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TELEFONIA VOIP
MÓDULO II – TELEFONIA IP
2014
UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE – UFFDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE
TELECOMUNICAÇÕES
PARTE III – TELEFONIA IP (VOIP)
1. INTRODUÇÃO A TELEFONIA IP (VOIP)2. PROTOCOLOS RTP/RTCP3. PROTOCOLO H323 4. PROTOCOLO SIP5. SEGURANÇA EM TELEFONIA IP6. QUALIDADE DE VOZ7. UTILIZAÇÃO DE CODECS 8. CALCULO DE BANDA9. QUALIDADE DE SERVIÇO (QOS) E ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM VOIP
Agenda
TELEFONIA IP
INTRODUÇÃO A TELEFONIA IP (VOIP)
REDES DE NOVA GERAÇÃO (NEW GENERATION NETWORK) - A EVOLUÇÃO DA TECNOLOGIA IP PERMITE HOJE A CONVERGÊNCIA DE APLICAÇÕES DE VOZ, DADOS, IMAGENS, TV, JOGOS ELETRÔNICOS, ENTRE OUTRAS, UTILIZANDO UMA ÚNICA INFRAESTRUTURA.
IP MULTIMÍDIA SUBSISTEM, PRÓXIMO DEGRAU PÓS NGN, PERMITINDO A CONVERGÊNCIA TOTAL PARA O IP, POSSIBILITANDO A COMBINAÇÃO DE RECURSOS DE VOZ, VÍDIO E DADOS, NÃO IMPORTANDO O MEIO DE ACESSO OU SE ESTÃO EM TEMPO REAL OU NÃO, PERMITINDO VÁRIAS FORMAS DE ACESSO, INDEPENDENTE DA TECNOLOGIA EMPREGADA.
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Histórico: As Comunicações no Século XXI
INTRODUÇÃO A TELEFONIA IP (VOIP)CO
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Uma possível arquitetura convergente: Voz, Dados, Imagens, Vídeos
INTRODUÇÃO A TELEFONIA IP (VOIP)CO
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Arquitetura TCP/IP e a Telefonia IP
INTRODUÇÃO A TELEFONIA IP (VOIP)CO
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Introdução a Telefonia IP
Exploração plena dos recursos da internet. Comunicação PC – PC , PC– FONE e FONE – PC –
FONE. Novos Codecs, proprietários e de fonte aberta
(redução de taxas de transmissão e de custos). Utilização de recursos que aproveitam o uso de
compressão de cabeçalho Crtp e do silêncio da voz (VAD – Voice Activity Detection), permitindo redução do consumo de banda
Diversos fornecedores, utilização de soluções proprietárias, impactando o uso de recursos.
INTRODUÇÃO A TELEFONIA IP (VOIP)CO
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CONEXÃO PC – PC (Telefonia não gerenciada)
Computadores conectados a um ISP( Provedor de Internet), sendo considerado uma Serviço de Valor Adicionado.
Legislação e Impostos: VoIP neste caso é não regulamentado Exemplo deste tipo de serviço: Skipe. Para exploração Comercial:
o Serviço de Valor Adicionado (5%) e/ou Serviço de Telecomunicações (Acordo Confaz: mínimo de 5% )
o Serviços de Comunicações Multimídia (SCM): registro ANATEL, interconexão, Poder de Mercado Significativo (PMS), CREA, etc.
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Conexão PC – Phone (Telefonia IP gerenciada)
Computadores conectados a um ISP( Provedor de Internet), sendo considerado uma Serviço de Comunicações.
Legislação e Impostos: VoIP neste caso é regulamentado Exemplo deste tipo de serviço: Skipe e Operadoras. Para exploração Comercial:
o Serviço de Telecomunicações (Acordo Confaz: mínimo de 5% )o Serviços de Comunicações Multimídia (SCM) ou Serviço de Comunicações
(STFC): registro ANATEL, interconexão, Poder de Mercado Significativo (PMS), CREA, etc.
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Telefonia IP gerenciada Corporativa
Telefonia IP utilizando os recursos da Rede de Dados de uma empresa. Legislação e Impostos: Neste caso não se aplica. Tipo de Conexão:
o Na rede corporativa: sem restrição.o Na rede pública com a rede corporativa: apenas um ponto.
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Soluções Corporativas
PABX convencionais com interfaces E-1 ou FXS/FXO e gateway externo para conexão IP (Ethernet ou ATA – Adaptador de Terminais Analógicos= 2 Fxs).
PABX Híbrido – interfaces telefônicas nativas, aceita gateway interno para conexão IP.
PBX IP – interfaces IP nativas, conexão direta a rede IP, pode receber interfaces para a rede telefônica.
Interfaces E-1 e Ethernet 10 G com queda de até 60% nos últimos 2 anos (US$700,00 e US$1.500,00, respectivamente).
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Serviços na Internet: WWW – WORD WIDE WEB (web)
Conjunto de informações públicas com alcance mundial, gerenciadas pelo WWW Consortium que desenvolve os padrões.
Contém home pages, multimídia, etc, ligadas uma às outras usando recursos de hipertexto, escritas em linguagem HTML.
O protocolo utilizado pelo navegador é o HTTP.
O Uniform Resource Locator(URL) no navegador é um identificador de rota para um arquivo.
URI(Uniform Resource Indentifier): identifica através de apelido, um endereço. Exemplo - sip:[email protected]
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Telefonia IP na Internet
EXEMPLOS:
Skype -> protocolo proprietário.
NetMeeting -> H323 - ITU.
Xlite e Kphone -> SIP - IETF
Kiax -> IAX ( Grupo Asterix - aberto ).
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NAT – NETWORK ADDRESS TRANSLATION
Qualquer máquina que necessite se conectar a Internet precisa ter um endereço IP válido. O NAT realiza a conversão de um IP público com um endereço IP privado.
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Tipos de NAT – Full Cone
Neste caso não existem restrições, o usuário pode originar/receber chamadas, independente de o destino já ter sido ou não conectado
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Tipos de NAT – Full Cone
Restricted Cone:o Somente os hosts externos que foram contactados pelo host
internos podem enviar pacotes p/ o mesmo.
