GT-VOIP
Workshop de Redes
Avançadas da RNP
Paulo Aguiar
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Telefonia Tradicional
PBX
PBX
Telefonia
Pública
Legacy PSTN Internetworking

Rede telefônica tradicional usa canais
TDM para transporte da voz


Uma conexão de voz = 64 Kbps
Um canal E1(G703/G704) = 30 conexões de
voz
End-to-End IP Telephony with Application Enablement
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Eficiência do Transporte
TDM
Tipos de tráfego
Voz
Utilização
Banda Desperdiçada
PBX
Legado
50–60%
LAN
Vídeo
Vários subcanais
TDM por aplicação
Janelas de tempo


Desperdício de banda
Sem congestionamento, banda garantida
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Eficiência do Transporte por
Pacotes
Típos de tráfego
Voz
Utilização
PBX
F
I
L
A
Legado
90–95%
LAN
Células/Quadros/Pacotes
Vídeo
Pacotes Individuais


Alta eficiência de banda
Banda compartilhada, atrasos variáveis,
necessidade de controle
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
VoIP/VoFR/VoATM
Voz
Sobre ATM
Sobre IP
Sobre FR
ATM
Forum
IMTC
Frame Relay
Forum
AAL1/CES
H.323
FRF.11
AAL2
RTP
FRF.12
AAL5
MGCP
Órgão de
Padronização
Padrões
SIP
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
IP como Solução Universal
H.323 Endpoint A
Voz
IP UDP RTP Voz
Token
Ring
Token
IP UDP RTP Voz
Ring
IP UDP RTP Voz
R1
ATM ou
Frame Relay
FR ou
IP UDP RTP Voz
ATM
IP UDP RTP Voz
R2
Ethernet
802.3
e
IP UDP RTP Voz
IP UDP RTP Voz
Voz
H.323 Endpoint B
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Pacote
Quadro
Migração para Telefonia IP

Padrões Relacionados SIP e H.323
Separação entre rede telefônica
e rede de dados (Internet)
Transportando tráfego de
voz nas redes de dados
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Gatekeeper
H.323 ou
Servidor SIP
Telefonia IP



Em caso de congestionamento ou rede
operando com alta perda, jitter ou alto
RTT é necessário aplicar alguma política
nos roteadores para garantir QoS ao
tráfego de voz
QoS deve ser adequada ao longo de toda
a duração da chamada
Picos no tráfego de dados podem afetar
VOIP instantaneamente
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Objetivos do GT-VOIP

Piloto VOIP




Telefonia IP sobre o backbone da RNP
Exercício de QoS como objetivo complementar
Interação e participação em experimentos
VOIP na Internet2
P&D: ações visando suporte a ambiente
heterogêneo de telefonia
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Estruturação do GT-VOIP

Metodologia de ação

Centralizar ações em tornos dos objetivos
primários
• Desenvolver equipe VOIP em cada instituição
envolvida com o piloto
• Treinamento, experimentação, lista de discussão,
grupos de estudo, workshops
• Disponibilizar documentos de referência e
recomendações

Laboratório de apoio e testes de
interoperabilidade

Lab VOIP do NCE/UFRJ
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Lab VOIP NCE/UFRJ

GT-VOIP


Paulo Aguiar, Ph.D. (coordenador)
Equipe
•
•
•
•
•

Recursos principais






Set/02 WRA-RNP2
Cesar Marcondes, M.Sc.
João Carlos Peixoto (mestrando)
Fabio David (mestrando)
Vitor Brasileiro, José Henrique Melman (estagiários)
Rafael Nocito (apoio telefonia)
Gateways 2600, 3800 (apoio Cisco)
PBXs: Philips Sopho (RNP), Ericsson MD-110
(NCE), NEC NEAX-2400 (NCE, UFRJ)
Gateway H.323/SIP (P&D interno)
Servidor Microtec GT-VOIP (RNP)
Call Manager Cisco (apoio Cisco)
Outros ambientes VOIP: Marconi
GT-VOIP
Fases do Piloto

