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:: Convergência de Voz e Dados em Redes de Computadores

José Mauricio Santos Pinheiro em 21/04/2005

 

A "convergência de voz e dados" é uma das expressões que mais temos nos habituando a ouvir sem que, no entanto, tenhamos nos deparado com um processo efetivo de convergência entre tais tecnologias.

A convergência de m�ltiplas mídias, especialmente voz e dados é, sem d�vidas, um dos assuntos mais abordados na atualidade pelas empresas ligadas aos segmentos de redes de computadores e de sistemas de telecomunicações.

Convergência não é um tema recente. Desde o final da década de 1980, as empresas que lidam com tecnologia começaram a se voltar para esse conceito. Nessa época, o que se entendia por convergência era a busca por uma fórmula que otimizasse os meios de comunicação através da instalação de equipamentos ou da utilização de sistemas e que permitissem a coexistência do tráfego de vídeo, voz e dados no mesmo meio de transmissão. Foi com base nesse conceito que muitas redes corporativas foram construídas visando suportar aplicações que precisavam cada vez mais de segurança, integração e gerenciamento.

Tecnologias

Podemos considerar que o primeiro passo em direção às redes convergentes de voz e dados foi dado com o surgimento das redes de telefonia totalmente digitais, baseadas principalmente em infra-estruturas de redes ópticas e que permitiram uma série de melhorias em relação aos antigos sistemas de comunicação analógicos.

A seguir, tivemos o surgimento da Internet, fato que levou ao desenvolvimento de novas tecnologias que fossem capazes de suportar o grande aumento do tráfego de informações sob vários formatos (principalmente dados e voz), originado em diferentes topologias de rede, desde pequenas LAN�s de escritórios até redes globais com vários provedores de comunicação.

Dentre essas novas tecnologias, candidatas a implementar uma próxima geração de redes convergentes (NGN), podemos destacar a Voz sobre IP (VoIP) e a Voz sobre Frame Relay (VoFR) como as mais empregadas no momento.

VoIP e VoFR

Desde que o TCP/IP tornou-se uma solução estratégica para redes, surgindo como um protocolo de convergência para dados, voz e vídeo, muitos esforços foram feitos para conceber novas funções e aumentar sua performance. Muitas empresas passaram a utilizar serviços baseados no protocolo IP em suas redes com o objetivo de combinar o tráfego gerado entre LAN�s e WAN�s ou para possibilitar simplesmente a integração dos serviços de voz entre os diversos usuários de suas redes.

Dentre as muitas tecnologias convergentes, capazes de transportar voz e dados pela Internet, uma das que mais se destaca atualmente é a chamada Voz sobre IP ou simplesmente, VoIP. Trata-se de uma tecnologia que pode ser aplicada tanto na infra-estrutura das redes das operadoras de telecomunicações, como também em aplicações corporativas e domésticas. Mas, será que o protocolo IP atual é o mais adequado para transportar voz?

Tecnicamente a resposta seria não. O IP que utilizamos atualmente (IPv4) não é o mais adequado para trafegar voz porque não apresenta mecanismos que permitam o controle de QoS (Qualidade de Serviço). Isso não significa dizer que não seja possível trafegar voz sobre IP. Apenas não temos como fazer com que uma rede IP priorize o tráfego de voz em um momento de congestionamento, nem como impedir que uma transferência de arquivos degrade a qualidade de voz de quem fala ao telefone usando a rede. Este tipo de problema deverá ser resolvido com a nova versão de IP (IPv6), que implementa soluções para QoS ou através de protocolos de controle que possam garantir essa qualidade necessária.

Vários protocolos já foram especificados e implementados até o momento. Os organismos internacionais que padronizam os protocolos de comunicação estão trabalhando para estabelecer qual (ou quais) serão os mecanismos de qualidade de serviço que serão adotados pela ind�stria para que, dessa forma, os fabricantes de equipamentos possam se adequar e oferecer produtos com a qualidade exigida pelos usuários.

Figura 1 � Exemplo de configuração de rede com VoIP

Já o Frame Relay é um protocolo reconhecido pela sua capacidade de convergir, de maneira eficaz, em termos de custo, dados, voz e vídeo a baixas velocidades.

O Frame Relay há alguns anos atrás era tido como um protocolo apenas para dados. Atualmente ele é o mais utilizado para transporte de voz em redes corporativas. A tecnologia Frame Relay também possui facilidades para o transporte de voz, fax e sinais de modems analógicos atendendo aos requisitos de atrasos (delay) específicos para esse tipo de aplicação. Uma aplicação muito comum atualmente é a VoFR (Voz sobre Frame Relay).

