Mudanças entre as edições de "TIP-2013-1-Integrado Telefonia IP - Integrado"
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O sistema telefônico foi quase que completamente digitalizado. No caso particular do sinal da voz, procede-se um processo de amostragem e de quantização para a geração de uma sequência de bits associada ao sinal de voz. Trata-se da técnica chamada [http://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-code_modulation PCM]. | O sistema telefônico foi quase que completamente digitalizado. No caso particular do sinal da voz, procede-se um processo de amostragem e de quantização para a geração de uma sequência de bits associada ao sinal de voz. Trata-se da técnica chamada [http://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-code_modulation PCM]. | ||
Nesta técnica amostra-se o sinal analógica a uma frequência específica (sampling rate). | Nesta técnica amostra-se o sinal analógica a uma frequência específica (sampling rate). | ||
− | No caso da telefonia esta frequência é de 8000 vezes por segundo (8khz). Cada amostra é transformada em um agrupamento de 8 bits (um byte). Por que 8000 khz. É uma limitação teórica descoberta por Nyquist que diz que a a frequência de amostragem deve ser duas vezes maior que a maior frequência que compõe o sinal. | + | No caso da telefonia esta frequência é de 8000 vezes por segundo (8khz). Cada amostra é transformada em um agrupamento de 8 bits (um byte). Por que 8000 khz. É uma limitação teórica descoberta por Nyquist que diz que a a frequência de amostragem deve ser duas vezes maior que a maior frequência que compõe o sinal. Para a transmissão da voz, a frequência limite é 4khz. |
LEMBRE que um sinal no tempo pode ser descrito pela soma de senóides. Desta forma, um sinal pode | LEMBRE que um sinal no tempo pode ser descrito pela soma de senóides. Desta forma, um sinal pode | ||
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+ | Ou seja, se você digitalizar a voz e transmitir por um par de fios, a taxa de transmissão deverá ser de no mínimo 64kbps. | ||
+ | Uma linha telefônica (fixa) que chega a sua casa via fios, possivelmente ainda é analógica, mas assim que ela chegar em uma central será digitalizada a esta frequência. | ||
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+ | ==As centrais como chaveadoras de circuitos== | ||
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+ | Entre centrais telefônicas e entre centrais e PABXs normalmente os enlaces são realizados por troncos E1 (ou hierarquias). | ||
+ | Nestes sistemas os canais digitais são multiplexados no tempo ([http://en.wikipedia.org/wiki/E-carrier ver aqui]). | ||
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Edição das 18h52min de 1 de abril de 2013
Professor
Eraldo Silveira e Silva email: eraldo@ifsc.edu.br
Plano da da Disciplina
Cronograma
AULA | DATA | Descriçao |
---|---|---|
1 | 2/4/2013 | Apresentação da ementa. Revisão histórica. A PSTN. A voz digitalizada. Sinalização e transporte da mídia. Telefonia clássica versus telefonia IP (comutação de circuitos versus comutação de pacotes). Problemas associados a telefonia IP: tabela comparativa com PSTN. |
2 | 9/4/2013 | O projeto da disciplina. Cenário de comunicação direta entre terminais. Cenário de comunicação intra-IP PABX. Cenário com múltiplos IP PABX. Cenário de interligação com PSTN. Serviços adicionais almejados. |
3 | 16/4/2013 | Protocolos de Sinalização. Sinalização SIP. Cenário de sinalização direta entre terminais. Softfones. Telefones IP. |
4 | 23/4/2013 | Cenário de sinalização intracentral. Instalação do Asterisk. Configuração. Análise da sinalização. |
5 | 30/4/2013 | Cenário de sinalização intercentral. Configuração do Asterisk. Análise da sinalização. |
6 | 7/5/2013 | A transmissão da mídia. Codecs. Negociação usando o SDP/SIP. Análise da negociação. |
7 | 14/5/2013 | A transmissão de mídia. Protocolos RTP and RTCP. Análise de jitter, latência, erros. |
8 | 21/5/2013 | Avaliação I |
9 | 28/5/2013 | A transmissão de mídia: problemas de rede, NAT, STUN, ICE |
10 | 4/6/2013 | Qualidade de serviço e telefonia IP. |
11 | 11/6/2013 | Internetworking com PSTNs. MGCP e MEGACO. Uso dos equipamentos da KOMP. |
12 | 18/6/2013 | Definição do projeto final de cada grupo. Serviços adicionais desejados. |
13 | 25/6/2013 | Desenvolvimento de Projeto |
14 | 2/7/2013 | Desenvolvimento de Projeto |
15 | 9/7/2013 | Desenvolvimento de Projeto |
16 | 16/7/2013 | Desenvolvimento de Projeto |
17 | 23/7/2013 | Apresentação de projetos |
18 | 30/7/2013 | Recuperação final |
AULA DIA 02/04/2012
- Apresentação da ementa.
- Revisão histórica. A PSTN.
- A voz digitalizada.
- Sinalização e transporte da mídia.
- Telefonia clássica versus telefonia IP (comutação de circuitos versus comutação de pacotes).