Fase 0


Fase 1


Medições fim-a-fim sobre estrutura existente
Implantação de gateways e operação da
telefonia IP
Fase 2

Implantação de gatekeepers, criação de
diretórios de usuários, ampliação do uso peerto-peer
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Fase 0


Metodologia: sender/receiver
Etapas





Estabelecimento de chamada H.225
Negociação da mídia H.245 (fastStart ou não)
Envio do áudio RTP nas portas UDP (5000)
Relatórios RTCP (5001) [ITU-T H.323,2000]
Sender/Receiver baseados no projeto
OPENAM (Open Answer Machine) do
OpenH323 [OpenH323, 2002]
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GT-VOIP
Fase 0

Funcionamento




Sender inicia chamada (H.225 e
H.245, porta 1720) e envia PINGs
Receiver atende automaticamente,
armazenando a mensagem de voz
Parâmetros de perda e jitter salvos a cada
10 pacotes UDP que passam pelo stack RTP
Ao final da ligação, logs e arquivo wav
enviados ao monitor, que tem uma
interface Web para visualizar os dados
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Fase 0

Coleta (1/hora) por site VOIP





Fluxos UDP bidirecionais de 3 min [Caceres et al., 2000]
Log da mensagem de voz recebida no destino permite
avaliação qualitativa de qualidade
Ping (1/s) para comparação com RTT obtido via RTCP
Envio e armazenamento das estatísticas em
tempo real, com posterior visualização via Web
(http://www.voip.nce.ufrj.br/stats/ )
Procedimentos automáticos para identificação de
ligações degradadas acima do aceitável

Correlação entre jitter, perda e atraso fim a fim
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Fase 0

Parâmetros da pilha RTP/RTCP em log







Round trip time
Jitter (em grupos de 10 pcts aprox. 250 ms)
Perda de pacotes (idem)
Possível uso de diferentes codificadores de áudio
(usando atualmente codificador G.711)
Buffer de compensação de jitter fixo (cerca de
100 ms) [Markopoulou, 2002]
Validação dos parâmetros medidos com outra
metodologia (Rude/Crude/Qosplot) [Ubik, 2001]
Futuro: Possível implementação de E-model
(MOS automático) [ITU-T G.107, 1998]
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Estatísticas



Geração Automática
Dos Gráficos de RTT,
Perda e Jitter do Período
Estatísticas semanais e por ligação
Estatísticas usando Rude/Crude
Selecionando Localidade,
Período e Direçãode
do Fluxo
Comparação com estatística
utilização
dos roteadores intermediários da RNP2
Sendo possível detalhar uma
Única ligação do período
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Estatísticas



Estatísticas semanais e por ligação
Estatísticas usando Rude/Crude
Comparação com estatística de
utilização dos roteadores intermediários
da RNP2
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Estatísticas



Estatísticas semanais e por ligação
Estatísticas usando Rude/Crude
Comparação com estatística de
utilização dos roteadores
intermediários da RNP2
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Situação Atual da Fase 0


Fase 0 em seu início, com duração
prevista de 3 a 4 semanas
Prosseguimento




Relatório de avaliação do desempenho do
backbone para aplicação VOIP
Testes em laboratório de políticas de QoS para
integração VOIP e dados
Recomendação de configuracão experimental
de QoS para VOIP no backbone
Reprodução de testes para comparação com
medidas anteriores
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Fase 1


Envolve a implantação de gateways e operação da
telefonia IP
Gateways VOIP a serem disponibilizados pela RNP

Com interfaces digital E1 e E&M (ear and mouth)
PBX
E1
Rede IP
RoteadorGW

Com interfaces analógicas FXS/FXO
PBX
FXO
Rede IP
RoteadorGW
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Fase 1

Seleção original de participantes
(1a)
• Roteadores com E1 ou E&M (R1):
• (A) UFMG, UFGRS, UFBA, UFPA, UFCG (UFPB),
UFCE
• (B) MEC, CNPq
• (C) UFRJ, UnB
• Roteadores com FXS/FXO (R2):
• 17 PoPs nao atendidos, exceto DF, RJ, SP e PE
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GT-VOIP
Participação no Piloto

