Seção: VoIP

 

 
Voz sobre IP I: Comutação de Circuito e de Pacote

 

Nos primórdios da telefonia, a conexão para uma ligação telefônica era feita pela telefonista que conectava um cabo aos soquetes de entrada e saída em um painel manualmente. Porém hoje esse processo é automatizado pelo equipamento de comutação. Um processo de comutação é aquele que reserva e libera recursos de uma rede para sua utilização. As comutações de circuitos e de pacotes são usadas no sistema telefônico atual. A comutação de circuito particularmente é usada no tráfego de voz, ela é a base para o sistema telefônico tradicional, e a comutação de pacotes é usada para o tráfego de dados, sendo por sua vez, a base para a Internet e para a Voz sobre IP.

 

Comutação de circuitos

 

Na comutação de circuitos, ocorrem três fases:

  • Estabelecimento do circuito: antes que os terminais (telefones) comecem a se comunicar, há a reserva de recurso necessário para essa comunicação, esse recurso é a largura de banda.
  • Transferência da voz: ocorre depois do estabelecimento do circuito, com a troca de informações entre a origem e o destino.
  • Desconexão do circuito: terminada a comunicação, a largura de banda é liberada em todos os equipamentos de comutação.

 

Quando se efetua uma chamada telefônica, o equipamento de comutação procura um caminho físico desde o telefone do transmissor até o telefone do receptor. Esse caminho pode conter trechos de fibra óptica ou de micro-ondas, mas a ideia básica funciona: quando a chamada telefônica é estabelecida, haverá um caminho dedicado entre as extremidades até que a ligação termine. Nesse tipo de comutação, há a garantia da taxa de transmissão, e a informação de voz chegará na mesma ordem desde o transmissor até o receptor.

 

A comutação de circuitos é ilustrada pela figura 2:

 

Figura 2: Comutação de circuitos

 

Uma das propriedades mais importantes na comutação de circuitos é a necessidade de estabelecer esse caminho fim a fim antes que qualquer informação seja enviada. O tempo que o telefone do receptor leva para tocar logo depois do número discado é justamente o momento em que o sistema telefônico procura pela conexão física. Logo o sinal de chamada se propaga por todo o trajeto para que possa ser reconhecido.

 

Na comutação de circuitos há também a reserva de largura de banda entre as extremidades, fazendo com que a informação de voz percorra o mesmo caminho e chegue na mesma ordem. Isso é necessário para que uma conversa telefônica seja compreendida claramente pelo transmissor e pelo receptor. Mas se houver a reserva para um circuito de um determinado usuário, e ela não for usada, (o usuário permanecer em silêncio durante a ligação, por exemplo), a largura de banda desse circuito será desperdiçada. A reserva exclusiva de largura de banda para o circuito faz o sistema ineficiente, porque dificilmente os dispositivos trocam informações durante 100% do tempo em que ficam conectados. Sempre haverá tempos ociosos que não podem ser aproveitados, e a largura de banda só será liberada para outros fins quando um dos terminais encerrar a comunicação. Portanto, quando uma ligação é estabelecida, aquele que a originou é o master da conexão, caso aquele que recebeu a chamada devolva o telefone ao gancho, a ligação não se encerra.

 

A tarifa do serviço com comutação de circuito é baseada pela distância entre os terminais e o tempo da ligação.

 

Comutação de pacotes

 

A comutação de pacotes é a técnica que envia uma mensagem de dados dividida em pequenas unidades chamadas de pacotes. Ela não exige o prévio estabelecimento de um caminho físico para a transmissão dos pacotes de dados. Os pacotes podem ser transmitidos por diferentes caminhos e chegar fora da ordem em que foram transmitidos. Por esse motivo, a comutação de pacotes é mais tolerante a falhas em relação a comutação de circuitos, pois os pacotes podem percorrer caminhos alternativos até o destino de forma a contornar os equipamentos de comutação inativos.

 

Nesse tipo de comutação, não há a reserva prévia de largura de banda, e assim, também não há o desperdício de recursos. A largura de banda é fornecida sob demanda, como ocorre na tecnologia VoIP.

 

Na comutação de pacotes é utilizado o tipo de transmissão store-and-forward. O pacote é recebido e armazenado por completo pelo equipamento e depois encaminhado para o próximo destino. Em cada um desses equipamentos, o pacote recebido tem um endereço de destino, que possibilita indicar o caminho correto para o qual ele deve ser encaminhado.

 

A tarifa na comutação de pacotes é feita pelo volume do tráfego de dados, mensalmente.

 

A figura 3 ilustra a comutação de pacotes:

 

Figura 3: Comutação de pacotes

 

A tabela 1 mostra as diferenças entre a comutação de circuitos e a comutação de pacotes:

 

Tabela 1: Comparação entre comutações de circuitos e pacotes

ITEM

COMUTAÇÃO DE CIRCUITOS

COMUTAÇÃO DE PACOTES

Configuração de chamadas

Obrigatória

Não necessária

Caminho físico dedicado

Sim

Não

Pacotes seguem o mesmo caminho

Sim

Não

Pacotes chegam na mesma ordem

Sim

Não

Reserva da largura de banda

Fixa

Dinâmica

Largura de banda desperdiçada

Sim

Não

A falha de um equipamento é fatal

Sim

Não

 

Softswitch

 

Um softswitch é um tipo de arquitetura computacional que executa um software especializado, transformando-se em comutador telefônico inteligente. O softswitch é uma tendência bem atual no desenvolvimento da tecnologia de comutação de circuitos.

 

Além de manipular funções de canais de dados tradicionais, um softswitch pode converter um fluxo de bits de voz digitalizada em pacotes, possibilitando a Voz sobre IP. Ele também faz o mapeamento entre os endereços da origem o do destino da comunicação por meio de um banco dados com estes endereços. O softswitch pode saber onde um terminal de destino está, pelo seu número de telefone associado, e seu endereço IP atual.

 

Assim o softswitch é metade computador, trabalhando com a comutação de pacotes, e metade comutador telefônico, realizando a comutação de circuitos. O softswitch realiza a interoperabilidade entre a Internet e a rede de telefonia tradicional, podendo ser chamado também de gateway.

 

A comutação física do softswitch é realizada pelo gateway de mídia, que faz a conversão dos dados entre as duas redes. Já a lógica de processamento, responsável pela comutação de pacotes, reside no controlador de gateway de mídia, que gerencia as chamadas telefônicas. O gateway de mídia e o controlador podem ser equipamentos distintos, até de diferentes fornecedores, ou num mesmo equipamento, formando a arquitetura do softswitch.

 

Portanto, a comutação de circuitos está para a rede de telefonia tradicional assim como a comutação de pacotes está para a Voz sobre IP, que pode se utilizar da Internet (uma rede de computadores baseada em IP). E o softswitch é o equipamento chave para realizar a comunicação entre essas redes.

 

 

 

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