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I quaderni di
a cura di alberto
mucci
L’uso della telefonia
tramite Internet
uove sfide attendono
le società di
telecomunicazioni,
sfide legate ai
molteplici utilizzi di
Internet e alla messa a punto di nuovi
prodotti per l’operatore famiglia e per
l’operatore impresa.
I cambiamenti sono profondi e
continui. Con un microfono collegato
ad un Pc è stato possibile rompere
antiche barriere e collegarsi a viva
voce con tutto il mondo con il costo
di una telefonata urbana. Con
l’aggiunta di una web camera si è poi
concretizzata la possibilità di dare
vita a video-conferenze, senza
barriere tecniche. E con costi
contenuti.
Ancora un passo: con un adattatore
possiamo connettere alla rete
Internet non solo il PC ma anche il
telefono e la TV. Il vantaggio è
evidente per l’utente famiglia (costo
ridotto della telefonata) e in maniera
marcata per l’utente impresa (basti
pensare alla possibilità oggi
N
conseguita di telefonare tramite
Internet con tutti gli interlocutori,
esterni e interni all’impresa, con
marcate riduzioni dei costi di
comunicazione).
Di fronte a questo scenario in continuo
aggiornamento tecnologico e
funzionale, le imprese di
telecomunicazione sono pungolate a
“rimboccarsi le maniche”, offrendo
nuovi servizi, sviluppando in particolare
l’utilizzo della “banda larga”, strumento
fondamentale per creare domanda
aggiuntiva su un mercato che,
comunque lo si valuti, è in continua
evoluzione.
Media Duemila, attraverso l’intervento
di esperti e operatori, lancia un
documentato messaggio di fiducia: i
metodi di comunicazione cambieranno,
miglioreranno le esigenze dell’utente
finale, determinando sviluppo del
Paese e delle infrastrutture. È
fondamentale, però, che le imprese del
settore colgano tutte le occasioni per
stare “al passo” con le incessanti
mutazioni.
Supplemento al numero 229 di settembre 2005 di
Indice
Le tre facce della telefonia su Internet
Le soluzioni per l’offerta di servizi di Voice over IP
“Mobile VoIP”: la voce a pacchetto in ambito radiomobile
VoIP ed Operatori Broadband: opportunità ed evoluzioni
Tecniche multiservizio per Voice over IP
Tecniche Wireless VoIP
Voice over IP: una opportunità per la Pubblica Amministrazione
Le problematiche normative e regolamentari del VoIP
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Il quaderno di Telèma è stato realizzato dalla Fondazione Ugo Bordoni (Presidente il Prof.
Giordano Bruno Guerri, Direttore Generale il Consigliere Guido Salerno, Direttore delle
Ricerche l’ing. Mario Frullone). Coordinatori del Quaderno l’ing. Francesco Matera e l’ing.
Guido Riva. Hanno collaborato: Maurizio Dècina, Politecnico di Milano; Cristian Cocozza,
Gianluca Gritella, Maurizio Siviero TLABS; Valerio Zingarelli; Paolo Tavazzani, Fastweb; Rocco Capra, Giuseppe Brevi, Alcatel Italia; Carlo Colaianni, Ericsson; Emilio Frezza, CNIPA.
Sono usciti nel 2004/2005:
La larga banda si diffonde, cambia la vita della gente
aprile
I campi elettromagnetici non sono più “sconosciuti”
maggio
Anche l’Italia si dota di un organismo che certifica la sicurezza informatica
giugno
Il digitale terrestre accende i motori
luglio-agosto
Una sfida dell’Europa a 25: la molteplicità delle traduzioni
settembre
Infomobilità: si può viaggiare rimanendo sempre informati
ottobre
Il controllo dell’ambiente si attua mettendo a punto reti efficienti
novembre
Televisione e telefonini quale integrazione?
dic. 2004-gennaio
Agire digitale. Più banda larga; più servizi
febbraio
La tv digitale porta nuovi servizi nelle famiglie
marzo
Ci avviciniamo al 4G: la convergenza delle tecnologie digitali
aprile
Dall’intelligenza artificiale alla vita artificiale
maggio
Le nano e micro tecnologie nella realtà dell’Italia 2000
giugno
2004
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Le tre facce della
telefonia su Internet
P
er capire il fenomeno della “voce su
protocollo Internet”, VoIP – Voice
over IP, e cioè dell’impatto della tecnologia di Internet sulla telefonia, si
può fare riferimento a tre diversi aspetti. Le tre
facce della telefonia su Internet servono per illustrare i segmenti di mercato a cui questa tecnologia dirompente s’indirizza e le prospettive
della sua diffusione.
La prima faccia è quella degli “Internet Phones”, i telefoni Internet, e guarda al mercato
della telefonia su Internet tramite terminali di
calcolo personale, lap-top e desk-top, connessi alla Rete con collegamenti fissi (LAN – Local
Area Network, DSL – Digital Subscriber Line,
ecc.). La telefonia su Internet è stata progettata proprio per questo scenario “finale”, in altre
parole tutti i dispositivi terminali del futuro si affacciano a Internet con funzioni native di calcolo e comunicazione: per la telefonia lo standard sorgente è il VoIP. Le applicazioni telefoniche per comunicazioni tra personal computer si stanno diffondendo con enorme velocità.
Basta citare la diffusione dell’applicazione Skype di telefonia “peer-to-peer”, che utilizza un
protocollo proprietario, e il recente annuncio di
Microsoft, sull’introduzione del Live Communications Server per servizi di telefonia VoIP basati sul protocollo SIP (Session Initiation Protocol), standard di riferimento mondiale nel settore. La strategia di Microsoft è tenace e lungimirante nella focalizzazione sull’utente: l’identità digitale tramite il sistema Passport, l’Active Directory per l’archivio degli indirizzi, il Window Media Center per i servizi televisivi, il Live
Communications Server per i servizi telefonici.
Il protocollo telefonico impiegato da Skype
è proprietario, ma adotta il recente standard di
crittografia AES (Advanced Encryption Standard) con chiavi fino a 256 bit. A fine maggio
2005 i clienti di Skype sono quasi 40 milioni,
mentre il software peer-to-peer è stato scaricato da oltre 100 milioni di utilizzatori.
Nel settore della telefonia su Internet si stanno costituendo nuove figure d’operatori telefonici, che possiamo classificare come ASP, Application Service Provider. La garanzia di qualità del servizio telefonico in tempo reale dovrà
essere offerta tramite accordi con gli operatori delle grandi dorsali di trasporto (i backbone
Le tre facce della telefonia su Internet.
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Le tre facce della telefonia su Internet
IP), i cosiddetti ISP, Internet Service Provider.
La seconda faccia riguarda invece i “Carrier Phones”, i telefoni fissi convenzionali,
quelli delle case, degli uffici e degli alberghi:
i telefoni grigi, gli ISDN – Integrated Services
Digital Network, ecc.. In questo caso la telefonia nativa non è basata su Internet e l’accesso stesso alla rete pubblica o privata è di
tipo tradizionale. La conversione nella tecnologia Internet è realizzata a valle delle infrastrutture di telefonia tradizionale, tramite i dispositivi “media gateway”, che possono essere piazzati all’ingresso delle abitazioni e degli uffici, oppure alla frontiera tra reti telefoniche tradizionali e rete Internet. I media gateway svolgono le funzioni di conversione dei
segnali telefonici dal formato “legacy” a divisione di tempo, al formato con pacchetti di
tipo IP.
In questo settore di mercato ricadono le
iniziative di Next Generation Network, NGN,
di trasformazione progressiva delle infrastrutture delle reti telefoniche tradizionali verso
reti innovative realizzate con tecnologia IP.
La trasformazione avverrà in molto tempo,
probabilmente fino a dieci anni da oggi, e durante tutto questo periodo la vecchia rete dovrà interoperare con la nuova. L’operatore inglese BT chiama la sua rete convergente: 21st Century Network (21CN). Tutti i grandi gestori di telefonia fissa del mondo stanno accuratamente valutando e programmando la
transizione verso la tecnologia unificante basata sul protocollo IP. Anche in Italia ci sono
realizzazioni pioneristiche delle NGN: a partire dal 2000 Fastweb ha costruito la sua rete NGN interamente su tecnologia IP, mentre
Telecom Italia ha completato l’anno scorso
la trasformazione con tecnologia IP della sua
rete telefonica fissa interdistrettuale iniziata
nel 2001. Oggi tutte le chiamate telefoniche
italiane a lunga distanza sono trasportate su
un backbone a larga banda che impiega il
protocollo IP nella versione MPLS (Multi Protocol Label Switching) che permette di con-
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trollare accuratamente la qualità del servizio
telefonico.
La terza faccia, forse la più eccitante, riguarda i “Wireless Internet Phones”, i telefonini per
Internet. Come nel caso degli Internet Phones,
la voce entra ed esce dal terminale telefonico
trattata con la tecnologia Internet, che è quindi nativa, basata sugli standard VoIP e SIP. I
collegamenti sono però via radio, senza fili, e
utilizzano le tecnologie Wi-Fi, Wireless-Fidelity.
Si prospetta la diffusione sul mercato, sia di telefonini Wi-Fi per applicazioni VoIP verso altri
telefoni Internet, sia di telefonini “dual-mode”,
che offrono alternativamente connessioni telefoniche cellulari (GSM, GPRS, EDGE e UMTS)
e connessioni VoIP su Wi-Fi. L’introduzione dei
telefonini dual-mode ha un impatto stravolgente, non solo sul mercato della telefonia mobile, ma soprattutto su quello della telefonia fissa convergente su protocollo Internet. Per capire il fenomeno basta osservare che nel 7080% dei casi le chiamate telefoniche sono originate in ambienti chiusi (in-door), sia nelle abitazioni, sia negli uffici. Il 30% delle chiamate
originate in-door proviene dai cellulari. I telefonini dual-mode con la copertura radio offerta
da Wi-Fi negli ambienti chiusi permettono di instradare le chiamate originate con modalità VoIP
attraverso le connessioni DSL delle case e i collegamenti fissi di giunzione con le infrastrutture aziendali. L’elemento di rete che gestisce il
controllo delle chiamate prende il nome di SIP
Proxy Server, è basato sullo standard SIP ed è
l’elemento chiave delle nuove architetture di reti convergenti, in quanto provvede all’interconnessione “seamless” tra elementi di rete eterogenei, basi di dati contenenti i profili dei clienti e piattaforme aperte di esecuzione di applicazioni a valore aggiunto.
La tecnologia VoIP realizzata tramite Wi-Fi
fornisce alle infrastrutture di telecomunicazioni fisse e convergenti su protocollo IP un formidabile nuovo strumento per competere con
la telefonia cellulare.
Prof. Maurizio Dècina Politecnico di Milano
I quaderni di
L’uso della telefonia tramite Internet
Le soluzioni per l’offerta
di servizi di Voice
over IP
a rapida crescita delle connessioni
Broadband che si sta verificando in Italia e nel mondo e che ha avuto, sino ad
oggi, il fast internet come driver esclusivo per il mondo consumer e in parte anche per il
business, sta oggi inducendo lo sviluppo e la diffusione di una serie di nuovi servizi, resi possibili
dalle nuove architetture di rete IP (Internet Protocol) sulle quali è possibile integrare il trasporto e
l’erogazione di applicazioni di vario genere.
La Voice over IP (VoIP) è una di queste applicazioni e il numero di nuove offerte di fonia basate su questa tecnologia negli ultimi due anni ha
subito una notevole crescita. In particolare nel
mercato Consumer, la tecnologia VoIP introdotta dapprima da operatori “ISP like” come strumento di toll by-pass sulle chiamate internazionali e long distance, si è sviluppata al punto da
indurre i Carriers tradizionali ad appropriarsene e
a fare evolvere le proprie infrastrutture e servizi
introducendo offerte integrate “Double Play” e
“Triple play” (voce, video, dati).
Le offerte VoIP sono ormai presenti in tutti i
principali mercati mondiali (USA, Asia e Europa),
da parte non solo di new comers, ma anche di
operatori tradizionali, e presentano tassi di crescita giustificati da alcuni fattori abilitanti:
쩦 la maggiore diffusione di accessi a larga
banda (xDSL, Cavo, fibra...) si sta rilevando essere un elemento chiave per l’introduzione della
VoIP come servizio incrementale al Fast Internet.
Le offerte Broadband flat costituiscono di fatto
la base clienti per il VoIP, che a sua volta si rivela essere un importante incentivo all’acquisizione di accessi broadband;
쩦 la convergenza verso architetture all-IP realizzata anche tramite l’adozione di standard mondiali che si vanno consolidando sia a livello architetturale che protocollare porta con sé la pos-
L
Settembre 2005
sibilità di sviluppare nuove tipologie di servizi,
abilita una progressiva integrazione fisso-mobile e consente di razionalizzare i costi;
쩦 l’industrializzazione di nuovi terminali (IP-Phone, PDA, WiFi phones), di adattatori e residential gateway sta “liberando” il VoIP dal PC portandolo sul telefono;
Di fatto il VoIP negli ultimi anni ha esteso il suo
campo di utilizzo dal backbone all’accesso e ai terminali, abilitando l’integrazione voce-dati dal punto di vista del trasporto e della convergenza dei
servizi (es. fisso/mobile, unified communication).
Queste evoluzioni stanno spingendo i Service
Provider a spostare l’enfasi delle proprie offerte dal
“toll by-pass” alla valorizzazione delle features aggiuntive sviluppate per le piattaforme all-IP, come i
servizi di real-time-call management, l’interlavoro
con i sistemi di messaging, il nomadismo o l’attivazione di linee supplementari on-demand.
Alcune offerte come Skype, Yahoo!BB, Vonage si stanno rivelando significative in termini di numero utenti e sarà interessante capire se il modello di business su cui si basano risulterà sostenibile anche a fronte di un probabile deterioramento
della Qualità del Servizio conseguente alla crescita del traffico e del numero di utenti. Il tema della
qualità diventerà un fattore chiave per le dinamiche del mercato, con gli operatori di rete che avranno l’opportunità di differenziarsi dai VoIP provider
puntando sulla garanzia e la qualità del servizio.
