar da arquitetura SIP (e um pouco de H.323), RTP, RTCP, codecs

O Mercado corporativo está cada vez mais voltado ao uso de tecnologias VoIP como solução de telefonia. O VoiP (Voice over Internet Protocol) surgiu na década de 90 e tem sido amplamente difundido.Diversas empresas do mundo vem investindo pesado em desenvolvimento e implantação de sistemas VOIP, tendo como foco a redução de custos com a telefonia. O aumento na oferta de redes de internet com maior capacidade e confiabilidade,ajudam a impulsionar o crescimento no número de empresas que adotam o VOIP. Para o seu perfeito funcionamento, um sistema VoiP faz na verdade o uso de uma série de protocolos e arquiteturas. Abaixo citaremos brevemente alguns pontos que valem ser lembrados:

Codecs

São dispositivos de hardware ou software, que codificam/decodificam sinais. Na telefonia IP os codecs são usados ​​para converter um sinal de voz analógico para digital. Os Codecs Influenciam na qualidade do som, na largura de banda necessária e no processamento dos equipamentos envolvidos. Cada dispositivo VoIP normalmente suporta vários codecs diferentes, que quando conversam com outro, negociam previamente o codec que irão usar. Os exemplos mais utilizados hoje são: G.723, G.711A, G.711u, G.729a. Vale lembrar que codecs requerem pagamento de royalities para a sua utilização num produto ou programa.

RTP e RTCP

O RTP e o RTCP são protocolos que atuam na camada de transporte, onde são aplamente utilizados em sistemas VoiP. O RTP (Procotolo de Tempo Real) é definido na RFC 1889, onde determina um formato de pacote padrão para o envio de áudio e vídeo pela Internet. O RTP roda sobre o UDP. Já o RTCP é definido pela RFC 3550, onde é descrito para funcionar em conjunto com o RTP .(KUROSE; ROSS, 2006) Na Pratica o RTP fica responsável pela entrega dos dados, enquanto o RTCP envia pacotes de controle aos participantes da conexão. A função principal do RTCP é fonecer informações sobre a qualidade dos serviços oferecidos pelo RTP.

Protocolo H.323

A Recomendação H.323 da ITU-T, é uma das primeiras recomendações a especificar a implementação de conferências multimídias, em redes de dados. Ela especifica uma série de protocolos, métodos e elementos de rede necessários para estabelecer uma conexão multimídia entre dois usuários(JESZENSKY, 2007) O H.323 usa tanto TCP (Transport Control Protocol) quanto UDP (User Datagram Protocol). Os sinais de controle e dados usam TCP porque devem ser recebidos na ordem que eles foram enviados e não podem ser perdidos. Já o fluxo de áudio e vídeo usam o UDP. Por padrão, os terminais H.323 devem suportar o codec G.711 para codificação de áudio e o codec H.261 para vídeo, sendo o suporte aos outros padrões opcional. O H.323 O H323 é um protocolo relativamente antigo, que está atualmente sendo substituído pelo SIP.

O Protocolo SIP

O SIP - Session Initiation Protocol foi definido na RFC 2543 em março de 1999 e revisado em junho de 2002 pela IETF. É um protocolo de sinalização baseado em dois outros protocolos largamente utilizados na internet, são eles: HTTP (HipertText Transport Protocol),utilizado na navegação web e SMTP (Simple Mail Transport Protocol) usado no envio de e-mails. O SIP é um protocolo textual e tem característica cliente-servidor, onde os clientes efetuam requisições e os servidores que retornam uma resposta.Em geral esta arquitetura faz uso do protocolo RTP (Real Time Protocol) para o transporte de dados em tempo real.(FERREIRA et al., 2006) Como o próprio nome já ressalta, o SIP é um protocolo de inicialização da sessão e baseia-se fundamentalmente em transações, que podem ser entendidas como uma requisição. A partir da troca de mensagens, ou seja, o processo de sinalização, as partes podem estabelecer uma sessão multimidia. Estas mensagens são baseadas em texto, o que facilita sua implementação. O SIP é responsável pela sinalização, gerenciamento, modificação e término das sessões.(FERREIRA et al., 2006) Através do SIP podemos criar sessões multimidias Unicast(ponto a ponto) ou Multicast(conferência), podendo ser aplicado em uma unica rede ou entre diversos segmentos de rede. A arquitetura do SIP consegue tratar redirecionamentos, encaminhamentos, endereços de domínio, temas essenciais quando tratamos de aplicações em rede corporativa. O SIP possibilita a mobilidade ao usuário, através de um login e senha ele consegue se conectar a um servidor de qualquer rede ou subrede(FERREIRA et al., 2006)

A organização de Call Centers.

