O PPCA VoIP ou IP PPCA

Um IP PPCA ou PPCA VoIP processa os sinais de voz sob o protocolo IP (Internet Protocol), beneficiando a integração entre a telefonia e os dados (CTI – Computer Telephony Integration). Um PPCA VoIP pode existir como um equipamento físico, ou realizar as suas funções virtualmente, realizando as actividades de “roteamento” de chamadas do PPCA tradicional através de uma aplicação de software. A versão virtual é também denominada como "Soft PPCA".

VoIP – Voice over Internet Protocol, é um método para a transformação de sinais analógicos de áudio, como os que ouve quando fala ao telefone, em dados digitais que podem ser transmitidos através da Internet.


Que utilidade tem? O VoIP pode transformar uma ligação de internet numa forma de efectuar ligações telefónicas gratuitas. O resultado prático é que, utilizando um dos diversos softwares VoIP gratuitos disponíveis para efectuar chamadas telefónicas pela Internet, consegue “passar ao lado” dos Operadores telefónicos (e das suas tarifas).

O VoIP é uma tecnologia revolucionária que tem como potencial a reformulação completa dos sistemas telefónicos mundiais.

Acima de tudo, o VoIP é, basicamente, uma inteligente "reinvenção da roda" que, mais do que provavelmente, um dia substituirá completamente o sistema telefónico tradicional.

O mais interessante no VoIP é que não há apenas uma maneira de fazer uma chamada. Há actualmente três tipos diferentes de serviços VoIP de uso comum:

ATA A forma mais simples e comum – o ATA (adaptador telefónico analógico) permite ligar um telefone comum ao computador ou directamente à Internet para utilização VoIP. É um conversor analógico/digital que converte o sinal analógico do telefone tradicional para sinais digitais de modo a permitir a sua transmissão através da Internet.
Telefones IP Estes telefones específicos têm a aparência de um telefone normal, ligam directamente ao router ou ao switch de rede e integram todo o hardware e software necessário para processar chamadas sobre IP.
Computer-to-Computer Esta é certamente a maneira mais fácil de usar o VoIP. Nem sequer tem que pagar chamadas de longa distância, pois existem várias empresas com ofertas de software grátis ou de muito baixo custo que pode usar para este tipo de VoIP – tudo o que precisa é do software, um microfone, alto-falantes, uma placa de som e uma ligação à Internet, de preferência através de uma ligação DSL – excepto a taxa mensal do ISP, normalmente não há custos adicionais para chamadas efectuadas entre computadores sobre a rede do mesmo Operador, independentemente da distância.

As companhias telefónicas também usam o VoIP para optimizar as suas redes. Encaminhando milhares de chamadas telefónicas através de um circuito comutado e de uma “gateway” IP é possível reduzir a largura de banda usada para chamadas de longo curso. Uma vez recebidas as chamadas na “gateway” terminal, estas são descompactadas, reagrupadas e encaminhadas para os circuitos dos comutadores telefónicos locais.

Embora ainda vá levar algum tempo, é certo que todos as redes de circuitos de comutação serão substituídos pela tecnologia de comutação de pacotes. A telefonia sobre IP faz sentido, tanto em termos económicos como de infra-estrutura. Cada vez mais empresas estão a instalar sistemas VoIP e a tecnologia continuará a crescer. Talvez os maiores atractivos do VoIP para os utilizadores sejam o preço e flexibilidade proporcionados.

Com o VoIP, pode fazer uma chamada a partir de qualquer local que disponha de uma ligação à Internet em banda larga – como os telefones IP ou os ATA transmitem informação através da Internet, podem ser geridos pelo respectivo provedor em qualquer local em que haja uma ligação. Assim, os viajantes de negócios podem ter consigo os seus telefones IP ou ATA e ter sempre acesso gratuito para comunicar com os familiares e com as suas empresas. Outra alternativa é o softphone, que é um software que instala o serviço VoIP no computador – contanto que disponha de um auricular/microfone, pode efectuar comunicações de voz a partir do seu laptop, em qualquer lugar do mundo “ligado” em banda larga.

Comutação de Pacotes VoIP

A rede telefónica por comutação de pacotes é a alternativa à rede telefónica por comutação de circuitos.