Port Restricted Cone:o Semelhante ao Restricted Cone mas neste caso o Firewall
bloqueia o tráfego a não ser que o cliente interno já tenha
contactado o host externos na mesma porta.
INTRODUÇÃO A TELEFONIA IP (VOIP)CO
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Tipos de NAT – Symmetric Um host interno ao se conectar a um host externo, fixa uma porta
para conexão. Somente os hosts externos que foram contactados pelo host internos podem enviar pacotes p/ o mesmo na porta reservada, que não poderá mais ser compartilhada com outros usuários.
PARTE III – TELEFONIA IP (VOIP)
1. INTRODUÇÃO A TELEFONIA IP (VOIP)2. PROTOCOLOS RTP/RTCP3. PROTOCOLO H323 4. PROTOCOLO SIP5. SEGURANÇA EM TELEFONIA IP6. QUALIDADE DE VOZ7. UTILIZAÇÃO DE CODECS 8. CALCULO DE BANDA9. QUALIDADE DE SERVIÇO (QOS) E ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM VOIP
Agenda
SERVIÇOS DE TELECOMUNICAÇÕES
PROTOCOLOS RTP/RTCPCO
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Protocolo RTP
Padronizado pelo IETF – RFC 1889 (atual RFC-3350), o Real-time Transport Protocol (RTP), foi projetado para permitir que os receptores compensem o jitter e a perda de pacotes introduzidos pelas redes IP e utilizado em conexões com perfil de áudio ou vídeo (AVP).
Inclui as seguintes informações:o Tipo de dado transportado.o Timestamps.o Número de sequência.o A Recomendação: Secure RTP, RFC 3711, permite uso de
criptografia e autenticação das mensagens RTP e RTCP.
PROTOCOLOS RTP/RTCPCO
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Cabeçalho RTP – Versão V2
PROTOCOLOS RTP/RTCPCO
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Cabeçalho RTP – Versão V2 p - padding = 1, se o pacote contém enchimento para completar
multiplos de 32 bytes. x - 1, se houver extensão de cabeçalho. PT - payload type - tipo de aplicação (codec), definido na RFC 3551. CC - CSRC COUNT - número de fontes de mídia contribuintes. m - marker - depende do PT, igual a 1, por exemplo quando houver
supressão de silêncio. número de sequência - de 0 a 65535, é inicializado aleatóriamente e
incrementado de um, a cada pacote que é transmitido. temestamp - 32 bits - utilizado para calcular o delay e o jitter. synchronization source (SSRC) identifier - identificador da fonte e
sincronismo, para conferências multi-usuários. contributing source (CSRC) identifiers - identifica as fontes
contribuintes para mixagem, atualmente este campo não é usado.
PROTOCOLOS RTP/RTCPCO
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Compressão de Cabeçalho RTP – Crtp A compressão dos cabeçalhos RTP, UDP e IP denominada
“Crtp” economiza largura de banda. É possível a compressão IP/UDP/RTP de 40 bytes para até 2
bytes, sendo recomendada para payloads pequenos e para links com velocidades menores que 2Mbit/s, em enlaces Frame Relay e PPP e sua aplicação é local (link by Link).
Exemplo:o Cabeçalho IP(20 bytes).o Cabeçalho UDP(8 bytes).o Cabeçalho RTP(12 bytes).o Tamanho total : RTP + UDP + IP = 40 bytes, pode ser comprimido para 2 bytes.
Se o Crtp for programado para Links de alta velocidade, pode desestabilizar a rede.
PROTOCOLOS RTP/RTCPCO
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Cabeçalho RTCP (Real-time Control Protocol)
Padronizado pelo IETF – RFC 1889 e RFC 3550. Protocolo de controle projetado para trabalhar em
conjunto com o RTP. Em uma sessão RTP os participantes enviam
periodicamente pacotes RTCP para receberem informações da qualidade da entrega de dados e das informações sobre os membros, tais como delay, jitter, perda de pacotes, etc.
Utiliza uma porta superior à porta utilizada pelo RTP. No dimensionamento de banda recomenda-se uma
reserva de 5% da banda total para o tráfego RTCP.
PARTE III – TELEFONIA IP (VOIP)
1. INTRODUÇÃO A TELEFONIA IP (VOIP)2. PROTOCOLOS RTP/RTCP3. PROTOCOLO H323 4. PROTOCOLO SIP5. SEGURANÇA EM TELEFONIA IP6. QUALIDADE DE VOZ7. UTILIZAÇÃO DE CODECS 8. CALCULO DE BANDA9. QUALIDADE DE SERVIÇO (QOS) E ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM VOIP
Agenda
SERVIÇOS DE TELECOMUNICAÇÕES
PROTOCOLO H323CO
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Introdução
Primeira versão ITU (1996) para redes de pacotes. Inter-funcionamento diretamente com a RTPC. Última versão:V-6, de junho de 2006. Administra:
o registro e bilhetagem.o largura de banda.o controle de chamadas.o conferência multimídia.o Endereçamento. o utiliza codecs padronizados.
A versão V.6 contempla os codecs GSM e iLBC.
PROTOCOLO H323CO
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Introdução
V.1 – Provisória, muitas deficiências, método fast start do H.245.
V.2 – Melhoramento da V.1, método fast start do H.245, Overlap.
V.3 – serviços suplementares até 450.7. V.4 – Serviços suplementares 450.8 a 450.11, GK
alternativo, tunelamento Q.SIG e ISUP, URL, capacidade de chamadas pré-pagas, DTMF via RTP.
V.5 – Tunelamento DSS-1, Série 460.x ( portabilidade, status do enlace,etc.)
V.6 – Novos codecs.
PROTOCOLO H323CO
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Familia de Protocolos H323
O H323 especifica que os pacotes de voz sejam encapsulados no protocolo RTP (Real Time Protocol) e transportados no UDP (User Datagram Protocol).