Il Mercato
A partire dal 2001 in Giappone, dal 2002 in USA
e dal 2003/2004 anche in Europa, il VoIP è entrato nella fase dei servizi “Mass Market”, con
una crescita costante che ha portato a stimare
a fine 2004 circa 16 milioni di utenti attivi worldwide, con una crescita prevista a quota 197 milioni a fine 2008 (Fonte: Ovum 2005).
In termini di revenue il mercato dovrebbe passare da circa 1 miliardo di dollari al 2004 a poco
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Previsioni di mercato per la crescita del VolP.
più di 15 miliardi di dollari a fine 2008 (20 miliardi
di dollari considerando la parte business – fonte:
AT Kearney), arrivando a rappresentare circa il 6%
delle revenue totali del mercato voce.
L’Italia, nelle stime degli analisti, dovrebbe essere in linea con questi trend, con una crescita
prevista nel 2004-2008 da circa 50 a 1000 Milioni di dollari.
Questi dati coprono un’ampia tipologia di soluzioni per il VoIP che, come si vedrà nel seguito, differiscono molto tra di loro sia per i servizi offerti
che per gli elementi di rete che li caratterizzano.
Tipologie di offerte VoIP
Nelle figure seguenti sono evidenziati i principali elementi che caratterizzano le soluzioni su cui
si basa la maggior parte delle offerte VoIP presenti oggi sul mercato.
Terminali e rete domestica
I terminali da cui si fruisce del servizio e la configurazione della “rete domestica” possono essere
molto diversi tra loro. I terminali infatti possono essere telefoni tradizionali (anche con collegamento
DECT) connessi alla rete IP mediante opportuni
adattatori oppure telefoni IP “nativi” dotati di interfacce ethernet oppure wi-fi. Esiste poi una ampia
serie di client software da installare su PC oppure
su PDA (Personal Digital Assistant) che possono
essere di tipo “general purpose” (cioè sviluppati
da aziende che non si preoccupano di fornire una
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soluzione completa) oppure specifici di una particolare offerta e soluzione. Attraverso questi client
associati all’utilizzo di cuffie e microfono, oppure
“cornette” telefoniche (collegate ad esempio alla
porta USB), i PC o i PDA diventano a tutti gli effetti terminali VoIP. Naturalmente le modalità di fruizione da parte dell’utente del servizio sono differenti a seconda del terminale utilizzato, come anche le opportunità di “bundle” con altri servizi da
parte di chi gestisce l’offerta.
Nella “rete domestica”, in alcuni scenari, possono essere necessari apparati dedicati alla fruizione del servizio VoIP. In particolare, nel caso si
utilizzino telefoni tradizionali, è necessario disporre di un apparato che espleti le funzioni di adattamento tra la voce a circuito e la voce a pacchetto
oltre alla gestione della segnalazione e del controllo. Tali apparati possono essere intergrati nella terminazione di rete (es. modem ADSL) o separati,
ad esempio quando il fornitore del servizio VoIP è
diverso dal quello dell’accesso broadband.
Accesso Broadband
L’accesso broadband alla rete IP, che in questa
caratterizzazione comprende l’apparato a casa
dell’utente (es. modem ADSL), il collegamento
alla rete e l’infrastruttura della rete di accesso
può essere basato su offerte flat oppure a tempo Quest’ultimo caso rappresenta però un limite per una fruizione completa del servizio VoIP
(ad esempio, è possibile ricevere chiamate solo
se la connessione ADSL è attiva).
I quaderni di
Sull’accesso (come sulla rete IP) di tipo multiservizio, esiste il problema della qualità del servizio. Infatti la banda per l’accesso alla rete è
condivisa tra il traffico VoIP e le altre tipologie di
traffico (es. video, browsing, ecc.) e, senza opportuni accorgimenti, tali traffici sono in linea di
principio trattati in maniera indistinta. Questo può
creare problemi quando la quantità di traffico da
trasportare è superiore alla capacità del collegamento, portando ad una degradazione di tutti i
servizi. A questo problema si può porre rimedio
se l’infrastruttura di accesso è consapevole del
servizio ed è dotata di meccanismi di trattamento differenziato del traffico: in questo modo il traffico VoIP può essere trattato con una priorità
maggiore rispetto agli altri (ad esempio la navigazione Web).
Elementi di controllo
Altro elemento caratterizzante le diverse soluzioni è la presenza di soluzioni centralizzate per il
controllo del servizio oppure la completa “delega” ai terminali di queste funzionalità. Nel primo
caso si parla di servizi “network based”, nel secondo caso di servizi “terminal based” oppure
“peer-to-peer”.
Identificazione e interazione
con le reti tradizionali
Infine, le modalità di identificazione e di raggiungibilità dell’utente differenziano le diverse solu-
zioni, dal punto di vista delle funzionalità ma anche della regolamentazione. Esiste infatti la possibilità di utilizzare numeri telefonici tradizionali,
oppure “nickname” di fantasia, oppure anche
nessuna particolare identificazione.
Nel caso in cui l’identificativo è un numero telefonico, è possibile essere raggiunti dalle reti telefoniche tradizionali (fisse e mobili). L’utilizzo di
nickname permette in genere di essere raggiunti solo da altri utenti della stessa “comunità”.
Anche per i motivi di cui sopra, il collegamento con le reti tradizionali non sempre è “bidirezionale”: è in genere prevista la possibilità di chiamare utenti delle reti tradizionali, ma non sempre è abilitata la possibilità di essere raggiunti da
tali utenti. In quest’ultimo caso, oltre agli aspetti tecnici, sono necessarie anche azioni di tipo
amministrativo per ottenere il collegamento (“interconnessione”) con le reti tradizionali.
È opportuno osservare che le offerte VoIP non
sono attualmente in grado di sostituire integralmente il servizio telefonico tradizionale, ad esempio per le sostanziali differenze in termini di disponibilità e continuità del servizio (ad esempio
in caso di black-out elettrico), di accessibilità ai
servizi di emergenza e di raggiungibilità.
Le diverse combinazioni degli elementi caratterizzanti appena descritti consentono di identificare 4 tipologie di soluzioni per il VoIP che coprono la quasi totalità delle offerte ad oggi presenti sul mercato.
Soluzione 1
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Soluzione 2
Soluzione 1
Questo tipo di soluzione (rappresentato nella figura della pagina precedente) è fortemente focalizzata sulla creazione di comunità all’interno del
mondo internet. Per questo motivo, i terminali più
utilizzati sono i PC o i PDA su cui vengono installati appositi client. Non sono presenti elementi di
controllo in rete, ma l’intelligenza è distribuita sui
terminali stessi e, poiché l’identificazione dell’utente è quasi sempre basata sull’utilizzo di nickname, sono gestite solo le chiamate uscenti verso le reti fisse e mobili tradizionali, mentre non
possono essere ricevute chiamate entranti.
In questo caso il modello di business non è
quindi riconducibile a quello di un operatore che
vuole offrire un servizio mettendo a disposizione una propria infrastruttura, ma più ad un’azienda di software che punta alla diffusione dei propri prodotti facendo eventualmente pagare servizi a valore aggiunto.
Soluzione 2
La soluzione rappresentata nella Figura sopra si
differenzia dalla soluzione precedente sostan-
Soluzione 3
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I quaderni di
Soluzione 4
zialmente per la presenza di apparati centralizzati per il controllo delle chiamate e dei servizi.
In questo caso inizia quindi ad esserci un primo embrione di operatore VoIP, anche se l’utilizzo di nickname per l’identificazione degli utenti
e la focalizzazione su terminali PC based contribuiscono ancora alla creazione di una comunità
a sé più che all’integrazione con il mondo telefonico esistente.
l’utente di scegliere l’accesso broadband indipendentemente dal fornitore del servizio VoIP
ne aumenta la flessibilità, dall’altro il fatto di
non appoggiarsi su una infrastruttura di accesso propria non permette all’operatore VoIP un
trattamento differenziato del traffico VoIP rispetto ad altre tipologie di traffico, non garantendo quindi la gestione ottimale della qualità
del servizio.
Soluzione 3
Con la soluzione rappresentata nella Figura di
pagina 66 si inizia a delineare un’offerta più vicina a quella telefonica tradizionale. I terminali indirizzati da questo tipo di soluzione sono infatti
quelli telefonici, sia nativi IP che tradizionali, ma
connessi alla rete a pacchetto tramite l’utilizzo
di phone adapter. Gli apparati preposti al controllo delle sessioni possono in genere fornire anche i servizi telefonici supplementari e l’utilizzo
di una numerazione integrata con il Piano Numerico Nazionale per identificare l’utente consente
anche la gestione delle chiamate generate dalle
reti fisse e mobili tradizionali e destinate agli utenti del servizio VoIP.
Elemento caratterizzante di questa soluzione è il fatto che il fornitore del servizio VoIP
non offre in bundle anche l’accesso broadband, ma va ad appoggiarsi su un accesso fornito da terze parti. Se da un lato la libertà per
Soluzione 4
La soluzione rappresentata nella Figura sopra,
rispetto alla soluzione precedente, vede l’operatore VoIP fornire anche la rete di accesso a
larga banda. Questo, se da un lato riduce la
flessibilità dell’utente vincolandolo a scegliere
come fornitore della connettività l’operatore
VoIP, dall’altro consente all’operatore di conoscere la tipologia del servizio offerto e quindi
di trattare in maniera opportuna il traffico VoIP,
andando a garantire una gestione della qualità
del sevizio più completa. Il fatto di avere il controllo totale della soluzione consente infine di
affiancare tutte le tipologie di terminali abilitando così la possibilità di far evolvere i servizi da
puro VoIP, verso l’integrazione con offerte di
servizi video e content.
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Cristian Cocozza, Gianluca Gritella e
Maurizio Siviero
TLABS
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“Mobile VoIP”:
la voce a pacchetto
in ambito radiomobile
a diffusione delle connessioni a larga
banda in Internet sta favorendo un nuovo paradigma di utilizzo delle reti dati:
nate per trasferire informazioni numeriche fra macchine, ma ora capaci di favorire l’interazione diretta fra persone.
Il cosiddetto mercato “triple play” di telefonia,
dati a banda larga e servizi televisivi sta diventando un importante asse di competizione in ogni
principale mercato europeo. I progressi della capacità e costi delle tecnologie basate sul protocollo IP, insieme con una costante domanda per
la banda larga, hanno dato agli Operatori di telecomunicazioni la confidenza per spingere nuovamente i programmi di evoluzione delle reti. Due
recenti (e in ulteriore continuo miglioramento nel
prossimo futuro) avanzamenti tecnologici nelle
connessioni di “ultimo miglio” e di “ultimo metro” sostengono il nuovo paradigma “triple play”:
쩦 “Ultimo miglio”: la disponibilità di DSLAM multicast, la discesa dei costi della capacità di
backhauling, il miglioramento della tecnologia di
compressione in grado di fornire una banda passante di diversi Mbit/s per utente collegato tramite ADSL sul doppino telefonico in rame, tariffe di ULL più economiche che rendono i “business plan” basati su ADSL più attraenti e realistici.
쩦 “Ultimo metro”: la disponibilità di “telefonini”
wireless multi-standard, che cioè supportano sia
il GSM (o l’UMTS) sia lo standard WiFi (IEEE
802.11b/g, vedi la sintetica descrizione in appendice all’articolo), la disponibilità di “access points”
radio WiFi a bassissimo costo (inferiore a 100
Euro) che possono essere acquistati e installati
direttamente dal cliente (connessi tramite l’”ultimo miglio” di cui sopra), con o senza il supporto dell’Operatore di telecomunicazioni.
Tuttavia anche in questo scenario “triple play”,
L
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la voce continua a svolgere un ruolo fondamentale per le reti di telecomunicazioni. Il servizio
“voce” si arricchisce inoltre di una serie di funzionalità che non erano previste dai sistemi classici: l’indicazione della “presenza” in rete dei propri amici o corrispondenti, la possibilità di arricchire con contenuti multimediali (testi, immagini, suoni) la telefonata e la capacità di trasferire
in pacchetti IP la voce garantendo una qualità
del servizio costante per il cliente. Nel seguito
dell’articolo vedremo le caratteristiche di capacità e qualità per un accesso radio a pacchetto
con qualità controllata.
Le telecomunicazioni radiomobili non possono essere escluse da questi nuovi scenari: come si potrebbe oggi pensare di essere in contatto con la propria “comunità” soltanto quando si
è a casa e collegati con un PC ?
Di conseguenza gli Operatori radiomobili devono affrontare il tema seguendo attentamente
l’evoluzione del servizio e delle tecnologie abilitanti per la realizzazione di collegamenti fonici su
reti IP, tra cui nuovi “software client” sul telefonino e server di rete capaci di informare ciascun
utente dello stato di collegamento dei propri amici o colleghi. Il successo stesso di questo tipo di
nuovo paradigma delle comunicazioni è fortemente influenzato dalla tipologia e diffusione dei
terminali, che possono estendersi dal classico
telefonino all’apparato televisivo multimediale al
Personal Computer di nuova generazione.
In pratica si sta delineando il nuovo termine
di “Mobile VoIP”.
La tecnologia radiomobile, e più in generale
“wireless”, attuale permette di effettuare trasmissioni di dati a pacchetto mediante GPRS (per le
reti di seconda generazione) e UMTS “packet
switched” (per le reti 3G), ma anche di trasportare la fonia sul protocollo WiFi.
I quaderni di
Qui è pero’ necessario un chiarimento: per
quanto riguarda il GPRS vi sono alcune limitazioni che riducono la possibilità di utilizzo per la VoIP:
쩦 la banda passante non è garantita costantemente e può indurre variazioni della qualità della voce trasmessa;
쩦 la velocità di trasmissione dati fornita dal GPRS
non permette di utilizzare codificatori della fonia
di alta qualità;
쩦 la latenza introdotta dagli elementi di rete radiomobile non permette una trasmissione continua dei pacchetti voce.