Um Call Center baseia-se em uma estrutura fisica integrada a recusos humanos , que juntos viabilizam um canal de comunicação entre uma empresa e seus clientes/possiveis clientes. Existem diversos formatos de operações em Call Center, sendo que um dos principais é o relacionamento através de ligações telefonicas. Nosso trabalho cruza com o Call Center, pelo fato de que muitos deles usam um sistema VoiP para gerenciar suas ligações. A seguir vamos detalhar um exemplo de estrutura de telefonia de um Call Center.

Um Call Center é geralmente formado pelos componentes descritos na figura abaixo:

Aqui Vou Incluir um Desenho basco de um call center

Usuários – Clientes ou prossiveis clientes de uma empresa, com necessidade de um contato telefonico.

Agentes – Pessoas responáveis por prestar o atendimento para os usuários.

PA(Ponto de atendimento)- Local na estrutura fisica,provido de um ponto telefonico, onde os agentes atendem os usuários.

URA (Unidade de resposta audível) – Elemento de Call Center geralmente usado em operações receptivas, responsável por pré-atender as ligações e oferecer aos usuários opções para seleção. As opções geralmente estão atreladas a grupos de agentes, responsaveis por determinado tipo de serviço ou informação. Para selecionar a opção desejada o usuário digita uma tecla de seu telefone, que por sua vez envia um sinal multifrequencial para a URA. Através da opção digitada o cliente é encaminhado ao DAC.

DAC (Distribuidor Automatico de Chamadas) – Formado por um conjunto de agentes ou PA`s, o DAC é responsável por distribir as ligações. O DAC geralmente é atrelado a um sistema de gerenciamento, que permite a monitramento, gravação, agendamento, etc. de ligações.

No exemplo citado, todo o trafego de ligações entre a URA, DAC e Agentes são via VoiP. Essas podem ser gerenciadas por um ou mais sistemas, uma vez que podemos ter todos os elementos do Call Center integrado em um unico equipamento, ou cada um deles sendo um equipamento diferente.

Dentre as atividades em um call center utiliza-se alguns termos, que servem de indicadores ou pontos de controle, abaixo alguns deles:

Chamadas Recebidas- quantidade de ligações telefonicas recebidas.

Chamadas Originadas- quantidade de ligações telefonicas realizadas.

Hora de maior movimento- Horário do dia ou conjunto de dias em que tem-se o maior fluxo de ligações, comum ser mais controlado em Call Centers receptivos.

Taxa de Abandono- Nas operações receptivas, representa o percentual de chamadas que foram abandonadas pelos usuários antes do seu atendimento sobre o total de chamadas recebidas pelo Call Center.

Talk Time- Tempo de conversação do agente com o usário em uma chamada.

Wait Time- Usado nas operações receptivas. É o tempo que os clientes esperam para ter sua chamada atendida, ou seja, é o Tempo de Fila.

Warp Time - Tempo entre o fim de uma ligação e a liberação do agente para receber/fazer outra . Geralmente é o tempo em que o agenda cadastra as informações da ligação em um software de CRM.

Tempo médio de operação(TMO)- É o tempo médio em que um agente fica em talk mais o tempo em Warp

sec 2.2 - Métricas de Qualidade de Serviço em VOIP

Não é raro ouvirmos pessoas reclamando da qualidade de uma ligação, seja ela VoiP ou não, mas a pergunta que fica é: como definir se uma ligação está com a qualidade boa ou não? Para nos ajudar nesse processo, contamos com algumas resoluções e métodos. A grosso modo os métodos de avaliação estão separados em dois grupos: métodos subjetivos, baseados na avaliação de pessoas através da audição, e os métodos objetivos, baseados em modelos matemáticos. Os métodos objetivos podem ser intrusivos ou não intrusivos(VANDERSILVIO, 2006). Os metodos objetivos intrusivos são aqueles que podem ser baseados em parâmetros ou em sinais, já os objetivos não intrusivos são aqueles baseados na comparação.

Segue um mapa da classificação dos métodos.

Fig 2. Classificação Métodos de Medição (VANDERSILVIO, 2006)

Conforme comentado temos metodos baseados em parametros, sinais e comparação. Abaixo uma tabela que segundo (VANDERSILVIO,2006) mostra a forma de coleta das informações para cada método.

