Este documento descreve um curso de fundamentos de VoIP que inclui: (1) introdução à tecnologia VoIP, protocolos e definições; (2) objetivos de capacitar os alunos na instalação, configuração e manutenção de redes VoIP; (3) agenda do curso abordando tópicos como gateways, PBXs, telefones IP e laboratórios.

1. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

2. MOD TIVB-01 Curso VoIP Fundamentals: Instalação, Tuning e Manutenção IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

4. O curso ainda oferece conhecimentos gerais sobre a tecnologia VoIP e os benefícios diretos para ambientes com altos custos em ligações.

5. Prepara o profissional para os módulos avançados de Telefonia IP:

6. MOD TIVA-02: Curso de Telefonia IP avançada

7. MOD TIAA-02: Curso de Asterisk Avançado

8. MOD TISS-01: Curso de Sip Express Router (SIP Server)

9. e os demais cursos de Telefonia IP de nossa grade.IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

11. Conhecer as definições: FXS, FXO, PSTN, ISDN;

12. Introdução aos principais Protocolos de Comunicação e Sinalização: SIP, H.323, RTP, E1 e T1, MFC R2;

13. Identificar as Principais Operadoras e o Mercado VoIP

14. Conectar Gateways a uma operadora VoIP;

15. Integrar o PBX legado ao VoIP;

16. Configurar um Ambiente VoIP com GatewaysIP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

18. Definições: FXS, FXO, PSTN, POTS;

19. Conhecendo as Principais operadoras VoIP

20. Telefonia Publica e o VoIP

21. Apresentação de Tecnologias e Produtos

22. Gateways FXS e FXO

23. PBX-Ips (Asterisk, 3CX, Epygi Quadro)

24. Telefones IP

25. Avaliando a rede do cliente com Checklist

26. VoIP e o QoS (Introdução)

27. Topologias e Desenhos de Redes VoIP

28. Interligando com PBX’s legados (FXS, FXO e E1)

29. Laboratório 1IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

31. Preparando e Instalando o 3CX (Windows)

32. Configurando Ramais Internos

33. Configurando Gateways para Ramais Internos

34. Configurando Gateways com Provedores VoIP

35. Configurando Rotas (Call Routing)

36. Configurando Prompts (URA), DID, PSTN

37. Configurando o Asterisk (modo GUI)

38. Integrar Gateways com o Asterisk

39. TroubleshootingIP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

40. MOD TIVB-01 INTRODUÇÃO VoIP – Voice Over Internet Protocol O VoIP sigla que deriva do inglês “Voice Over IP”, tecnologia que permite a digitalização e codificação de voz em pacotes IP, utilizando para transmissão a rede de comutação de pacotes IP ou Internet. Você provavelmente já se deparou com o VoIP em algum momento... Lembra-se do Netmeeting da Microsoft? Apple iChat? Yahoo Chat Room? Todas estas são aplicações que utilizam os protocolos da estrutura VoIP, integrando vídeo, texto e áudio (conferência). IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

42. Baixo custo com Centrais IP (comparando-se com equipamentos de Voz)

43. Ligações de Longa distância com custo de ligação local

44. Integração de Voz e Dados em uma única rede

45. Demanda por comunicação MultimídiaIP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

46. MOD TIVB-01 INTRODUÇÃO Como o VoIP opera?? Existem dezenas, milhares de definições de como o VoIP opera, porém existem poucas documentações que explicitam como o VoIP deve ser implementado, de forma segura e garantindo Qualidade de Serviço. Isto acontece por não existir uma “introdução” ao VoIP, e muitos profissionais acabam tendo pouco tempo para se dedicar aos estudos mais profundos, o que acaba acarretando em um serviço que muitas vezes deixa a desejar e talvez por isso existam hoje empresas nas quais haja desconfiança em relação ao VoIP. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