PROTOCOLO H323CO
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Topologia H323 Recomendação H323 do ITU-T - define os requisitos de
comunicação multimídia (áudio, imagem, vídeo conferência e dados), para redes de pacotes
Elementos: Terminais (SW ou HW), Gateways (GW), Gatekeepers (GK), controladores e processadores multiponto(MCU), unidades de controle (MC) e suas interoperabilidades.
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PROTOCOLO H323CO
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Gatekeeper:
Controla um SA denomizado “Zona Administrativa”
Resolução de nomes (DNS).
Realiza controle de chamadas.
Controla uso de banda, codecs.
Controla o registro dos usuários.
Mobilidade pessoal.
Função H.225 – RAS (Registro, Admissão e Status),
última verão H.225.0 – V6.
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PROTOCOLO H323CO
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Gateways e terminais
Gateways são Switches multimídia que
interconectam os elementos H.323 a outros
ambientes de redes/protocolos.
o Ex: H.323 < - > RTPC ou H.323 < - > SIP
Terminais comuns com ATA (adaptador de terminal
analógico), terminais H.323 e softphones.
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PROTOCOLO H323CO
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Sinalização H.225 - RAS
RAS (Registro, Admissão e Status - UDP).o Protocolo entre End Points (EP):
terminal < - > GK ou GW < - > GK. Determinação do GK. Registro do EP. Localização do EP de destino. Controle de admissão.
Sinalização de chamada baseada no padrão Q.931 (TCP).
Para estabelecer os canais de mídia é utilizado o protocolo H.245 (TCP).
Os canais de mídia utilizam o protocolo RTP.
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PROTOCOLO H323CO
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Sinalização H.225 – Principais mensagens RAS
GK Discovery (Descobrindo GK)o GK Request (GRQ)o GK Confirm (GCF)o GK Reject (GRJ)
GW Registration (Registrando no GK)o Registration RRQ / RCF / RRJ
Location Request(Localizando GK)o Location LRQ / LCF / LRJ
Call Admission(Admissão de uma Chamada)o Admission ARQ / ACF / ARJ
Disengage(Solicitando Desconexão)o Disengage DRQ / DFC / DRJ
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PROTOCOLO H323CO
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Sinalização Q.931 – Estabelecimento da chamada
Protocolo de origem na telefonia, utilizado para
estabelecer a chamada, enviar sinais de controle e
desconectar caso o destino esteja indisponível.
Principais mensagens mandatórias (M):o Set up, Alerting, Connect, Release Complete Call proceding e Facility.
Principais mensagens opcionais (O).
o Info, Notify e Progress.
Demais mensagens não estão implementadas (F).
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PROTOCOLO H323CO
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Sinalização H.245 – Estabelecimento do canal Mídia
Utilizada para a negociação e estabelecimento dos canais de mídia.
Última versão: H.245 v.13. Usa TCP p/ troca de mensagens de controle entre os
terminais. Especificação de capacidades, tipos de codecs, etc. Controle de canais lógicos que transportam fluxos
de informação RTP. Controle de fluxo utiliza o RTCP.
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PROTOCOLO H323CO
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Mensagens H.245
Master Slave Determination – mensagem para definir quem será mestre ou acordar facilidades comuns.
Terminal Capability – Codecs, uso de VAD, uso de ruido de conforto, etc.
Logical Channel Open – abertura do canal, porta UDP, tipo de mídia.
Logical Channel Close – encerramento do canal de mídia, mantém a conexão.
End Session Command – Encerramento de uma conexão. RoundTripDelay – atraso em um sentido, fim a fim. Maintenance Loop, etc.
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PROTOCOLO H323CO
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Localizando GK de destino (Nuvem crescente)
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T1604220-97
Alerting (11)
ACF (10)
Alerting (11)Alerting (11)
RAS Messages
Connect (14)
Call Signalling Messages
Connect (13)
Multicast RAS Messages
Setup (5)
Setup (6)
ARQ (1)
Call Proceeding (7)
Call Proceeding (7)
Call Proceeding (7)
ACF (4)
ARQ (9)
Endpoint 1 Endpoint 2Gatekeeper 1 Gatekeeper 2
LCF (3)
LRQ (2)
Setup (8)
Connect (12)
PROTOCOLO H323CO
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Exemplo de chamada controlada pelo GK
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PROTOCOLO H323CO
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Vantagens e desvantagens
VANTAGENS: o Pilha de protocolo desenvolvida a mais tempo, padronizada e
adotada pelos fabricantes antes do SIP.o Plena compatibilidade com a RTFC.o Facilidade de interoperabilidade entre os diversos fornecedores.
DESVANTAGENS: o Padrão complexo e rígido.o Não possui escalabilidade.o Dificuldade de adaptar a desenvolvimentos futuros (Internet).o Utilização de implementações proprietárias.o Pequena aderência aos padrões Internet.
PARTE III – TELEFONIA IP (VOIP)
1. INTRODUÇÃO A TELEFONIA IP (VOIP)2. PROTOCOLOS RTP/RTCP3. PROTOCOLO H323 4. PROTOCOLO SIP5. SEGURANÇA EM TELEFONIA IP6. QUALIDADE DE VOZ7. UTILIZAÇÃO DE CODECS 8. CALCULO DE BANDA9. QUALIDADE DE SERVIÇO (QOS) E ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM VOIP
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SERVIÇOS DE TELECOMUNICAÇÕES
PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
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Introdução
Protocolo desenvolvido pelo IETF - RFC 2543 e após alguns melhoramentos pela RFC 3261.
Tem como função criar, modificar e terminar sessões multimídia, UNICAST ou MULTICAST (conferências).
100% voltado p/ a Internet. End-to-end protocol: inteligência presente nos terminais. SIP URI(Uniform Resource Indentifier):
sip:[email protected]. Faz uso do SDP (Session Description Protocol) p/ definir as
sessões. Permite localizar o destino via: URI, ramal, telefone fixo ou
móvel, correio de voz, e-mail, etc.
PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
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Topologia SIP
PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
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Introdução
User Agents:o São Internet Endpoints que usam SIP p/ se localizarem e
conjuntamente negociarem as características de uma sessão multimédia .
o UAC (Usuário agente cliente) e UAS (Usuário agente servidor) são entidades lógicas aonde UAC manda pedidos enquanto UAS os recebe.
