A convergência das redes de voz
A comunicação via redes de pacotes como IP, ATM e Frame Relay estão tendo a preferência dos planejadores de redes corporativas. Alguns especialistas afirmam que o tráfico de dados superará o tráfico de voz. Se já não ultrapassou. Atualmente, as empresas estão avaliando o transporte de voz sobre as redes IP para reduzir os custos de telefonia e fax, com a vantagem de utilização de aplicações multimídia avançadas. Os serviços de transmissão de voz sobre redes IP oferecem alta qualidade e podem ser integrados aos serviços de dados e vídeo, tornando realidade a convergência dos serviços. A tecnologia de voz sobre IP (VoIP) está provando que pode ser viável, adota padrões internacionais e pode ser implementada em escala mundial. Os desafios encontrados pelos provedores de telecomunicações para liberar produtos comerciais estão sendo vencidos. Esses desafios incluem a interoperacionalidade entre redes, perda de pacotes, retardo (delay), escalabilidade e confiabilidade. A Internet e as Intranet corporativas estão sendo habilitadas para transportar todo o tráfico de voz requerido pelas organizações.
Nos últimos anos os vendedores de soluções VoIP apresentavam as vantagens do uso da nova tecnologia. Atualmente, a tecnologia já está madura o suficiente para atender as expectativas das empresas com diferentes portes. Hoje os telefones baseados em IP já possuem as seguintes características:
Vantagens da tecnologia VoIP
O desenvolvimento e a expansão de uma nova tecnologia só acontecem a partir de uma justificativa clara e sustentável. O VoIP tem conseguido demonstrar benefícios para os usuários e deve se firmar seu sucesso a longo prazo. Os benefícios da tecnologia podem ser divididos dentro de quatro categorias:
Redução de Custos. Apesar da redução de custos das chamadas de longa distância pelas companhias telefônicas, esse assunto é bastante popular para a introdução do VoIP. Os preços fixos para acesso a Internet podem se configurar numa excelente oportunidade para reduzir os custos de voz e fax. Estima-se que 70% dos custos de transmissão de fax entre os Estados Unidos e Ásia poderiam ser substituídos por FoIP (Fax over IP). Essas reduções de custos estão baseadas em evitar o uso das chamadas internacionais e estatuais usando a infra-estrutura da Internet do que a redução dos custos globais de um melhor compartilhamento dos equipamentos e rede pelos provedores de telecomunicações. Esse melhor compartilhamento levará uma redução de custos em larga escala para a voz.
Simplificação. A integração da infra-estrutura que suporta todas as formas de comunicação permitirá uma maior padronização e redução nos investimentos em equipamentos. Esta infra-estrutura compartilhada pode aperfeiçoar o uso da largura de banda e a minimização dos custos de redundância da topologia de rede. As diferenças nos padrões de uso de voz e dados oferecem oportunidades adicionais para melhor a eficiência das redes de comunicações.
Consolidação. Uma vez que pessoas estão nas extremidades das redes, qualquer oportunidade para combinar operações, eliminar pontos de falhas e consolidar atividades que gerem custos. Nas empresas, o uso de sistema de gerenciamento de rede centralizado baseado em SNMP monitorando voz e dados trazem excelentes benefícios tanto de redução de custos como de agilidade na determinação de problemas.
Aplicação Avançadas. Embora os serviços básicos de telefonia e fax sejam as aplicações iniciais do VoIP, no longo prazo é esperado o uso de aplicações multimídia e aplicações multiserviços. Por exemplo, as soluções de e-commerce podem combinar acessos a Web e a partir desse acesso, através do próprio PC os usuários terem acesso imediato para chamar o atendente do call-center.
Desvantagens da tecnologia VoIP
Uma pesquisa com 3.500 empresas americanas pela Forrester mostrou três desvantagens da tecnologia, atualmente:
Voz metalizada. Sem um sofisticado mecanismo de qualidade de serviço (QoS) que garanta uma largura de banda dedicada para as chamadas de voz, os usuários experimentam um som metalizado na comunicação.
Confiabilidade dos equipamentos do VoIP menor que os atuais PBX. Tradicionalmente, os PBXs empresariais possuem a mesma confiabilidade dos equipamentos da companhia telefônicas, ou seja, possuem um MTBF (tempo médio entre falhas) elevadíssimo. O que não ocorre com os equipamentos que suportam o VoIP, onde muito deles estão baseado no hardware de PCs, com a confiabilidade do Windows da Microsoft.
