Voz sobre IP
Alexandre Campos
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Porque Trafegar Voz sobre IP?

Dois fatores básicos:
– capilaridade e crescimento da Internet;
– redução de custos na telefonia de longa
distância.
A Internet Está Sendo Adotada Mais
Rápida do que Qualquer Outra Tecnologia
Anos  50 milhões de usuários
38
16
13
4
Taxa de Crescimento







A Internet cresce, no mundo, 10% a. m.;
Taxa de crescimento = 7 usuários / seg !!!
Hoje já são 1 bilhão de internautas;
Existem em torno de 10 bilhões de equipamentos
on-line;
O e-commerce no Brasil movimenta 800 milhões
de doláres a. m.;
Nos EUA, são 9 bi a. m.;
Previsão mundial para 2.003: US 1,3 trilhão.
Fontes: América Econômica, Joelmir Beting, Boston
Consulting Group e Mundo Digital (set/2002).
Posição dos Países por Número de Hosts
120.000.000 111.574.290
100.000.000
80.000.000
60.000.000
40.000.000
20.000.000
2.958.899
1.988.321
2.508.151
2.150.379
8.713.920
3.129.884
2.923.327
2.496.683
2.052.770
Fonte: Network Wizards (jul/2002).
il
Br
as
Fr
an
ça
H
ol
an
da
Al
em
an
ha
R
ei
no
Un
id
o
Au
st
rá
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Itá
lia
Ca
na
dá
pã
o
Ja
EU
A
0
Taxa de Usuários On-Line
80%
69,8%
70%
64,7%
60,4%
59,6%
60%
59,1%
50%
40%
30%
20%
14,0%
7,7%
10%
Fonte: Nua.com, IDG Now (ago/2002).
un
do
M
il
Br
as
EU
A
K
on
g
H
on
g
in
am
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ca
D
Su
éc
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Is
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ia
0%
Crescimento Relativo de Banda Larga
250%
201%
200%
153%
150%
117%
105%
100%
81%
36%
50%
Fonte: Point Topics, IDG Now (Set/2002).
il
un
do
M
ei
no
R
Período: Jan a Jul/2002.
Br
as
Un
id
o
pã
o
Ja
Su
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Ch
in
a
0%
Utilização On-line de Serviços Bancários
60%
52,50%
50%
39,49%
40%
36,80%
33,11%
33,06%
Reino
Unido
França
30%
20%
10%
0%
Suécia
Fonte: Info Exame (ago/2002).
Brasil
EUA
Importância da Internet

Internauta: “A Web é uma necessidade em minha
vida”.
80%
71%
70%
69%
60%
52%
46%
50%
40%
40%
30%
20%
10%
0%
Brasil
Fonte: AOL Brasil.
Japão
Canadá
França
EUA
Principais Fontes de Informação
80%
76%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
9%
8%
10%
7%
0%
Televisão
Rádio
Fonte: Online Publishers Association (OPA).
Internet
Jornais e
Revistas
Perfil do Internauta Brasileiro
100%
90%
80%
70%
60%
50%
2001
2002
40%
30%
20%
10%
0%
E-mail
Media Player, Download de Visitas a S ites
Real Player
músicas e
de Efilmes
Commerce
Fonte: Notitia, Gerência de Desempenho
(CTBC), IDG Now.
Bate-papo
S erviços
Financeiros
Compras via
Web
Novos

Hábitos Decorrentes da Internet
Os internautas têm ficado mais tempo “on-line”
(cerca de 3% a. m.), mas têm navegado
aleatoriamente menos. Estão aproveitando melhor
o potencial da rede;
–
–
–
–
–
trabalhar em casa;
realizar transações financeiras;
fazer reservas e compras de passagens;
pesquisas escolares;
ler jornais e revistas.
Fonte: Notitia.
Alguns Outros Hábitos
Decorrentes da Internet
 23% dos internautas assistem televisão 30% menos
tempo e diminuiu 15% os passeios ao cinema;
 60% das crianças e adolescentes internautas têm 30%
menos atividades esportivas e sociais;
 12% dormem 2 a 4 horas a menos;
 6% saem 80% menos de casa.
Fonte: Notitia.
Tendências do Mercado de
Telecomunicações
Número de Linhas (em milhões)
1400
1200
1000
800
Internet Fixa
600
400
200
Fonte: Siemens ICN M CM (10/2000)
2004
2002
2000
1998
1996
1994
1992
1990
1985
1980
1970
1960
1950
1940
1930
1920
1910
1900
0
Telefonia Móvel
Telefonia Fixa
O Novo Mundo
(Criado pela Explosão do Crescimento de
Comunicação de Dados)
Definição
VoIP é uma tecnologia que permite realizar
chamadas telefônicas e enviar fax sobre
uma rede de dados IP, como se estivesse
utilizando a Rede de Telefonia Pública
Convencional (RTPC).
Benefícios

Redução de Custos;

Convergência de serviços;

Aplicações avançadas de e-commerce:
– Ex.: Contact Center Web.
Formas do Serviço Voz sobre IP
1) Voz sobre Internet
– base é a Internet pública;
– sujeita a congestionamento;
– pouco controle sobre mecanismos de segurança.
2) Voz on the Net (VON)
– base á uma rede privada (rede corporativa);
– o correto dimensionamento/engenharia da rede
resguarda congestionamento e segurança.
Arquiteturas Básicas