Figura 2 � Configuração de rede com VoFR

Voz Sobre Pacotes

Tanto o transporte de Voz sobre Frame Relay quanto o de Voz sobre IP fazem parte de uma tecnologia genérica que chamamos de "voz sobre pacotes". Esse nome é usado com o objetivo de distinguir esta aplicação da antiga tecnologia de multiplexação no tempo dos canais de voz e dados, o conhecido TDM. O TDM tinha como característica principal a alocação estática de banda para cada canal de voz ou de dados em uma rede.

Essa preocupação com o desperdício de banda fez com que a ind�stria se voltasse para o desenvolvimento de tecnologias que permitissem a alocação din�mica de recursos na rede a este novo conceito de alocação din�mica se deu o nome "voz sobre pacotes".

Na prática, o Frame Relay foi o �nico protocolo de pacotes usado efetivamente para transportar voz, isto porque ele apresenta características importantes como baixo overhead, ou seja, um volume muito grande de bits transmitidos com informação �til e mecanismos de controle de congestionamento, ideais para uma aplicação sensível ao atraso como é a voz.

Como o processamento dos pacotes no Frame Relay é rápido, ele é ideal para interligar redes complexas. Como é possível transmitir m�ltiplas conexões lógicas em uma �nica conexão física, os custos de comunicação podem ser reduzidos. Pela redução da quantidade de processamento necessária, são possíveis um maior desempenho e melhor tempo de resposta.

Para a maioria dos administradores de redes, a possibilidade de transportar a voz proveniente de um PABX e sinais de dados através da mesma rede usando procedimentos comuns de gerenciamento e manutenção, atende os requisitos de redução de custos e de complexidade das grandes redes corporativas.

Convém ressalvar que, como o Frame Relay não faz conversão de protocolos nem detecção/correção de erros, os dispositivos de rede precisam ser inteligentes, envolvendo a utilização de alguns equipamentos Frame Relay como os FRAD�s (Frame Relay Assembler/Disassembler), roteadores, bridges e switches de frame.

Deve-se levar em consideração também a qualidade do serviço prestado pelas operadoras de telecomunicações para que o resultado das aplicações de rede possam atender os requisitos dos serviços disponíveis aos usuários.

Aplicações

Genericamente, Voz sobre Frame Relay (VoFR) é uma tecnologia eficaz de transporte para WAN, sendo, neste caso, mais eficiente em termos de banda do que a tecnologia de VoIP. Entretanto, VoFR não pode ser implementado sobre LAN`s ou até o desktop. Por esse motivo VoIP (voz sobre IP) é a forma de implementação predominante de voz sobre pacotes hoje e, para aplicações de voz, é normalmente a �nica opção, mesmo que a implementação de rede seja apenas para a comunicação entre PABX`s situados em pontos remotos.

A utilização de aplicações baseadas em VoFR ou VoIP auxiliam na redução dos custos com as ligações telef�nicas, comunicação entre os escritórios remotos de uma empresa, atividades de treinamento à dist�ncia (videoconferência), entre outros, utilizando a infra-estrutura de telecomunicações existente para o tráfego de voz, dados e imagem.

Conclusão

O Frame Relay e o IP são protocolos que se destinam a aplicações completamente distintas, servindo apenas como invólucros para o encapsulamento da informação, seja ela voz, dados, imagem. A escolha de um ou outro para o transporte da informação através de uma rede de comunicação irá depender da aplicação final, e não o contrário.

Em uma rede privada, com conexões ponto a ponto, o Frame Relay pode ser usado como protocolo básico para a conexão de voz e dados entre duas localidades quaisquer, sendo transparente ao usuário. O mesmo vale para o protocolo IP.

A utilização de Voz sobre IP em uma aplicação tipicamente corporativa - integração de PABX ou ramais remotos para tráfego de voz interno à empresa, por exemplo, irá certamente demandar maiores investimentos em banda a fim de garantir a mesma qualidade que seria obtida com Voz sobre Frame Relay.

José Maurício Santos Pinheiro
Professor Universitário, Projetista e Gestor de Redes, 
membro da BICSI, Aureside e IEC.

Autor dos livros:
 
· Guia Completo de Cabeamento de Redes ·
· Cabeamento Óptico ·
· Infraestrutura Elétrica para Redes de Computadores
·
· Biometria nos Sistemas Computacionais - Você é a Senha ·

E-mail: jm.pinheiro@projetoderedes.com.br

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