- Problemas associados a telefonia IP: tabela comparativa com PSTN.
Revisão histórica. A PSTN
Até 10 anos atrás a base da comunicação de voz através de rede de telecomunicações era a Rede Pública de Telefonia (PSTN). Esta rede ainda é amplamente usada mas está perdendo força para a (Ii)nternet.
São característiscas desta rede:
- fios ou circuitos dedicados para a comunicação da voz;
- permite a comunicação duplex;
- proporciona qualidade para transmissão da voz (até 3400Hz)
- é baseada em comutação de circuitos
- hoje é baseada quase que totalmente na transmissão digital mas até pouco tempo usava a transmissão analógica.
- Existe desde o século XIX
Transformação da voz em sinal elétrico e a transmissão
Através de um transdutor é possível converter o sinal sonoro (onda mecânica) em um sinal elétrico que varia no tempo.
Exemplo1: microfone de carvão
Usando uma fonte dc com este microfone é possível conceber um sistem em que o sinal elétrico gerado pelo microfone é amplificado e transmitido por fios (2 fios). O receptor pod aplicar o sinal em um alto-falante, que faz o reverso do microfone.
Um sistema duplex necessitaria neste caso de 4 fios mas é possível usar um dispositivo para mesclar os dois sinais (híbrida).
Desta forma, é pssível transmitir e receber voz com dois fios simultaneamente. Os fios devem partir de um telefone associado a um usuário até o outro telefone. NOTE que estes fios são dedicados a comunicação entre estes dois usuários!
Chaveamento de circuito - o papel da operadora
No item acima observamos que é possível transmitir e receber voz entre dois usuários. Entretanto, logo após as invenções dests tecnologias, observou-se que, para fins de otimização, todos os telefones deveriam estar ligados a uma central.
O uso da central evita uma conexão permanente de todos para todos, o que inviabilizaria o sistema.
Então, inventou-se as centrais telefônicas.
Inicialmente que operava a central era um ser humano. Logo a seguir, estes dispositivos foram automatizados.
Necessidade de um protocolo de sinalização
De alguma forma, o chamador do sistema de telefonia, deveria indicar com quem ele deseja se comunicar. O usuário chamado deve receber um sinal audível e proceder o atendimento. É um protocolo conhecido por todos nós. Mas uma série de eventos acontece na prática:
- o usuário retira o telefone do gancho e a central detecta este evento e põe-se a escutar a linha do chamador;
- o chamador disca o número desejado (interrupções de um sinal dc da linha);
- a central observa o número de interrupções e o associa a um circuito a ser chamado.
- a central coloca um sinal audível de chamada na linha do usuário chamado (e também uma pequeno sinal para o chamador);
- o usuário chamado atende e a central detecta o atendimento;
- a central interconecta o circuito do chamador com o circuito chamado.
Pronto, a comunicação pode se dar entre os dois usuários.
Fica evidente a necessidade de duas componentes do sistema: a sinalização e o transporte da informação propriamente dita.
Exercício: Fazer um diagrama de troca de mensagens no tempo, composto pelos três elementos básicos de uma comunicação telefônica: chamador, chamado e a central telefônica.
Digitalização do sinal de voz e da sinalização
Você já deve saber que a tendência é a representação digital binária de qualquer informação. Isto facilita o seu processamento, transmissão e armazenamento (se necessário).
O sistema telefônico foi quase que completamente digitalizado. No caso particular do sinal da voz, procede-se um processo de amostragem e de quantização para a geração de uma sequência de bits associada ao sinal de voz. Trata-se da técnica chamada PCM.
Nesta técnica amostra-se o sinal analógica a uma frequência específica (sampling rate). No caso da telefonia esta frequência é de 8000 vezes por segundo (8khz). Cada amostra é transformada em um agrupamento de 8 bits (um byte). Por que 8000 khz. É uma limitação teórica descoberta por Nyquist que diz que a a frequência de amostragem deve ser duas vezes maior que a maior frequência que compõe o sinal. Para a transmissão da voz, a frequência limite é 4khz.
LEMBRE que um sinal no tempo pode ser descrito pela soma de senóides. Desta forma, um sinal pode também ser descrito no domínio da frequência, ou seja pelas frequências e fases das senóides que o compõem.
Ver a representação no domínio da frequência aqui.
NOTE que amostragem de 8Khz com 8 bits por amostragem leva a uma taxa de transmissão de 64kbps
Ou seja, se você digitalizar a voz e transmitir por um par de fios, a taxa de transmissão deverá ser de no mínimo 64kbps. Uma linha telefônica (fixa) que chega a sua casa via fios, possivelmente ainda é analógica, mas assim que ela chegar em uma central será digitalizada a esta frequência.
As centrais como chaveadoras de circuitos
Entre centrais telefônicas e entre centrais e PABXs normalmente os enlaces são realizados por troncos E1 (ou hierarquias). Nestes sistemas os canais digitais são multiplexados no tempo (ver aqui).
Referências
http://docwiki.cisco.com/wiki/Voice/Data_Integration_Technologies#Voice_Networking