PC a PC;

com Gateway;

Híbrida.
Arquitetura PC a PC
Arquitetura com Gateway
Arquitetura Híbrida
Tempo de Ligações sobre Redes IP
100000
7%
90000
6%
Mi lhões de Minutos
80000
5%
70000
60000
4%
50000
3%
40000
30000
2%
20000
1%
10000
0
0%
1997
1998
1999
2000
Fonte: U.S. Bancorp Piper Jaffay, Inc.
2001
2002
2003
Minutos IP
% da RTPC
Tendência—Rede integrada de vários
serviços: dados, voz e vídeo
Dados
Voz
Vídeo
Internet
Infra-estrutura única
Rede de múltiplos serviços
por pacotes

Integração de serviços de dados, voz e vídeo em
uma estrutura única por pacotes usando IP;

Ambos em redes públicas e privadas.
Requisitos Diferentes
Dados
Voz
• Bursty
• Constante
• Usa toda banda disponível
• Banda constante
• Sensíveis à quebra de
• Insensível à quebra de
conexão
conexão
• Indiferentes ao atraso
• Sensível ao atraso
• TCP retransmite
• UDP não retransmite
Exigências da Voz sobre IP

Prover um nível de qualidade que seja, no
mínimo, igual ao da rede telefônica atual;

A relação custo/benefício deve ser melhor;

Deve prover as mesmas funcionalidades
existentes hoje:
– chamada em espera;
– teleconferência;
– identificação de chamadas (BINA), etc.
Fatores que Influenciam a
Qualidade da Voz sobre IP

Atraso;

Jitter (Variação do Atraso);

Perda de Pacotes;

Erros de Seqüenciamento.
Atraso

A arquitetura de VoIP deve controlar os atrasos.
Mas este controle pode gerar dois outros
problemas:
– repetição (eco);
– sobreposição de vozes (um interlocutor falando ao
mesmo tempo que o outro);



Atrasos excessivos tornam a conversação
incoveniente e artificial;
Cada componente na rede de transmissão adiciona
atrasos;
A recomendação G.114 sugere um máximo de 150
ms de atraso máximo fim-a-fim.
Atraso
Atraso

Existem três tipos básicos de atraso:
– de Propagação;
– de Serialização;
– de Processamento.
Atraso de Propagação
Causado pela velocidade da
luz em fibras ópticas
(298.000 Km/s) ou pela
velocidade dos sinais
elétricos em redes baseadas
em fios de cobre (200.000
Km/s)
Atraso de Serialização

Tempo gasto para colocar um bit ou byte em
uma interface.
Atraso de Processamento

Neste tipo de atraso são considerados os
tempos de:
– empacotamento/desempacotamento;
– compressão/descompressão;
– comutação de pacotes;

É gerado pelos dispositivos de rede que
encaminham os pacotes.
FAC
NO IGX
ULA
CISCO 7507
10.32.8.1
ULA
CISCO 3640
10.32.0.2
ULA
NO IGX
Jitter (Variação do Atraso)



É a variação no tempo de chegada entre os
pacotes;
A remoção do “jitter” requer uma coleta de
pacotes e um armazenamento dos mesmos durante
um tempo suficiente de tal maneira que eles
possam ser apresentados na seqüencia correta, o
que causa um atraso adicional (“bufferização”);
“Jitter” excessivo causa uma sensação de voz
“ondulada” (vários espaços entre palavras ou
sílabas).
Efeito Jitter
Perda de Pacotes




As redes IP não podem prover garantia de que
todos os pacotes serão entregues, muito menos em
ordem;
Os pacotes são perdidos em períodos de picos e de
congestionamento;
Devido ao tempo de sensitividade da voz, os
esquemas de retransmissão baseados em TCP não
são adequados;
A perda de pacotes superior a 10% geralmente não
é tolerável.
Perda de Pacotes
Perda de Pacotes
Área de Operação Inaceitável
Atraso em um sentido (seg)
.4
Área de Operação com
Qualidade Comprometida
Área de
Operação
Inaceitável
.2
Área de
Operação
Aceitável
0
5
Perda de Pacotes (%)
10
Erros de Seqüenciamento

O congestionamento em redes de pacotes
pode fazer com que os pacotes tomem
diferentes rotas para um mesmo destino;

Os pacotes poderiam chegar fora de ordem,
gerando um diálogo deturpado.
Erros de Seqüenciamento
Manutenção do QoS em VoIP

É alcançada com técnicas de:
– Supressão de Silêncio;
– Compressão da Voz;
– Redes de Transporte com QoS habilitada.
Supressão de Silêncio
Supressão de Silêncio
É realizada a supressão do envio de pacotes
contendo “pausas”;
 O período de silêncio corresponde a 60 a
70% do tempo de conversação;
 É necessária a introdução de um “ruído
confortável”: o “ruído rosa”.

Considerações Finais

Em ambiente controlado pode-se alcançar
QoS satisfatória para VoIP, utilizando-se
técnicas adequadas;

Várias soluções de VoIP já estão em
produção, com qualidade aceitável, mas
aquém da atualmente existente na RTPC.
Dúvidas?
Muito
obrigado.