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Introduzione a VOIP

VOIP è l'acronimo di "Voice Over IP".

La maggior parte di noi conoscono PSTN ("Public Switched Telephone System”), che ci consente di contattare le persone nel mondo digitando una sequenza di numeri. VOIP offre un'alternativa che opera instradando i segnali vocali digitalizzati su reti IP, come le intranet aziendali o, in alcuni casi, Internet.
 
In oltre 100 anni di vita, PSTN non è molto cambiato. Ci sono stati molti cambiamenti tecnologici e miglioramenti, come la modalità a frequenza e l'ID chiamante, ma dal punto di vista dell'utente le cose sono rimaste uguali: si continua a digitare (più di recente premere) una sequenza di numeri per connettersi alla persona a cui il numero digitato appartiene. Ciò che invece è molto cambiato negli ultimi anni è quello che succede dietro le quinte per consentire la connessione.
 
VOIP non è una tecnologia molto recente, infatti esistono documenti e brevetti sull'argomento vecchi di molti decenni, inoltre i primi software VOIP erano già disponibili nel 1991. Il principio di base è molto semplice: si tratta essenzialmente della stessa tecnologia utilizzata per effettuare lo streaming della musica su Internet. La voce viene rilevata da un microfono e digitalizzata tramite la scheda audio. L'audio digitalizzato viene poi compresso con un codec audio. Questo rimuove i dati che non servono, mantenendo la leggibilità dell'audio, al fine di rendere lo stream sufficientemente compatto da poter essere inviato in tempo reale sulla rete. Il termine codec è l'abbreviazione di "enCODer/DECoder" (codificatore/decodificatore). I suoni vengono codificati sul lato invio, inviati sulla rete e poi decodificati sul lato ricezione, dove sono riprodotti tramite altoparlanti o auricolare. 
 
 
 
Gli unici requisiti sono una connessione di rete di velocità adeguata fra i due computer e codec compatibili su entrambi i lati.
 
I normali PC in commercio dotati di microfono, scheda audio, cuffie e connessione a banda larga sono perfetti.
 
 
Naturalmente, è necessario che i due utenti impieghino lo stesso codec per effettuare la chiamata, affinché la compressione generi un flusso audio che possa essere decompresso correttamente dal sistema remoto. I codec sono in costante evoluzione, come sa chiunque possieda un lettore di musica digitale; mp3, wma, ogg, mp4 e aac sono tutte estensioni di file che potresti aver visto associate ai file musicali compressi nei music store online. Questi file sono tutti diversi. Alcuni lettori di musica sono in grado di riprodurli tutti, altri solo qualcuno e altri ancora ne riproducono esclusivamente un tipo specifico. 
 
Fortunatamente esistono aree di sovrapposizione nel mondo della telefonia, perciò i sistemi VOIP di solito possono negoziare fra loro per trovare un codec comprensibile su entrambi i lati. Fra i codec utilizzati comunemente per la telefonia compaiono G.711, G.729 e G.726, sebbene ne esistano molti altri, compresi alcuni sistemi proprietari. I codec differiscono principalmente sotto due aspetti. In primo luogo, la quantità di potenza della CPU necessaria per eseguire la compressione e la decompressione, che influisce sul tipo di hardware richiesto nel sistema (PC, PBX o telefono), e in secondo luogo, la dimensione dello stream audio o del file compresso, e perciò la quantità di larghezza di banda di rete richiesta per trasferire i dati. Ciò influisce sull'infrastruttura di rete. 
 
Per poter essere utile, un sistema VOIP ha bisogno di un metodo per stabilire e gestire una connessione, ad esempio, chiamare l'altro computer, rilevare se accetta la chiamata e chiudere la connessione quando uno degli utenti riaggancia. Poiché VOIP consente la comunicazione a due vie e anche le chiamate in conferenza, questa parte è più complessa del semplice streaming audio. La gestione delle chiamate, ovvero l'avvio della sessione, l'apertura della chiamata e la chiusura della chiamata, è un'area in cui i sistemi VOIP differiscono, perciò due utenti VOIP devono utilizzare lo stesso sistema (o sistemi compatibili) per potersi chiamare.
 