Figura 3 – Métodos baseados em: (a)Parâmetros, (b) Sinais, (c) Comparação (VANDERSILVIO, 2006)

Abaixo descreveremos 2 modelos de avaliação de uma ligação, o MOS (Mean Opinion Scores ) e outro chamado de Modelo E

Mean Opinion Scores (MOS)

É uma das medidas sujetivas mais utilizadas hoje. Segue recomendações da ITU-T P.800, ITU-TP830 1996 e também baseia-se no ACR(Absolut Category Rating)(HARDY, 2003). Simplificando, o método MOS baseia-se na opinião de pessoas treinadas, que escutam o áudio,da ligação, avaliam qualidade e atribuem uma nota de 1 à 5, o MOS é a média dessas avaliações. O peso das notas está na tabela abaixo.

Tabela 1 (Scala opinião de teste Subjetivo) (HARDY,2003)

Segundo (HARDY,2003) as notas obedecem os seguintes critérios:

Critérios para avaliação (HARDY, 2003)

Sendo o MOS um metodo subjetivo, tendo como parametro a opinião de avaliadores, alguns cuidados devem ser tomados para uma melhor assertividade nos testes, o ideal é que seja usado vários avaliadores, assim o resultado não fica tendenciado de acordo com o critério de um avaliador mais critico ou não. Os testes subjetivos como o MOS possuem algumas desvantagens, estas impulsionaram a procura por outras forma de avaliação mais precisas(VANDERSILVIO, 2006)

Modelo E

O Modelo E é um método de avaliação de qualidade de voz objetivo não intrusivo(VANDERSILVIO, 2006), tendo suas recomendações oficializadas através da ITU-T G.107. É um metodo que avalia separadamente alguns pontos, tendo como resultante um fator escalar denominado de Fator R. O Fator R é calculado como base seguinte fórmula (HADY, 2003):

R = Ro – Is – Id – Ie – A

Onde(VANDERSILVIO, 2006) :

Ro é a relação sinal ruído. O padrão é 94,77*.

Is é o fator de degradação devido da quantização da voz. Valor padrão é 1,41*.

Id é a degradação causada pelo pelo atraso, podendo assumir valores típicos de 0 a 60*.

Ie é a distorção no sinal devido aos codecs, perda de pacotes, e buffers de reprodução e compensação de jitter.

A corresponde a quanta degradação o usuário está disposto a aceitar frente as vantagens do uso de determinada solução. Este fator varia de 0 a 20.

• Dados segundo(ITU-TG107, 2005)

O Fator R pode variar numa faixa de 0 a 100 sendo que, conforme modelo MOS, cada faixa de valor equivale a uma classificação, veja abaixo

Tabela de Classificação de ligações conforme modelo E (VANDERSILVIO, 2006)

De acordo com (Shipra Agrawal, P. P. S. Narayan, Jeyashankher Ramamirtham, Rajeev Rastogi, Mark Smith, Ken Swanson, Marina Thotta), o MOS pode ser relacionado com o Fator R através da seguinte fórmula: MOS = 1 + 0.035R + 7 × 10^⁻6 x R (R − 60)(100 − R)

sec 2.3 - Fatores que impactam a sinalização e a Voz

Em um sistema baseado em IP, a voz é extremamente sensível a uma série e fatores. Uma série de requisitos devem ser obedecidos para termos uma ligação com qualidade. Conforme o tema desse trabalho e como requisito para fazermos o monitoramento de um sistema VoIP, é importante conhecermos alguns fatores e problemas já conhecidos, que influenciam na qualidade do sinal de voz. Nesta sessão iremos definir alguns termos:

Call setup time

Tempo entre o envio de um INVITE e o recebimento de um 200 OK.(ARTIGO BASE)

Call tear-down time

Tempo entre um envio de um BYE e o reconhecimento de um 200 OK, confirmando a desconexão.(ARTIGO BASE)

Perda de Pacotes

Como os pacotes na rede carregam os dados referente a voz, é natural que a perda deles causem degradação na qualidade de uma ligação. Com relação a perda elas podem acontecer de maneira isolada, que é quando uma quantidade pequena de pacotes é perdida, sendo possível através de algoritmos de ocultação de perda, a reconstituição do sinal de maneira satisfatória. A dificuldade aparece quando temos a perda frequente de pacotes, dessa forma a degradação do sinal aumenta, muitas vezes impossibilitando a reconstituição do sinal de voz.(ARTIGO BASE)

Atraso ou Delay

É o tempo em que um pacote percorre a rede, de um ponto origem até o sei destino. O atraso dos pacotes podem não afetar a qualidade da voz, mas geram desconforto pela falta de sincronismo de uma ligação. Na ITU-T G.114 temos algumas recomendações sobre o atraso, onde atrasos de 0 a 150 ms são considerados aceitáveis, de 200 a 400 ms merecem atenção e acima de 400 ms são considerados inaceitáveis por degradar demais o sinal de voz. Na ITU-T G.114 temos um gráfico que relaciona o atraso ao modelo E já descrito no trabalho.

