GT-VOIP

1. GT-VOIP Workshop de Redes Avançadas da RNP Paulo Aguiar GT-VOIP

2. Telefonia Tradicional PBX PBX • Rede telefônica tradicional usa canais TDM para transporte da voz • Uma conexão de voz = 64 Kbps • Um canal E1(G703/G704) = 30 conexões de voz Telefonia Pública Legacy PSTN Internetworking End-to-End IP Telephony with Application Enablement GT-VOIP

3. PBX Eficiência do Transporte TDM Tipos de tráfego • Desperdício de banda • Sem congestionamento, banda garantida Voz Banda Desperdiçada Utilização Legado 50–60% LAN Vídeo Vários subcanais TDM por aplicação Janelas de tempo GT-VOIP

4. FILA PBX Eficiência do Transporte por Pacotes Típos de tráfego • Alta eficiência de banda • Banda compartilhada, atrasos variáveis, necessidade de controle Voz Utilização Legado 90–95% LAN Células/Quadros/Pacotes Vídeo Pacotes Individuais GT-VOIP

5. VoIP/VoFR/VoATM Voz Sobre ATM Sobre IP Sobre FR Órgão de Padronização ATM Forum IMTC Frame RelayForum Padrões AAL1/CES AAL2 AAL5 H.323 RTP MGCP SIP FRF.11 FRF.12 GT-VOIP

6. Voz Voz Token Ring Voz Voz FR ou ATM Voz Voz 802.3 IP IP IP IP IP IP IP UDP UDP UDP UDP UDP UDP UDP RTP RTP RTP RTP RTP RTP RTP Voz Voz Voz IP como Solução Universal H.323 Endpoint A Pacote Quadro R1 ATM ou Frame Relay R2 Ethernet e H.323 Endpoint B GT-VOIP

7. Separação entre rede telefônica e rede de dados (Internet) Migração para Telefonia IP • Padrões Relacionados SIP e H.323 Transportando tráfego de voz nas redes de dados Gatekeeper H.323 ou Servidor SIP GT-VOIP

8. Telefonia IP • Em caso de congestionamento ou rede operando com alta perda, jitter ou alto RTT é necessário aplicar alguma política nos roteadores para garantir QoS ao tráfego de voz • QoS deve ser adequada ao longo de toda a duração da chamada • Picos no tráfego de dados podem afetar VOIP instantaneamente GT-VOIP

9. Objetivos do GT-VOIP • Piloto VOIP • Telefonia IP sobre o backbone da RNP • Exercício de QoS como objetivo complementar • Interação e participação em experimentos VOIP na Internet2 • P&D: ações visando suporte a ambiente heterogêneo de telefonia GT-VOIP

10. Estruturação do GT-VOIP • Metodologia de ação • Centralizar ações em tornos dos objetivos primários • Desenvolver equipe VOIP em cada instituição envolvida com o piloto • Treinamento, experimentação, lista de discussão, grupos de estudo, workshops • Disponibilizar documentos de referência e recomendações • Laboratório de apoio e testes de interoperabilidade • Lab VOIP do NCE/UFRJ GT-VOIP

11. Lab VOIP NCE/UFRJ • GT-VOIP • Paulo Aguiar, Ph.D. (coordenador) • Equipe • Cesar Marcondes, M.Sc. • João Carlos Peixoto (mestrando) • Fabio David (mestrando) • Vitor Brasileiro, José Henrique Melman (estagiários) • Rafael Nocito (apoio telefonia) • Recursos principais • Gateways 2600, 3800 (apoio Cisco) • PBXs: Philips Sopho (RNP), Ericsson MD-110 (NCE), NEC NEAX-2400 (NCE, UFRJ) • Gateway H.323/SIP (P&D interno) • Servidor Microtec GT-VOIP (RNP) • Call Manager Cisco (apoio Cisco) • Outros ambientes VOIP: Marconi GT-VOIP

