Seção: Tutoriais Banda larga e VOIP

Na figura 2 apresentada anteriormente pode-se ver que um dos componentes necessários para transmissão de voz numa rede de dados é o Áudio CODEC (Codificador-Decodificador). Este componente é o responsável por transformar a voz humana (um sinal analógico) em uma seqüência de bits (um sinal digital) para transmissão numa rede de dados, fazendo amostragens periódicas no sinal de voz. Em equipamentos do tipo gateways VoIP, esses CODECs são implementados através de um componente chamado DSP (Digital Signal Processor).

A introdução dos microprocessadores no final dos anos 70 e início dos anos 80 tornou possível usar técnicas de processamento digital de sinais (Digital Signal Processing) em um range muito maior de aplicações.

Durante os anos 80 a importância crescente do processamento digital de sinais levou vários fabricantes importantes (como Texas Instruments, Analog Devices e Motorola) a desenvolverem os chips DSP, ou seja, microprocessadores especializados com arquiteturas projetadas especificamente para os tipos de operações requeridas ao processamento digital de sinais.

Como um microprocessador de uso geral, um DSP é um dispositivo programável, com seu próprio conjunto de instruções nativas. O uso desses chips associados a algoritmos de compressão permitiu a implementação de diversas tecnologias de CODEC’s. Exemplos de chips DSP são o DSP542 e DSP549 fabricados pela Texas Instruments e usados pela CISCO Systems em seus gateways VoIP [CISCO-CODEC1].

Cada CODEC provê certa qualidade de voz. A medida de qualidade da voz transmitida é uma resposta subjetiva de um ouvinte. Uma medida comum usada para determinar a qualidade do som produzido pelos CODECs específicos é o MOS (Mean Opinion Score). Com o uso do MOS, um amplo range de ouvintes julgam a qualidade de uma amostra de voz (correspondendo a um CODEC particular) numa escala de 1 a 5. A partir desses resultados, é calculada a média dos scores para atribuir o MOS para aquela amostra [CISCO-CODEC2].

Na tabela 1 são apresentados alguns scores MOS para os CODECs mais usados. Na Tabela 2 são descritos os scores MOS.

Na tabela 3 é mostrada a banda real utilizada pelo CODEC G.729 em três tipos de meio: Frame Relay sem usar compressão, Freme Relay usando compressão, e Ethernet.

Os algoritmos de compressão são patenteados e seu uso obriga o fabricante do gateway VoIP a pagar royalties ao proprietário do algoritmo. Por exemplo, o G.729 apresentado na tabela 4 é patenteado pela empresa VoiceAge Solutions [VOICEAGE]. Nessa tabela, a qualidade “TOLL” é equivalente à obtida de uma linha de uma operadora de telefonia convencional (Telephony Operator Leased Line).

Existem também algoritmos de compressão fechados (i.e., cujas especificações não são públicas nem licenciáveis). O algoritmo utilizado pela operadora de telefonia IP Skype (www.skype.com) propicia qualidade de comunicação superior, mesmo com linhas discadas (56 kbit/s).

Vale a pena atentar para o efeito provocado pelo ajuste do tamanho do payload nos frames IP usados para VoIP. O payload é a área de dados do frame onde a informação de voz codificada é colocada, conforme pode ser visto na figura a seguir.

Figura 3: Encapsulamento VoIP num frame IP [CISCO-CODEC3]

Quanto maior o payload, menor será o consumo de banda numa chamada VoIP, porém maior será o delay para transmitir cada frame desta chamada. Uma aplicação bem interessante é o Voice CODEC Bandwidth Calculator, da CISCO [CISCO-CODEC4] disponível na Internet para usuários registrados, o qual permite que se façam simulações do uso real de banda tendo como parâmetros de entrada o tipo de CODEC utilizado e o tamanho do payload desejado.