A causa di questi problemi, il GPRS è una tecnologia di rete che difficilmente può essere sfruttata in ambito voce commerciale: il suo possibile utilizzo può essere il servizio “Push-to-Talk”,
dove si imita il “walkie talkie” e dunque la bidirezionalità in tempo reale non è necessaria.
Trasferendo pacchetti IP sulle reti UMTS si ha
il vantaggio di maggiore banda passante disponibile, capace dunque di utilizzare codificatori di
fonia più adatti all’orecchio umano. Tuttavia si deve anche qui fronteggiare il problema di garantire
la qualità del servizio, in particolare in aree congestionate di traffico, e dei ritardi introdotti dagli
elementi di rete (per esempio, il mezzo radio trasmissivo introduce ancora 150-250 ms di ritardo).
Tali ritardi di trasmissione saranno ridotti con l’introduzione di nuove funzionalità dell’UMTS quali
l’HSDPA (High Speed Downlink Packet Access).
Se nel caso di GPRS e UMTS introdurre la VoIP
richiede modifiche anche del sistema di commutazione delle chiamate, con le reti WiFi (che specificano solo l’accesso radio) si può accedere direttamente ai server di rete localizzati in Internet
per la gestione della chiamata, lasciando quindi al
fornitore del servizio, come ad esempio Yahoo,
Google, Skype o Vonage, la commutazione della
chiamata verso i terminali chiamati. In questo caso, però, al fine di fornire la richiesta qualità del
servizio, diventa fondamentale un corretto sfruttamento delle risorse radio (frequenze e “access
points”) e garantire la “connessione virtuale” in protocollo IP verso il dispositivo radio. La latenza, invece, è già significativamente inferiore rispetto alle reti radiomobili pubbliche attuali.
Tutto ciò è argomento di questo articolo.
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Gli scenari di utilizzo
I vantaggi dello scenario di convergenza fissomobile nell’ambito delle reti a larga banda sono
molteplici, sia per il fornitore di servizi sia per l’utente finale (cliente individuale o azienda):
쩦 utilizzo efficiente della connessione: i servizi
IP sono per loro natura “intermittenti” (bursty) e
dunque adatti all’integrazione di molteplici applicazioni (voce, dati, video)
쩦 scalabilità: le reti IP scalano in modo molto più
efficiente (sulla rete fissa) che non le reti a commutazione di circuito rendendo più semplice l’adeguamento delle rete. È necessario però mantenere adeguate condizioni di qualità del servizio
쩦 innovazione dei servizi: lo sviluppo di nuovi servizi ormai si sta focalizzando su infrastruttura di
accesso IP, con protocolli SIP, o analoghi protocolli proprietari, e con logiche di servizio orientate alle reti a pacchetto. Questo paradigma renderà lo
sviluppo di nuove applicazioni molto più semplice
ed economico in modo da adeguarsi alle sempre
più sfidanti richieste del mercato.
Il principio fondamentale consiste nel permettere ai
clienti di utilizzare i servizi solitamente fruiti in un
contesto domestico o aziendale “fisso” anche in
ambito mobile mantenendo la “Customer Experience” a cui si è abituati; in aggiunta si propongono dei
servizi peculiari dell’ambiente mobile, come l’invio
e ricezione di messaggi, immagini e contenuti multimediali. Alcune considerazioni possono essere fatte a prescindere dal servizio considerato:
쩦 il cliente che utilizza servizi di “comunità” (per
esempio, chat, instant messaging) deve essere
in grado di rimanere sempre connesso (“always
on”) anche in un contesto di mobilità. Dunque si
registra nella stessa “comunità” una volta migrato dall’ambiente di rete fissa a quello wireless
(“service hand-over”);
쩦 il passaggio fra sistemi deve essere “trasparente”, quindi il cliente deve essere riconosciuto
automaticamente in rete, eventualmente con una
autenticazione basata su SIM in modo da garantire la sicurezza delle procedure di autenticazione, autorizzazione e pagamento tipiche del mondo GSM e UMTS;
쩦 i servizi supplementari associati al cliente devono essere mantenuti, indipendentemente dal
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sistema su cui è erogato il servizio. In caso contrario l’aggiornamento del profilo deve essere automatico, sfruttando le capacità del terminale utilizzato e dell’applicazione residente in esso.
Alcuni esempi di servizi che possono essere
trasportati in un ambiente di convergenza fissomobile sono:
a) Servizi di presenza: interessanti anche per il
mercato di massa. Il cliente deve essere in grado, accendendo il suo dispositivo mobile, di registrarsi, autenticarsi ed aggiornare il suo stato
di presenza in rete inclusi eventuali messaggi di
cortesia. Da quel momento il cliente è a tutti gli
effetti collegato alla “comunità” a prescindere
dalla sua ubicazione fisica. All’interno della “comunità” è possibile inoltre usufruire di servizi di
“Click-To-Dial” e di “Rich Call”.
b) La raggiungibilità di un utente VoIP deve essere garantita a prescindere dall’architettura di
rete che il chiamante sta utilizzando:
쩧 chiamate da rete fissa: l’utente VoIP è raggiungibile attraverso il suo numero di telefo-
no tradizionale se i fornitori del servizio fonico a circuito e pacchetto (VoIP) coincidono
o se si applica la portabilità del numero; gli
apparati di segnalazione a circuito si interfacciano mediante Signalling Gateway (SG)
con gli analoghi a commutazione di pacchetto garantendo l’integrazione delle chiamate.
Il fornitore del servizio VoIP deve comunque
possedere un arco di numerazione proprio
per l’interconnessione con gli altri operatori
di rete fissa o per fornire un identificativo unico ai propri clienti.
쩧 chiamate VoIP native: l’utente è identificato tramite il proprio alias SIP secondo il flusso di messaggi indicato nella figura sotto:
c) Servizi multimediali: sono un’estensione dei
servizi di videotelefonia in cui si fornisce accesso a file, strumenti di lavoro condivisi, accesso
a database per garantire una percezione del servizio analoga a quella ottenibile sulla LAN aziendale. Le procedure di controllo per l‘instaurazione delle sessioni sono analoghe a quelle utilizzate per tutte le applicazioni su IP, mentre le im-
Flusso dei messaggi VolP.
70
I quaderni di
portanti differenze sono sugli applicativi disponibili sui terminali: il reale fulcro per i futuri servizi convergenti.
d) Contenuti televisivi: l’utente fruisce di contenuti televisivi in cui la voce è trasferita su IP mediante protocolli di streaming, che hanno richieste di
qualità del servizio meno stringenti rispetto a quelli utilizzati per le chiamate voce bidirezionali.
La sicurezza nella gestione delle sessioni è garantita dall’integrazione con le strutture di registrazione, autenticazione e tariffazione, in uso nei sistemi radiomobili attualmente presenti in campo,
basati sulla carta SIM dell’utente. La cifratura delle informazioni durante la comunicazione su rete
Internet è ottenuta mediante protocolli di sicurezza standard con chiavi pubbliche o private che
garantiscono la privacy utente anche nel caso in
cui la comunicazione attraversi reti pubbliche. Soffermandoci ora sull’infrastruttura WLAN, intrinsecamente meno sicura di quella GSM, i seguenti
meccanismi possono essere applicati per garantire la confidenzialità della chiamata VoIP:
a) Autenticazione su base SIM: l’integrazione con
le strutture di autenticazione utilizzate nella rete
GSM è gia disponibile; l’utente è autenticato sulla
base delle informazioni peculiari della SIM ed attraverso questa, in modo automatico o attraverso
l’invio di un SMS con Username e Password, si può
garantire l’identità dell’interlocutore anche durante
una chiamata VoIP o una sessione dati generica.
b) Cifratura: la gestione della cifratura a livello
radio, in analogia a quello che succede in ambito GMS/GPRS o UMTS, è difficilmente applicabile in ambito WLAN, dove sono presenti differenti fornitori del servizio (WISP) e dove mancano meccanismi di certificazione e regolamentazione rispettati da tutti i fornitori. Nel caso in cui
la cifratura a livello radio non sia presente si possono applicare meccanismi di cifratura sull’applicazione per mascherare le chiamate VoIP ed
i dettagli di fruizione degli altri servizi:
쩧 il SSL può essere utilizzato per rendere sicure le comunicazioni dati a livello applicativo
(in analogia a quello che avviene alle sessioni
HTTP che utilizzano lo standard HTTPS).
쩧 standard di elevata sicurezza basati sullo
scambio di chiavi pubbliche o private si stanno
Settembre 2005
affermando per molti servizi sensibili all’intercettazione quali, ad esempio, la fruizione delle email con terminali wireless; l’utilizzo di tecniche
basate su 3DES o AES, già in uso in ambito dati, potranno essere utilizzate anche per rendere
sicure le comunicazioni VoIP, sia sfruttando server centralizzati sia in modalità “peer-to-peer”.
Riassumendo, la chiamata telefonica VoIP permette una estrema flessibilità nella propria gestione, sia in termini di contenuti aggiuntivi che di
sistemi di trasporto radio o fissi. L’utilizzo di protocolli quali SIP per l’instaurazione delle chiamate
e di logiche di servizio estremamente scalabili
consente di effettuare hand-over di servizio (come
indicato nella figura della pagina successiva) da
una postazione fissa ad un terminale mobile mantenendo inalterata la percezione dei servizi e la
raggiungibilità dell’utente stesso in mobilità.
Capacità dell’accesso radio WiFi
per la “mobile VoIP”
La capacità ottenibile in tecnologia WiFi dipende dalla tipologia di servizio che si vuole offrire
e dalla Qualità del Servizio che si vuole garantire agli utenti. I fattori principali che si devono tenere in considerazione sono:
쩦 Frequenza di utilizzo: è la frequenza a cui la
tecnologia radio opera; è un fattore determinante in quanto la propagazione del segnale peggiora al crescere della frequenza.
쩦 Canalizzazione: è il numero di canali in aria
che non si sovrappongono in frequenza; è un parametro cruciale per determinare la capacità disponibile nella zona servita da un Access Point.
쩦 Throughput della portante (“bearer data rate”): è la massima velocità trasmissiva per canale della tecnologia implementata (54 Mbit/s
per 802.11a, 11 Mbit/s per 802.11b).
쩦 Limitazioni per protocollo MAC di accesso:
in presenza di traffico intermittente e di utenti simultaneamente connessi vi sono impatti diversi a
seconda della tecnologia WiFi considerata.
쩦 Distribuzione degli utenti: l’effettiva dislocazione degli utenti ha un impatto sulla capacità di
un Access Point: all’aumentare della distanza diminuisce il bit rate allocato alla singola sessione.
쩦 Scenario di servizio: la tipologia di traffico ha un
71
Rivelazione di presenza End-to-End.
impatto notevole sul traffico smaltito da un Access
Point poiché servizi diversi producono tipologie di
traffico diverse in termini di banda massima e media, numero e dimensione dei pacchetti IP trasferiti.
쩦 Qualità del servizio: la coesistenza di servizi con differenti richieste in termini di qualità della sessione dati End-to-End ha un impatto notevole sul dimensionamento se non sono implementati meccanismi per la differenziazione del
traffico a livello radio.
Nella tabella sotto sono indicati alcuni esempi di capacità ottenibili per singolo Access Point
considerando i vincoli elencati sopra:
Il numero delle chiamate parallele dipende anche
802.11b Parallel
effective
VoIP
throughput calls in
(Mbit/s) 802.11b
dall’utilizzo di tecniche quali il VAD (Voice Activity
Detection) che possono incrementare il numero massimo di chiamate simultanee (a parità di qualità del
servizio) dal momento che il mezzo trasmissivo viene utilizzato in modo più efficiente. Nella tabella successiva, infine, è indicato il numero di chiamate simultanee al variare della qualità della comunicazione (presenza di silenzi indesiderati, interruzioni).
I requisiti per Mobile VoIP
Un fattore che caratterizza le importanti potenzialità della “Mobile VoIP” è quello di poter essere
applicata in svariati scenari: dalla singola comu-
Distance
[m]
802.11b
Data
Bearer
(Mbit/s)
802.11g 802.11g Parallel
Data
effective
VoIP
Bearer throughput calls in
(Mbit/s) (Mbit/s) 802.11g
802.11b/g
mixed effective
throughput
(Mbit/s)
15
11
5,8
7
54
22-25
40
12 15
30
11
5,8
7
36
18-20
33
10 12
Capacità VoIP in sistemi WiFi.
72
I quaderni di
nicazione punto-punto con l’integrazione delle applicazioni personali (per esempio Voice Personal
Information Management), ai centralini aziendali
e all’integrazione della fonia con il contenuto multimediale, capace dunque di gestire la “Rich Call”.
I principali elementi necessari per il successo
di servizi VoIP possono essere riassunti in:
1) disponibilità del servizio paragonabile ai sistemi/operatori classici
2) qualità della voce percepita dall’utente non
inferiore a quella delle reti fisse e radiomobili
tradizionali
3) sfruttamento di protocolli e architetture standard, scalabili e aperte
4) convergenza delle applicazioni, non solo foniche ma anche dati e video, ed infrastrutture
“future proof”
I servizi voce sono diventati molto esigenti dal
punto di vista della disponibilità e affidabilità: le
reti infatti devono fornire copertura del servizio
praticamente in modo continuo nel tempo. Il
mondo IP, o comunque lo scenario Internet, è invece ancora caratterizzato da possibili interruzioni: la fonia VoIP, ed in particolare modo in mobilità, deve fornire un elevato tasso di qualità e
continuità, con funzioni di “call control” capaci
di mantenere attiva la telefonata.
Tali funzioni, inoltre, dovranno essere facilmente controllabili dall’Operatore di rete, attraverso sistemi di allarme e contatori per una continua sorveglianza delle prestazioni. In caso di disservizio,
le reti VoIP devono inoltre sfruttare tecniche di “pass
through” per deviare il traffico sui nodi funzionanti e ridurre il possibile blocco del servizio.