52. MOD TIVB-01 INTRODUÇÃO Operação VoIP O processo como o VoIP trabalha é extremamente simples: Primeiramente, a voz é digitalizada utilizando-se um ADC (Analog to Digital Converter), em seguida, este sinal digital é empacotado e transmitido via os meios já utilizados para trafegar dados (internet por exemplo). Ao chegar à ponta receptora, o processo é feito de forma reversa, agora se utilizando um DAC (Digital to Analog Converter) para converter o sinal digital em analógico. Em resumo, o VoIP digitaliza a voz em pacotes de dados, transmite e reconverte em voz novamente em seu destino. A imagem abaixo exemplifica este processo: Voz (origem) -> ADC -> Internet -> DAC -> Voz (destino) IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

53. MOD TIVB-01 INTRODUÇÃO Para ter uma comunicação VoIP nós precisamos dos seguintes passos: A voz é convertida em sinais digitais (bits) Os bits são comprimidos no formato ideal para a transmissão (uso de codecs) Os pacotes de voz são inseridos em pacotes de dados usando o RTP (Real-time Protocol) Utiliza-se um protocolo de sinalização (SIP, H323 ou MGCP, por exemplo) No destino, os pacotes são então desempacotados, os dados são extraídos e convertidos em sinais de voz analógicos novamente. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

54. MOD TIVB-01 DEFINIÇÕES CODECS (Codificador/Decodificador) Depois do processo de digitalização da voz em dados, precisamos converter esses pacotes em um formato padrão para que seja rapidamente transmitido, para isto utilizamos os chamados CODECs (Codificador-Decodificador). Os codecs são softwares que tem a capacidade de codificar ou decodificar um sinal ou fluxo de dados digital. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

55. MOD TIVB-01 DEFINIÇÕES Padrões de Codecs Um dos principais padrões de Codecs: ITU-T G.711 (PCM – Pulse Code Modulation) G.723 (MP-MLQ speech coding at 6,3(5,3) kbit/s rate) G.726-16 (ADPCM speech coding at 16 kbit/s rate) G.726-32 (ADPCM speech coding at 32 kbit/s rate) G.726-24 (ADPCM speech coding at 24 kbit/s rate) G.729a (CS-ACELP speech coding at 8 kbit/s rate) (preferred) G.711a (PCM audio coding standard, 8 kHz sample rate, 8 bits, 64 kbit/s data rate) G.711u (PCM audio coding standard, 8 kHz sample rate, 8 bits, 64 kbit/s data rate) IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

56. MOD TIVB-01 DEFINIÇÕES É importante lembrar que nem todos os codecs são gratuitos, o G.729 e o G.723, por exemplo, devem ser licenciados para a utilização. O Consumo de banda é um fator que deve ser levado em consideração, pois um codec como o G.729, por exemplo, pode chegar a consumir 30 kbps, isto porque a banda reservada é apenas para o payload (carga de voz), alem deste consumo existe ainda o consumo em relação ao trafego de rede, onde este é encapsulado usando cabeçalhos de rede. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

58. RTCP

59. SDP

60. SIP

61. H.323

62. MGCPIP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

64. RTCP (Real-Time Control Protocol)IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

65. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS O VoIP não utiliza TCP para trafegar os dados e sim UDP sobre IP. O UDP por não ser um protocolo orientado à conexões, não implementa controle sobre a ordem de entrega dos pacotes ou confirmações do mesmo. Estes fatores são importantes para garantir a qualidade da voz. O Protocolo RTP resolve estes problemas permitindo que o receptor coloque os pacotes na ordem correta e não espere muito tempo pelos pacotes que podem ter sido perdidos ou que levem muito tempo a chegar. É importante frisar que não é preciso todo pacote vir um de cada vez, mas sim em fluxo contínuo e ordenado. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

66. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS O Protocolo RTP O RFC 1889 intitulado “A TransportProtocol for Real-Time Applications” define um protocolo que fornece um serviço de transporte de dados com características de tempo real, de que são exemplos áudio e vídeo interativo. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

