Telefonia VOIP

Voice over IP (in italiano "Voce tramite protocollo Internet", in acronimo VoIP), in telecomunicazioni e informatica, indica una tecnologia che rende possibile effettuare una conversazione, analoga a quella che si potrebbe ottenere con una rete telefonica, sfruttando una connessione Internet o una qualsiasi altra rete di telecomunicazioni dedicata a commutazione di pacchetto, che utilizzi il protocollo IP senza connessione per il trasporto dati.

Descrizione

Più specificamente con VoIP si intende l'insieme dei protocolli di comunicazione di strato applicativo che rendono possibile tale tipo di comunicazione. Grazie a numerosi provider VoIP è possibile effettuare telefonate anche verso la rete telefonica tradizionale (PSTN). In realtà più in generale VoIP consente una comunicazione audio-video sistema real-time, unicast o multicast, su rete a pacchetto (es. videotelefonata, videochiamata e videoconferenza). La tecnologia in questione richiede che il segnale analogico venga preventivamente codificato in formato digitale tramite conversione analogico-digitale, eventualmente compresso tramite l'uso di codec audio e infine trasmesso a pacchetto in rete grazie all'utilizzo congiunto in parallelo di due tipi di protocolli di comunicazione:

- una per l'elaborazione della conversazione (che richiede fasi come la ricostruzione del frame audio, sincronizzazione, identificazione del chiamante).

- una per il trasporto dei dati (pacchetti voce su IP);

Le conversazioni VoIP non devono necessariamente viaggiare su Internet, ma possono anche usare come mezzo trasmissivo una qualsiasi rete privata basata sul protocollo IP, per esempio una LAN all'interno di un edificio o di un gruppo di edifici. I protocolli usati per codificare e trasmettere le conversazioni VoIP sono solitamente denominati Voice over IP protocols.

I protocolli

Per il trasporto dei dati, nella grande maggioranza delle implementazioni VoIP, viene adottato un insieme di protocolli di comunicazione quali RTP (Real-time Transport Protocol) su UDP (User Datagram Protocol) su IP (Internet Protocol). L'utilizzo di UDP anziché TCP si giustifica col fatto che una comunicazione real-time come la fonia non può tollerare ritardi o latenze aggiuntive o troppo elevate dovute alla ritrasmissione dei pacchetti persi e agli ACK.

Per quanto riguarda la segnalazione il processo di standardizzazione non si è ancora concluso. La gestione delle chiamate voce sulla rete IP è, al momento, indirizzata verso due differenti proposte che sono rispettivamente H.323 e SIP (Session Initiation Protocol). La tendenza degli ultimi anni ha evidenziato un netto predominio del protocollo SIP, sia su UDP che su TCP.

Volendo confrontare H.323 e SIP bisogna comunque osservare che lo scopo dei due standard è piuttosto differente. H.323 è stato creato come protocollo per la comunicazione voce in tempo reale su IP e presiede a tutte le funzioni base di controllo di una chiamata: instaurazione e terminazione della sessione, operazioni di segnalazione, tono di chiamata, chiamata in attesa, trasferimento, identificazione del chiamante e via dicendo. Mentre SIP è un protocollo per la segnalazione e il controllo di sessioni multimediali, H.323 delinea un'architettura completa per lo svolgimento di conferenze multimediali, comprendente la definizione dei formati di codifica a livello applicativo, la definizione di protocolli per la segnalazione e il controllo, per il trasporto dei flussi audio, video e dati e per la gestione degli aspetti di sicurezza, tutto ciò con riferimento ad architetture di rete locali.

Nonostante la diffusione dello standard H.323, il mercato dei dispositivi per l'utenza finale, del software e dei gateway per la connessione alla rete PSTN si è ormai orientato verso soluzioni basate su SIP. Quasi tutti i prodotti sul mercato sono compatibili con entrambi gli standard.

Protezione contro le intercettazioni

Il VoIP può offrire un significativo vantaggio per la tutela della privacy e contro le intercettazioni: infatti, in molte implementazioni VoIP, il traffico vocale, in quanto a commutazione di pacchetto, viaggia direttamente tra i terminali dei due utenti e non attraversa una struttura fissa di centrali di commutazione, su cui si avrebbe la possibilità di installare un sistema di intercettazione. Tuttavia questo non è sempre vero, talvolta per motivi tecnici e altre volte per motivi legislativi o regolamentari, o per le pressioni delle autorità giudiziarie e di polizia giudiziaria sui gestori di sistemi VoIP affinché permettano l'intercettazione delle chiamate VoIP.

Inoltre utilizzando una connessione via Internet è possibile adottare una comunicazione sicura, con crittografia a chiave asimmetrica e firma digitale, che impediscono a terzi di intercettare la conversazione e manipolarla (a meno che siano in possesso di una grande potenza di calcolo).