Il cliente percepisce il servizio, oltre che per
la sua disponibilità, attraverso la qualità della fonia. Nel caso di cattiva ricezione o di ritardi che
GSM Like quality
VoIP calls with
802.111 g
1%
40
8%
43
15%
47
Chiamate VoIP al variare della probabilità di blocco.
Settembre 2005
inducono la ripetizione di una frase o parola, il
servizio diventa poco utilizzabile anche se arricchito da funzionalità aggiuntive alla chiamata a
commutazione di circuito.
La qualità del parlato è determinata da molti fattori, tra cui il sistema utilizzato, il progetto di rete ed
il terminale. Sistemi radiomobili che introducono alti ritardi sono poco adatti per trasportare correttamente la voce; inoltre i pacchetti che trasportano
la voce richiedono una priorità maggiore nell’attraversare i nodi di rete rispetto ai pacchetti dati.
Cancellatori di eco e codificatori/decodificatori
del parlato, i cosiddetti CODEC, sono poi fondamentali nel riprodurre senza disturbi la voce umana.
Con reti a larga banda si possono introdurre codificatori con velocità pari a 40-64 kbit/s, superiori dunque ai 13 kbit/s del CODEC GSM Enhanced Full Rate. In questo modo si aggiungono ulteriori armoniche nel campionamento digitale, ottenendo un migliore risultato anche nella trasmissione di musica.
La compressione audio e la riduzione della perdita dei pacchetti sono, infine, l’ulteriore strumento per migliorare l’efficienza del servizio. Il G.711
ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) o la compressione G.729 sono dunque presenti nei terminali mobili VoIP per permettere una
codifica efficiente del parlato durante la telefonata.
È opportuno che il servizio “Mobile VoIP” sia
caratterizzato da funzionalità standard, sia nei
confronti delle reti esistenti, e dunque interfacciate attraverso appositi gateway, sia nella gestione delle informazioni nel mondo IP. In questo
modo, la IP telephony diventa parte integrante
dei sistemi di messaggistica, autenticazione e
gestione dei contenuti progettati per Internet.
Tutti i servizi si possono dunque appoggiare sulla medesima piattaforma di amministrazione, di
controllo, di sicurezza e di personalizzazione.
Associare inoltre il protocollo SIP per la trasmissione di fonia al protocollo HTTP per la gestione dei contenuti multimediali permette di
utilizzare gli standard esistenti senza doverne
sviluppare di nuovi e rende più efficace il “time
to market” del servizio. Per esempio, dal linguaggio XML per la creazione dei contenuti si
è definito il VXML (Voice eXtensible Markup
Language), capace di gestire servizi fonici avanzati come le multi-party calls, la navigazione
73
dei portali “a voce” e le chiamate verso reti
esterne.
Le architetture di rete
Le architetture di rete utilizzate per offrire servizi
multimediali su infrastruttura IP sono in linea di principio dipendenti dal segmento di mercato e dalla
proposizione commerciale che si intende perseguire (singoli clienti privati oppure Aziende), così
come dai servizi che si intendono fornire ai clienti
finali; non sarebbe possibile quindi identificare
un’architettura di rete unica che soddisfi requisiti
a volte estremamente differenti. Tuttavia ciò può
cambiare profondamente con l’introduzione del
protocollo SIP, come si vedrà nel paragrafo seguente, che permetterà inoltre di aprire il mercato
dei servizi e contestualmente delle architetture per
fornire logiche di servizio ad-hoc senza impattare
eccessivamente sui costi delle soluzioni.
Gli elementi che entrano a fare parte delle soluzioni VoIP (o meglio ToIP – Telephony over IP) sono:
쩦 Device e client (User Agent): sono i punti terminali delle comunicazioni ed integrano gli applicativi ed i protocolli di segnalazione; il pre-re-
quisito è una connessione IP ed adeguati meccanismi di qualità del servizio per garantire il corretto funzionamento degli applicativi, sia di tipo
wireless sia di tipo wired.
쩦 Media Gateway (MGW): sono apparati che gestiscono il livello di trasporto, utilizzati per effettuare la trans-codifica delle informazioni di utente tra reti differenti.
쩦 Signalling Gateway (SG): elementi per l’interoperabilità della segnalazione verso gli apparati di telecomunicazioni classici (garantiscono la
corretta interazione a livello di segnalazione).
쩦 Media Gateway Controller (MGC-Network Server): gestiscono l’attivazione/disattivazione delle
sessioni IP ed il comportamento dei Media Gateway come, ad esempio, l’apertura/chiusura di
sessioni IP e la richiesta della qualità del servizio.
쩦 Application Server (AS-Network Server): mantengono le logiche del servizio che si vuole garantire; ad esempio la chiamata multipla, il Push-to-Talk oppure il Click-to-Dial.
Un esempio di chiamata VoIP uscente da rete radiomobile verso un numero di rete fissa è
schematizzato all’interno della figura sotto, dove
si considera uno scenario completo di sostituzio-
Chiamata “Mobile VoIP” originata.
74
I quaderni di
Mobile VoIP system handover.
ne della connessione a circuito con una analoga
a pacchetto fino al terminale mobile del cliente:
쩦 il terminale ottiene un indirizzo IP mediante attivazione di un PDP context su rete radiomobile
(mediante Radius per UMTS o equivalente nel
paradigma wireless LAN). La qualità del servizio
garantita attualmente è di tipo “best effort”. In
futuro, vi sarà un’integrazione standard fra i requisiti di qualità richiesta dai servizi e la loro mappatura sugli elementi di rete radio e fissa definiti dalla standardizzazione 3GPP;
쩦 l’application client richiede allo strato di controllo della sessione (SIP client) la registrazione sui sistemi opportuni dei Server di Rete e l’instaurazione della sessione multimediale, mediante primitive di controllo messe a disposizione dal SIP client;
쩦 i Signaling Gateway (SG) ed i Media Gateway
(MGW) si occupano dell’interoperabilità e della
transcodifica delle segnalazioni (SIP-SS7) e del
traffico dati (da IP a PCM).
In ambito radiomobile l’integrazione potrebbe avvenire direttamente con apparati situati all’interno della rete dell’Operatore (ad esempio,
MSC) mascherando completamente l’utilizzo di
tali tecniche verso le reti esterne.
Settembre 2005
La logica del servizio è gestita dal client in collaborazione con i MGW controller rendendo estremamente scalabile la creazione di servizi ad-hoc;
un esempio potrebbe essere l’hand-over di una
sessione multimediale basata su VoIP da UMTS
a WLAN (o verso una sessione di rete fissa a larga banda su ADSL o qualsiasi altro tipo di accesso) o eventualmente verso un numero di rete fissa, predefinito o richiesto di volta in volta, mantenendo unicamente la parte voce della sessione.
Una logica di servizio implementabile su un
client potrebbe fare in modo di instaurare la sessione su rete Wireless LAN (da rete UMTS) non
appena la copertura e l’autenticazione del terminale sono andati a buon fine (il dispositivo radiomobile ottiene l’indirizzo IP2) effettuando una
nuova registrazione in rete (sul Location ServerMGC) ed aggiornando le relative tabelle di raggiungibilità/instradamento sull’ISP che fornisce
il servizio. Questa tipologia di gestione del mezzo trasmissivo, mantenendo continua la componente IP ed applicativa, prende proprio il nome
di “Mobile IP” e permette di sfruttare il sistema
di accesso migliore a seconda della posizione
del cliente senza impattare sulla propria perce-
75
zione e sfruttamento del servizio: la tecnologia
diventa “trasparente” al cliente!
In definitiva, la gestione della mobilità avviene
sia a livello di celle (o Access Points) radio sia a
livello di sistema, gestito dall’applicazione, per garantire la continuità della chiamata ed il passaggio di tecnologia in modo trasparente al cliente.
La vera intelligenza del servizio risiede quindi
nei punti terminali e negli AS limitando gli sforzi
implementativi sull’infrastruttura di rete.
La figura a pagina 75 riporta uno schema logico
dello scenario di “handover tecnologico” descritto.
Il protocollo SIP
Il Session Initiation Protocol (SIP), proposto ed
approvato dal IETF (Internet Engineering Task
Force) è il protocollo che si sta affermando per
lo scambio di segnalazione relativo all’instaurazione di chiamate multimediali (a livello applicativo ed End-to-End) su infrastruttura di rete a pacchetto IP; la motivazione della scelta del SIP come protocollo deriva dall’approccio “leggero”
(basato su una sintassi testuale simile a quella
del HTTP per il Web Internet) e dalla scalabilità
intrinseca dello stesso che permette di instaurare sessioni IP a livello applicativo specificando
le richieste di servizio ai livelli protocollari inferiori (es. TCP/UDP). Il SIP è stato selezionato dal
3GPP (ente di standardizzazione per i sistemi radiomobili) per l’instaurazione delle chiamate multimediali fra apparati radiomobili, per chiamate
VoIP punto-punto, conference call e video-conference, sessioni di chatting o condivisione di
applicazioni web, Push-to-Talk, Click to Dial, ecc.
Il SIP permette di instaurare sessioni multimediali a livello applicativo mediante paradigmi generalmente di tipo Client-Server (ed anche peerto-peer) sfruttando architetture distribuite che
fanno uso dei seguenti elementi:
쩦 User Agent (sia client sia server): si occupano
di inviare e rispondere alle richieste di connessione per la creazione di sessioni multimediali.
Essi sono generalmente processi applicativi che
risiedono sui PC degli utenti, su terminali mobili o sui Gateway posti all’interconnessione con
le reti a circuito (telefoni IP, conference server,
PC, server di messaggistica, ecc.).
76
쩦 Network Server (Proxy server, Redirect server,
Location server): instradano le chiamate e tengono traccia di come contattare gli utenti (eventualmente possono anche fornire indicazioni sullo stato degli utenti stessi per i servizi di presenza).
쩦 Gli utenti SIP possono essere contraddistinti da
nomi logici (o indirizzi IP) e sono generalmente identificati tramite nomi simili a quelli dei domini Email
(nome@dominio, dove il “nome” potrebbe anche
essere la stringa rappresentante il numero di telefono dell’utente finale o l’analogo identificativo
previsto dallo standard ENUM) ed i messaggi sfruttano una nomenclatura numerica come l’HTTP con
una parte di intestazione ed una di corpo che può
contenere la descrizione della sessione.
L’approccio utilizzato dal SIP ha permesso di
superare i limiti di altri protocolli di instaurazione
delle sessioni (come l’H.323 che risentiva di problemi di notazione complicata, di un limitato set di
protocolli supportati e di scarsa scalabilità al di fuori del contesto IP di una LAN), incrementando però
la complessità della gestione della qualità dei servizi – che viene demandata a protocolli diversi come il RSVP – e non garantendo alcun controllo degli applicativi che ne fanno uso. Il SIP infatti, a differenza dei corrispettivi protocolli di segnalazione
per le reti di telecomunicazioni (Q.SIG) è basato
sull’invocazione di “metodi”, che aumenta la flessibilità ma anche l’intelligenza richiesta ai punti terminali, a differenza del paradigma TelCo, e la “orizzontalizzazione” degli applicativi. Questo fattore
permette di aprire anche il mercato a “Terze Parti” fornitrici di servizi dal momento che il costo per
lo sviluppo delle applicazioni può ridursi.
SIP, essendo uno standard intrinsecamente aperto che permette di gestire in modo flessibile nuove
applicazioni, si sta affermando come il protocollo
base per l’integrazione delle comunicazioni in un
paradigma sempre più orientato al “sempre connesso” del terminale ed alla capacità di fornire contenuti multimediali integrati verso il cliente.
Conclusioni e future evoluzioni
Come evidenziato in questo articolo, l’introduzione della VoIP permette di estendere le potenzialità delle reti IP, facendo convergere da un lato l’applicazione classica di comunicazione con
I quaderni di
la multimedialità, e dall’altro le reti fisse a larga
banda con l’accesso wireless mobile.
Tale operazione non è tuttavia “gratuita” o trasparente per l’Operatore di telecomunicazioni
mobili, in quanto occorre identificare le migliori
tecnologie di trasporto dei pacchetti voce al fine di garantire la qualità del servizio: non è sufficiente la fattibilità tecnica o la dimostrazione in
ambiente controllato per identificare queste tecnologie, occorre ora passare alla fase di progettazione e realizzazione secondo le tipologie dei
servizi commerciali più convenienti.
L’uso dello standard WiFi, caratterizzato da
velocità di trasmissione elevate e latenze basse
sembra essere adatto per la Mobile VoIP, anche
se è necessaria una gestione della qualità e delle priorità dei pacchetti. Con la banda larga radio del WiFi risulta possibile applicare CODEC
con qualità di codifica elevata, caratterizzati da
bassa distorsione della voce umana.
L’estensione delle reti, inoltre, permetterà di utilizzare il servizio VoIP su larga scala ed anche su differenti sistemi radiomobili; la strada da seguire è lasciare ai livelli applicativi il mantenimento della sessione applicando protocolli standard, che permettono una evoluzione continua delle funzionalità.
Valerio Zingarelli
VoIP ed Operatori
Broadband:
opportunità ed evoluzioni
l mercato delle telecomunicazioni in Italia ha
visto, negli ultimi anni, la rapida crescita delle offerte d’Accesso a Banda Larga. Stimolato dalla nascita delle prime offerte di servizi Triple Play incentrati sull’accesso in fibra ottica
a 10 Mega, il mercato ha reagito con un costante
sviluppo anche per quanto concerne le offerte basate su accesso ADSL.
Tale sviluppo si è concretizzato innanzi tutto
nell’aumento della capacità di banda, passata dalle poche centinaia di Kbps iniziali ai 6 Mbps delle offerte più recenti. In aggiunta le proposte si sono arricchite con pacchetti di Servizi sempre più
vicini, in termini di contenuti e prestazioni, a quelli offerti con l’accesso in Fibra.
