VoIP - Voice over Internet Protocol. 1 Introduzione alla Telefonia su Internet Network.

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1 VoIP - Voice over Internet Protocol. 1 Introduzione alla Telefonia su Internet Network. La trasmissione di voce in tempo reale su di una rete IP (Internet Protocol), conosciuta anche come Voice over IP (VoIP), sta attirando molta attenzione da parte di tutte le realtà interessate ad investire nelle nuove tecnologie emergenti di Internet. Il motivo di una tale attrazione intorno al fenomeno VoIP è da ricercare nella potenziale riduzione in termini significativi del costo delle comunicazioni vocali a lunga distanza. In più la telefonia IP apre la strada a nuovi e avanzati sistemi in aggiunta alla comunicazione verbale quali il Video conferencing, l'application sharing, e il white-boarding, capaci di rivoluzionare l'interazione e l'operatività a tutti i livelli. Una nuova classe di prodotti chiamati Internet Telephony Gateways sono in grado di rendere operativo l'interscambio di dati tra reti telefoniche pubbliche e reti IP (vedi Fig.1). Tali prodotti rendono pertanto disponibili i benefici di VoIP da un semplice telefono connesso alla normale rete telefonica. Tramite l'uso di tali gateway, le grandi compagnie ma anche il pubblico in generale, possono disporre di capacità VoIP senza l'uso diretto di un PC.

2 Fig. 1 Esempio di rete aziendale ibrida VoIP-ISDN. Per capire il fenomeno della telefonia Internet è necessario prendere confidenza con i principi fondamentali che stanno dietro Internet e con le principali differenze di IP rispetto alla rete telefonica (altresì detta PSTN: Public Switched Telephone Network). Sebbene infatti Internet condivida molti aspetti della PSTN, presenta alcune caratteristiche peculiari. La rete telefonica (PSTN) è una rete a commutazione di circuito ottimizzata per le comunicazioni vocali in sincrono e in tempo reale con una qualità di servizio garantita (QoS: Quality of Service). Quando una sessione di comunicazione viene iniziata, si stabilisce un circuito fra la parte chiamante e quella chiamata. La PSTN garantisce la qualità del servizio (QoS) dedicando alla conversazione un circuito full-duplex con una larghezza di banda 64KHz. Tale larghezza di banda rimane inalterata indipendentemente dal fatto che le parti siano in conversazione attiva o in silenzio. Dato che l ampiezza sopra citata è costante il costo di una chiamata tramite PSTN è strettamente basato sulla distanza e sul tempo.

3 Internet, invece, è una rete a commutazione di pacchetto e, storicamente, è sempre stata usata per applicazioni dove una QoS variabile poteva essere un parametro tollerabile ( , ftp, ). Per come sono strutturati i protocolli di comunicazione e per come è stata concepita Internet, il meccanismo primario di costo per un applicazione di telefonia IP non è né la distanza né il tempo ma l ampiezza di banda usata nella comunicazione. In ogni caso, tale costo è trasparente all utente finale, ditta o privato che sia. Per quanto riguarda l utente finale, la telefonia IP diventa dunque il mezzo per comunicare a distanze intercontinentali ai prezzi di una telefonata urbana. Soprattutto per questo motivo il mercato VoIP promette una crescita esponenziale per i prossimi anni in tutti i suoi principali settori (ovvero la telefonia PC to PC, PC to Phone, Phone to PC, e quella classica Phone to Phone). 2 La qualità del Servizio (QoS, Quality of Service). Il problema fondamentale, che sta alla base della comunicazione vocale su una rete come Internet, è che la gestione dei pacchetti da parte del protocollo IP destinatario comporta una ricomposizione di questi nell ordine originale. Se alcuni subiscono errori di trasmissione o ritardi vari si capisce come il processo di ricomposizione possa risultare rallentato. Per applicazioni classiche, come ad esempio la posta elettronica, tale ritardo non acquista particolare significato, ma per applicazioni di telefonia, dove l interazione real-time tra le parti è fondamentale, questo può provocare un degradamento notevole nella qualità di conversazione. In generale, che tipo di qualità nella comunicazione si possono aspettare gli utenti di una rete VoIP? Questo dipende in parte dalla velocità della connessione ad Internet che ciascun lato possiede e in parte dal traffico complessivo della rete. Ci sono due fondamentali caratteristiche che determinano la qualità di una connessione telefonica su Internet: La prima caratteristica è il tempo di latenza (Latency). Tale grandezza misura il ritardo che intercorre dal momento che le parole vengono pronunciate da un lato al momento che queste sono effettivamente sentite dall altro. Spesso gli utenti di VoIP rapportano tale latenza ai ritardi che le normali telefonate subiscono quando parte del circuito è fatto da collegamenti satellitari. La latenza è qualcosa a cui gli utenti possono in genere abituarsi e compensare di conseguenza. L altra importante caratteristica che determina la qualità di una connessione telefonica su Internet è, semplicemente, il grado di intelligibilità della voce trasmessa. Se certi pacchetti vocali risultano ritardati oltre una certa soglia, il software di telefonia IP cercherà in genere di interpolare i dati mancanti tramite i contenuti dei pacchetti adiacenti. Naturalmente, più il software ricorre a questa tecnica interpolativa, più la qualità della voce risulterà compromessa (distorsione del messaggio vocale).