I vantaggi

Il vantaggio principale di questa tecnologia sta nel fatto che essa elimina l'obbligo di riserva della banda per ogni telefonata (commutazione di circuito), sfruttando l'allocazione dinamica delle risorse, caratteristica dei protocolli IP (commutazione di pacchetto). Vengono instradati sulla rete pacchetti di dati contenenti le informazioni vocali, codificati in forma digitale, e ciò solo nel momento in cui è necessario, cioè quando uno degli utenti collegati sta parlando.

Fra gli altri vantaggi rispetto alla telefonia tradizionale si annoverano:

- minore costo per chiamata, specialmente su lunghe distanze;

- minori costi delle infrastrutture: quando si è resa disponibile una rete IP nessun'altra infrastruttura è richiesta;

- nuove funzionalità avanzate;

- l'implementazione di future opzioni non richiederà la sostituzione dell'hardware.

Uno dei vantaggi di questa tecnologia è che permette di fare leva su risorse di rete preesistenti, consentendo una notevole riduzione dei costi in ambito sia privato che aziendale, specialmente per quanto riguarda le spese di comunicazione interaziendali e tra sedi diverse. Una rete aziendale, infatti, può essere sfruttata anche per le comunicazioni vocali, permettendo di semplificare l'installazione e il supporto e di aumentare il grado di integrazione di uffici dislocati sul territorio, ma collegati tramite l'infrastruttura di rete. Il consumatore privato, utilizzando un collegamento ad Internet a banda larga (ad alta velocità di trasmissione e sempre attivo), può effettuare e ricevere chiamate telefoniche da telefono fisso PSTN, potendo contare su tariffe molto economiche, soprattutto per le chiamate internazionali. La tecnologia VoIP introduce inoltre nuove possibilità per l'offerta del servizio telefonico quali:

- eliminare la distinzione tra chiamate locali e a lunga distanza;

- mantenere diversi numeri telefonici su un solo collegamento;

- salvare messaggi vocali sul proprio computer;

- permettere telefonate completamente gratuite tra utenti dello stesso fornitore o fornitori convenzionati fra loro oppure in open gateway.

Gli svantaggi

Le reti IP non dispongono di per sé di alcun meccanismo in grado di garantire che i pacchetti di dati vengano ricevuti nello stesso ordine in cui vengono trasmessi, né alcuna garanzia relativa in generale alla qualità di servizio. Le attuali applicazioni nel mondo reale della telefonia VoIP si trovano a dover affrontare problematiche legate a problemi di lentezza (sostanzialmente si deve ridurre il tempo di transito e di elaborazione dei dati durante le conversazioni) e di integrità dei dati (prevenire perdite e danneggiamenti delle informazioni contenute nei pacchetti).

Il problema di fondo della tecnologia VoIP è la corretta ricostruzione dei pacchetti di dati ricevuti, tenuto conto del fatto che durante la trasmissione può cambiare la sequenza dei pacchetti e che alcuni pacchetti possono aver subito perdite o danneggiamenti delle informazioni contenute, e assicurare così che lo stream audio (flusso audio) mantenga la corretta coerenza temporale. Altro importante problema è mantenere il tempo di latenza dei pacchetti sufficientemente basso, in modo che l'utente non debba aspettare troppo tempo prima di ricevere le risposte durante le conversazioni.

A questi problemi di ritardo e soprattutto variabilità di ritardo e la conseguente necessaria elaborazione per il riordino dei pacchetti si ovvia utilizzando il protocollo MPLS, che instaura connessioni nella rete di trasporto grazie alla commutazione per etichetta, e all'utilizzo di meccanismi di equalizzazione del ritardo tramite cosiddetti buffer di playout.

Altri possibili problemi potrebbero essere:

- Alcuni router possono essere configurati per distinguere i pacchetti VoIP dagli altri pacchetti IP e assegnare di conseguenza ad essi una priorità di trasmissione maggiore con l'utilizzo di uno scheduler in condizione di congestione.

- È possibile memorizzare in un buffer i pacchetti, per rendere la trasmissione più asincrona, ma ciò può tradursi in un aumento del tempo di latenza, simile a quello delle trasmissioni satellitari.

- Il gestore della rete dovrebbe garantire una larghezza di banda sufficientemente ampia, per ridurre il tempo di latenza e le perdite di dati. Tuttavia ciò, mentre è relativamente facile nelle reti private, è molto più difficile quando si usa internet come mezzo trasmissivo.

- Con velocità minori di 256 kbit/s possono aversi problemi di jitter (letteralmente nervosismo, tecnicamente errore nella base dei tempi quando un campione digitale è convertito in segnale analogico). Infatti, su reti lente, il ritardo di trasmissione diventa rilevante, e di conseguenza i protocolli di VoIP utilizzano pacchetti più piccoli della dimensione massima (generalmente 1500 byte). Altri protocolli, basati tipicamente su TCP, usano invece normalmente pacchetti di dimensione massima. Se un pacchetto di una connessione VoIP arriva al commutatore mentre è in trasmissione un pacchetto di dimensione massima appartenente ad un'altra connessione, subirà un ritardo importante, e soprattutto non costante.

