Voz sobre IPVoz sobre IP

Alexandre CamposAlexandre Camposxandao@ufu.brxandao@ufu.br

alexandrec@ctbctelecom.net.bralexandrec@ctbctelecom.net.br

Porque Trafegar Voz sobre IP?Porque Trafegar Voz sobre IP?

Dois fatores básicos:Dois fatores básicos:

– capilaridade e crescimento da Internet;capilaridade e crescimento da Internet;

– redução de custos na telefonia de longa redução de custos na telefonia de longa

distância.distância.

A Internet Está Sendo Adotada Mais A Internet Está Sendo Adotada Mais Rápida do que Qualquer Outra TecnologiaRápida do que Qualquer Outra Tecnologia

Anos Anos 50 milhões de usuários 50 milhões de usuários

38

16

13

4

Taxa de CrescimentoTaxa de Crescimento A Internet cresce, no mundo, 10% a. m.;A Internet cresce, no mundo, 10% a. m.; Taxa de crescimento = 7 usuários / seg !!!Taxa de crescimento = 7 usuários / seg !!! Hoje já são 1 bilhão de internautas;Hoje já são 1 bilhão de internautas; Existem em torno de 10 bilhões de equipamentos Existem em torno de 10 bilhões de equipamentos

on-lineon-line;; O O e-commercee-commerce no Brasil movimenta 800 milhões no Brasil movimenta 800 milhões

de doláres a. m.;de doláres a. m.; Nos EUA, são 9 bi a. m.;Nos EUA, são 9 bi a. m.; Previsão mundial para 2.003: US 1,3 trilhão.Previsão mundial para 2.003: US 1,3 trilhão.

Fontes: América Econômica, Joelmir Beting, Boston Fontes: América Econômica, Joelmir Beting, Boston Consulting Group e Mundo Digital (set/2002).Consulting Group e Mundo Digital (set/2002).

Posição dos Países por Número de HostsPosição dos Países por Número de Hosts

111.574.290

8.713.9203.129.884

2.958.8992.923.327

2.508.1512.496.683

2.150.3792.052.770

1.988.321

0

20.000.000

40.000.000

60.000.000

80.000.000

100.000.000

120.000.000

Fonte: Network Wizards (jul/2002).Fonte: Network Wizards (jul/2002).

Taxa de Usuários Taxa de Usuários On-LineOn-Line

69,8%64,7%

60,4% 59,6% 59,1%

7,7%14,0%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

Fonte: Nua.com, IDG Now (ago/2002).Fonte: Nua.com, IDG Now (ago/2002).

Crescimento Relativo de Banda LargaCrescimento Relativo de Banda Larga

201%

153%

117%105%

81%

36%

0%

50%

100%

150%

200%

250%

Fonte: Point Topics, IDG Now (Set/2002).Fonte: Point Topics, IDG Now (Set/2002).

Período: Jan a Jul/2002.Período: Jan a Jul/2002.

Utilização Utilização On-lineOn-line de Serviços Bancários de Serviços Bancários

Fonte: Info Exame (ago/2002).Fonte: Info Exame (ago/2002).

52,50%

39,49%36,80%

33,11% 33,06%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Suécia Brasil EUA ReinoUnido

França

Importância da InternetImportância da Internet

Internauta: “A Web é uma necessidade em minha Internauta: “A Web é uma necessidade em minha vida”.vida”.

71% 69%

52%46%

40%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

Brasil Japão Canadá França EUA

Fonte: AOL Brasil.Fonte: AOL Brasil.

Principais Fontes de InformaçãoPrincipais Fontes de Informação

76%

9% 8% 7%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

Televisão Rádio Internet Jornais eRevistas

Fonte: Online Publishers Association (OPA).Fonte: Online Publishers Association (OPA).

Perfil do Internauta BrasileiroPerfil do Internauta Brasileiro

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

E-mail Media Player,Real Player

Download demúsicas e

filmes

Visitas a S itesde E-

Commerce

Bate-papo ServiçosFinanceiros

Compras viaWeb

2001

2002

Fonte: Notitia, Gerência de Desempenho Fonte: Notitia, Gerência de Desempenho (CTBC), IDG Now.(CTBC), IDG Now.