Funciona assim: Enquanto um dos interlocutores fala, o outro escuta, o que significa que apenas metade da ligação é usada num dado momento. Com base nisso, podemos supor que poderíamos, para uma eficiente gestão, “cortar” para metade a largura de banda. Além disso, na maioria das conversas, uma quantidade significativa do tempo é “tempo morto” –existem momentos em que nenhuma das partes está a falar. Se pudéssemos remover esses intervalos de silêncio, a largura de banda necessária seria ainda menor. Então, ao invés de enviar um fluxo contínuo de bytes (silenciosos e com sinais úteis), se enviássemos apenas os pacotes de bytes contendo os “sinais úteis”, ou seja, a conversação?

As redes de dados não usam a comutação de circuitos, pois a ligação à Internet seria demasiado lenta se mantivesse uma ligação constante com a página Web enquanto a visualizava num dado momento. Em vez disso, as redes de dados enviam e recuperam dados, conforme necessário e, em vez de encaminhar os dados através de uma linha dedicada, os dados fluem em pacotes através de uma rede “caótica” escolhendo milhares de caminhos possíveis. Isto é a chamada comutação de pacotes.

Enquanto a comutação de circuitos mantém uma ligação aberta e constante, a comutação de pacotes abre uma breve ligação pelo tempo apenas suficiente para enviar uma pequena porção de dados, chamado pacote, de um sistema para outro.

A comutação de pacotes é muito eficiente, pois permite que a rede encaminhe os pacotes de dados através das rotas e linhas menos congestionadas e mais baratas e, em simultâneo, liberta os computadores de modo a que estes possam continuar a receber informações de outros computadores.

A tecnologia VoIP usa a capacidade de comutação de pacotes da Internet para fornecer serviços de telefonia e tem várias vantagens sobre a comutação de circuitos sendo que, provavelmente, uma das mais convincentes vantagens seja a de que as redes de dados já “conhecem” a tecnologia.

Ao migrar para essa tecnologia, as redes telefónicas ganham imediatamente a possibilidade de comunicar da mesma forma que os computadores.

Mas ainda levará alguns anos até que as empresas de telecomunicações possam mudar completamente para VoIP – tal como acontece com todas as tecnologias emergentes, existem certos obstáculos que precisam de ser superados e investimentos a serem planeados, respeitados e rentabilizados.

Desvantagens da utilização do VoIP

A actual Rede Pública de Comutação Telefónica (RPCT) e os PPCA são sistemas robustos e “à prova de balas” para a gestão de chamadas telefónicas – e todos dependemos do bom funcionamento dos telefones; por outro lado, os computadores, o e-mail e outros dispositivos relacionados são ainda um pouco “falsos”.

De facto, poucas pessoas entram realmente em pânico quando o seu e-mail “vai abaixo” durante 30 minutos, já é expectável que tal aconteça de vez em quando; mas passar meia hora sem telefones pode facilmente criar o pânico numa empresa.

O que falta em eficiência à RPCT e aos PPCA é mais do que compensado em termos de fiabilidade.

A rede Internet é muito mais complexa, tendo, portanto, uma taxa muito maior de erros, o que configura uma das principais falhas do VoIP: fiabilidade.

Antes de mais, o VoIP depende da energia eléctrica, mas o telefone tradicional funciona com uma tensão de suporte que lhe é fornecida através da linha a partir da central e, mesmo que a energia eléctrica falhe, o telefone continua a funcionar – com o VoIP, uma falha de energia significa ausência de telefone – será necessário “criar” uma fonte de energia estável para o VoIP.

Outro aspecto a ter em consideração, é o de que muitos outros sistemas podem ser interligados a uma linha telefónica analógica tradicional para efectuarem as suas comunicações: fax, sistemas de segurança, etc., e não há actualmente nenhuma forma “fiável” de integrar esses produtos com o VoIP.

As chamadas para os serviços de emergência também se tornaram um desafio para o VoIP – como foi antes dito, o VoIP usa endereçamento “telefónico” IP, não números de telefone reais, como tal, não há maneira de associar uma localização geográfica a um endereço IP; portanto, se o chamador não conseguir dizer ao operador do Serviço de Emergência onde se encontra, não há nenhuma forma de saber para onde encaminhar a chamada nem qual o Serviço de Assistência/Urgência Médica que deverá responder – no futuro, de forma a resolver este problema, talvez, de alguma forma, a informação geográfica venha a ser integrada nos pacotes de comunicação VoIP.