68. Um protocolo de controle (RTCP – RTP ControlProtocol), responsável pela monitoração da Qualidade de Serviço e pelo envio de informação sobre os participantes numa sessão;IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

70. Transporta dados em tempo real:Streaming, Interativos

71. Não opera com confiabilidade de entrega;IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

73. Numeração seqüencial (para detecção de perdas e reordenação)

74. Identificação do tipo de payload (para descrever o tipo de codificação usado no payload)

75. Identificação da fonte (em sessões multicast)IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

76. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS O cabeçalho RTP O cabeçalho RTP é exibido abaixo: 0 1 2 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ |V=2|P|X| CC |M| PT | sequence number | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | timestamp | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ | synchronization source (SSRC) identifier | +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+ | contributingsource (CSRC) identifiers | | .... | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

77. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS Um exemplo de uso do RTP é visto na RFC 1889 (pg 5), onde ele é utilizado para efetivação de uma conferência de áudio em multicast. No início são alocadas duas portas UDP (uma para dados RTP e outra para controle RTCP) e um endereço IP multicast. Essa informação é transmitida para todos os participantes. A aplicação utilizada pelos participantes envia o áudio em pequenos fragmentos de 20ms de duração, cada um deles com um cabeçalho RTP, que é transmitido via UDP na porta especificada anteriormente. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

78. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS O cabeçalho RTP indica o tipo de codificação de áudio (PCM, ADPCM, MP3) que está contida no pacote, a fim de que os participantes possam trocar a codificação para permitir a entrada de um novo participante que está conectado através de uma linha lenta. Para pacotes que chegam em ordem trocada, o número de seqüência ajuda na reorganização da informação. Já para atrasos variáveis na rede, a informação de timestamp vai ajudar o receptor a dimensionar o buffer de recepção, a fim de evitar truncamentos na conversa. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

80. Sincronização entre meios

81. Identificação dos participantes na sessão

82. Controle da sessãoIP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

83. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS Para contribuir com o protocolo RTP o RTCP utiliza os seguintes cinco tipos de pacotes detalhados: SR (Sender Report) - contém um relatório de envio e recebimento de pacotes RTP por participantes ativos RR (Receiver Report) - contém um relatório de recebimento de pacotes RTP por participantes que não são fontes ativas SDES (Source Description Items) pacote descritivo do participante e inclui a informação do seu CNAME. BYE - Indica a saída deste participante da comunicação APP - Contém funções específicas da aplicação IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

84. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS H.323 H.323 é uma das recomendações da ITU TelecommunicationStandardization Sector (ITU-T) que se encontra na sessão H que define "Sistemas Audiovisuais e Multimídia". As recomendações do H.323 que definem o protocolo que provê sessões de comunicação audiovisuais em qualquer rede baseada em pacotes. Sua implementação se estende a equipamentos de voz e videoconferência, utilizado com diversas aplicações em tempo real como Netmeeting e Ekiga, é estendido também às empresas e provedores de serviços do mundo todo com seus serviços de voz e vídeo sobre redes IP. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

85. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS O H.323 foi o primeiro padrão VoIP à adotar os padrões IETF (Internet Engineering Task Force) e RTP para transporte de áudio e vídeo via redes IP; Outras recomendações estão juntas ao H.323: H.225.0, H.245, H.246, H.283, H.341, H.450 Series, H.460 Series, e H.500 Series As entidades H.323 podem se comunicar através de conexão ponto-a-ponto, sobre um único segmento de rede, ou em uma internetwork com múltiplos segmentos e topologias complexas. Em H.323, pode se utilizar Gatekeepers, que são serviços de tradução de endereços e provêm controle de admissão. Um exemplo de Gatekeeper que pode ser encontrado é o GNUGK, open source e bastante utilizado por muitas organizações. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

86. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS O Protocolo SIP SIP (SessionInitiationProtocol - Protocolo de Inicio de Sessão) inscrito na RFC 3261 é um protocolo baseado em texto, similar ao HTTP e o SMTP. O SIP é um protocolo da camada de aplicação criado para iniciar, modificar e terminar sessões com um ou mais participantes. Suas sessões incluem chamadas telefônicas via internet, distribuição multimídia e conferências. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

87. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS O SIP utiliza elementos chamados Proxy Servers que auxiliam as requisições de roteamento para localizar, autenticar e autorizar serviços aos usuários, implementação de políticas de roteamento de chamadas, e prover funcionalidades aos usuários. O SIP também provê uma função de registro que permite aos usuários enviarem suas localizações por uso de um servidor proxy. O protocolo SIP roda no topo de diversos protocolos de transporte. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

88. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS O Protocolo SIP possui cinco funções para iniciar, estabelecer e terminar comunicações Multimídia: Localização de usuário: determinação do endereço a ser usado para a comunicação. Disponibilidade do usuário: determinação da disponibilidade do interlocutor de entrar na comunicação; Capacidades do usuário: determinação da mídia e parâmetros a ser usados; Estabelecimento da chamada (call setup): estabelecimento dos parâmetros de chamada entre participantes (quem faz e quem recebe). Gerenciamento de Sessão: inclui transferência e término de chamadas, modificação dos parâmetros da sessão. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

89. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS Os destinatários no SIP são representados com URI (Uniform Resource Indicators) o qual tem o mesmo formato de um endereço e-mail. Isto implica a utilização de um Domain Name Services (DNS) para mapear nomes de hosts e domínios para endereços IP. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

92. Proxy Server

93. Registrar Server

94. Location ServerGateways IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

96. ACK (confirmar) = Confirma o comando CONVIDAR

97. BYE (tchau) = Finaliza uma sessão

98. CANCEL (cancelar) = Cancela a sessão ainda não respondida

99. REGISTER (registro) = Informa a localização do usuário (nome do usuário, IP)

100. OPTIONS (opções) = Informa a capacidade e disponibilidade dos telefones de chamada e recebimento SIPIP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

101. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS SDP – SessionDescriptionProtocol O SDP (Protocolo de Descrição de Sessão) é um protocolo que é transportado no corpo de uma mensagem SIP. O SDP é encarregado por descrever as sessões. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

102. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS Respostas SIP Os requerimentos do SIP acionam respostas que constam das 6 classes a seguir: 1xx = respostas de informações, tais como 180, que significa chamando2xx = respostas de confirmação, 200 OK3xx = respostas de redirecionamento4xx = comandos não realizados5xx = erros do servidor6xx = erros globais IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

104. Usuário B envia uma mensagem do tipo 180, indicando que o telefone está “chamando”. Em seguida o usuário B envia uma mensagem do tipo 200 OK (estabelecendo a comunicação).

105. Usuário A então envia uma mensagem ACK, confirmando o estabelecimento da sessão.

106. Enquanto os usuários falam, mensagens RTP são trafegadas.

107. Quando o Usuário A desliga o telefone, ele envia uma mensagem BYE para indicar para o outro lado que está encerrando a sessão.IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

108. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS Registro de Usuário (REGISTER) Ao lado é exibida uma mensagem de pedido de Registro ao Servidor SIP: IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

109. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS Observe que o usuário “Cacs”é o solicitante para o Servidor “192.168.1.10”: Note que o pedido foi realizado da estação 192.168.1.12 através da porta 8394: Mais a fundo, podemos também encontrar qual a plataforma que está sendo utilizada como Agente, neste caso um Softphone: IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

110. MOD TIVB-01 PROTOCOLOS Padrões SIP - IETF RFCs RFC3261 Core SIP specification – obsoletes RFC2543 RFC2327 SDP – Session Description Protocol RFC1889 RTP - Real-time Transport Protocol RFC2326 RTSP - Real-Time Streaming Protocol RFC3262 SIP PRACK method – reliability for 1XX messages RFC3263 Locating SIP servers – SRV and NAPTR RFC3264 Offer/answer model for SDP use with SIP RFC3265 SIP event notification – SUBSCRIBE and NOTIFY RFC3266 IPv6 support in SDP RFC3311 SIP UPDATE method – eg. changing media RFC3325 Asserted identity in trusted networks RFC3361 Locating outbound SIP proxy with DHCP RFC3428 SIP extensions for Instant Messaging RFC3515 SIP REFER method – eg. call transfer IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

