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VoIP@UFSC, USO DE VOZ SOBRE IP NA UNIVERSIDADE

TENDÊNCIA
VoIP@UFSC, USO DE VOZ SOBRE IP NA UNIVERSIDADE
PARTE 1

PROJETO  DA  UNIVERSIDADE  FEDERAL  DE  SANTA  CATARINA  E  DE  ALGUMAS  INSTITUIÇÕES  DA  REDE  NACIONAL  DE  ENSINO  E  PESQUISAS,  IMPLEMENTOU  O  SERVIÇO  DE  VOIP,  PROPORCIONANDO  ACESSO  FACILITADO  A  USUÁRIOS  CADASTRADOS.

Por Murilo Vetter, José M. Simões, Edison T. L. Melo e Guilherme E. Rhoden

O Grupo de Trabalho Voz sobre IP, ou simplesmente GT-VoIP (que teve origem nos laboratórios da Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ), é responsável pelo pioneirismo do serviço VoIP entre as universidades.
Na Universidade Federal de Santa Catarina, este projeto deu origem ao serviço VoIP@UFSC em 2002, o qual permite a seus usuários (alunos, professores e servidores) fazer ligações telefônicas via Internet para outras instituições de ensino e pesquisa participantes da rede VoIP acadêmica.
Para que isto seja possível, a tecnologia de Voz sobre IP foi implementada. Ela é composta por um sistema com servidores, gateways e clientes VoIP, os quais estão integrados com a telefonia tradicional. Nestes servidores estão instalados programas de domínio público, tais como Asterisk , Gatekeeper LDAP (Lightweight Directory Access Protocol, RFC 2251), FreeRADIUS e sistema operacional Linux.
Dentre as tecnologias envolvidas no ambiente VoIP@UFSC, destacam-se o padrão SIP (Session Initiation Protocol, RFC 3261) e o H.323 (ITU-T H.323). A utilização de ambos os padrões permite grande flexibilidade e um aproveitamento das melhores facilidades de cada um.
O mais interessante é que se pode acessar o serviço, mesmo não estando na universidade. É possível acessar de casa, do trabalho, de fora da cidade, até mesmo fora do país, utilizando o serviço de uma forma inovadora onde a localização geográfica se torna indiferente.
Entretanto o que permitiu grande visibilidade ao projeto, foi o jeito como a universidade gerencia o serviço. Para tal, propiciou-se um ambiente facilitado de cadastro de usuários, permitindo um aumento progressivo do número de usuários.

Ambiente fone@RNP
O ambiente fone@RNP surgiu no âmbito do GT-VoIP e teve como objetivo interligar as diversas instituições de ensino e pesquisa, conectadas à rede RNP2, que em sua nova versão multi-gigabit chama-se rede IP, distribuindo voz através do backbone.
Para que uma instituição tenha também acesso a esta tecnologia, é necessário que disponibilize um servidor Linux ou BSD. Opcionalmente, pode-se obter um equipamento para interconectar o ambiente VoIP com o PBX (Private Business eXchange) da instituição, fazendo o papel de gateway.
Além desta infraestrutura básica, a universidade pode distribuir o acesso a rede de telefonia IP (softphone ou telefones IP) entre seus usuários. O investimento inicial é relativamente baixo, pois integra as estações de trabalho com os pontos de acesso VoIP em um único equipamento, possibilitando uma maior integração entre as pessoas dentro das universidades.
Esta tecnologia se beneficia de uma estrutura de rede já existente, para prover um serviço de qualidade, expansível e com mobilidade. Vai ainda possibilitar a redução de chamadas convencionais através da rede PSTN (Rede Pública Comutada de Telefonia). Mas o principal beneficio, no caso do uso do VoIP@UFSC, é possibilitar e ampliar a interação entre as pessoas que compõem a comunidade universitária das diversas instituições envolvidas no projeto.

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Fig. 1 – Arquitetura da Rede VoIP@UFSC

VoIP@UFSC
Atualmente, o ambiente VoIP@UFSC possibilita o uso dos dois protocolos de sinalização mais conhecidos e mais usados da área: o SIP e o H.323. O SIP é o protocolo moldado nos padrões da Internet. O H.323, entretanto, é voltado para as necessidades da tecnologia de telefonia convencional.
Em relação ao tráfego da voz, ou seja, os dados de uma conversa VoIP, são usados os protocolos RTP (Real Time Protocol, RFC 1889) e RTCP (Real Time Control Protocol, RFC 3605). Contradizendo o que acontece com a sinalização, estes são utilizados diretamente entre os terminais de comunicação.
Esta conexão direta acontece quando o serviço está configurado para operar em modo de conexão stateless, a qual apenas encaminha as informações, permitindo que os dados entre os clientes possam ser trafegados diretamente. Se a conexão for stateful, o estado durante a transação é guardado permitindo ter maior controle. O modo de conexão se torna importante, pois afeta o desempenho dos servidores. De fato, o modo stateless é menos custoso, porém, no modo stateful se tem maior diversidade de funcionalidades.
A habilitação do serviço ocorre de forma bastante simplificada. Basta os usuários da UFSC acessarem o site do VoIP, apresentarem suas credencias na instituição e em tempo real obtém seu número de telefone IP. Este número poderá ser utilizado imediatamente atribuído a um telefone IP do tipo softphone, ou em um telefone IP físico (hardphone).