Nell’ambito delle proposte di servizi Triple Play
i servizi legati alla componente “Video”, sono
senza dubbio quelli che risaltano maggiormente per la loro innovatività tecnologica.
Al contrario i servizi legati alle componenti Da-
I
Settembre 2005
ti e Voce sono spesso considerati dal mercato
come una vera e propria commodity. In particolare il mercato da per scontata la presenza, in
qualsiasi offerta Triple Play, dei Servizi di Fonia
e si aspetta, giustamente, che tali Servizi presentino le stesse caratteristiche, sia in termini di qualità che di prestazioni, dei Servizi Fonia Analogici o ISDN di tipo tradizionale.
Dato che l’erogazione di servizi Triple Play è, tipicamente basata sull’utilizzo della tecnologia IP
come elemento unificante delle tre componenti di
servizio, ne consegue che l’erogazione dei Servizi
Fonia avviene tipicamente tramite la tecnologia VoIP
e presenta caratteristiche di innovatività tecnologica del tutto analoghe a quelle dei Servizi Video.
Proprio la dicotomia esistente tra il percepito
dal mercato e la componente tecnologica innovativa della realizzazione del servizio hanno rappresentato la prima e più complessa sfida che la
tecnologia VoIP ha dovuto affrontare.
77
La VoIP come sostituto della
Fonia tradizionale
Per quanto concerne i Servizi Fonia, il Cliente
delle offerte Triple Play, è tipicamente del tutto
indifferente alla tecnologia utilizzata per l’erogazione del servizio.
Il Cliente è abituato, infatti, all’utilizzo di Servizio Fonia tradizionali che, ormai da tempo, si
contraddistinguono per livelli di qualità costanti
ed estremamente elevati. Ciò è vero soprattutto
per quanto concerne:
쩦 qualità vera e propria del segnale vocale (mediamente molto elevata e costante nel tempo);
쩦 disponibilità di una ricca gamma di servizi accessori;
쩦 rapidità di instaurazione della comunicazione.
Le iniziali difficoltà che la tecnologia VoIP ha dovuto affrontare sono, per l’appunto, legate al raggiungimento di tali obiettivi di Qualità del Servizio.
La qualità del segnale vocale è relativamente
semplice da ottenere se si rispettano alcune condizioni basilari.
L’utilizzo d’infrastrutture a Banda Larga, sia a
livello di dorsale di comunicazione che d’infrastruttura d’accesso. Tali infrastrutture devono essere ingegnerizzate per il supporto di elevati volumi di traffico con ridotta perdita di pacchetti e
minima variazione nel tempo di trasmissione di
ciascun pacchetto.
L’utilizzo di tecniche specifiche di supporto della Qualità del Servizio (QoS) che possono garantire livelli di servizio deterministici e dare priorità al
traffico isocrono qual è quello dei Servizi Fonia.
L’utilizzo d’algoritmi di codifica di buona qualità ed a compressione non troppo spinta (ad
esempio codec G.711 del tutto uguali a quelli utilizzati nell’ambito della tecnologia TDM tradizionale) che possono garantire un’ottima resa del
segnale vocale introducendo ritardi, dovuti al
tempo necessario alla codifica, limitati.
Maggiore complessità presenta la necessità
di emulare con la tecnologia VoIP tutte le altre
caratteristiche della fonia tradizionale. Le ragioni di tale difficoltà sono molteplici; tra le principali troviamo le seguenti.
La tecnologia VoIP non è nata con l’idea di
sostituire i Servizi Fonia tradizionali ma come me-
78
todologia per utilizzare le reti IP (sia reti private
sia Internet) per trasmettere segnali vocali.
Di conseguenza i protocolli di comunicazione utilizzati non hanno, da principio, preso in considerazione caratteristiche fondamentali per l’erogazione
di servizi Telefonici o per l’erogazione dell’elevato
numero di Servizi Supplementari normalmente erogati dalle tecnologie più tradizionali. Solo nel tempo tali protocolli sono stati arricchiti e perfezionati
per coprire la quasi totalità di tali caratteristiche.
Analogamente funzionalità di rete fondamentali per l’erogazione di un Servizio Telefonico al
pubblico, quali ad esempio le Prestazioni Obbligatorie o la documentazione integrale del traffico ai fini di tariffazione, non sono state rese disponibili (o lo sono stato solo parzialmente) nelle prime implementazioni della tecnologia VoIP.
Inizialmente le classiche manifatturiere d’apparati per telecomunicazione non si sono impegnate nello sviluppo d’apparati VoIP lasciando
campo libero a produttori provenienti dal settore informatico. Di conseguenza i primi sviluppi
della tecnologia VoIP non si sono potuti avvalere dell’esperienza accumulata in anni d’evoluzione delle centrali telefoniche tradizionali.
Ciò ha fatto sì che le prime implementazioni
di gateway ISDN per la connessione di centralini digitali alle reti VoIP fossero rigorosamente fedeli alle normative ISDN internazionali. È tuttavia facile verificare sul mercato come, in realtà,
esistano molte implementazioni di centralini non
interamente fedeli alle normative con la conseguenza di provocare un disservizio più o meno
grave nel momento in cui tali apparati vengono
connessi ad un gateway VoIP meno “tollerante”
delle centrali telefoniche digitali tradizionali.
Un classico esempio in quest’ambito è legato alla mancata generazione dei toni di libero o
d’occupato da parte del centralino anche quando la rete indica che tali toni debbano essere forniti localmente dal centralino stesso.
Con il maturare della tecnologia e grazie al lavoro congiunto di produttori d’apparati e degli stessi Operatori che hanno iniziato ad utilizzare questa
tecnologia, la totalità dei principali problemi d’emulazione sono stati indirizzati e risolti e la tecnologia
VoIP è ormai in grado di competere efficacemente
in termini di qualità e di Servizi Telefonici offerti.
I quaderni di
Potenzialità della VoIP
L’utilizzo della tecnologia VoIP come mero sostituto di quelle telefoniche tradizionali è tuttavia
piuttosto limitativo.
Se è, infatti, vero che il Servizio Telefonico è elemento essenziale delle proposte Triple Play, d’altra parte è nella possibilità di sviluppare nuovi servizi evolutivi, impossibili o costosi da realizzare con
tecnologie tradizionali, che la tecnologia VoIP è in
grado di fornire una spinta innovtiva sostanziale.
Tra i Servizi Evolutivi che possono trarre giovamento dalla Tecnologia VoIP od essere realizzabili solo grazie ad essa troviamo, ad esempio,
i seguenti.
쩦 Messaggistica Unificata (UM). Questo tipo di Servizio consente di gestire diverse tipologie di messaggi quali FAX, e-mail, SMS, MMS e messaggi vocali (segreteria telefonica) in modo uniforme. Tutte
le diverse tipologie di messaggi sono ricevute e archiviate dalla piattaforma che eroga il servizio e sono consultate indifferentemente attraverso diversi
canali di comunicazione: telefoni fissi e mobili, applicazioni e-mail, applicazioni Web e Set-top-box.
La realizzazione di una piattaforma di Messaggistica Unificata è estremamente agevolata se il
Servizio Telefonico viene erogato con tecnologia
VoIP. In questo caso, infatti, la componente telefonica risulta già disponibile in una forma facilmente utilizzabile dalle piattaforme applicative che implementano il servizio. Nel caso ottimo tali piattaforme possono arrivare a ridursi a normali server (PC industriali) sui quali viene eseguita l’applicazione software che eroga e gestisce il servizio
senza la necessità di utilizzare componenti hardware dedicate per la gestione dei segnali fonici (DSP).
쩦 Servizi Fonia di tipo Business, interamente gestiti dall’operatore. Con tali servizi, l’Operatore si fa carico di rimpiazzare il Centralino del Cliente con un
insieme di servizi erogati direttamente dalla rete.
La realizzazione di questa tipologia di servizio si basa su piattaforme applicative altamente
scalabili che implementano il servizio “IP Centrex” (evoluzione in ambito IP del più tradizionale servizio Centrex).
In questo caso la tecnologia VoIP consente una
realizzazione estremamente efficiente del servizio
Centrex. Con un solo accesso a Larga Banda, infatti, è possibile erogare il servizio un numero elevato di postazioni riducendo notevolmente i costi
rispetto alle soluzioni Centrex tradizionali in cui ogni
singola postazione deve essere connessa direttamente alla Centrale che eroga il servizio.
Logica del Servizio di Messaggistica Unificata.
Settembre 2005
79
È inoltre possibile erogare il servizio in modo omogeneo su diverse sedi, appartenenti allo stesso Cliente, geograficamente distribuite in quanto è superato il vincolo della connessione fisica tra la Centrale
che eroga il servizio ed il terminale gestito.
쩦 Servizi evoluti basati sul concetto di “presenza” che consentono di instradare intelligentemente le chiamate sulla base dello “stato” del
destinatario della chiamata.
Con tali servizi il destinatario della chiamata può
segnalare (o l’informazione può essere rilevata in
modo automatico) alla rete il proprio stato di presenza e disponibilità (analogamente a quanto avviene
con le applicazioni di Instant Messaging su PC).
In conformità a tale informazione e di semplici
configurazioni, effettuate direttamente dal destinatario della chiamata tramite un server Web, la rete
può applicare alle chiamate in arrivo instradamenti alternativi. (Ad esempio, ipotizzando un servizio
erogato a Clientela di tipo Business, verso la segreteria telefonica quando il destinatario è nello stato “impegnato” o verso il cellulare o la propria abi-
tazione se è nello stato “non presente” e così via.)
쩦 Servizi nomadici in cui il destinatario di una chiamata può fisicamente portare con se il proprio terminale (sia esso un apparato VoIP cablato che un
apparato cordless basato sulla tecnologia WiFi) ed
essere automaticamente raggiunto dalle chiamate, come accade con i servizi mobili, non appena
il terminale è nuovamente visibile alla rete.
쩦 Soluzioni convergenti tra telefonia fissa e telefonia mobile. Con tali soluzioni sarà possibile fruire
non solo dei servizi telefonici ma anche di tutti i servizi di rete fissa (videocomunicazione, videostreaming, e-mail, etc.) e mobile (SMS/MMS, videocomunicazione, etc.) utilizzando un unico dispositivo.
Il dispositivo si collegherà di volta in volta alla rete al momento disponibile che provvederà
all’erogazione del servizio senza che l’utilizzatore debba gestire opzioni o interfacce differenti.
Sarà la rete stessa ad adattare il tipo di servizio
erogato sulla base della capacità della rete di volta in volta utilizzata.
Paolo Tavazzani Fastweb
Tecniche multiservizio
per Voice over IP
egli ultimi anni si è assistito ad un
progressivo utilizzo, sia da parte di
operatori incumbent che greenfield,
di soluzioni a pacchetto rispetto a
quelle a circuito sinora utilizzate.
Questo fenomenale processo, sviluppatosi in
pochi anni, fonda le sua basi su tre driver:
쩦 il progresso tecnologico, con comunicazioni
fondate principalmente su IP e servizi digitali, con
un’esplosione di richiesta di accesso a larga banda “everywhere” e con la proliferazione di tecnologie, terminali e soluzioni “aperte”;
쩦 la pressione economica, orientata ad una significativa riduzione sia degli investimenti che
dei costi operativi;
쩦 le combinazione delle esigenze sia dei servi-
N
80
ce provider (riduzione costi, rapido ROI, semplificazione e ottimizzazione delle reti e del trasporto, capacità di offerta di servizi in “bundle”, migliorarne l’efficienza e l’efficacia dei servizi e delle reti, rafforzamento della fidelizzazzione) e degli utenti finali (integrazioni multiserizio, semplicità, singola fattura, ecc.).
Tali motivazioni hanno tutte lo stesso livello di
importanza, e sono mutuamente indispensabili.
Il risultato a cui si tende è quello di poter offrire soluzioni multiservizio, con “interazioni” convergenti di servizi (voce, video e dati) ad alto valore aggiunto su ogni architettura di rete e tipo
di accesso, sia per utenza affari che residenziale, oltre a consentire una convergenza tra mondo fisso e mobile
I quaderni di
La tecnologia base per questo sviluppo è la Voice-over IP (VoIP), capace di trasportare ed integrare in modo qualitativo servizi e applicazioni multimediali real-time (e.g., voice, video telephony) con
quelle non real-time (es. gaming), incontrando la
domanda della user-centricity e offrendo maggiori potenzialità in termini di creatività, ricchezza di
media e mix di servizi di comunicazione e dati.
Le reti VoIP e Multimediale di nuova generazione consentiranno e favoriranno una crescita
della domanda e dell’offerta, sia aziendali che residenziali, rendendo possibile introdurre in modo veloce e innovativo nuovi servizi revenue-generating, con differenziazione su base servizio
ed applicazione e capitalizzando su una infrastruttura di rete convergente IP.
Ciò trasformerà i metodi di comunicazione, migliorando esigenze dell’utente finale, determinando uno sviluppo del paese e delle infrastrutture.
In questo contesto, Alcatel, come fornitore ed
integratore globale di telecomunicazioni, implementa e fornisce tali soluzioni a fronte di ogni tipo di rete (residenziale o privata) e in contesti
convergenti (es. fisso-mobile).
Nel passato, l’industria delle comunicazioni
era segmentata, basata principalmente su infrastrutture di reti e considerazioni sia geografiche
che di disponibilità di prodotti.
Le reti di nuova generazione, con i nuovi schemi architetturali, rimuovono limiti e barriere, spostando ora il focus dalle reti verso esigenze usercentric, che genererà un nuovo tipo di competizione orientata alle esigenze e alla differenziazione dell’utente con offerte “packaged”, anche personalizzate e in contesto self-management.
