Seção: Tutoriais VoIP

A necessidade de comunicação associada ao avanço do protocolo de Internet nos últimos tempos e a expansão da rede mundial proporcionou a busca de novas soluções com o objetivo de romper distâncias e satisfazer a contínua busca de serviços cada vez mais diversificados e preços mais acessíveis.

Dentre as soluções mais significativas no contexto atual, o serviço de voz associado à Internet tem sido motivo de grande expectativa e desenvolvimento de softwares e hardwares a fim de quebrar o monopólio de preços e serviços de algumas empresas que tradicionalmente controlam esse ramo.

Para que se obtenha tal flexibilidade de serviços é necessário que haja também condições de promover um serviço equiparado ao tradicional serviço de telefonia.

O padrão IEEE 802.11 foi criado para ser interoperável com as redes Ethernet já existentes e possui subgrupos de acordo com o aprimoramento do padrão, conforme descrito em (TANENBAUM, 2003). Assim, tem-se o 802.11a, 802.11b, 802.11g e 802.11e como os mais difundidos.

O padrão 802.11e conhecido formalmente como certificação Wi-Fi Multimedia, surgiu como um refinamento de QoS no 802.11. Essa implementação permite a propagação de diferentes classes de tráfego e otimização da rede através do recurso de transmissão em rajadas TXOP (Transmission Oportunity – Oportunidade de Transmitir).

Essas implementações basicamente se devem ao fato desse protocolo ter melhorado a camada MAC (Media Access Control – Controle de Acesso ao Meio) de forma a priorizar as aplicações sensíveis ao atraso, como por exemplo, voz sobre a Internet.

A especificação do IEEE 802.11e tem dois componentes: o WME (Wi-Fi Multimedia Extensions – Extensão Multimídia para Wi-Fi), que pode ser utilizado por desenvolvedores para associar prioridades a pacotes e o WSM (Wi-Fi Scheduled Multimedia – Programação Multimídia para Wi-Fi) que controla a gerência de recurso de largura de banda. O WSM aloca "fatias" de banda para vários tipos de dados wireless e aumenta a largura de banda quando é necessário para aplicações de voz e vídeo, como demonstrado em (PRADO, 2006).

A subcamada MAC é comum para todos os padrões 802.11, e é responsável por gerenciar dados transferidos de funções de alto nível para o meio físico. Existe a possibilidade de se fazer verificação [polling] se alguma estação quer transmitir. Seu mecanismo básico consiste na transmissão de um quadro [de 10 a 100 vezes por segundo] com dados do sistema, fornecendo garantia de qualidade e de largura de banda, como observado em (O'Hara, 2006).

Nesse aspecto a inovação do padrão 802.11e se deve à associação entre o DCF e o PCF, formando uma nova função de coordenação o HCF (Hybrid Coordenation Function – Função Coordenada Híbrida) baseado em dois métodos: o HCCA (HCF Controlled Channel Access – Acesso ao Canal Controlado HCF) e o EDCA (Enhanced DCF Channel Access – Acesso ao Canal DCF Aprimorado). Ambos definem as classes do tráfego priorizando os fluxos de maior interesse apresentado em (CHUNG e PIECHOTA, 2003).

O EDCA determina que os tráfegos de maior prioridade têm mais possibilidade de emissão de pacotes do que os tráfegos de prioridades inferiores, nesse último o tempo de espera para transmissão é um pouco maior. A cada nível de prioridade é atribuída uma TXOP, um intervalo limitado de tempo durante o qual as estações podem enviar certa quantia de pacotes podendo ou não sofrer fragmentação.

Com o auxílio do TXOP as estações podem emitir pacotes em diversas filas de acordo com o intervalo de tempo dado pelo HC. Para o tráfego de voz numa rede a codificação é um processo necessário para projetar parâmetros de qualidade englobando as características físicas da rede.

A codificação da forma de onda aborda a obtenção do sinal reproduzido cuja forma de onda se assemelha ao máximo ao sinal original. Esse tipo de codificação garante métodos mais simples e uma alta qualidade.

As técnicas de compressão do sinal são aplicadas para prover um melhor aproveitamento da largura de banda devido a algumas características do sinal de voz que possibilitam tal aplicação descrito em (PINHEIRO 2005). Dentre elas, merecem destaque: distribuição não-uniforme de amplitudes, correlação entre sucessivas amostras e a inalteração de formantes entre intervalos de 20 a 30ms disposto em (ALENCAR, 2004).

Em uma conversação telefônica, apenas em 40% do tempo o canal de voz está ativo. Assim com um mecanismo de supressão de silêncio, a largura de banda utilizada pode ser reduzida em 60%.

Dentre os diversos codecs existentes, o mais utilizado, por basear-se no PCM, é o G.711 que opera a uma taxa de amostragem de 8 kHZ, com 8 bits por amostra. Trata-se de um padrão internacional para codificação de áudio telefônico em um canal de 64 kbit/s podendo codificar freqüências entre zero e 4 KHz com a vantagem de opção entre os dois tipos de compressão logarítmica. Essa vantagem possibilita o uso de menos bits para codificar valores mais baixos e mais bits para valores maiores.