111. MOD TIVB-01 OPERADORAS Conhecendo as Operadoras Existem hoje milhares de Operadoras VoIP, entre estas, existem as que se destacam por suas qualidades e serviços e principalmente por sua licença de Operação. As operadoras estruturadas precisam ser devidamente licenciadas e certificadas a prover este tipo de serviço, e para tanto elas devem possuir licença da Anatel, como o SCM. Muitas das operadoras contam já com uma enorme quantidade de POPs (Pontos de Presença), o que traz facilidades para os usuários em relação aos custos de ligação. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

112. MOD TIVB-01 PSTN PSTN - Public switched Telephony NetworkRede de Telefonia Publica Comutada A maioria dos telefones no mundo todo são conectados através desta vasta rede de comunicação por circuito otimizada para a comunicação em tempo real, permitindo que qualquer telefone possa ser encontrado, conectando-se uns aos outros. Todos os telefones desta rede são encontrados através da discagem de números, o qual pode incluir código de pais, código de área e o número telefônico. Ela é a rede de Serviço Telefônico Fixo Comutado (STFC). Essa rede PSTN praticamente foi toda digitalizada, quando queremos nos referir ao convencional (analógico) de telefonia, é referido como POTS. A PSTN é implementada por padrões da ITU-T. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

113. MOD TIVB-01 PSTN/POTS POTS - Plain Old Telephone Service Line Provavelmente a conexão mais comum para PSTN é a linha POTS. Esta é uma linha analógica, provida por um provedor de telefonia. Cada linha POTS pode carregar apenas uma conversa por vez. Para pequenas instalações, linhas POTS são usualmente as de maior custo-benefício quando conectando diretamente para nosso Provedor Local (Local Exchange Carrier - LEC), um termo usado para referir-se à qualquer companhia provedora de serviço local. IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

114. MOD TIVB-01 ISDN ISDN - IntegratedServices Digital NetworkRede Digital de Serviços Integrados ISDN é uma rede toda digital que tem estado disponível através de décadas. Este tipo de rede é disponível em duas principais versões: Basic rate Interface (BRI) e Primary Rate Interface (PRI). A ISDN divide a linha em múltiplos canais. Cada canal pode conter ou um pacote (Bearing, ou B-Channel - "Canal de transporte/Canal B") ou sinalização (Data, ou D-Channel - "Canal de Dados/Canal D"). IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

115. MOD TIVB-01 ISDN Uma interface BRI tem 3 canais: 1 canal D e 2 canais B. Portanto, 2 chamadas telefônicas podem estar em progresso por vez em um único BRI. Uma interface PRI tem 24 canais: 1 canal D e 23 canais B, resultando em 23 ligações simultâneas. A ISDN não é limitada apenas à voz. Cada canal pode carregar 64k de dados, isto se configurado com o LEC (Local Exchange Carrier). IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

117. Cada canal pode conter uma chamada.

118. Um T1 pode ter uma chamada adicional quando comparada ao PRI.

119. Na Europa e Brasil, o E1 é mais comum, onde recebe designação E1/R2.

120. Comparado com T1, o E1 possui 32 canais.IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia

121. MOD TIVB-01 Fontes e Referências Fontes e Referências: http://www.itu.int/rec/T-REC-H.323/enhttp://www.gnugk.org/ http://www.ietf.org/rfc/rfc3261.txt http://sip.edu/ - MIT Sip Basics http://pt.wikipedia.org/wiki/T1 http://pt.wikipedia.org/wiki/Multiplex *Building Telephony Systems with Asterisk (Livro) IP10 Tecnologia Excelência em Treinamentos de Tecnologia