Gli utenti potranno bilanciare le diverse esigenze (nuovi profili) di servizi, terminali e connettività
(vari media), la convergenza (e personalizzazione)
in atto delle varie funzioni (TV, PC, cellulari, PDA,
ecc), una semplificazione della “user experience”,
in linea con la diversità e la gerarchia delle necessità (“connect me, organize me, entertain me, empower me”), un sempre più necessario miglioramento della mobilità e nomadicità.
Con questo medello, l’utenza sia business che
residenziale, potrà accedere ai suoi servizi attraverso qualunque terminale, qualunque connettività broadband tipo “always-on”, con un unico “si-
Settembre 2005
gn-on”, con la sua personalizzazione e con sincronizzazione trasparente tra le diverse periferiche.
Sebbene si parli si offerta multi-servizio, il servizio video sarà quello predominante, unificato
tra reti fisse e mobili, e combinato con servizi voce (es. video-telefonia), messaging, presence,
interattività, segreterie unificate (voce, mail, fax),
sorveglianza, telelavoro, ecc.
La convergenza tra telecomunicazioni e Information Technology sta creando un ambiente competitivo dove i service provider dovranno continuamente rinnovare/potenziare l’offerta. Oggi, l’associare voce, dati, video nelle offerte triple-play.
Implementare una rete VoIP
flessibile per il futuro
Le future reti VoIP di nuova generazione saranno
basate su tecnologie multiservizio e infrastrutture
IP, ad oggi le sole capaci di supportare e favorire
lo sviluppo di reti universali. La loro ubiquità, semplicità e apertura le rende i principali catalizzatori
di nuove applicazioni, nuovi servizi, nuovi traffici
e, conseguentemente, nuovi profitti.
Attuali evoluzioni in questo campo (MPLS, service provisioning, traffic engineering, OAM semplificato) forniscono alle reti a pacchetto le soluzioni per supportare i nuovi requisiti di garanzia
e QoS per i servizi real-time, la loro differenziazione e il supporto di servizi streaming.
Implementare le nuove reti di comunicazione,
oggi in sviluppo in ogni parte del mondo, determina una ristrutturazione delle architetture di rete, per realizzare la convergenza dei servizi su reti multiservizio, il consolidamento, la semplificazione e la flessibilità delle infrastrutture; una riduzione delle opzioni di accesso (fisso, mobile,
xDSL, WiFi, LAN,, cavo, satellite) e, possibilmente, della moltitudine di terminali (telefono, cellulare, PC, PDA, entertainment devices); una riduzione dei costi (investimento, comunicazione,
manutenzione, cablaggio, etc.), ottenendo il massimo con minor spesa.
Alcatel offre soluzioni capaci di implementare le necessità degli operatori e i nuovi profili del
mercato (VoIP, Triple Play, Entertainment, Managed Communication Services, etc.) una totale
convergenza, anche con migrazioni fasate in li-
81
Tecniche multiservizio per Voice over IP
Architetture generali Alcatel di reti NGN e IMS.
nea con le potenzialità di investimenti, gli obiettivi di riduzione dei costi.
Le soluzioni VoIP e Multimediali Alcatel implementano le nuove architetture e i nuovi servizi,
fondandosi su requisiti quali affidabilità, modularità, economicità, e si basano su piattaforme
aperte che garantiscono la massima flessibilità,
l’indipendenza dalla futura evoluzione tecnologica, l’interoperabilità e scalabilità/estendibilità,
sia in termini demografici, geografici e di offerta
servizi, sia in termini di migrazioni fasate al passo delle esigenze e degli investimenti possibili.
I vantaggi attesi
È questo il trend di mercato del nostro immediato
futuro. Tutti i service provider e gli enti tecnologici
considerano le reti di nuova generazione a pacchetto il target dell’intera infrastruttura, per la flessibilità offerta, la capacità di supportare le future
necessità ed implementare servizi multipli, eterogenei e revenue-generting (come differenziatore
competitivo per acquisire e mantenere i clienti), ma
soprattutto la drastica potenzialità di beneficiare
dell’economia di scala attraverso un consolidamento delle reti odierne, con riduzione degli investimenti e delle spese operative.
L’evoluzione in corso delle reti verso le soluzioni VoIP, con utenza che avrà a disposizione
82
l’uso di servizi convergenti voce, dati, e multimediali, trasformerà le abitudini e determinerà una
significativo incremento dei volumi di traffico. Ciò
avverrà in modo trasparente per l’utente finale.
In conclusione, la richiesta di nuovi servizi, l’ambiente competitivo e l’introduzione di tecnologie
sofisticate, rappresentano le ultime sfide strategiche e operative sia per i service provider che per
i vendors/costruttori. Le reti VoIP saranno il catalizzatore per un nuovo dinamismo e uno sviluppo
più snello di offerte/opportunità più vantaggiose,
attraenti per l’intero contesto, generando nuove
attività e posti di lavoro, stimolando l’indotto in un
area che offre un enorme sviluppo.
Apporteranno, inoltre, benefici sia alle imprese /amministrazioni che agli utenti residenziali in
termini di maggiore efficienza, flessibiltà, funzionalià, produttività, miglioreranno e velocizzeranno i processi decisionali, privilegeranno il
“teamworking” e determineranno le basi per la
fornitura di un alto grado di servizi, applicazioni
e prodotti alla comunità e al cittadino
Relativamente all’aspetto economico, consentiranno di risparmiare capitali che potranno essere investiti, potenzialmente, in altri progetti e/o servizi.
Rocco Capra Solution Architect Manager
Giuseppe Brevi Account Manager Pubblica
Amministrazione Alcatel Italia
I quaderni di
200 ms) sono i requisiti fondamentali per garantire un buon servizio voce.
Ericsson ha prodotto un grosso sforzo per ridurre i ritardi nelle reti di accesso GERAN
(GSM/EDGE Radio Access Network) ed UTRAN
(UMTS Radio Access Network). Simulazioni effettuate in laboratorio hanno mostrato, ad esempio,
che il ritardo di trasmissione della voce è comparabile a quello della telefonia a circuito quando si
utilizza un canale dedicato (DCH) per l’accesso
UTRAN (vedi figura sottostante, parametrizzata in
base alle diverse release Ericsson dei nodi di accesso GERAN – Rx – e UTRAN – Px -).
L’applicazione VoIP non solo ha impatti nel trasporto radio lato ‘user plane’, ma anche nella parte di controllo della chiamata (es. gestione dei tempi di set-up). Nel caso di trasporto del ‘control plane’ su IP, i vincoli relativi sia al ritardo end-to-end
che al jitter sono meno stringenti se confrontati
con i vincoli dettati dal trasporto dello ‘user plane’. Ad oggi è già disponibile commercialmente la
soluzione in grado di incapsulare su M3UA, SCTP
ed IP diversi tipi di segnalazione relativi alla rete
radiomobile sia per quanto concerne la chiamata
e la localizzazione del terminale (MAP, ISUP) che
per quanto riguarda il controllo degli apparati in
una architettura evoluta 3G (GCP, BICC).
Ulteriori problematiche sul VoIP per il mondo
mobile sono quelle connesse alla gestione della
mobilità (handover) e, più in generale, alla continuità di servizio
tra aree che supportano e che
non supportano VoIP (copertura).
Dal punto di vista dell’efficienza di banda, invece, l’utilizzo del
protocollo IP ha lo svantaggio di
utilizzare un pesante overhead
(40 byte per il trasporto del payload RTP-UDP-IPv4). In 3GPP
R4, Ericsson ha guidato la standardizzazione del compressore
RoHC (Robust Header Compression), che è in grado di ridurre ad
Misurazione dei ritardi nelle reti di accesso mobile.
un solo byte i 40 dello stack
o studio delle problematiche di voice
over IP su reti cellulari coinvolge, da diverso tempo, i principali attori dell’industria delle telecomunicazioni. Ad oggi, l’erogazione del servizio voce su IP mobile è
limitata agli accessi WiFi (VoWiFi), ma l’introduzione prossima di nuove tecnologie d’accesso
più efficienti, quali, ad esempio, l’HSDPA (High
Speed Downlink Packet Access, con velocità
teorica fino a 14,4 Mbit/s) ed HSUPA (High Speed
Uplink Access, con velocità teorica fino a 5,76
Mbit/s), rappresenterà un indiscutibile beneficio
per favorire l’utilizzo di soluzioni VoIP anche nelle reti cellulari.
Ma quali sono, oggi, le principali problematiche da affrontare per l’utilizzo del servizio voce
sul pacchetto? Possiamo riassumerle in due categorie: qualità trasmissiva ed efficienza di banda. Iniziamo dalla qualità trasmissiva.
Quando si instaura una chiamata voce utilizzando la tecnologia a circuito, si stabilisce un canale dedicato tra i due utenti che utilizzano il servizio: ciò significa che è possibile garantire una
buona qualità della voce. Nella tecnologia a pacchetto, invece, la modalità di funzionamento ‘connectionless’ porta ad una serie di problemi per
la gestione di servizi sensibili ai ritardi (e alla perdita dei pacchetti) quali la voce: basso jitter e
bassi ritardi in trasmissione (dell’ordine di 150-
L
Settembre 2005
83
Misurazione delle performances del ‘Delay Scheduler’.
protocollare. Ciononstante, tale tecnica non raggiunge ancora i livelli di efficienza della trasmissione a circuito e presenta ancora dei problemi
legati alla richiesta di allocazione variabile della
banda radio per la chiamata voce, dovuti alla necessità di utilizzo di un header RoHC iniziale più
grande rispetto a quello teorico.
Altro aspetto da segnalare è quello relativo all’ottimizzazione della segnalazione su IP: nell’ambito
del protocollo SIP utilizzato dall’IMS (IP Multimedia
System), Ericsson ha lavorato per la standardizzazione della compressione della segnalazione (SigComp), con risultati fino a 10 volte più efficienti rispetto a quelli ottenuti in assenza di compressione.
A livello Core Network a circuito, infine, Ericsson
è in grado di implementare meccanismi di efficienza trasmissiva e di ottimizzazione della qualità della voce attraverso una soluzione di Mobile Softswitch che utilizza tecniche di Transcoder Free Operation (TrFO, in cui le operazioni di codifica/decodifica avvengono direttamente sul terminale senza coinvolgere la rete) e Tandem Free Operation (TFO, con
il quale è possibile bypassare le operazioni di transcodifica facendo viaggiare la voce compressa sui
link PCM). Con tali tecniche, l’efficienza di banda
della trasmissione su backbone IP è fino a tre volte
superiore quella che utilizza un backbone TDM.
VoIP e l’Accesso WCDMA:
la tecnologia HSDPA
La tecnologia di accesso HSDPA/HSUPA favorisce indubbiamente l’utilizzo di applicazioni
84
VoIP su accessi WCDMA utilizzando efficienti algoritmi di schedulazione dei pacchetti (sul canale
comune), intervalli di trasmissione contenuti (2
ms) e meccanismi ottimizzati di gestione della
qualità del servizio.
L’algoritmo di scheduling è fondamentale per
ottimizzare la capacità trasmissiva sulla tratta radio, assicurando il livello di QoS richiesto. Ericsson ha realizzato alcune simulazioni di VoIP su
HSDPA utilizzando differenti schedulatori, l’algoritmo di compressione RoHC ed il codec AMR
7.95 con il 40% di ‘activity factor’. La figura sottostante mostra le performance dello schedulatore denominato ‘Delay Scheduler’ con il quale
l’assegnazione del canale viene effettuata compensando costantemente la qualità fruita con i
ritardi subiti dall’utente.
Come si può notare, all’aumentare del ritardo
gestibile, aumenta il numero di utenti che possono essere serviti in quella cella (per un ritardo
pari a 150ms la capacità del servizio VoIP è equivalente a quella del circuito).
VoIP e la rete: l’architettura IMS
ed i servizi ‘combinazionali’
Dal punto di vista dei servizi, possiamo dire che
mentre la voce rappresenta il punto di partenza
(nonché il cardine) per lo sviluppo delle architetture di reti cellulari a circuito, essa può essere considerata, insieme a tutte le altre tipologie di traffico conversazionale, il punto di arrivo per tutto ciò
che riguarda le architetture mobili a pacchetto.
L’idea che sta alla base delle comunicazioni
multimediali di tipo person-to-person è, infatti,
quella di arricchire l’esperienza dell’utente con
situazioni che vanno al di là della semplice conversazione. L’architettura dell’IMS, standardizzata in ambito 3GPP/TISPAN, intende per l’appunto coprire questi nuovi scenari di comunicazione tra utenti dando loro la possibilità di ‘aggiungere’ ai servizi person-to person oggi già fruibili (la voce, ovviamente, ma anche messaggi,
videochiamate, etc), i servizi tipici di una comunicazione a pacchetto (es. file/media/image/video sharing, presenza, streaming, etc).
Per rendere tutto questo possibile fin da oggi
(ovvero la coesistenza dei servizi real-time come
la voce con i ‘nuovi’ servizi a pacchetto dell’IMS),
I quaderni di
Ericsson ha sviluppato l’idea dei cosiddetti servizi ‘combinazionali’, ovvero servizi che sfruttano
contemporaneamente il bearer a circuito per la voce e quello a pacchetto per i dati dell’IMS. Si ritiene che questo sia uno step fondamentale di raccordo tra la tecnologia ‘legacy’ basata su circuito
ed una tecnologia di tipo ‘All-IP’ che potrà essere
matura solo quando le limitazioni esposte sopra
per VoIP wireless saranno definitivamente superate e gli enti di standardizzazione, nonché l’industria, avranno manifestato una volontà comune a
convergere verso un unico tipo di soluzione (architetturale e di servizio) basata su pacchetto.
Ad esempio, se prendiamo in esame la tipologia dei servizi ‘combinazionali’ che Ericsson
chiama “WeShare”, è possibile già oggi (su accessi WCDMA e anche su GSM/GPRS con la
commercializzazione di terminali DTM – Dual
Transfer Mode -), iniziare una normale chiamata
a circuito e, allo stesso tempo, convidere fotografie, file audio, video (registrati o ‘live’), lavagne elettroniche etc. con un’altra persona, sfruttando le risorse della rete IMS.