Compromisso das instituições

Estabelecer equipe VOIP operacional
• Facilitar integração interna de dados e voz
• Interagir diretamente com GT-VOIP e participar dos
grupos de trabalho e discussões




Implantar e operar GW VOIP junto ao PBX
Apoiar ações de monitoração, gerência e
coleta de estatísticas de VOIP
Programação do PBX para suporte a plano de
discagem do piloto
Fomentar VOIP internamente
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GT-VOIP
Ferramentas de apoio

Cisco VoIP Health Monitor, Cisco Service
Assurance Agent (CSSA), Cisco Gateway
Management Agent (CGMA), Internetwork
Perf Monitor (IPM)
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GT-VOIP
Diagrama da Fase 1 (Roteadores
VOIP)
Roteador VOIP com E1
(B) CNPq - Brasilia
Roteador VOIP com FXS/FXO
PoP-ES
Roteadores com E1 ou E&M (R1):
(A) UFMG, UFGRS, UFBA, UFPA, UFCG (UFPB), UFCE
(B) MEC, CNPq
(C) UFRJ, UnB
Roteadores com FXS/FXO (R2):
17 PoPs nao atendidos, exceto DF, RJ, SP e PE
Set/02
WRA-RNP2
Roteador
VOIP
com probe CSSA
GT-VOIP
Desenvolvido
com Cisco ConfigMaker
Diagrama da Fase 1 (zoom) – Plano de
Discagem
Configuração Automática
Do roteador
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Desenvolvido
com Cisco ConfigMaker
Fase 1

Atividades

Domínio tecnológico do gateway Cisco (1d)
• Previsão inicial: maio/set
• Revisão: maio/dez

Recomendação de QoS para backbone (1c)
• Previsão inicial: julho/set
• Revisão: out/dez

Treinamento em central Philips (1e)
• Previsão inicial: julho
• Revisão: outubro (?)

Testes de interoperabilidade entre gateways e PBXs (1d)
• Treinamento em PBX Philips será essencial para testes com
entrocamento E1 digital
• Previsão inicial: maio/set
• Revisão: set/jan2003
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GT-VOIP
Fase 1

Atividades





Instalação dos gateways e treinamento das instituições (1f)
• Previsão inicial: out/dez
• Revisão: jan/mar2003
Reprogramação de PBXs (1g)
• Previsão inicial: jan/mar2003
• Revisão: pendente
Monitoração e políticas de QoS (1h e 1i)
• Previsão inicial: out/mar2003
• Revisão: mantida
Autenticação e operação restrita do piloto (1j)
• Previsão inicial: out/dez
• Revisão: set/dez
Outras questões: multicast, sinalização, etc (até abril2003)
Set/02 WRA-RNP2
GT-VOIP
Bibliografia

[ITU-T H.323, 2000] ITU-T Recommendation H.323, “Packet-Based Multimedia
Communications Systems”, Setembro 1999.

[OpenH323, 2002] http://www.openh323.org

[Caceres et al., 2000] J. van der Merwe, R. Cceres, Y-H. Chu, C. Sreenan.
Mmdump - A Tool for Monitoring Internet Multimedia Traffic. ACM Computer
Communication Review, 30(4), October 2000.

[Markopoulou, 2002] Athina P. Markopoulou, Fouad A. Tobagi, Mansour J. Karam.
Assessment of VoIP Quality over Internet Backbones. IEEE Infocom 2002.

[Ubik, 2001] - Sven Ubik and Vladimir Smotlacha. Low-Cost Precise QoS
Measurement Tool. CESNET Technical Report, 2001.

[ITU-T G.107, 1998] ITU-T Recommendation G.107, “The Emodel, a
computational model for use in transmission planning”, December 1998.

[ETSI, 2002] ETSI TS 101 329-5. Quality of Service (QoS) measurement
methodologies. TIPHON.
Set/02 WRA-RNP2
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