12. Fases do Piloto • Fase 0 • Medições fim-a-fim sobre estrutura existente • Fase 1 • Implantação de gateways e operação da telefonia IP • Fase 2 • Implantação de gatekeepers, criação de diretórios de usuários, ampliação do uso peer-to-peer GT-VOIP

13. Fase 0 • Metodologia: sender/receiver • Etapas • Estabelecimento de chamada H.225 • Negociação da mídia H.245 (fastStart ou não) • Envio do áudio RTP nas portas UDP (5000) • Relatórios RTCP (5001) [ITU-T H.323,2000] • Sender/Receiver baseados no projeto OPENAM (Open Answer Machine) do OpenH323 [OpenH323, 2002] GT-VOIP

14. Fase 0 • Funcionamento • Sender inicia chamada (H.225 e H.245, porta 1720) e envia PINGs • Receiver atende automaticamente, armazenando a mensagem de voz • Parâmetros de perda e jitter salvos a cada 10 pacotes UDP que passam pelo stack RTP • Ao final da ligação, logs e arquivo wav enviados ao monitor, que tem uma interface Web para visualizar os dados GT-VOIP

15. Fase 0 • Coleta (1/hora) por site VOIP • Fluxos UDP bidirecionais de 3 min [Caceres et al., 2000] • Log da mensagem de voz recebida no destino permite avaliação qualitativa de qualidade • Ping (1/s) para comparação com RTT obtido via RTCP • Envio e armazenamento das estatísticas em tempo real, com posterior visualização via Web (http://www.voip.nce.ufrj.br/stats/ ) • Procedimentos automáticos para identificação de ligações degradadas acima do aceitável • Correlação entre jitter, perda e atraso fim a fim GT-VOIP

16. Fase 0 • Parâmetros da pilha RTP/RTCP em log • Round trip time • Jitter (em grupos de 10 pcts aprox. 250 ms) • Perda de pacotes (idem) • Possível uso de diferentes codificadores de áudio (usando atualmente codificador G.711) • Buffer de compensação de jitter fixo (cerca de 100 ms) [Markopoulou, 2002] • Validação dos parâmetros medidos com outra metodologia (Rude/Crude/Qosplot) [Ubik, 2001] • Futuro: Possível implementação de E-model (MOS automático) [ITU-T G.107, 1998] GT-VOIP

17. Estatísticas semanais e por ligação Estatísticas usando Rude/Crude Comparação com estatística de utilização dos roteadores intermediários da RNP2 Estatísticas Geração Automática Dos Gráficos de RTT, Perda e Jitter do Período Selecionando Localidade, Período e Direção do Fluxo Sendo possível detalhar uma Única ligação do período GT-VOIP

18. Estatísticas semanais e por ligação Estatísticas usando Rude/Crude Comparação com estatística de utilização dos roteadores intermediários da RNP2 Estatísticas GT-VOIP

19. Estatísticas semanais e por ligação Estatísticas usando Rude/Crude Comparação com estatística de utilização dos roteadores intermediários da RNP2 Estatísticas GT-VOIP

20. Situação Atual da Fase 0 • Fase 0 em seu início, com duração prevista de 3 a 4 semanas • Prosseguimento • Relatório de avaliação do desempenho do backbone para aplicação VOIP • Testes em laboratório de políticas de QoS para integração VOIP e dados • Recomendação de configuracão experimental de QoS para VOIP no backbone • Reprodução de testes para comparação com medidas anteriores GT-VOIP

21. PBX PBX E1 Rede IP RoteadorGW FXO Rede IP RoteadorGW Fase 1 • Envolve a implantação de gateways e operação da telefonia IP • Gateways VOIP a serem disponibilizados pela RNP • Com interfaces digital E1 e E&M (ear and mouth) • Com interfaces analógicas FXS/FXO GT-VOIP