Novos Hábitos Decorrentes da InternetNovos Hábitos Decorrentes da Internet

Os internautas têm ficado mais tempo “Os internautas têm ficado mais tempo “on-lineon-line” ” (cerca de 3% a. m.), mas têm navegado (cerca de 3% a. m.), mas têm navegado aleatoriamente menos. Estão aproveitando melhor aleatoriamente menos. Estão aproveitando melhor o potencial da rede;o potencial da rede;– trabalhar em casa;trabalhar em casa;

– realizar transações financeiras;realizar transações financeiras;

– fazer reservas e compras de passagens;fazer reservas e compras de passagens;

– pesquisas escolares;pesquisas escolares;

– ler jornais e revistas.ler jornais e revistas.

BonsBons

Fonte: Notitia.Fonte: Notitia.

Alguns Outros HábitosAlguns Outros HábitosDecorrentes da InternetDecorrentes da Internet

23% dos internautas assistem televisão 30% menos 23% dos internautas assistem televisão 30% menos tempo e diminuiu 15% os passeios ao cinema;tempo e diminuiu 15% os passeios ao cinema;

60% das crianças e adolescentes internautas têm 30% 60% das crianças e adolescentes internautas têm 30% menos atividades esportivas e sociais;menos atividades esportivas e sociais;

12% dormem 2 a 4 horas a menos;12% dormem 2 a 4 horas a menos;

6% saem 80% menos de casa.6% saem 80% menos de casa.

Fonte: Notitia.Fonte: Notitia.

Tendências do Mercado de Tendências do Mercado de TelecomunicaçõesTelecomunicações

1900

1910

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1985

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Número de Linhas (em milhões)

Internet Fixa

Telefonia Móvel

Telefonia Fixa

Fonte: Fonte: Siemens Siemens ICN M CM (10/2000)ICN M CM (10/2000)

O Novo MundoO Novo Mundo(Criado pela Explosão do Crescimento de (Criado pela Explosão do Crescimento de

Comunicação de Dados)Comunicação de Dados)

DefiniçãoDefinição

VoIP é uma tecnologia que permite realizar VoIP é uma tecnologia que permite realizar chamadas telefônicas e enviar fax sobre chamadas telefônicas e enviar fax sobre uma rede de dados IP, como se estivesse uma rede de dados IP, como se estivesse utilizando a Rede de Telefonia Pública utilizando a Rede de Telefonia Pública Convencional (RTPC).Convencional (RTPC).

BenefíciosBenefícios

Redução de Custos;Redução de Custos;

Convergência de serviços;Convergência de serviços;

Aplicações avançadas de e-commerce:Aplicações avançadas de e-commerce:

– Ex.: Contact Center WebEx.: Contact Center Web..

Formas do Serviço Voz sobre IPFormas do Serviço Voz sobre IP

1) Voz sobre Internet1) Voz sobre Internet– base é a Internet pública;base é a Internet pública;– sujeita a congestionamento;sujeita a congestionamento;– pouco controle sobre mecanismos de segurança.pouco controle sobre mecanismos de segurança.

2) Voz2) Voz on the Net on the Net (VON) (VON)– base á uma rede privada (rede corporativa);base á uma rede privada (rede corporativa);– o correto dimensionamento/engenharia da rede o correto dimensionamento/engenharia da rede

resguarda congestionamento e segurança.resguarda congestionamento e segurança.

Arquiteturas BásicasArquiteturas Básicas

PC a PC;PC a PC;

com com GatewayGateway;;

Híbrida.Híbrida.

Arquitetura PC a PCArquitetura PC a PC

Arquitetura com Arquitetura com GatewayGateway

Arquitetura HíbridaArquitetura Híbrida

Tempo de Ligações sobre Redes IPTempo de Ligações sobre Redes IP

Fonte: U.S. Bancorp Piper Jaffay, Inc.Fonte: U.S. Bancorp Piper Jaffay, Inc.

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

Mil

hões

de

Min

uto

s

0%

1%

2%

3%

4%

5%

6%

7%

Minutos IP

% da RTPC

Tendência—Rede integrada de vários Tendência—Rede integrada de vários serviços: dados, voz e vídeoserviços: dados, voz e vídeo

Integração de serviços de dados, voz e vídeo em Integração de serviços de dados, voz e vídeo em uma estrutura única por pacotes usando IP;uma estrutura única por pacotes usando IP;

Ambos em redes públicas e privadas.Ambos em redes públicas e privadas.