Proxy Server: o Usado p/ rotear a mensagem de INVITE p/ “perto” do Callee.o Roteamento se basea na localização atual do Callee, autenticação e
“accounting”.
Existem dois tipos de servers: Stateless e Statefull.
PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
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Elementos SIP
Stateless server:o São “message forwarders”.o Não realizam armazenamendo de dados nem accounting .o Recomendados para alto tráfego, utilizados para envio de MSN.o São mais simples e mas mais rápidos e mais baratos.
Statefull Server:o Criam um diagrama de estado p/ cada transação e acompanham seu
estado do início ao fim (início e término da chamada).o Podem se encarregar de tarefas como NAT transversal.o Capazes de desempenhar tarefas complexas na hora de contactar
usuários.
PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
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Elementos SIP
Registar server:o Recebe registros dos usuários, extrai informação sobre sua
localização atual e a armazena num banco de dados.
o Mapeia [email protected] -> 123.12.12.03.
Redirect server:o Entidade que ao receber um pedido manda de volta uma
resposta com a localização atual de um usuário em particular.
o Normalmente as entidades lógicas Proxy, Registar e Redirect
são implementadas em um mesmo software.
PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
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Exemplo de localização de um destino
PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
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Mensagens SIP
Invite: Indica que o UAS está sendo convidado para uma uma
sessão
ACK: Confirma que o UAC recebeu uma resposta final para um
invite.
Cancel: Cancela qualquer busca pendente mas não uma sessão
Options: Solicita informações sobre capacidades suportadas
BYE:Quando o usuário deseja encerrar sua participação
Register: Envio de informações sobre localização de usuários
registrados
PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
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Mensagens SIP – Respostas HTTP
1XX – Informational, informa a mensagem em processamento.
2XX – Succes, informa que a mensagem foi aceita com sucesso
(final).
3XX – Redirection, informa que foi realizado um re-
direcionamento (final).
4XX – Client Error, informa sobre erros de sintaxe do cliente
(final).
5XX – Server Error: Servidor com problema interno (final).
6XX – Global Failure: falha global, nenhum servidor disponível
(final).
PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
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Mensagens SIP – Respostas HTTP
100 – Informational, tentando 180 – Informational, chamando 200 – Succes, OK, recebida, entendida e aceita 300 – Redirection, múltiplas escolhas, requer uma ação adicional 400 –Client Error, Pedido inválido 401 – Client Error, Não autorizado 402 – Client Error, necessário pagamento 484 – Client Error, Endereço incompleto 486 – Client Error, ocupado 500 – Server Error:Servidor com problema interno 600 – Global Failure: Ocupado em todos os lugares
PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
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Exemplo de chamada SIP
PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
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Mensagens SIP – Campo SIP
Via (M): Usado para gravar a rota de um pedido, para permitir os servidores SIP retransmitam as respostas.
To (M): Indica o destino do pedido. O uso de etiqueta(TAG) é no caso de um único URI(Uniform Resource Identifer) designar vários destinos finais.
From (M): Contém um nome opcional e o endereço do originador do pedido. Etiquetas adicionais podem ser colocadas
Cseq(M): Número de seqüência e nome do método, sendo incrementado a cada novo pedido.
Encryption(o): Especifica processos de criptografia Content-Type(M): Descreve o tipo de mídia do conteúdo do corpo
da mensagem, por ex. IETF SDP ou Text/html ou ISUP, etc. Content-Length(M): Número de octetos na mensagem
PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
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Mensagens SIP – Exemplo de campo SIP
PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
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Mensagens SIP – Exemplo de Campo SIP
PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
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Mensagens SIP – Campo SDP RFC 2327 e 4566
* OPCIONAL
PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
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Mensagens SIP – Exemplo do Campo SIP
PROTOCOLO SIP (SESSION INITIATION PROTOCOL)
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Vantagens e Desvantagens
VANTAGENSo Protocolo aderente a padrões genuinamente Internet.o Altamente escalável.o Flexível e de fácil adaptação a novos desenvolvimentos.o O protocolo de sinalização mais adotado atualmente por empresas
de todos os portes. DESVANTAGENS
o Protocolo de desenvolvimento recente, com a padronização em desenvolvimento.
o A maioria dos fornecedores utilizam o protocolo com implementações proprietárias.
o Dificuldades de interoperabilidade entre os diversos fabricantes.
PARTE III – TELEFONIA IP (VOIP)
1. INTRODUÇÃO A TELEFONIA IP (VOIP)2. PROTOCOLOS RTP/RTCP3. PROTOCOLO H323 4. PROTOCOLO SIP5. SEGURANÇA EM TELEFONIA IP6. QUALIDADE DE VOZ7. UTILIZAÇÃO DE CODECS 8. CALCULO DE BANDA9. QUALIDADE DE SERVIÇO (QOS) E ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM VOIP
Agenda
SERVIÇOS DE TELECOMUNICAÇÕES
SEGURANÇA EM TELEFONIA IPCO
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Introdução“O Museu de Comunicação de Berna reune uma coleção de mais
de 300 fotos que foram adulteradas para manipular a opinião pública” JB 26/06/2008 o As ameaças à telefonia IP e VoIP são similares às encontradas na Interneto Dispositivos VoIP suportam protocolos HTTP, Telnet, TFTP, SNMP, etc.
o Ex: Sistema Operacional LINUX com senha padrão Roteador Wireless com senha padrão para configuração de serviços Metodos de autenticação vulneráveis, do tipo WEP (Wired
Equivalent Privacy).
o Cuidados: Métodos de criptografia e autenticação tornam o processamento na
rede mais lento Aumenta o consumo de banda Aumenta o custo do projeto
SEGURANÇA EM TELEFONIA IPCO
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Principais ataques
Ataque por negação de serviço (DoS – Denial of Service), ex. Troca de codec ou grande quantidade de msg Invite ou Bye .