Porque o VoIP utiliza uma ligação Internet, é susceptível a todos os “soluços” normalmente associados a serviços de banda larga e todos os seguintes factores afectam a qualidade da chamada:

Latência É o atraso de tempo entre os dois extremos de uma conversa telefónica de VoIP. Pode ser medida tanto num só sentido como no total dos dois sentidos (ida e volta). A latência total da comunicação (ida e volta) contribui para o efeito de "conversação sobreposta" que se verifica em chamadas VoIP de fraca qualidade, em que as pessoas falam em simultâneo porque pensam que a outra parou de falar. Uma comunicação telefónica com uma latência total superior a 300 milissegundos é considerada uma má comunicação;
Jitter É a latência causada por pacotes que chegam atrasados ou na ordem errada. A maior parte das redes VoIP tentam livrar-se do jitter com o chamado “buffer de jitter”, o qual recebe pequenos grupos de pacotes, coloca-os na ordem certa e envia-os depois para o utilizador final de uma só vez. Os utilizadores de chamadas VoIP notam o jitter quando a latência é de 50 milissegundos ou superior;
Perda de pacotes É o problema que ocorre quando o “buffer de jitter” fica sobrecarregado e se perdem os últimos pacotes. Por vezes há perda esporádica de pacotes numa conversa (perda aleatória) e por vezes toda uma frase é perdida (perda em rajada). A perda de pacotes é medida como a percentagem de pacotes perdidos para o total de pacotes recebidos.

pelo que, devido a este tipo de erros de transmissão, as conversas telefónicas se podem perder ou ficar distorcidas e ininteligíveis – será, portanto, necessário garantir alguma estabilidade na transferência de dados via Internet antes que o VoIP possa realmente substituir os telefones tradicionais.

Outra questão associada ao VoIP, quando utilizado através de aplicações informáticas, é ser um sistema telefónico dependente de computadores com diferentes especificações e capacidades de processamento – uma chamada pode ser afectada pela velocidade e capacidade de processamento do processador: digamos que está em conversação utilizando o softphone e decide abrir um programa que sobrecarrega o processador – a perda de qualidade torna-se imediatamente evidente, podendo até, no pior caso, o sistema falhar no meio de uma chamada importante – no VoIP, todas as chamadas telefónicas estão sujeitas às limitações e problemas correntes dos computadores.

VoIP Codecs

Um dos obstáculos que foram superados há algum tempo foi a conversão em pacotes de dados do sinal de áudio analógico que o telefone recebe. Como é que o áudio analógico é transformado em pacotes para transmissão via VoIP? A resposta é: codecs.

Um codec, que é um acrónimo para coder/decoder (codificador/descodificador), na transmissão converte um sinal de áudio num formato digital comprimido e na recepção, descompacta e converte o sinal digital num sinal

de áudio descompactado para reprodução. É a essência do VoIP.

Os codecs realizam a conversão por amostragem do sinal de áudio vários milhares de vezes por segundo – por exemplo, um codec G.711 realiza 64.000 amostras do áudio por segundo, convertendo cada pequena amostra em dados digitalizados e comprimidos para transmissão; quando as 64.000 amostras são de novo reunidas na recepção, os pedaços de áudio que faltavam entre cada amostra são tão pequenos que, para o ouvido humano, soa como um sinal de áudio contínuo.

Existem diferentes taxas de amostragem para VoIP, dependendo do codec a ser utilizado:
G.711 – 64.000 vezes por segundo
G.728 – 32.000 vezes por segundo
G.729A – 8.000 vezes por segundo

Um codec G.729A tem uma taxa de amostragem de 8.000 vezes por segundo e é o mais comum dos codecs usados no VoIP.

Os codecs utilizam algoritmos avançados para a amostragem, classificação, empacotamento e compressão de dados de áudio.

O algoritmo CS-ACELP (conjugate-structure algebraic-code-excited linear prediction) é um dos algoritmos predominantes no VoIP, organiza e agiliza a largura de banda disponível e o seu “anexo B” cria a regra de transmissão que, basicamente, afirma: "se não há sinal áudio, não envie dados" – a eficiência criada por esta regra é uma das razões que tornam a comutação de pacotes superior à comutação de circuitos.

