Reti a commutazione di pacchetto
Nei paragrafi precedenti si sono affrontate tematiche riguardanti l’evoluzione delle reti a commutazione di circuito e i motivi per cui esse, attualmente, risultano inadeguate per determinate applicazioni. Questo paragrafo spiega perché una società di telefonia può scegliere di sviluppare una rete di telefonia a pacchetti in luogo di una rete tradizionale a commutazione di circuito.
L’integrazione DVV (Dati Voce Video) comporta qualcosa di più di un cambio di infrastruttura, ad esempio un aumento della velocità di diffusione di nuove funzionalità ed offre a migliaia di fornitori di software indipendenti (ISV –Indipendent Software Vendor) nuove possibilità di affermarsi.
Un confronto tra la rete a commutazione di circuito e quella a commutazione di pacchetti
Il livello standard dell’infrastruttura a pacchetti
L’infrastruttura a commutazione di pacchetti è rappresentata dal protocollo IP e essa sostituisce quella a commutazione di circuito. Il protocollo IP è così interessante per le reti a commutazione di pacchetti per la sua natura onnipresente ed è, di fatto, l’attuale interfaccia per le applicazione. Ciò significa che le applicazioni software basate su IP non devono essere necessariamente note. Tale protocollo non fa altro che trasportare i dati da un estremo all’altro della connessione senza considerare la loro natura. Tuttavia, per fornire le priorità corrette in una rete IP congestionata, è necessario conoscere qualche aspetto delle applicazioni che operano su di essa.
Viene impiegato anche il protocollo RTP (Real-time Transport Protocol) per eseguire calcoli temporali, oltre ad un’intestazione UDP/IP (User Datagram Protocol / Internet Protocol). RTP è attualmente l’elemento fondamentale per la trasmissione di dati in tempo reale su reti IP; tutti i protocolli Voice over IP adoperano come mezzo di trasmissione del traffico vocale i protocolli RTP/UDP/IP.
Nelle reti IP, capita frequentemente che vengano persi dei pacchetti, anzi si può anche dire che il manifestarsi di questi fenomeni possa definirsi normale, in quanto queste informazioni perse vengono ritrasmesse successivamente, una volta accertata la loro mancanza. Nelle applicazioni in tempo reale, la ritrasmissione di un pacchetto introduce elementi negativi a causa della sua natura temporale delle informazioni. Le specifiche ITU-T raccomandano un ritardo unidirezionale non superiore a 150 ms. Un circuito voce tradizionale, pertanto, può essere sostituito adoperando il protocolli IP insieme ai protocolli UDP e RTP.
Il protocollo RTP prevede un campo che registra il momento esatto in cui è stato inviato il pacchetto, questa informazione è chiamata RTP timestamping e viene sfruttata dal dispositivo terminale / ricevente il flusso audio. Quest’ultimo usa i timestamp RTP per determinare il momento in cui era atteso un pacchetto, il corretto ordinamento dei pacchetti e se il pacchetto è stato ricevuto tempestivamente quando era atteso. Tutte queste informazioni aiutano la stazione ricevente a determinare le impostazioni in grado di mascherare i potenziali problemi della rete, come un ritardo, il tremolio o la perdita di pacchetti.
Il tremolio (jitter) è dovuto alla variabilità nel tempo di arrivo dei pacchetti o alla differenza fra il momento in cui doveva essere ricevuto un pacchetto e il momento in cui esso è stato effettivamente ricevuto.
Uno dei principali vantaggi delle reti IP è il fatto che le reti IP realizzate correttamente eseguono una manutenzione automatica dei pacchetti. Questo significa che grazie ai protocolli di intradamento dinamico e grazie all’esistenza di più destinazioni possibili, una rete può riconvergere in base al percorso migliore. Inoltre ciò rende possibile che la voce (trasformata in pacchetti) prenda percorsi differenti per giungere alla stessa destinazione.
Il livello aperto di controllo della chiamata
Il controllo della chiamata, in poche parole, è il processo di decisione che riguarda sia l’indirizzamento delle chiamate che il modo in cui si deve svolgere una chiamata. Oggi, nelle reti PSTN, queste decisioni vengono prese dal SS7 e dai SCP (Service Control Points).