Dal punto di vista del servizio, il salto tecnologico per il passaggio da voce basata su circuito a VoIP potrà essere realizzato in maniera trasparente per l’utente secondo i tempi e le esigenze dell’operatore, essendo la rete IMS chiaramente già idonea al trasporto di tale tipo di traffico (il servizio VoIP basato su IMS Ericsson è già
disponibile ed ampiamente collaudato per l’accesso fisso/WLAN).
Dal punto di vista dell’interlavoro con altre reti, è possibile già oggi rendere questo servizio
(ed altri) fruibile anche da accessi fissi di tipo
broadband (ovvero, per usare un termine molto
in voga negli ultimi tempi, convergente) qualora
si pensi ad un’unica infrastruttura di erogazione
del servizio (l’IMS) in cui la componente voce è
convertita da circuito a pacchetto attraverso l’architettura softswitch dell’IMS (MGCF - Media Gateway Control Function- e MGW – Media Gateway-).
C’è da dire, infine, che soluzioni IMS VoIP che
utilizzano traffico voce non real-time sono già
presenti presso gli operatori che hanno già introdotto (o sono in procinto di farlo) il servizio
Push-To-Talk (PoC), standardizzato in ambito
Settembre 2005
OMA (Open Mobile Alliance). Questo servizio,
che consente un tipo di comunicazione 1-1 ed
1-N di tipo half-duplex, richiede una qualità di
servizio streaming o interactive (ovvero i bearers
a pacchetto già disponibili) e sfrutta le risorse comuni della rete IMS (presenza, group management, conferenziatore, charging,O&M, etc).
Conclusioni
Il servizio VoIP over Wireless necessita di una buona efficienza spettrale e di un’alta qualità per la voce. Ciò implica l’introduzione, nelle reti di accesso
mobile, di meccanismi che ottimizzino, da una parte, l’utilizzo di banda (es. meccanismi di compressione dell’header e della segnalazione, l’introduzione di HSDPA/HSUPA su WCDMA, etc.) e dall’altra,
i ritardi di trasmissione e la varianza. (oltre al focus
su HSDPA/HSUPA, Ericsson ha sviluppato numerose funzionalità sui nodi della parte radio per contenere i delay nella catena end-to-end).
Diversi sono, ad oggi, il lavori ancora aperti in ambito standardizzazione 3GPP al fine di
uniformare l’approccio alla risoluzione delle problematiche relative all’erogazione del servizio
voce e, in genere, dei servizi di tipo real-time
su pacchetto.
Ericsson crede che uno sforzo congiunto degli enti di standardizzazione, dell’industria (dove
un ruolo chiave è giocato dai costruttori di terminali) e degli operatori del settore, potrà effettivamente accelerare la commercializzazione del
servizio VoIP su wireless superando alcuni ostacoli (non solo di natura tecnologica) che, almeno oggi, non favoriscono la diffusione di un servizio di qualità su larga scala.
Dal punto di vista dell’infrastruttura di rete a
pacchetto a supporto del VoIP, Ericsson ritiene
che l’IMS sia la scelta necessaria per l’erogazione ottimale, in genere, di qualunque servizio person-to-person su pacchetto e, allo stesso tempo, punta oggi a soluzioni combinate (voce a circuito – ottimizzabile su trasporto IP attraverso
tecniche TFO/TrFO –, dati su IMS) come step necessario a gestire la transizione delle reti ‘legacy’
a circuito verso i servizi VoIP e, più in generale,
verso l’All-IP.
Carlo Colaianni Ericsson
85
Voice over IP:
una opportunità
per la Pubblica
Amministrazione
er descrivere i benefici dell’introduzione
dei Servizi VoIP nella Pubblica Amministrazione è indispensabile avere presente lo scenario complessivo delle telecomunicazioni della Pubblica Amministrazione (PA) e
le evoluzioni che sono in corso di attuazione in linea con gli sviluppi del mercato internazionale.
Oggi, le amministrazioni della PA Centrale dispongono di infrastrutture ed applicazioni dedicate alla propria missione istituzionale che vengono gestite con specifiche organizzazioni ICT.
Dette infrastrutture costituiscono realtà di complessità tecnologica paragonabile e talvolta superiore alle realtà private esistenti in altri settori come ad
esempio nel settore bancario ed nei maggiori gruppi industriali del paese (ENI, ENEL, Fininvest etc).
Sin dalla fine degli anni novanta è emersa la
consapevolezza che è indispensabile individuare un percorso comune di sviluppo interoperabile fra queste realtà con l’obiettivo di ottimizzare
costi ed investimenti.
Nel frattempo una sempre maggiore diffusione nel paese dei servizi Internet, dei servizi a larga banda e delle reti wireless rende possibile l’estensione delle applicazioni delle PA direttamente ai cittadini ed alle imprese.
Per conciliare queste due linee di sviluppo il CNIPA, in stretta collaborazione con le amministrazioni, persegue l’obiettivo di razionalizzazione le strutture esistenti e promuovere l’apertura dei servizi ai
cittadini in linea con le nuove direttive contenute nel
Codice Digitale recentemente approvato. In questo
scenario le telecomunicazioni rivestono un ruolo determinante ed è prioritario riconoscersi in un piano
di sviluppo unico per la PA, coordinato e ben delineato del quale sono parte integrante i servizi VoIP
P
86
Le attuali infrastrutture di
telecomunicazioni della PA
Le infrastrutture di telecomunicazioni della PA
Centrale hanno tre componenti distinte:
쩦 le reti geografiche
쩦 i sistemi e servizi presso le sedi delle amministrazioni
쩦 i servizi centralizzati
Reti Geografiche
Alle reti geografiche si è rivolta una grande attenzione e la costituzione di un’unica rete nazionale
per la PA Centrale fa parte, non solo, delle norme
del legislatore, ma è un patrimonio culturale acquisito. Altri grandi paesi Europei stanno maturando
un’analoga posizione solo in tempi recenti. Nel
1999, a seguito di una gara europea, è stato dato
l’avvio alla RUPA – Rete Unitaria per Pubblica Amministrazione – in collaborazione con Telecom Italia e la società Pathnet, costituita per l’occasione.
La rete è stata realizzata su strutture dedicate
alla PA con nodi di commutazione, centro di gestione e servizi di sicurezza ritagliati sulle esigenze delle Amministrazioni. Ma sin da questa realizzazione l’IP ha assunto un ruolo centrale portando a termine specifici piani di migrazione dai protocolli proprietari precedentemente impiegati.
Oggi la RUPA connette 22000 porte delle Amministrazioni, di cui solo il 2% non è IP nativo.
Le sedi delle Amministrazioni
I sistemi e servizi presso le Amministrazioni hanno seguito un percorso correlato agli sviluppi tecnologici che andavano maturando.
Da qui l’adozione di LAN in tutte le sedi con
terminali in IP nativo in un processo di informa-
I quaderni di
tizzazione degli uffici della PAC che ha portato
ad oltre 422000 accessi LAN ed oltre 900000 PC
(Relazione annuale Cnipa del 2003).
Mentre i servizi di fonia sono stati realizzati prevalentemente su Centralini (PABX) installati nelle
principali sedi e connessi direttamente alle reti telefoniche o talvolta inseriti in reti metropolitane urbane. Il parco installato è disomogeneo e diversificato e generalmente i servizi che vanno oltre la
connessione in voce sono presenti solo nell’ambito della sede dell’Amministrazione o in ambienti
che dispongono della stessa architettura (stesso
fornitore). Infine le strutture organizzative che presidiano l’esercizio e lo sviluppo degli impianti di fonia sono spesso dedicate in un contesto di dialogo con analoghe strutture che presidiano l’IT:
Presso le sedi delle Amministrazioni vi sono altri servizi di telecomunicazioni di rilievo quali i servizi di video-sorveglianza, la video conferenza, ecc.,
che costituiscono realtà omogenee solo nell’ambito delle sedi e talvolta dell’Amministrazione.
Servizi centralizzati
Per i servizi centralizzati si sono acquisite esperienze che fanno parte del parte della cultura delle Amministrazioni; infatti la gara europea del
1999 ha previsto, nell’aggiudicazione, anche la
costituzione di una società, EDS PA, per servizi
di accesso ad internet, sicurezza, posta elettronica e servizi di server farm.
L’adesione delle Amministrazioni a tali servizi è in continua crescita ed in linea con tutti gli
indicatori di mercato che prevedono un forte sviluppo dei servizi centralizzati nelle innumerevoli
modalità di fruizione.
Le analisi del gruppo di lavoro
dedicato al VoIP
La tecnologia VoIP parte dal lontano 1999 ed ha
realizzato le prime applicazioni nelle linee a lunga
distanza: oggi tutte le reti dei maggiori operatori di
telecomunicazione trasportano fonia e dati nella
stessa connessione in IP. Ma solo negli ultimi anni si sono rese disponibili funzioni Voice over IP per
imprese e cittadini in modo strutturale, continuativo e con elevata qualità.
Il Cnipa ha deciso di avviare una prima fase
Settembre 2005
di lavoro di analisi con fornitori leader di mercato ed amministrazioni ed ha raggiunto le seguenti conclusioni:
쩦 le tecnologia VoIP è consolidata e può essere impiegata dalla PA;
쩦 tutti i fornitori del mercato internazionale dei
centralini (PABX) hanno deciso di introdurre
prodotti e servizi VoIP facendo evolvere il loro catalogo in un limitato periodo di tempo;
쩦 i servizi VoIP sono innumerevoli e consentono l’avvio di nuove applicazioni che aiutano a
rendere più efficiente e più economica l’attività produttiva;
쩦 gli standard dei servizi traguardano al protocollo
SIP come elemento unificatore ma allo stato attuale sono necessari software di adattamento per
rendere compatibili servizi di fornitori diversi;
쩦 i terminali per la fonia sono in forte evoluzione
e nuove tipologie di terminali si affiancheranno
ai telefoni VoIP simili nelle modalità d’uso ai precedenti telefoni: Così avranno una diffusione
sempre maggiore i telefoni softphone, che consentono di utilizzare il PC installando un software compatibile con i client più diffusi, i telefoni
Wi-Fi per operare all’interno delle sedi in mobilità, i PDA, gli Smart Phone e i Cellulari che integreranno GSM e Wi-Fi nel breve periodo;
쩦 sono disponibili tools automatici per le analisi costi benefici per l’introduzione del VoIP.
Questa analisi ha permesso di delineare un
percorso d inserimento dei servizi VoIP nell’ambito del nuovo sistema SPC.
È in corso la pubblicazione di un quaderno
Cnipa che riassume i risultati della prima fase
delle analisi.
I piani di sviluppo delle reti
geografiche della PA e le
modalità di inserimento del VoIP
Siamo alla vigilia di un’importante evoluzione dell’intero sistema ICT della PA che riguarda le tre
componenti strutturali nelle modalità di seguito
illustrate.
Il successo di una unica rete nazionale per la PA
è stato deciso di replicarlo a livello internazionale ed
è in corso di avanzata realizzazione la Rete Internazionale per la Pubblica Amministrazione (RIPA).
87
Schema del Sistema Pubblico di Connettività.
La rete che coprirà 130 paesi e 450 sedi all’estero nasce prendendo a riferimento le strategie dei maggiori operatori internazionali di telecomunicazioni: La rete sarà una rete IP-MPLS
(multi protocoll packet switching) ossia sarà in
grado di garantire una qualità di servizio ottimale per tutte le tipologie di traffico – video,
voce, dati, ecc. Adotterà elevati standard di sicurezza con Ip-Sec in ogni connessione e con
un sistema di sicurezza end-to-end sovrapposto alla rete e progettato per tener conto delle
realtà internazionali nella quale operano pochi
operatori sulla lunga distanza che si avvalgono dei molti operatori locali per realizzare l’ultimo miglio.
La rete prevede l’inserimento nelle principali
sedi del servizio VoIP realizzato dall’aggiudicatario EDS – BT-Infonet in piena compatibilità con
la propria architettura internazionale.
Una nuova gara è stata bandita al termine dei 5
anni di vigenza contrattuale della RUPA e dei servizi centralizzati: il Sistema pubblico di Connettività.
Le sedi delle Amministrazioni.
88
I quaderni di
Il sistema Complessivo.
Il SPC è stato pensato per rivolgersi a tutta la
PA prevedendo un organo di governo collegiale,
presente il Cnipa e le Amministrazioni Centrali e
Locali.
Per la parte relativa alla rete geografica nazionale molte saranno le novità fra le quali si sottolinea la struttura plurioperatore, la rete Ip-MPLS
a qualità garantita, la costituzione di punti di
scambio correlati ai grandi NAP nazionali, la sicurezza e i servizi VoIP.
Le reti geografiche brevemente illustrate offrono alla PA l’opportunità di creare un’unica rete logica nazionale ed internazionale adatta a
qualsiasi tipologia di servizi evitando costose
duplicazioni di reti mono-applicazione, azzerando i costi delle telefonate on-net e rendendo
possibile l’integrazione in IP di tutti i servizi all’interno delle Amministrazioni e verso i cittadini e le imprese.
Il progetto d’integrazione va esteso ai servizi
e agli impianti nelle sedi delle PA.
È in corso un primo censimento degli impianti di fonia delle Amministrazioni Centrali che fornirà un quadro di riferimento per avviare piani di
sviluppo coordinati con l’evoluzione delle reti e i
servizi centralizzati. Obiettivo è la realizzazioni di
cablaggi unici con gestione integrata dei servizi
dati, fonia e video con benefici economici e con
un salto di qualità nel livello dei servizi.
Il Cnipa ha fatto da capofila realizzando nella
Settembre 2005
propria sede un primo impianto VoIP integrato
nella LAN e avviando sperimentazioni per nuove tipologie di servizi quali ad esempio applicazioni Wi-Fi-GSM.