4 3 I Gateway VoIP. I gateway VoIP sono da inquadrarsi nel settore delle comunicazioni phone-to-phone. Tali gateway per la telefonia IP estendono i benefici di risparmio e le caratteristiche di VoIP a chiunque abbia un telefono connesso ad un normale centralino telefonico ed una connessione wide-bandwidth ad Internet. Il concetto è semplice: tali gateway manipolano le trasmissioni vocali/fax (analogiche o ISDN) convertendole per la rete a commutazione di pacchetto 1. Fig. 2 Connessione Phone-to-Phone. In Fig. 2 è descritto come lavora una connessione phone-to-phone. Supponiamo che l utente A voglia comunicare con l utente remoto B, solitamente molto distante. L utente A comporrà il numero del terminale telefonico di B, il quale verrà inoltrato al gateway VoIP locale. Il gateway consulterà le proprie tabelle di instradamento per localizzare l indirizzo IP corrispondente al numero digitato (terminale dell utente B). Appena la connessione si stabilisce, la voce viaggia tra A e B partendo dal telefono 2 dell utente A, entrando in Internet e riuscendone per arrivare all apparecchio telefonico dell utente B. I gateway VoIP sono attualmente sfruttati per scopi specifici come, ad esempio, la comunicazione aziendali tra le sedi (sede centrale-filiali remote) di Multinazionali, garantendo un notevole contenimento dei costi sulle chiamate internazionali. 4 Caratteristiche dei dispositivi VoIP. L idea che sta dietro alla telefonia IP, come gia detto in precedenza, è molto semplice; convertire la voce in pacchetti per la trasmissione su di una rete che supporta il protocollo TCP/IP. I nostri dispositivi Gateway and IP Phone, creano di fatto una piattoforma VoIP in 1 Vale naturalmente anche il viceversa. 2 E possibile utilizzare anche apparecchi telefonici analogici, i quali devono essere opportunamente interfacciati alla rete VoIP attraverso dei particolari gateway.

5 grado di soddisfare: sia le esigenze di una piccola Azienda che quelle di una grande Multinazionale. Il sistema è totalmente scalabile; si può partire da una piattaforma con pochi telefoni, per poi arrivare gradualmente ad una piattaforma o PBX con un grande numero di interni. Tale sistema permette, inoltre, tutti i servizi classici della telefonia di base: trasferimento di chiamata; chiamata in attesa; audio conferenza; identificazione del chiamante; rubrica telefonica sia in locale che su server esterno; criptazione di sicurezza. La piattaforma è completamente compatibile con altri sistemi o piattaforme VoIP presenti sul mercato (Standard H323). Prerogativa del nostro sistema è un alto grado di compressione Voce. I nostri gateway comprimono un normale circuito telefonico (64 Kbps), in un circuito a 9 Kbps; ciò permette il funzionamento anche in presenza di collegamenti a banda stretta. I nostri apparati hanno all'interno un software che permette di sfruttare, per la connessione telefonica in VoIP, i normali applicativi di VPN già implementati sulia maggior parte di router o firewall presenti sul mercato. Fig. 3 Rete VoIP su piattaforma satellitare.

6 Particolarmente adatto (ottimizzato), per l uso su piattaforme IP di tipo satellitare (vedi Fig. 3), sia sistema DSAT che sistema DSTAR. I tempi di latenza propri del sistema satellitare vengono compensati con algoritmi di Jetter-Buffer dinamici e algoritmi di QoS (priorità vocale), che di fatto garantiscono un ottima qualità vocale.