Uno dei principali compiti del protocollo di controllo della chiamata è quello di dire agli stream RTP il punto in cui terminare e il punto in cui iniziare. Il controllo della chiamata svolge questo compito eseguendo la traduzione tra indirizzi IP e i piani di numerazione telefonica.
In questo nuovo modello che prevede la separazione dei Bearer (gli steam RTP) dal livello di controllo della chiamata e la separazione del livello di controllo della chiamata dai servizi è necessario garantire la possibilità di impiegare protocolli basati su standard. In questo senso, le reti dati sono peculiari in quanto nella stessa rete possono coesistere più protocolli che possono essere adattati a seconda delle esigenze. Ad esempio esistono vari protocolli di instradamento IP, ognuno dei quali è progettato in modo specifico per un determinato tipo di rete. Ognuno di essi risolve un problema simile: gli aggiornamenti delle tabelle di routing, ma ovviamente usando metriche e criteri di valutazione differenti. La stessa cosa si può affermare per i protocolli di controllo di chiamata Voice over IP, in quanto tutti risolvono lo stesso problema: la trasformazione di un numero telefonico in un indirizzo IP; tuttavia vengono impiegati per scopi leggermente differenti.
Il livello delle applicazioni di servizio
Il livello decisamente più interessante di ogni protocollo di rete è il livello delle applicazioni, infatti senza buone applicazioni, la costruzione di tutta l’infrastruttura di rete è inutile. Quando si crea una rete che ha interfacce aperte fra il livello dei pacchetti e il livello di controllo della chiamata e fra il livello di controllo della chiamata e il livello delle applicazioni, il software applicativo non deve più essere sviluppato dai produttori. Basta usare le API (Application Programming Interface) standard per avere accesso a tutta la nuova architettura.
Con l’avvento delle reti a commutazione di pacchetti molte applicazione già esistenti, nelle reti a commutazione di circuito, devono essere riconvertite, ma sorgono anche nuove opportunità per un’ampia diffusione di nuove applicazioni (Push to Talk, Find Me Follow Me, ecc.).
Reti ET (Enterprise Telephony)
La telefonia aziendale (ET – Enterprise Telefony) è a tutti gli effetti un sistema telefonico in quanto fornisce le funzionalità di base del sistema come ad esempio la messa in pausa, la conversazione a tre, il trasferimento di chiamata e l’inoltro delle chiamate. Essa presenta molti servizi simili offerti da una tipica rete commutata ma per molti aspetti si differenzia da essa. Ecco i tre tipi di reti telefoniche che possono essere fornite da una rete PSTN:
Una semplice linea telefonica è il metodo di connessione più semplice. Questo servizio viene normalmente richiesto da piccole aziende composte da una o due persone che non desiderano avvalersi di nessun altro servizio telefonico aggiuntivo. Una linea aziendale di questo tipo è simile a una linea residenziale ma solitamente prevede un canone mensile più elevato, poiché il fornitore presuppone che questa linea aziendale verrà utilizzata più frequentemente rispetto a una linea residenziale.
Linea Centrex o PBX (Private Branch eXchange) viene richiesta al fornitore della linea telefonica PSTN, quando l’azienda cresce e inizia a richiedere alcuni servizi aggiuntivi come il trasferimento di chiamata, la messa in pausa e l’avviso di chiamata. Questo servizio offerto dalla rete a commutazione di circuito, PSTN, permette all’azienda di avvalersi di un gruppo chiuso di funzionalità detto CUG (Closet User Group). Un gruppo chiuso CUG descrive una situazione in cui tutti i telefoni interni dell’azienda diventano un centralino virtuale e possono chiamarsi l’un l’altro con numeri di quattro o cinque cifre possono eseguire il trasferimento di chiamata e possono mettere in attesa il chiamante.