Grandes investimentos sem redução de custos. Para estender o VoIP para todas as localidades da empresa é necessário investir em gateways em todos os pontos. Em contra partida, a redução de custos não oferece um ROI (Retorno do Investimento) atraente.
Qualidade de Voz e suas Características
Prover um nível de qualidade pelo menos igual das companhias telefônicas é visto como uma exigência básica, embora alguns especialistas afirmem que a qualidade depende do custo e da expectativa dos usuários. Embora o QoS normalmente refere-se a fidelidade da voz e a transmissão de fax, isso também pode ser aplicado a disponibilidade da rede e a disponibilidade de funções do telefone (conferencia a três, indicador de chamada no visor, desvio de chamada, chefe-secretária, etc.), e por último a escalabilidade.
A qualidade de reprodução de voz em uma rede de telefone é fundamentalmente subjetiva, embora existam medidas desenvolvidas pelo ITU. Porém, existem três fatores que podem definir a qualidade do serviço:
Figura: Delay e Jitter
Delay: Dois problemas gerados pelo atraso dos pacotes numa comunicação fim-a-fim é o eco e a sobreposição de sinal (espécie de linha cruzada). Eco se torna um problema quando a demora de ida-e-volta for maior que 50 ms. Desde que o eco é percebido como um problema de qualidade, os sistemas de VoIP têm prover mecanismos de cancelamento de eco. A sobreposição de sinal acontece se a demora for maior que 250 ms. O orçamento de demora de fim-para-fim é então o constrangimento principal e exigência motriz por reduzir demoram por uma rede de pacote.
Jitter (Variabilidade do atraso): o efeito jitter é a variação entre os tempos de chegada dos pacotes no destino provocados pela rede. A remoção do efeito jitter requer que os pacotes sejam armazenados por tempo suficiente em buffers, porém isso gera delay na transmissão que igualmente geram problemas de qualidade de voz. Deve-se encontrar um ponto de equilíbrio na configuração.
A manutenção de qualidade de voz aceitável apesar de variações inevitáveis em desempenho da rede (como congestionamento ou falhas na conexão) é alcançada usando técnicas como compressão, supressão de silêncio, e QoS nas redes de transporte. Nos anos 90s vários avanços foram alcançados no processamento de sinal, desenvolvimento de poderoso switches de rede e protocolos baseados em QoS. Baixo custo e alto-desempenho dos processadores digitais de sinal (DSP) que possuem um eficiente processo de compressão e cancelamento de eco aumentaram a qualidade da transmissão de voz.
Perda de pacote: As redes IP não podem assegurar que todos os pacotes serão entregues, muito menos na ordem correta de envio. Alguns pacotes podem ser perdidos durantes a transmissões quando a rede estiver congestionada, por exemplo. A interpolação entre pacotes é uma solução encontrada para solucionar o problema de perda de pacotes, uma vez que a qualidade de voz é sensível ao tempo de entrega dos pacotes. Perdas de pacote maior que 10% geralmente não são toleráveis.
Para aperfeiçoar a qualidade de voz alguns softwares pré-processam as conversações de voz antes do envio. A técnica de supressão de silêncio que suprime a transferência de pausas, respirações e outros períodos de silêncio podendo chegar a 50-60% do tempo de uma chamada, economizando largura de banda de transmissão. Como a falta de pacotes é considerada silêncio absoluto é necessário uma função para adicionar um "barulho de conforto" na transmissão.
Outra função de software que melhora a qualidade de voz é cancelamento de eco. Atrasos de pacotes acima de 50 ms causam problemas na qualidade de voz. Fontes de delay no envio dos pacotes colecionam um serie de problemas. A recomendação de ITU G.168 define as exigências de desempenho que são requeridas atualmente para o cancelamento do eco.
Criar uma rede de VoIP (e a seleção dos equipamentos) exige uma negociação entre a qualidade de voz desejada e os atrasos de entrega dos pacotes que são inerentes ao sistema. Minimizar o custo do sistema e oferecer a melhor qualidade de voz é um dos desafios do projeto. Os equipamentos de VoIP oferecem mecanismos para ajustar o ambiente de transmissão e aperfeiçoar a qualidade de voz dentro que custos aceitáveis.