Escuta , ex. interceptar mensagem RTP - Eavesdroping.
Seqüestro de registro - Interceptar e alterar mensagens para outro endereço.
Estranho se passa pelo usuário de destino –CallerID Spoofing.
Chamada é reencaminhada para destino falso via msg 3xx.
Fraude em que Chamadas debitadas em contas de terceiros.
Falsificação de mensagens RTCP, com informações falsas de degradação da qualidade.
Uso de software para acessar o banco de dados.
SEGURANÇA EM TELEFONIA IPCO
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Fragilidades nas mensagens de sinalização SIP
INVITE sip:[email protected] SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP
laboratorio.faculdade.com.br:5060;branch=z9hG4bKfw19b Max-Forwards: 70 To: Livia <sip:[email protected]> From: Anderson <sip:[email protected]>;tag=76341 Call-ID: [email protected] CSeq: 1 INVITE Subject: Preciso de sua ajuda... Contact: <sip:[email protected]> Content-Type: application/sdp Content-Length: 158 v=0 o=Anderson 2890844526 2890844526 IN IP4
laboratorio.faculdade.com.br s=Phone Call c=IN IP4 100.101.102.103
SEGURANÇA EM TELEFONIA IPCO
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Exemplo de ataque a um Proxy
SEGURANÇA EM TELEFONIA IPCO
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Conceitos básicos de segurança em VoIP
Mensagens de sinalização com segurança:o Criptografias e Autenticações (chave PKI pública/privada) das
mensagens de sinalização SIP/SDP.
o Pode ser usuário – usuário ou Proxy – Usuário.
o Transport Layer Security (TLS - RFC 2246) – construindo tuneis hop-by-hop sobre TCP.
o IP Sec (Modalidade Transporte ou Túnel).
Mídia de tempo real (áudio e vídeo) com segurança:o Criptografia e autenticação das mensagens RTP (Securite 3711).
Aplicações proprietáriaso Muito cuidado neste caso.
SEGURANÇA EM TELEFONIA IPCO
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Ameaças a segurança em VoIP
Identificado Usuários e Extensões SIP:o Consiste na obtenção da lista de usuários e extensões de um proxy server. o O método apresentado consiste na análise das mensagens de erro retornadas
pelos métodos SIP: REGISTER, OPTIONS and INVITE. Ferramentas:
o SIPSCAN (http://www.hackingvoip.com). o Sipsak (http://sip.sak.org)
Também são úteis para testes de stress e de diagnóstico de problemas com serviços SIP: o Sistemas de prevenção de intrusão para VoIP que podem detectar rápidas
sucessões de testes INVITE, OPTIONS e REGISTER contra o SIP proxy e bloquear o endereço IP de origem contra futuras varreduras.
Ex: o SecureLogix (www.securelogix.com)o Sipera (www.sipera.com)o BorderWare (www.borderware.com)
PARTE III – TELEFONIA IP (VOIP)
1. INTRODUÇÃO A TELEFONIA IP (VOIP)2. PROTOCOLOS RTP/RTCP3. PROTOCOLO H323 4. PROTOCOLO SIP5. SEGURANÇA EM TELEFONIA IP6. QUALIDADE DE VOZ7. UTILIZAÇÃO DE CODECS 8. CALCULO DE BANDA9. QUALIDADE DE SERVIÇO (QOS) E ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM VOIP
Agenda
SERVIÇOS DE TELECOMUNICAÇÕES
QUALIDADE DE VOZCO
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Métricas
Teste subjetivo:
o Modo mais autêntico p/ se mensurar a qualidade da voz
o Ex: MOS definido pela Recomendação ITU P 800/830 exige
pelo menos 30 juízes
Teste Objetivo:
o As Recomendações ITU P. 861( PESQM ) e P.862 ( PESQE )
especificam um algoritmo de teste o qual é implementado
em equipamentos.
QUALIDADE DE VOZCO
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Métricas: MOS (Mean Opinion Score)
O MOS (Mean Opinion Score) é largamente utilizado como medida subjetiva de qualidade de voz (Pontuações de 1 a 5):
o Pontuações 4 a 5: alta qualidade, similar a ISDN.
o Pontuação 3,5 a 4: qualidade de faixa telefônica.
o Pontuação 3 a 3,5: comunicação ainda é boa mas a
degradação já é audível.
o Pontuação 2,5 a 3: qualidade militar.
o Abaixo de 2,5: não há mais voz apenas sinais ruidosos.
QUALIDADE DE VOZCO
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Métricas: Factor R x MOS
QUALIDADE DE VOZCO
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Impacto do Delay em VoIP
Delay (latência) é o atraso que sempre existe na comunicação entre dois pontos. Ou seja o tempo que um pacote de dados gasta p/ trafegar de A até B
Os Delays só passam a ser um problema quando ultrapassam certos limites:
o 0 à 150 ms: excelente
o 150 à 250 ms: bom, mais utilizado na telefonia
o 250 à 350 ms: regular
o 350 à 450 ms: pobre
o acima de 450 ms: inaceitável
QUALIDADE DE VOZCO
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Impacto do Delay em VoIP
QUALIDADE DE VOZCO
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Impacto do Delay em VoIP
PARTE III – TELEFONIA IP (VOIP)
1. INTRODUÇÃO A TELEFONIA IP (VOIP)2. PROTOCOLOS RTP/RTCP3. PROTOCOLO H323 4. PROTOCOLO SIP5. SEGURANÇA EM TELEFONIA IP6. QUALIDADE DE VOZ7. UTILIZAÇÃO DE CODECS 8. CALCULO DE BANDA9. QUALIDADE DE SERVIÇO (QOS) E ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM VOIP
Agenda
SERVIÇOS DE TELECOMUNICAÇÕES
UTILIZAÇÃO DE CODECSCO
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Impacto do Delay em VoIP
A voz é uma informação do tipo analógica e para ser manipulada por redes de dados (pacotes) deve ser transformada em sinal digital. Os dispositivos que realizam essa transformação são os CODECs.