DadosDados

VozVoz

VídeoVídeo

InternetInternet

Infra-estrutura únicaInfra-estrutura única

Rede de múltiplos serviços Rede de múltiplos serviços por pacotespor pacotes

Requisitos DiferentesRequisitos Diferentes

Dados

• BurstyBursty

• Usa toda banda disponívelUsa toda banda disponível

• Sensíveis à quebra de Sensíveis à quebra de

conexãoconexão

• Indiferentes ao atrasoIndiferentes ao atraso

• TCP retransmiteTCP retransmite

Voz

• ConstanteConstante

• Banda constanteBanda constante

• Insensível à quebra de Insensível à quebra de

conexãoconexão

• Sensível ao atrasoSensível ao atraso

• UDP não retransmiteUDP não retransmite

Exigências da Voz sobre IPExigências da Voz sobre IP

Prover um nível de qualidade que seja, no Prover um nível de qualidade que seja, no mínimo, igual ao da rede telefônica atual;mínimo, igual ao da rede telefônica atual;

A relação custo/benefício deve ser melhor;A relação custo/benefício deve ser melhor;

Deve prover as mesmas funcionalidades Deve prover as mesmas funcionalidades existentes hoje: existentes hoje: – chamada em espera;chamada em espera;– teleconferência;teleconferência;– identificação de chamadas (BINA), etc.identificação de chamadas (BINA), etc.

Fatores que Influenciam a Fatores que Influenciam a Qualidade da Voz sobre IPQualidade da Voz sobre IP

Atraso;Atraso;

Jitter (Variação do Atraso);Jitter (Variação do Atraso);

Perda de Pacotes;Perda de Pacotes;

Erros de Seqüenciamento.Erros de Seqüenciamento.

AtrasoAtraso A arquitetura de VoIP deve controlar os atrasos. A arquitetura de VoIP deve controlar os atrasos.

Mas este controle pode gerar dois outros Mas este controle pode gerar dois outros problemas:problemas:– repetição (eco);repetição (eco);

– sobreposição de vozes (um interlocutor falando ao sobreposição de vozes (um interlocutor falando ao mesmo tempo que o outro);mesmo tempo que o outro);

Atrasos excessivos tornam a conversação Atrasos excessivos tornam a conversação incoveniente e artificial;incoveniente e artificial;

Cada componente na rede de transmissão adiciona Cada componente na rede de transmissão adiciona atrasos;atrasos;

A recomendação G.114 sugere um máximo de 150 A recomendação G.114 sugere um máximo de 150 ms de atraso máximo fim-a-fim.ms de atraso máximo fim-a-fim.

AtrasoAtraso

AtrasoAtraso

Existem três tipos básicos de atraso:Existem três tipos básicos de atraso:

– de Propagação;de Propagação;

– de Serialização;de Serialização;

– de Processamento.de Processamento.

Atraso de PropagaçãoAtraso de Propagação

Causado pela velocidade Causado pela velocidade da luz em fibras ópticas da luz em fibras ópticas (298.000 Km/s) ou pela (298.000 Km/s) ou pela velocidade dos sinais velocidade dos sinais elétricos em redes baseadas elétricos em redes baseadas em fios de cobre (200.000 em fios de cobre (200.000 Km/s)Km/s)

Atraso de SerializaçãoAtraso de Serialização

Tempo gasto para colocar um bit ou byte Tempo gasto para colocar um bit ou byte em uma interface.em uma interface.

Atraso de ProcessamentoAtraso de Processamento

Neste tipo de atraso são considerados os Neste tipo de atraso são considerados os tempos de:tempos de:– empacotamento/desempacotamento;empacotamento/desempacotamento;– compressão/descompressão;compressão/descompressão;– comutação de pacotes;comutação de pacotes;

É gerado pelos dispositivos de rede que É gerado pelos dispositivos de rede que encaminham os pacotes.encaminham os pacotes.