O codec trabalha com o algoritmo para converter e classificar tudo, mas não serve para nada se não souber para onde enviar os dados; no VoIP, essa tarefa é realizada pelos soft switches.

O desafio no VoIP é que as redes baseadas em IP não lêem números de telefone reais, olham para endereços IP, que é algo assim: 192.158.10.7

Os endereços IP correspondem a dispositivos específicos na rede, tal como um computador, um router, um switch, um gateway ou um telefone, no entanto, nem sempre estes são estáticos, na maior parte das vezes estes são atribuídos por um servidor DHCP na rede e mudam a cada nova ligação.

O desafio do VoIP é traduzir números de telefone em endereços IP e depois descobrir o endereço IP do número marcado – este mapeamento é feito por um processador de chamadas a trabalhar sobre uma aplicação “soft switch”.

O processador de chamadas é o hardware que trabalha sobre um software especializado de mapeamento de bases de dados a que se chama “soft switch” – pensando no utilizador e no seu telefone ou computador como um pacote (homem + máquina), o pacote designa-se por “endpoint” e o que o “soft switch” faz é ligar “endpoints”.

Os "soft switches" sabem:

  • Onde está o terminal de rede pretendido;
  • O número de telefone que está associado a esse terminal;
  • O endereço IP desse terminal.

O "soft switch" contém uma base de dados dos utilizadores e dos respectivos números de telefone e se não tem a informação de que necessita, envia pedidos aos outros “soft switches” da rede até encontrar um que a possua; uma vez localizado o utilizador, localiza o endereço IP do dispositivo que lhe está associado, através de uma série de pedidos semelhantes, e envia todas as informações relevantes para o softphone ou telefone IP, permitindo assim o intercâmbio de dados entre os dois pontos finais (endpoints).

Os "soft switches" trabalham em conjunto com os outros dispositivos da rede para tornar possível o VoIP e, para que todos estes dispositivos trabalhem em conjunto, todos devem comunicar da mesma forma – essa forma de comunicação é um dos aspectos mais importantes dos que terão que ser refinados para que o VoIP se transforme numa realidade.

Protocolos

Como vimos, podemos ter em cada extremidade de uma chamada VoIP, qualquer combinação de telefones: analógicos, proprietários, softphones ou telefones IP, agindo como interface de utilizador, ATA ou software cliente trabalhando com um codec para efectuar a conversão digital/analógico e “soft switches” mapeando as chamadas.

Como combinar todas estas peças completamente diferentes de hardware e software de modo a comunicarem eficazmente? A resposta é: protocolos.

Existem vários protocolos actualmente usados no VoIP. Estes protocolos definem normas para que dispositivos como os codecs se interliguem entre si e à rede por meio de VoIP e incluem especificações para codecs de áudio.

O protocolo mais usado é o H.323, um padrão criado pela União Internacional das Telecomunicações (UIT), mas que não foi concebido especificamente para VoIP.

Uma alternativa ao H.323 surgiu com o desenvolvimento do SIP (Session Initiation Protocol).

O SIP é um protocolo mais simples, desenvolvido especificamente para aplicações de VoIP. Mais “leve” e mais eficiente que o H.323, o SIP tira vantagem de protocolos já existentes para lidar com certas partes do processo.

MGCP (Media Gateway Control Protocol) é um terceiro protocolo vulgarmente usado para VoIP, que incide sobre o controle dos “endpoints” e está vocacionado para a execução de funcionalidades como seja a “chamada em espera”.

Um dos problemas da utilização do VoIP a nível mundial é que estes três protocolos nem sempre são compatíveis; uma chamada VoIP entre várias redes pode ser um problema se encontrar protocolos conflituantes.

Como o VoIP é uma tecnologia relativamente nova, estes problemas de compatibilidade vão continuar a ser problemas até que alguma entidade reguladora defina um protocolo padrão universal para VoIP.

O VoIP é um enorme aperfeiçoamento ao actual sistema telefónico em termos de eficiência, custo e flexibilidade, no entanto, como qualquer tecnologia emergente, tem alguns desafios a superar, mas é claro que a tecnologia continuará a ser refinada até que, estamos em crer, substituirá o actual sistema telefónico.

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