22. Fase 1 • Seleção original de participantes (1a) • Roteadores com E1 ou E&M (R1): • (A) UFMG, UFGRS, UFBA, UFPA, UFCG (UFPB), UFCE • (B) MEC, CNPq • (C) UFRJ, UnB • Roteadores com FXS/FXO (R2): • 17 PoPs nao atendidos, exceto DF, RJ, SP e PE GT-VOIP

23. Participação no Piloto • Compromisso das instituições • Estabelecer equipe VOIP operacional • Facilitar integração interna de dados e voz • Interagir diretamente com GT-VOIP e participar dos grupos de trabalho e discussões • Implantar e operar GW VOIP junto ao PBX • Apoiar ações de monitoração, gerência e coleta de estatísticas de VOIP • Programação do PBX para suporte a plano de discagem do piloto • Fomentar VOIP internamente GT-VOIP

24. Ferramentas de apoio • Cisco VoIP Health Monitor, Cisco Service Assurance Agent (CSSA), Cisco Gateway Management Agent (CGMA), Internetwork Perf Monitor (IPM) GT-VOIP

25. Diagrama da Fase 1 (Roteadores VOIP) Roteador VOIP com E1 (B) CNPq - Brasilia Roteador VOIP com FXS/FXO PoP-ES Roteadores com E1 ou E&M (R1): (A) UFMG, UFGRS, UFBA, UFPA, UFCG (UFPB), UFCE (B) MEC, CNPq (C) UFRJ, UnB Roteadores com FXS/FXO (R2): 17 PoPs nao atendidos, exceto DF, RJ, SP e PE Desenvolvido com Cisco ConfigMaker GT-VOIP Roteador VOIP com probe CSSA

26. Diagrama da Fase 1 (zoom) – Plano de Discagem Configuração Automática Do roteador GT-VOIP Desenvolvido com Cisco ConfigMaker

27. Fase 1 • Atividades • Domínio tecnológico do gateway Cisco (1d) • Previsão inicial: maio/set • Revisão: maio/dez • Recomendação de QoS para backbone (1c) • Previsão inicial: julho/set • Revisão: out/dez • Treinamento em central Philips (1e) • Previsão inicial: julho • Revisão: outubro (?) • Testes de interoperabilidade entre gateways e PBXs (1d) • Treinamento em PBX Philips será essencial para testes com entrocamento E1 digital • Previsão inicial: maio/set • Revisão: set/jan2003 GT-VOIP

28. Fase 1 • Atividades • Instalação dos gateways e treinamento das instituições (1f) • Previsão inicial: out/dez • Revisão: jan/mar2003 • Reprogramação de PBXs (1g) • Previsão inicial: jan/mar2003 • Revisão: pendente • Monitoração e políticas de QoS (1h e 1i) • Previsão inicial: out/mar2003 • Revisão: mantida • Autenticação e operação restrita do piloto (1j) • Previsão inicial: out/dez • Revisão: set/dez • Outras questões: multicast, sinalização, etc (até abril2003) GT-VOIP

29. Bibliografia • [ITU-T H.323, 2000] ITU-T Recommendation H.323, “Packet-Based Multimedia Communications Systems”, Setembro 1999. • [OpenH323, 2002] http://www.openh323.org • [Caceres et al., 2000] J. van der Merwe, R. Cceres, Y-H. Chu, C. Sreenan. Mmdump - A Tool for Monitoring Internet Multimedia Traffic. ACM Computer Communication Review, 30(4), October 2000. • [Markopoulou, 2002] Athina P. Markopoulou, Fouad A. Tobagi, Mansour J. Karam. Assessment of VoIP Quality over Internet Backbones. IEEE Infocom 2002. • [Ubik, 2001] - Sven Ubik and Vladimir Smotlacha. Low-Cost Precise QoS Measurement Tool. CESNET Technical Report, 2001. • [ITU-T G.107, 1998] ITU-T Recommendation G.107, “The Emodel, a computational model for use in transmission planning”, December 1998. • [ETSI, 2002] ETSI TS 101 329-5. Quality of Service (QoS) measurement methodologies. TIPHON. GT-VOIP