FACNO IGX

ULACISCO 364010.32.0.2

ULACISCO 750710.32.8.1

ULANO IGX

JitterJitter (Variação do Atraso) (Variação do Atraso) É a variação no tempo de chegada entre os É a variação no tempo de chegada entre os

pacotes;pacotes; A remoção do “A remoção do “jitterjitter” requer uma coleta de ” requer uma coleta de

pacotes e um armazenamento dos mesmos durante pacotes e um armazenamento dos mesmos durante um tempo suficiente de tal maneira que eles um tempo suficiente de tal maneira que eles possam ser apresentados na seqüencia correta, o possam ser apresentados na seqüencia correta, o que causa um atraso adicional (que causa um atraso adicional (“bufferização“bufferização”);”);

“ “JitterJitter” excessivo causa uma sensação de voz ” excessivo causa uma sensação de voz “ondulada” (vários espaços entre palavras ou “ondulada” (vários espaços entre palavras ou sílabas).sílabas).

Efeito JitterEfeito Jitter

Perda de PacotesPerda de Pacotes

As redes IP não podem prover garantia de que As redes IP não podem prover garantia de que todos os pacotes serão entregues, muito menos em todos os pacotes serão entregues, muito menos em ordem;ordem;

Os pacotes são perdidos em períodos de picos e de Os pacotes são perdidos em períodos de picos e de congestionamento;congestionamento;

Devido ao tempo de sensitividade da voz, os Devido ao tempo de sensitividade da voz, os esquemas de retransmissão baseados em TCP não esquemas de retransmissão baseados em TCP não são adequados;são adequados;

A perda de pacotes superior a 10% geralmente não A perda de pacotes superior a 10% geralmente não é tolerável.é tolerável.

Perda de PacotesPerda de Pacotes

Perda de PacotesPerda de Pacotes

Área deÁrea deOperaçãoOperaçãoAceitávelAceitável

.2.2

.4.4A

tras

o e

m u

m s

entid

o (

seg

)A

tras

o e

m u

m s

entid

o (

seg

)

5500 1010

Perda de Pacotes (%)Perda de Pacotes (%)

Área de Operação com Área de Operação com Qualidade ComprometidaQualidade Comprometida

Área de Operação InaceitávelÁrea de Operação Inaceitável

Área de Área de Operação Operação InaceitávelInaceitável

Erros de SeqüenciamentoErros de Seqüenciamento

O congestionamento em redes de pacotes O congestionamento em redes de pacotes pode fazer com que os pacotes tomem pode fazer com que os pacotes tomem diferentes rotas para um mesmo destino;diferentes rotas para um mesmo destino;

Os pacotes poderiam chegar fora de ordem, Os pacotes poderiam chegar fora de ordem, gerando um diálogo deturpado.gerando um diálogo deturpado.

Erros de SeqüenciamentoErros de Seqüenciamento

Manutenção do QoS em VoIPManutenção do QoS em VoIP

É alcançada com técnicas de:É alcançada com técnicas de:– Supressão de Silêncio;Supressão de Silêncio;– Compressão da Voz;Compressão da Voz;– Redes de Transporte com QoS habilitada.Redes de Transporte com QoS habilitada.

Supressão de SilêncioSupressão de Silêncio

Supressão de SilêncioSupressão de Silêncio

É realizada a supressão do envio de pacotes É realizada a supressão do envio de pacotes contendo “pausas”;contendo “pausas”;

O período de silêncio corresponde a 60 a O período de silêncio corresponde a 60 a 70% do tempo de conversação;70% do tempo de conversação;

É necessária a introdução de um “ruído É necessária a introdução de um “ruído confortável”: o “ruído rosa”.confortável”: o “ruído rosa”.

Considerações FinaisConsiderações Finais

Em ambiente controlado pode-se alcançar Em ambiente controlado pode-se alcançar QoS satisfatória para VoIP, utilizando-se QoS satisfatória para VoIP, utilizando-se técnicas adequadas;técnicas adequadas;

Várias soluções de VoIP já estão em Várias soluções de VoIP já estão em produção, com qualidade aceitável, mas produção, com qualidade aceitável, mas aquém da atualmente existente na RTPC.aquém da atualmente existente na RTPC.

Dúvidas?Dúvidas?

Muito Muito obrigado.obrigado.