Arquitetura do Sistema VoIP@UFSC
O ambiente implementado na UFSC, aconselhado pela RNP, utiliza ferramentas de código aberto para prover o serviço VoIP. As ferramentas necessárias para que o mesmo funcione são: gateways VoIP/PSTN e SIP/H.323 (realizam a interligação das tecnologias), aplicativos de registro de usuários e softwares que encaminham as chamadas. O ambiente implementado pode ser visualizado na Figura 1.
O gateway SIP/H.323 da UFSC é provido por um servidor rodando o software de PBX livre Asterisk, tendo papel de gateway para as tecnologias SIP e H.323. Além disso, o gateway também realiza a interface entre os protocolos de sinalização, permitindo assim a transparência na integração dos dois protocolos.
O gateway VoIP/PSTN é um equipamento Cisco que está operando com a tecnologia H.323. Possui inicialmente instaladas quatro portas FXO (Foreign Exchange Office) para interconexão com o PBX da universidade. Futuramente, deve ser instalado um novo gateway com uma interface E1 (portas com velocidade de até 2.048 Mbps e com capacidade de 30 canais de 64 Kbps).
Outra alternativa testada é a utilização do Asterisk como gateway PSTN. Para isto é necessário adquirir um hardware DigiumTM ou compatível (ex: Modem com chipset Intel MD3200, o mesmo utilizado em PCs para acesso a Internet).
Outras finalidades do Asterisk são: realizar o registro de usuários SIP, plano de numeração e contabilização. O mesmo também disponibiliza relatórios auxiliando a gerência e manutenção do serviço.
Já o Gatekeeper é um módulo que opera puramente com o protocolo H.323. Além de realizar o registro de usuários, realiza o plano de numeração, sendo responsável pela interconexão do ambiente VoIP@UFSC com o ambiente fone@RNP, o qual no ambiente de produção só opera com H.323. Hoje, já existem pilotos para a junção com o protocolo SIP.
Para realizar a autenticação de usuários VoIP, o Asterisk e o Gatekeeper se utilizam do servidor Radius, o qual verifica as informações dos usuários em um diretório LDAP, o OpenLDAP. O armazenamento de dados de contabilização são mantidos em bases mySQL ou PostgreSQL.

Continua na próxima edição.

 

Os  Autores
José Miguel Simões – Aluno do 50 Ano de Engenharia de Telecomunicações e Informática do Instituto Superior das Ciências do Trabalho e da Empresa (Portugal), atualmente fazendo estágio no Núcleo de Processamento de Dados da Universidade Federal de Santa Catarina, atuando na área de VoIP.
Murilo Vetter – Aluno do 30 Semestre de Ciências da Computação da Universidade Federal de Santa Catarina, fazendo estágio na área de VoIP no Núcleo de Processamento de Dados da Universidade Federal de Santa Catarina.
Edison Tadeu Lopes Melo – Mestre em Ciência da Computação, Gerente em Tecnologia de Informação do Núcleo de Processamento de Dados da Universidade Federal de Santa Catarina e participante do projeto VoIP da Universidade Federal de Santa Catarina.
Guilherme Eliseu Rhoden – Mestre em Ciência da Computação, Analista de Tecnologia de Informação do PoP-SC/RNP e participante do projeto VoIP da Universidade Federal de Santa Catarina.

e-mail: zezinhux@gmail.com
e-mail: murilo@npd.ufsc.br
e-mail: melo@npd.ufsc.br
e-mail: rhoden@npd.ufsc.br

Referência
www.voip.nce.ufrj.br
www.ufrj.br

www.ufsc.br
www.voip.ufsc.br
www.asterisk.org
www.gnugk.org
www.freeradius.org
www.rnp.br/voip
www.rnp.br
www.cisco.com
www.digium.com
www.intel.com
www.gatekeeper.org
www.gnu.org/software/radius/radius.html
www.openldap.org
dev.mysql.com
www.postgresql.org
asteriskathome.sourceforge.net
www.iptel.org/ser
osp-module.berlios.de
www.polycom.com
www.iptel.org/sems
www.iptel.org
www.fokus.gmd.de/home