Un PBX aziendale che impiega un linea ISDN BRI
Le Reti VPN (Virtual Private Network) rappresentano un’altra opzione disponibile per gli utenti aziendali. Un rete VPN offre i vantaggi di una rete privata CUG ma senza i problemi di amministrazione o gestione di una grossa rete dedicata Tiline (ovvero una linea che unisce in modo permanente tutti i punti). Essa consente a un cliente dell’azienda di comporre un determinato numero che chiede all’IXC o CLEC (Competitive Local Exchange Carrier) di trattarlo come un membro del gruppo CUG. La rete VPN consente notevoli risparmi in termini di costi di dipartimento interno e fornisce una facile manutenzione per tutti gli uffici remoti.
Il metodo più comune con cui vengono realizzate le reti interne aziendali (ET) prevede l’acquisto di un centralino PBX che da l’accesso telefonico a tutti i dipendenti. Ciò offre vari vantaggi tra cui:
Nessun costo fisso: l’acquisto di un centralino PBX non prevede alcun costo fisso per l’acquisto di un sistema dal fornitore della rete PSTN.
Controllo privato delle aggiunte, degli spostamenti e delle modifiche: non vi è alcuna necessità di richiedere l’intervento del fornitore della rete per aggiungere nuove linee, per spostare un telefono o per cambiare informazioni relative ad un unico interno.
Un altro vantaggio legato al fatto di avere un proprio centralino PBX interno è il migliore controllo del sistema. Per aggiungere un nuovo utente, modificare una funzionalità o spostare un utente in un’altra posizione, non vi è alcuna necessità di richiedere l’intervento del fornitore PSTN.
Confronto tra linee PSTN e un centralino PBX
Tuttavia l’aggiunta di un centralino PBX aumenta il livello di complessità del sistema. Ora i dipendenti dell’azienda dovranno preoccuparsi di configurare e gestire l’instradamento della chiamata attraverso il PBX.
Una chiamata ad un numero PSTN attraverso un centralino PBX
Se una società ha due sedi fra le quali si svolge un grande volume di chiamate, in genere la società acquista una linea telefonica dedicata. Una linea dedicata è semplicemente una linea connessa in modo permanente fra due punti che utilizza un sistema T1, E1, misto T1/E1 o di qualche altro tipo. Questa linea dedicata adopera sempre la rete PSTN ma in questo caso l’azienda paga una quota mensile fissa per il suo uso dedicato.
Il centralino PBX impiega una tabella ARS (Automatic Route Selection), la quale verrà trattata nel dettaglio in merito al PBX SIP, per determinare quale linea usare. Se la linea dedicata viene completamente occupata, il centralino dirotta la chiamata sulla normale linea PSTN tramite la centrale telefonica locale.
Una linea dedicata che unisce due sedi
Il nuovo modello di rete PSTN
La nuova infrastruttura si concentra sulla possibilità di separare gli elementi del vecchio impianto in un modello per i quale i produttori possono con rapidità sviluppare nuove applicazioni e funzionalità per il consumatore.
Gli elementi della telefonia a pacchetti
Il livello di connessione e i mezzi di trasporto sono costituiti da gateway IP o ATM o una combinazione di entrambi. Il livello di controllo della chiamata è un elemento molto importante del nuovo modello di infrastruttura della rete PSTN in quanto deve coesistere senza problemi sia con il livello delle connessioni che con il livello dei servizi (quello delle applicazioni). In questo livello continueranno ad agire più aziende fornitori di servizi che molto probabilmente si avvalgono di più produttori per questa tecnologia chiave a seconda dei servizi che decidono di offrire. L’onore dei produttori di Call Agent è quello di garantire la compatibilità fra questi dispositivi, infatti la loro interoperabilità è uno dei componenti che potrebbe impedire ai fornitori di servizi di usare su larga scala le reti voce a pacchetti.
Il livello dei servizi e delle applicazioni è il luogo in cui si verifica ogni innovazione nelle rete. Un elemento chiave di tale livello è la realizzazione da parte dei produttori di interfacce API aperte sufficientemente utili per poter diffondere i servizi. In questo livello convergono migliaia di produttori ISV per sviluppare applicazioni sempre innovative e di maggiore interesse dal punto di vista economico.