- Problema di privacy: il tabulato delle chiamate o la conversazione potrebbero essere registrati dall'operatore di VoIP, piuttosto che da terzi tramite attacchi del tipo man in the middle. In particolare, se il programma è a sorgente chiuso e proprietario, è più difficile accertare che non vi sia qualche codice spyware installato direttamente nel computer di mittente e destinatario per registrare le chiamate; analogo rischio si presenta se la comunicazione non è diretta fra mittente e destinatario, e tutti i pacchetti passano per un server centrale gestito dall'operatore di VoIP. La digitalizzazione del segnale di telefonia VoIP permette di implementare la cifratura e altre forme di protezione dei dati in transito nelle reti telematiche. La più comune chiamata su linea PSTN viaggia in chiaro, almeno per due tratti terminali, uno con il nodo di partenza e un altro con quello ricevente (il comune telefono non può avere installato un protocollo per la protezione dei dati né una comunicazione tramite segnale analogico potrebbe supportarlo). Un'altra protezione è il fatto che i pacchetti voce siano instradati su nodi differenti e che variano nel tempo, laddove in una comunicazione con segnale analogico l'intero contenuto della chiamata segue uno stesso percorso e passa per gli stessi apparati di rete.

Uso da parte di grandi gruppi e compagnie telefoniche

Attualmente le installazioni di reti VoIP in edifici terziari e abitazioni civili sono poche, mentre le grandi corporation utilizzano sempre più spesso la telefonia IP, realizzando reti telefoniche dedicate per collegare fra di loro le proprie sedi, previa conversione a valle delle stazioni di commutazione dei normali segnali analogici in entrata in pacchetti IP, e viceversa per le comunicazioni in uscita. In questo modo, di fatto, realizzano una rete digitale interna al gruppo, che si presta molto bene ad essere modificata e adattata per fornire i più disparati tipi di servizi. Ciò si basa anche su una tecnologia emergente, denominata "data abstraction", mediante la quale dall'analisi dei dati trasmessi su una linea, è possibile dedurre le caratteristiche del dispositivo che ha stabilito la comunicazione (ad esempio il tipo di display, i pulsanti di comando, ecc.) e di configurare i servizi messi a disposizione in funzione di queste caratteristiche. I centri di assistenza telefonica delle grandi compagnie spesso usano la telefonia IP proprio per sfruttare le possibilità offerte da questa nuova tecnologia. Un altro vantaggio deriva dal poter unificare la tipologia di connessione e di utilizzare in modo ottimale la larghezza di banda disponibile. VoIP inoltre è correntemente usato negli USA per instradare traffico da e per telefoni dalla rete nazionale PSTN (Public Switched Telephone Network).

L'utilizzo del VoIP consente una tariffazione delle chiamate che è indipendente dalla durata (tariffa Internet flat) e, se il destinatario è un computer, anche dal luogo chiamato (locale o internazionale). Costituisce dunque un consistente risparmio per le utenze e per le stesse compagnie telefoniche quando devono impegnare (e pagare) reti proprietarie di altri gestori. VoIP è anche largamente utilizzato dalle compagnie telefoniche, specialmente nei collegamenti internazionali. Per gli utenti questo utilizzo è completamente trasparente, nel senso che non si accorgono che le loro chiamate sono instradate su una rete IP anziché passare attraverso le normali centrali di commutazione. Le stesse compagnie utilizzano VoIP per abbattere i costi delle proprie chiamate interne, instradate attraverso la rete dati che collega gli uffici e le sedi interne. Inoltre riducono i costi delle chiamate verso l'esterno trasportandole, via rete, fino al punto più vicino alla centrale di commutazione. Alcune compagnie offrono un gateway (letteralmente via d'uscita) per connettere una rete VoIP alla normale rete commutata. Se si compone un normale numero telefonico, la chiamata viene instradata attraverso la connessione internet alla compagnia che gestisce il gateway, che provvederà ad effettuare il normale addebito del relativo costo. A volte le compagnie telefoniche sono anche proprietarie dirette del gateway, ed in questo modo realizzano un ulteriore risparmio.

Nelle aziende private

Negli ultimi anni, con lo sviluppo di soluzioni software per le aziende sempre più avanzate, c'è sempre di più la necessità di dover integrare sistemi che possano collaborare e interagire tra loro. Per fare un esempio, integrare un sistema VoIP Aziendale ad un software CRM fornisce all'azienda dati utili per gestire al meglio il rapporto con i clienti in maniera sempre più precisa ed efficiente. Grazie a questi strumenti e a queste integrazioni si riescono ad ottimizzare il processo aziendale e a gestire tanti dati collegati alla clientela.

Fonte: wikipedia