Uma das principais técnicas utilizadas pelos codecs é a modulação por técnica de pulsos (PCM), G.711, do ITU, com o sinal codificado a 8 bits e uma velocidade de 64Kbit/s.
Após a digitalização, o sinal digital é enviado para dispositivos de compressão denominados DSP (Digital Signal Processor), que são processadores de extrema capacidade, MIPS (milhões de instruções por segundo). Existem dois padrões de compressão:o Não Paramétricos, baseados na forma de onda (Ex: PCM).o Paramétricos, baseados em modelos que representam a origem da fala
humana (Ex.ACELP, etc).
UTILIZAÇÃO DE CODECSCO
NCE
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Principais CODECs ITU
Para alta definição de audio: Codec G722 ADPCM (forma de onda). O Codec G.728 é Híbrido.
QUALIDADE DE VOZCO
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Impacto do Delay em VoIP
Speex:o Bit rate: 2.15 a 24.6 kbps.o Delay 30 ms.
iLBC:o Bit rate: 13.3 kbps.o Delay 30 ms.
Banco de CODECs, alguns exemplos:o G.711 para iLBC – 23 mseg e no sentido inverso – 4 mseg.o G.711 para GSM – 5 mseg e no sentido inverso – 2 mseg.
Recomendar-se evitar cascateamento de CODECs.
PARTE III – TELEFONIA IP (VOIP)
1. INTRODUÇÃO A TELEFONIA IP (VOIP)2. PROTOCOLOS RTP/RTCP3. PROTOCOLO H323 4. PROTOCOLO SIP5. SEGURANÇA EM TELEFONIA IP6. QUALIDADE DE VOZ7. UTILIZAÇÃO DE CODECS 8. CALCULO DE BANDA9. QUALIDADE DE SERVIÇO (QOS) E ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM VOIP
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SERVIÇOS DE TELECOMUNICAÇÕES
CALCULO DE BANDACO
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Introdução
Na rede telefônica TDM, cada chamada cursada
ocupa um circuito de 64 Kbps.
No caso de VoIP, existem outros fatores a considerar:o Técnica de Codificação (CODEC) utilizada. o Overhead RTP + UDP + IP e (eventualmente) MPLS. o Overhead da segunda camada (FR, ATM, PPP, etc).
CALCULO DE BANDACO
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Tabela comparativa (fonte:CISCO)
CALCULO DE BANDACO
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Formula de cálculo
Bit Rate: numero de BITs P/ SEGUNDO que precisam ser transmitidos p/ se
estabelecer a chamada. Bit Rate = Sample Size / Sample Interval.
Sample size: número de BYTES capturados pelo DSP a cada intervalo de
amostragem.
Sample Interval: intervalo, em MS (miliseconds), de amostragem no qual o codec
opera.
Voice Payload Size: número de BYTES existentes no payload do pacote. Este
número é sempre multiplo do Sample Size. O Payload Size também pode ser
expresso em MS, mostrando neste caso multiplo do Sample Interval.
PPS: é o número de pacotes que precisa ser transmitido a cada segundo p/ se
atender ao Bit Rate.
CALCULO DE BANDACO
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Formula de cálculo
Tamanho total do pacote = Cabeçalho da segunda camada +
Cabeçalho IP/UDP/RTP + payload de voz
PPS = Codec Bit Rate / Voice Payload Size
Bandwidth = Tamanho total do pacote * PPS
OBS:o O tamanho do cabeçalho da segunda camada depende do protocolo,
ETHRNET, PPP, ATM, ..., as vezes do MPLS e ainda o Overhead de segurança quando for o caso (Criptografia).
o Cabeçalho IP/UDP/RTP tem 40 bytes.o Cabeçalho IP/UDP/RTP comprimido pode ter até 2 bytes (link-by-link).o No caso de uso de VAD, é possível ter uma redução no payload de voz de
até 40% (End-to-end).
CALCULO DE BANDACO
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Overhead de camada 2 Cabeçalhos:
o Frame Relay – 7 byteso Ethernet – 18 byteso PPP – 6 byteso Wi-Fi – 24 byteso Ethernet – (802.1P Class of Service) ou (802.1 Q – Vlan) – 22 Byteso Wi Max – 20 bytes
Cabeçalhos MPLS:I psec Transport Mode (DES ou
3DES)30 ~ 37 bytes
Ipsec Transport Mode (AES) 38 ~ 53 bytes
Ipsec Tunnel Mode 50 ~ 57 bytes ou 58 ~ 73 bytes
MPLS 4 bytes
CALCULO DE BANDACO
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Exemplo de cálculo de banda
Banda necessária para uma chamada usando o G.729, com compressão de cabeçalho e o protocolo Multlink Point to Point na camada 2.
Tamanho total do pacote = 6 bytes (cabeçalho MP) + 2 bytes + 20 bytes = 28 bytes ou 224 bits.
PPS = 8 kpbs / 160 bits = 50 pps.
Banda necessária = 224 bits * 50 pps = 11.2 Kbps.
CALCULO DE BANDACO
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Estudo de caso
Calcule a banda necessária para 30 chamadas simultâneas usando-se o CODEC G.723.1(5.3 Kbps) numa LAN Ethernet .
CALCULO DE BANDACO
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Estudo de caso
Calcule a banda necessária para 30 chamadas simultâneas usando-se o CODEC G.729b, em acesso Frame Relay, nas seguintes condições:o Sem utilização de recursos.o Utilizando recurso de Crtp (compressão para 2 bytes).o Utilizando o recurso Crtp acima e o recurso de VAD (40% no payload de
voz).
Comparar com uma solução utilizando o Codec G711 e as mesmas condições , sem recurso, Crtp e VAD.
PARTE III – TELEFONIA IP (VOIP)
1. INTRODUÇÃO A TELEFONIA IP (VOIP)2. PROTOCOLOS RTP/RTCP3. PROTOCOLO H323 4. PROTOCOLO SIP5. SEGURANÇA EM TELEFONIA IP6. QUALIDADE DE VOZ7. UTILIZAÇÃO DE CODECS 8. CALCULO DE BANDA9. QUALIDADE DE SERVIÇO (QOS) E ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM VOIP
Agenda
SERVIÇOS DE TELECOMUNICAÇÕES
QUALIDADE DE SERVIÇO (QoS)CO
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Introdução
Nas redes TDM, a largura de banda é 100% dedicada para voz A tecnologia IP compartilha a largura de banda entre todas as
aplicações. O tráfego de VoIP é sensível a falhas na transmissão dos dados, principalmente no caso de delay, jitter, perda de pacotes (taxa de erros), etc.