Poiché molti utenti domestici di Internet non dispongono di un indirizzo Internet permanente, i sistemi VOIP domestici di solito operano chiamando un altro computer direttamente, qualcosa di simile all'avere un numero di telefono che cambia periodicamente. Ciascun utente del servizio si registra su un server intermedio, che mantiene un record del suo indirizzo IP per tutto il tempo della connessione. Per gestire questi dati congiuntamente al server, è possibile installare una piccola applicazione sui PC degli utenti.
 
Un'altra ragione per utilizzare un server intermedio è che agevola il superamento dei firewall da parte di VOIP. Molti firewall bloccano tutti i dati provenienti da Internet, che non vengono inviati in risposta a una specifica richiesta. Ciò rende impossibile chiamare un altro computer direttamente: poiché il computer chiamato non ha richiesto dati al chiamante, la richiesta di chiamata viene bloccata. 
 
Stabilendo una connessione con un server, il software VOIP apre un canale di comunicazione tramite il quale gli altri computer possono chiamarlo. La comunicazione può continuare a utilizzare il server oppure le informazioni possono essere passate tramite il server che consente ai due computer di aprire una connessone diretta fra loro e continuare a utilizzare questo canale di comunicazione.
 
 
Standard
Per la comunicazione tramite Voice over IP esistono vari "standard" che si possono suddividere in "standard aperti", disponibili all'uso da parte di chiunque, e sistemi proprietari. H.323 e SIP rientrano nella prima categoria, mentre Skype utilizza un sistema proprietario.
 
H.323, standard per teleconferenze sviluppato da International Telecommunications Union (ITU), supporta la trasmissione completa di audio, video e dati multimediali fra gruppi di due o più partecipanti ed è progettato per supportare le reti di grandi dimensioni. H.323 è indipendente dalla rete perciò può essere utilizzato sulle reti che impiegano protocolli di trasporto diversi da TCP/IP. H.323 è tuttora un protocollo molto importante, ma è caduto in disuso per i prodotti VOIP di consumo perché è difficile farlo funzionare attraverso i firewall progettati per proteggere i computer che eseguono molte applicazioni diverse. È un sistema più adatto alle grandi organizzazioni che possiedono le competenze tecniche per superare questi problemi.
 
SIP (Session Initiation Protocol) è un protocollo di segnalazione standard di Internet Engineering Task Force (IETF) per teleconferenze, telefonia, presenza, notifica degli eventi e messaggistica istantanea. Offre meccanismi per avviare e gestire le connessioni, ma non per trasportare i dati audio o video. Al momento è probabilmente il protocollo più usato per gestire la telefonia su Internet. Come tutti i protocolli IETF, SIP è definito in varie RFC (Request For Comments), principalmente l'RFC 3261.
 
Un'implementazione VOIP basata su SIP può inviare i dati vocali codificati sulla rete in vari modi. Molte implementazioni utilizzano Real-time Transport Protocol (RTP), definito nella RFC 3550. Sia SIP sia RTP sono implementati su UDP, che, in quanto protocollo senza connessione, può causare problemi con determinati tipi di router e firewall. I telefoni SIP perciò hanno bisogno di utilizzare anche STUN (che sta per Simple Traversal of UDP over NAT), un protocollo definito nell'RFC 3489 che consente a un client dietro un router NAT di rilevare il suo indirizzo IP esterno e il tipo di dispositivo NAT. Nonostante, grazie a STUN, sia piuttosto semplice installare hardware o software VOIP basato su SIP per ambienti domestici o piccoli uffici che possiedono un firewall, in pratica può rivelarsi difficoltoso.