Gráfico atraso x modelo E. (ITU-T G.114)

Jitter ou Variação de atraso

O Jitter trata-se de uma variação no tempo de atraso dos pacotes. O jitter possui diversas causas, porém um dos pontos mais relevante é a questão da bufferização e o enfileiramento de de pacotes nos equipamentos que constituem a rede de dados. O jitter geralmente é tratado no receptor através de buffer, onde os dados são armazenados por um tempo, para depois serem reproduzidos. Se o pacote chegar após o tempo de espera, ele é descartado.(ARTIGO BASE)

Eco

É a nomenclatura usada para quando um usuário escuta sua própria voz após falar. O eco pode ser acústico ou elétrico. Eco acústico é eco eque ocorre apenas em ambientes analógicos, onde o sinal da recepção afeta o áudio do microfone, nestes casos não a tratamento. Já o eco elétrico é causado principalmente por circuitos de híbridas, que dentre suas responsabilidades faz a integração da transmissão e recepção no mesmo meio físico para formar o canal de conexão, além disso a falta de casamento de impedâncias dos circuitos dos equipamentos podem causar o eco(VANDERSILVIO, 2006) . Existem algumas técnicas para tratar o eco acústico, das quais citamos o uso de supressores e canceladores de eco. Os supressores de eco dispositivos que atenua o retorno de um sinal transmitido, já os canceladores de eco geralmente encontra-se em circuitos digitais e subtraem o sinal recebido do transmitido.(VANDERSILVIO, 2006).

sec 2.4 - Técnicas de Monitoramento de Voz

A monitoração de uma rede é algo complexo que requer alguns cuidados. É grande o numero de variaveis que devem ser levadas em conta. Somente através de um plano de monitoração, montado de a partir de um necessidade, conseguimos obter efetivdade e assertividade. Quando falamos de monitoração de um sistema VoIP, devemos estruturar os pontos e parametros de monitoração de acordo com o mesmo. Os problemas já mencionados, como atraso, jitter, perda de pacote, etc., merecem ateção especial e devem ser parametrizados. Quando falamos de monitoração, é importante explorar dois métodos existentes hoje: A monitoração ativa e a monitoração passiva.

Monitoração Ativa.

A monitoração Ativa é considerada um método intrusivo, onde sondas ativas são espalhadas pela rede. O objetivo é que as sondas originem e recebam ligações entre si, afim de medir e emitir relatórios sobre a qualidade da rede(VANDERSILVIO, 2006). As sondas nada mais são o que softwares que geram um trafego, configurado a partir de parametros pré determinados. No sistema de monitoração ativo, pode exister a figura de um Network Operations Center (NOC). É do NOC a reponsabilidade de gerenciar a inicialização da troca de informações entre as sondas, bem como captar e concentrar os relatórios por elas emitido.(ARTIGO BASE) Abaixo tempo uma ilustração de uma monitoração usando sondas ativas:

Monitoração Ativa (ARTIGO BASE)

É importante comentar que a utilização de uma monitoração ativa, gera um trafego extra de dados na rede e que sua implantação requer cuidados nesse sentido. Na pratica, para iniciar um teste, o NOC localiza duas sondas ativas e repassa um arquivo com informações como: Número de chamadas a serem realizada, duração das chamadas, tempo entre as chamadas e o codec a ser utilizado. Uma vez recebidos os dados, as sondas iniciam o processo, utilizando o SIP e o RTP para efetuar as ligações. Assim que finalizam os testes as sondas encaminham os relatórios para o NOC. Para uma melhor assertividade, as sondas devem está configuradas com o mesmo servidor NTP, assim é inserido o horário no campo timestamp do payload do RTP, que é usado para calcular o jitter e o atraso.(ARTIGO BASE)s

*Monitoramento Passivo 2 a 3 páginas

sec 2.5 - O software Voip Monitor

• descrever o que o software faz, como ele é utilizado etc.

2 páginas

sec 2.6 - Conclusão

1/2 página

• fazer uma ligação com a proposta

Cronograma de desenvolvimento do TCC

Etapa 1: Estudo dos protocolos e serviços envolvido no projeto

Etapa 2: Definição dos pontos a serem implementados

Etapa 3: Instalação e configuração dos softwares

Etapa 4: Realização dos testes

Etapa 5: Análise dos resultados e escrita do relatório