Devido ao tráfego de VoIP ser do tipo "real-time", qualquer uma destas alterações implica na perda da qualidade das chamadas que utilizam esta tecnologia.
Para garantir a qualidade de serviço, são necessárias políticas e funcionalidades de QoS, onde é possível fazer, a marcação dos pacotes, seleção de filas e priorização do tráfego baseado na criticidade de cada aplicação.
QUALIDADE DE SERVIÇO (QoS)CO
NCE
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Introdução
QoS (Quality of Service) são tecnologias empregadas em redes para garantir que determinadas aplicações receberão os níveis de serviço que necessitam.
O protocolo IP não diferencia o tipo de tráfego que transporta ficando esta tarefa a cargo dos gerentes de rede e provedores os quais devem tornar os componentes de sua rede sensíveis aos aplicativos e aos diferentes tipos de tráfego que carregam.
O IP foi desenvolvido no modelo “best effort” o qual deixa a complexidade p/ os terminais ficando o cerne da rede o mais simples possível.
SLA (Service Level Agreement) são contratos feitos entre as empresas e os provedores que determinam os níveis de serviço a serem garantidos pelo provedor e penalidades caso os mesmos não sejam alcançados
QUALIDADE DE SERVIÇO (QoS)CO
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Introdução
QoS (Quality of Service) são tecnologias empregadas em redes para garantir que determinadas aplicações receberão os níveis de serviço que necessitam.
O protocolo IP não diferencia o tipo de tráfego que transporta ficando esta tarefa a cargo dos gerentes de rede e provedores os quais devem tornar os componentes de sua rede sensíveis aos aplicativos e aos diferentes tipos de tráfego que carregam.
O IP foi desenvolvido no modelo “best effort” o qual deixa a complexidade p/ os terminais ficando o cerne da rede o mais simples possível.
SLA (Service Level Agreement) são contratos feitos entre as empresas e os provedores que determinam os níveis de serviço a serem garantidos pelo provedor e penalidades caso os mesmos não sejam alcançados
QUALIDADE DE SERVIÇO (QoS)CO
NCE
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Introdução
As aplicações tradicionais (FTP, Mail e HTTP) podem
exigir muito bandwidth mas não são influenciadas
por variações de latência.
Exemplo: o tempo para se efetuar o download de um
arquivo não afeta o mesmo.
Aplicações de Voz e Vídeo são extremamente
sensíveis a latência e jitter.
QUALIDADE DE SERVIÇO (QoS)CO
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Principal mecanismo para garantir QoS: Uso de filas
Filas são buffers onde os pacotes ficam armazenados aguardando serem enviados
Cada fila pode receber tratamento diferenciado Quando uma fila fica cheia, os novos pacotes são
descartados Algorítmos de descartes podem ser implementados
antes da fila ficar totalmente ocupada Pacotes de voz e vídeo devem ficar em filas
diferentes Existem diversas políticas para tratamentos de fila
QUALIDADE DE SERVIÇO (QoS)CO
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Alguns exemplos de técnicas de filas
PQ (Priority Queuing) – Tráfego de entrada é
classificado em 4 níveis:alta, média, normal e baixa
WFQ (WEIGHTED FAIR QUEUING) – Fila justa com
pesos
RED (Randon Early Detection) – Antes do início do
congestionamento é feito o descarte
WRED (Weighted RED) – Pacotes com maior
prioridade são os últimos a serem descartados
QUALIDADE DE SERVIÇO (QoS)CO
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Protocolos de QoS – Priorização de Pacotes
É uma das primeiras técnicas existentes p/ a garantia de QoS. A priorização ocorre através da análise do campo ToS (Type Of
Service), composto de dois sub campos (Campo precedence de 3 bits e o campo Type of Service de 4 bits), que provêem a funcionalidade de priorização (RFC 1349).
Precedência Definiçãoo 7 controle de redeo 6 controle entre redeso 5 crítico (Aplicações real time)o 4 sobreposição relâmpagoo 3 relâmpagoo 2 imediatoo 1 prioridade não essencialo 0 usual
QUALIDADE DE SERVIÇO (QoS)CO
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Resource Reservation Protocol (Integrated services)
O RSVP(RFC 2205), é um protocolo de sinalização que pode ser usado para um host (ou uma aplicação) solicitar um nível específico de qualidade de serviço.
O RSVP utiliza tabelas de roteamento local de cada roteador para identificar o destino final (Há uma consulta em cada nó que verifica a viabilidade de o mesmo atender aos requisitos de QoS especificados; em caso positivo o caminho da conexão passa pelo nó, e em caso contrário não).
O RSVP manipula reserva de largura de banda e delay.
QUALIDADE DE SERVIÇO (QoS)CO
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Resource Reservation Protocol (Integrated services)
Em cada entroncamento, o RSVP (RFC 2205) tenta realizar uma reserva de recursos (Requests), marcando um caminho (PATH).
O destino instala o caminho RESV (Reserva) de retorno ao longo da rota IP.
Os roteadores ao longo do caminho PATH tem os parâmetros requeridos de enfileiramento.
QUALIDADE DE SERVIÇO (QoS)CO
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Serviços Diferenciados - DiffServ
DiffServ (Differentiated Services), através de classes os roteadores podem classificar os pacotes IP em diferentes fluxos de informação, usando o princípio (gerenciador de pacotes) PHB- Per-Hop behavior (comportamento por nó).
Quando o mecanismo DiffServ é aplicado , o mecanismo do protocolo usa padrões de bits (6 bits no sub campo DSCP, usados para indexar o PHB) em um byte denominado DS-byte, o qual para a versão IPv4 é o byte “ToS”e no IPv6 é o octeto “Classe de tráfego”.