Le applicazioni centralizzate rivestono un ruolo importane per l’inserimento del VoIP. In particolare le prime realizzazioni riguarderanno:
쩦 la necessità di rendere compatibili le architetture VoIP che faranno parte del sistema SPC realizzato da più operatori di telecomunicazione;
쩦 la possibilità di costituire un Softwitch centralizzato per instradare tutto il traffico IP delle
Amministrazioni verso le reti di tutti gli operatori di telecomunicazione;
쩦 la creazione di un Ip-Centrex con funzioni centralizzate di commutazione.
Con la diffusione graduale dei servizi VoIP si
individueranno altre applicazioni come i servizi
di IP-Conctat Center, Servizi di Unified Messaging ed altri ancora.
La PA si doterà nel breve periodo di un sistema ICT di notevole rilevanza con applicazioni all’avanguardia nel quale sarà possibile
avviare nuovi servizi e nuove opportunità di
colloquio con cittadini ed imprese in un quadro di continua razionalizzazione ed ottimizzazione dei costi.
Emilio Frezza CNIPA
89
Le problematiche
normative e
regolamentari del VolP
l servizio di telefonia tradizionalmente rappresenta uno dei servizi di telecomunicazione fra i più ampiamente regolamentati. D’altra parte, stiamo assistendo ad una evoluzione così rapida dei servizi di tipo Voice over IP (VoIP)
che nessuno ormai dubita più del fatto che in un
futuro più o meno lontano tutte quante le comunicazioni di tipo vocale saranno veicolate sulle reti
mediante protocollo IP. In molti paesi, questo praticamente impone alle varie Authority del settore,
le cosiddette National Regulatory Authorities
(NRAs), di mettere fra le proprie priorità assolute il
tema della regolamentazione dei servizi VoIP.
Per converso, le questioni che vengono sollevate dal VoIP sono molte e controverse. Anzitutto,
il VoIP riguarda sia le reti fisse che mobili, in quanto le problematiche di fondo sono le stesse per entrambi gli ambiti. Inoltre il tipo di approccio seguito nei diversi paesi per la regolamentazione del
VoIP può essere molto diverso. Tralasciando alcuni casi specifici di paesi nei quali il servizi di tipo
VoIP sono addirittura proibiti1. Vi è chi, come Giappone e Sud Corea, hanno definizioni diverse se il
servizio è di tipo fisso, mobile oppure Internet. In
Europa invece le direttive tendono a mantenere un
approccio tecnologicamente più neutrale. Va altresì evidenziato che il ruolo delle normative può essere decisivo per il corretto svilupparsi o viceversa per il rapido estinguersi dei servizi VoIP.
I
Il quadro regolamentare europeo
Le direttive di interesse per il VoIP sono sei2 e perseguono gli obbiettivi di carattere generale illustra-
ti qui a lato. In ogni caso, gli interventi di tipo regolatorio devono adeguatamente rispettare i principi di obiettività, neutralità tecnologica, trasparenza, non-discriminazione e proporzionalità. Si
tratta del quadro di base della regolamentazione
UE a cui anche quella del VoIP deve ottemperare.
Tale quadro regolamentare definisce le seguenti
categorie di servizi, che possono applicarsi al VoIP:
Servizio di Comunicazione Elettronica (ECS3):
definito all’art.2c della Framework Directive come
quel servizio:
1) forniti di norma a pagamento
2) consistenti esclusivamente o prevalentemente nella trasmissione di segnali su reti di comunicazioni elettroniche
Servizio Telefonico Accessibile al Pubblico
(PATS4): definito all’art.2c della Universal Service
Directive come quel servizio:
1) accessibile al pubblico
2) che consente di effettuare e ricevere chiamate nazionali ed internazionali
3) di accedere ai servizi di emergenza tramite uno
o più numeri che figurano in un piano di numerazione nazionale o internazionale
4) che può, se necessario, includere uno o più dei
seguenti servizi:
a) l’assistenza di un operatore
b) servizio di elenco abbonati e consultazione
c) fornitura di telefoni pubblici a pagamento
d) fornitura del servizio a termini specifici
e) fornitura di apposite risorse per i consumatori disabili o con esigenze sociali partico-
1
In Bolivia è attualmente illegale vendere al dettaglio servizi di tipo VoIP, mentre fino ad alcuni anni fa a Malta era
illegale offrire servizi VoIP su WLAN.
2
Framework Directive, Access Directive, Authorisation Directive, Universal Service Directive, Privacy Directive,
Competition Directive (Directive 2002/21-19-20-22-58-77/EC).
3
Electronic Communication Service.
4
Publicly Available Telephony Service.
90
I quaderni di
lari e/o la fornitura di servizi non geografici
Dal punto di vista della classificazione dei servizi VoIP, una prima suddivisione piuttosto generale
distingue i vari servizi in:
A) VoIP privato
Mediante i dispositivi destinati al VoIP è di solito
possibile instaurare direttamente chiamate ad altri utenti che utilizzano gli stessi dispositivi o
software mediante la rete pubblica Internet. In
questo caso, non interviene nessun service provider per la comunicazione.
B) Servizi VoIP privi di obblighi specifici
Rientrano in linea di principio all’interno della Authorisation Directive, ma i provider non devono
soddisfare ad alcun obbligo specifico. Due esempi abbastanza comuni sono il caso di trasporto
interno5 e di intranet aziendali6.
C) Servizi VoIP offerti al pubblico
Si tratta ovviamente di servizi VoIP in cui vengono trasmessi segnali su reti di comunicazioni elettroniche e che quindi ricadono all’interno della
normativa UE, anche se il loro inquadramento normativo dipende dalla natura del servizio che viene offerto. Si dovrà prestare attenzione alle seguenti caratteristiche:
1) Accesso ad altri utenti. Si tratta dell’aspetto
più rilevante, che riguarda la capacità degli utenti
di effettuare e ricevere chiamate nazionali ed internazionali secondo quanto, almeno sinora, viene reso possibile tramite il piano di numerazione
E.1647. Tuttavia i service provider offrono talora limitate capacità di accesso (ad esempio, effettuare chiamate, ma non riceverle). In tal caso, ci sono pareri discordanti, come vedremo, se considerarle o meno servizi PATS. Adottando tale criterio,
si consente a servizi ECS, quali il PoC (Push-totalk over Cellular) o Skype, di evitare le ostiche normative associate ad un servizio telefonico.
2) Ruolo del provider: i servizi VoIP possono basarsi su differenti business model, a cui sono associati diversi livelli di controllo nel servizio. In particolare, si possono avere service provider a banda larga che possono controllare anche la soggiacente infrastruttura di rete e sono quindi in grado
di fornire qualità migliore e garantire una adeguata integrità del servizio. Altri provider si limitano invece a fornire semplicemente il servizio telefonico,
senza la possibilità di influenzare la qualità e la disponibilità dell’accesso a banda larga. Questo potrebbe avere una qualche influenza sul tipo di regolamentazione da applicare, anche se è facile intravedere non pochi problemi di ordine pratico.
3) Grado di mobilità: in taluni paesi, ci possono
essere limitazioni all’uso in mobilità8 di numeri con
un’associazione geografica o all’effettuare chiamate d’emergenza. Ovviamente il problema concreto
che si deve affrontare non è tanto quello della chiamata pura e semplice (non si vede perché dovrebbe essere più difficile colloquiare con l’operatore
del 113 invece che con un proprio conoscente),
quanto quello della localizzazione affidabile ed automatica dell’utente in mobilità. Infatti su tale informazione è basato l’instradamento della chiamata
d’emergenza al corretto (in genere il più vicino) centro di emergenza. Quindi il grado di mobilità del
servizio può essere un criterio per la definizione del
livello appropriato di regolamentazione.
Grado di regolamentazione
Obblighi di tipo regolamentare significano ovviamente ed inevitabilmente costi aggiuntivi per i fornitori
del servizio, che possono essere giustificati solamente alla luce degli obiettivi generali del quadro regolamentare UE; a titolo di esempio, le chiamate d’emergenza rientrano fra le misure per la protezione
dell’utente mentre quelle sulla portabilità del nume-
5
Molti operatori di rete sia fissa che mobile hanno fra i loro piani (già operativi o di prossima realizzazione) il trasporto di traffico vocale a grande distanza su reti IP. Tali servizi sono completamente trasparenti per gli utenti e
dunque non hanno alcuna rilevanza né per il servizio all’utente né per quanto attiene ai relativi diritti e doveri.
6
Sempre più aziende stanno realizzando centralini interni basati su soluzioni VoIP. Tali servizi, pur assoggettati
alla Authorisation Directive, non impongono obblighi o restrizioni specifiche.
7
La Raccomandazione E.164 dell’ITU definisce il piano di numerazione telefonico internazionale, basato su tre
categorie di numeri, descrivendo per ognuna di esse la struttura del numero e la funzionalità. Tutti i numeri telefonici sono costituiti da una sequenza massima di 15 cifre; da una a tre cifre sono riservate per il codice paese
(Country Code), il cui completo elenco viene pure fissato all’interno della E.164.
8
Con il termine “mobilità” non intenderemo qui un utente che sia fisicamente in movimento, quanto un utente che
può essere, pur fisso in certo punto, presente in modo a priori ignoto all’interno del territorio nazionale, in quanto la
connessione Internet per il servizio VoIP gli può venire offerta tramite un generico punto di accesso sul territorio.
Settembre 2005
91
ro possono essere viste come misure per promuovere la competitività. In vista del principio di neutralità tecnologico, non si vede d’altra parte come due
servizi che all’utente risultino sostanzialmente identici non possano andare soggetti allo stesso grado
di regolamentazione, indipendentemente dal fatto
che l’implementazione tecnica sia basata sulla tradizionale commutazione di circuito vocale oppure
sulla innovativa trasmissione a pacchetto del VoIP.
D’altra parte i servizi VoIP possono venire resi, a
differenza di quelli mobili o fissi tradizionali, in qualunque parte del mondo, e quindi anche senza essere presenti localmente sul territorio, nonostante
questo fatto possa al fin fine consentire di praticare
tariffe di terminazione inferiori. Quindi, gli obblighi regolamentari che è opportuno introdurre devono essere dimensionati anche su quanto accade in altri
paesi, al fine di evitare una progressiva perdita di
competitività per i provider locali rispetto a quelli internazionali. Questo ha come ovvia conseguenza
una maggiore volontà globale di armonizzazione delle legislazioni nazionali. Un altro aspetto non trascurabile che spesso si pone è quello relativo alla numerazione ed alla portabilità del numero. I servizi
VoIP possono venire fruiti con diverse modalità di indirizzamento, quali l’indirizzo SIP, l’indirizzo IP oppure il numero di tipo E.164. Talora vengono previsti
dalle NRA intervalli di numerazione riservati ai servizi di tipo VoIP. Questo aspetto si intreccia, come vedremo, con quello della portabilità.
Un ultimo tema che viene intersecato dai servizi
VoIP è quello dell’unbundling nell’accesso a larga
banda, connesso con la possibilità di ingresso nel
mercato per i nuovi soggetti. In assenza di un chiaro
meccanismo di unbundling, gli utenti non avrebbero
la possibilità di scegliere il proprio fornitore di accesso Internet, favorendo indirettamente gli incumbents
anche per quanto attiene l’offerta dei servizi VoIP.
Conclusioni
Nel concludere questa carrellata sulla situazione
della regolamentazione internazionale del VoIP, si
vuole qui sottolineare come l’attività delle NRA non
si conclude con l’emanazione di norme: questa è
semplicemente la conditio sine qua non. Sarà poi
l’interpretazione e l’uso che viene fatto di tale normativa che potrà concretare accelerare o rallentare lo sviluppo commerciale del sistema. Ciò sarà
particolarmente vero per quanto riguarda gli accordi di interconnessione o, in un senso più ampio, l’accesso alla rete. Quindi i dettagli di tali accordi (aspetti come i punti di interconnessione, la qualità, lo
schema di interconnessione, le tariffe, la risoluzione delle controversie, ecc..) saranno i fattori chiave
per un rapido e tempestivo sviluppo del VoIP. In una
prospettiva più generale, il VoIP può essere considerato come un catalizzatore della definitiva transizione dalle reti telefoniche tradizionali alle nuove reti, basate sulla convergenza dell’intero mondo delle comunicazioni elettroniche e di cui la voce non
sarà che una delle tante espressioni.
Inoltre bisogna sottolineare che in Italia l’Agcom ha avviato tavoli di discussione e gruppi di
lavoro per definire al meglio la normativa da adottare; in tal senso sta già circolando una prima bozza di normativa su cui sono attesi pareri dai principali attori del settore.
Guido Riva Fondazione Ugo Bordoni
Domande e risposte su VoIP
Domanda: ma come faccio ad avere il servizio VoIP?
Risposta. Per avere il servizio VoIP basta rivolgersi ad un operatore VoIP, il quale, nel caso in cui la rete telefonica lo consente, vi inserirà un dispositivo (ADSL) in casa che si connetterà al vostro attuale telefono.
D. Ma quanto risparmio?
R. L’offerta base in genere permette un risparmio medio tra il 20 e il 50% rispetto alla telefonia classica, ma
ci sono casi in cui il risparmio può essere assai più alto come nel caso delle chiamate intercontinentali.
D. Tutto qua?
R. Occorre precisare che l’offerta può essere molto più vasta e può aprire orizzonti ben più ampi che ci
possono completamente cambiare il modo di comunicare. In particolare alla offerta VoIP si può includere la connessione alla larga banda che può essere utilizzata per tanti altri scopi. In questo caso gli operatori che offrono la larga banda, dal punto di vista della sola comunicazione, possono offrire svariati servizi come la condivisione di testi e immagini (es. la videocomunicazione). Per questo oggi, come una evoluzione già disponibile del VoIP, si parla di CoIP (Communication over IP) o di SoIP (Service over IP). Di queste prospettive se ne è diffusamente parlato al Convegno organizzato dall’AICT su questi temi, il 7 luglio a
Roma, e i dettagli possono essere trovati sul sito www.aei.it.
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I quaderni di

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