QUALIDADE DE SERVIÇO (QoS)CO
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Serviços Diferenciados - DiffServ
DSCP (DIFF SERV CODE POINT) definido na RFC 2474, classificando os pacotes nas seguintes classes (são permitidas até 64 classes):o REGULARES – Seguem o processo do maior esforço.
o EXPEDIDOS - São encaminhados com a mais alta prioridade e não
são descartados (baixo retardo e baixa perda, ideal para voz).
o GARANTIDOS – São encaminhados com alta prioridade porém
podem sofrer política de descartes e classificação por sub-classes.
QUALIDADE DE SERVIÇO (QoS)CO
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Serviços Diferenciados - DiffServ
DSCP (DIFF SERV CODE POINT) definido na RFC 2474, classificando os pacotes nas seguintes classes (são permitidas até 64 classes):o REGULARES – Seguem o processo do maior esforço.
o EXPEDIDOS - São encaminhados com a mais alta prioridade e não
são descartados (baixo retardo e baixa perda, ideal para voz).
o GARANTIDOS – São encaminhados com alta prioridade porém
podem sofrer política de descartes e classificação por sub-classes.
QUALIDADE DE SERVIÇO (QoS)CO
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QoS e SLA (Service Level Agreement)
SLA (Service Level Agreement) são contratos feitos entre as empresas e os provedores que determinam os níveis de serviço a serem garantidos pelo provedor e penalidades caso os mesmos não sejam alcançados.
Exemplos:o Delay < 50 ms.o Packe Loss < 0.3 %.o Jitter < 2 ms.o MTBR (mean time between failures): 99,97%.o MTTR (mean time to repair): 8 horas, etc.
PARTE III – TELEFONIA IP (VOIP)
1. INTRODUÇÃO A TELEFONIA IP (VOIP)2. PROTOCOLOS RTP/RTCP3. PROTOCOLO H323 4. PROTOCOLO SIP5. SEGURANÇA EM TELEFONIA IP6. QUALIDADE DE VOZ7. UTILIZAÇÃO DE CODECS 8. CALCULO DE BANDA9. QUALIDADE DE SERVIÇO (QOS) E ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM VOIP
Agenda
SERVIÇOS DE TELECOMUNICAÇÕES
ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM TELEFONIA IP NGN CO
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Falhas – Migração TDM para rede de Pacotes (VoIP)
Na ativação de equipamentos VoIP, só os testes de conformidade como nos equipamentos PCM/TDM não bastam: aqui não vale a solução do cachorro
As perdas em VoIP ocorrem:o Na configuração dos Gateways e terminais: alimentação, QoS na LAN, VAD,
eco, Buffer de Dejitter, fragmentação, cRTP, plano de numeração,
dimensionamento, entre outros.
o Firewall e NAT (Network Address Translation): programações, portas,
segurança etc.
o Nas interfaces analógias/TDM (modelo TELEBRÁS)
o Na rede IP e nos Roteadores: QoS na WAN, delay, Route Flapping , etc.
o Nos protocolos de sinalização legados: R2, Q.SIG, DSS-I, ISUP,
o Nos protocolos de Sinalização NGN: H.323, SIP, RTP, RTCP, IAX, SIP-I ITU, SIP
T ANSI, SIGTRAN, entre outros.
ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM TELEFONIA IP NGN CO
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Falhas – Migração TDM para rede de Pacotes
ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM TELEFONIA IP NGN CO
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Falhas – Migração TDM para rede de Pacotes
ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM TELEFONIA IP NGN CO
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Falhas – Migração TDM para rede de Pacotes
ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM TELEFONIA IP NGN CO
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A ser fornecido pela Corporação:
Contratos de serviços com as operadoras. Relação dos PABX, versões, faixa DDR, interfaces com
Operadoras. Relação das linhas individuais com a sua localização. Bilhetagem de pelo menos 5 dias do tráfego corporativo
entre todos os PABX que tiverem bilhetador. Normas de serviço. Normas de manutenção pró-ativa. Existência de plano de gestão para voz, dados e outros Faturas de voz e dados. Tráfego das aplicações na rede de dados. Questionário customizado técnico-gerencial para voz e
dados.
ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM TELEFONIA IP NGN CO
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A ser fornecido pelas Operadores:
Relatório de rotas digitais ou tráfego PABX – Operadora.
Relatório dos serviços número único (0800, 0300,etc.).
Relatórios dos acessos por CNPJ.
Faturas em meio eletrônico.
ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM TELEFONIA IP NGN CO
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O que tem sido encontrado
Contratos antigos em que as tarifas não batem com as faturas.
Ausência de uma política de gestão das redes de Dados e de Voz.
Unidades sem DDR ou sem um plano de utilização da faixa DDR ( Discagem Direta à Ramal ).
Pessoal despreparado e ausência de normas operacionais.
Altas tarifas FIXO-FIXO e FIXO-MÓVEL LOCAL (VC-1).
Não utilizam cestas pré-pagas.
Altas perdas por linha ocupada (LO) ou não responde (NR).
ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM TELEFONIA IP NGN CO
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Exemplo de medições em links de dados
ASPECTOS ESTRATÉGICOS EM TELEFONIA IP NGN CO
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Reduções a curto prazo
Renegociação dos contratos (Editais). Restrições de tráfego fixo-celular ou conversão Celular –
Celular. Tráfego corporativo via rede de dados ou operadora (o mais
em conta). Substituição dos PABX por PBX IP com locação e manutenção
incluída. Uso de PABX virtual da Operadora (elimina a possibilidade do
Conversor celular). Migração das linhas individuais para a faixa DDR. Política de cestas pré-pagas, plano de gestão e normas, etc. Os procedimentos acima podem chegar a reduzir os custos da
Corporação em até 50 ou 60% ou até mais.
FIM
OBRIGADO!
PARTE II – TELEFONIA IP (VOIP)
Prof. Milton Martins [email protected]
21-2621-348821-8258-9315
SERVIÇOS DE TELECOMUNICAÇÕES