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Rete telefonica
Quando si parla di trasporto audio/video ci sono essenzialmente due tipi di problemi:
-la segnalazione indica come iniziare e mantenere il collegamento.
-la codifica indica il modo in cui trasmettere i dati.
In questo corso si studierà solo la segnalazione, a parte qualche piccolo accenno sulla fase di codifica, per avere un'idea di cosa si sta trasmettendo.
Attualmente la rete telefonica, almeno nella parte più interna, è diventata una rete IP, basata su backbone. La parte più periferica è invece ancora in forma analogica.
La rete telefonica è ancora a commutazione di circuito. L'allocazione del circuito è statica ed è costituita da un canale a 64Kbps (640000) full duplex. Ogni campione è di 8bit.
Nella rete telefonica non c'è compressione, nè è prevista la comunicazione ad alta qualità (stereo, codec migliori, …), se non mediante l'utilizzo di canali a multipli di 64Kbps. Non viene effettuata la soppressione dei silenzi, nè la multiplazione statica (non è possibile variare la banda).
Prima dell'inizio della telefonata è necessaria una fase di segnalazione (call step).

Rete dati (VoIP)
Nella parte centrale anche la rete telefonica è composta da una rete a commutazione di pacchetto, in modo da avere multiplazione statica, che rende utile la soppressione dei silenzi (si risparmia banda). Si può avere anche compressione (anche se in realtà non si è ancora riusciti a metterla in pratica, in quanto essa porta la perdita di dati, che per le telefonate non risulta importante, ma provoca danni irrecuperabili nel caso in cui si utilizzino modem o fax). E' possibile trasmettere ad alta qualità.
La rete dati introduce il problema della gestione della qualità della chiamata, in quanto la banda non è prenotata e quindi non garantita; inoltre i tempi di attraversamento e di interarrivo (jitter) sono aleatori e non garantiti a priori.

Vantaggi del VoIP
Diversi soggetti hanno visto diversi miglioramenti con l'arrivo del VoIP:
-consumer non ha costi aggiuntivi oltre alla connessione a internet.
-telecom può trasmettere più dati con minor banda, grazie alla commutazione di pacchetto.
-enterprise (utente aziendale) non ha costi aggiuntivi, può personalizzare il servizio (inoltro delle chiamate a seconda di vari parametri, informazioni sul traffico, sulle chiamate, e-presence, instant messaging, videochiamata, condivisione di applicazioni, trasferimento files).

ToIP
ToIP è una via di mezzo tra VoIP e rete telefonica, che permette di continuare ad utilizzare i terminali normalmente utilizzati per la telefonia, ma che in verità trasporta i dati via IP. In questo modo non è necessario cambiare i terminali di rete, ma solo le centraline telefoniche. Il ToIP non offre servizi aggiuntivi/innovativi, ma è solo una tecnica diversa del trasferimento del traffico voce. Con ToIP è possibile anche collegare dei PC, alcuni collegati direttamente alla rete IP del gestore, altri nella rete internet.

Flusso VoIP
Esso è schematizzabile in fasi:
-campionamento trasforma il segnale da analogico in digitale. E' importante la frequenza di campionamento e la sensibilità, che determina l'errore di quantizzazione. Questi due fattori influiscono sul bit rate teorico.
-codifica comprime i dati. La codifica influisce sul bit rate effettivo, in quanto è dato dal bit rate teorico/fattore di compressione. In questa fase è prevista la soppressione dei silenzio (con inserimento di rumore bianco) e la cancellazione dell'eco. La codifica necessita del tempo e quindi introduce un certo ritardo (in più alcune codifiche, ad esempio MPEG, necessitano dei frame successivi per essere calcolati). La codifica può essere:
--codifica per differenze (senza perdita). Esso può essere predittiva o statica.
--codifica pesata.
--codifica a perdita.
-pacchettizzazione è una funzione necessaria per abbassare l'overhead degli header, anche se introduce molto ritardo. Essa migliora l'efficienza. I pacchetti normalmente contengono circa 20/40ms di informazione.
-accodamento mentre si attende che il pacchetto venga effettivamente inviato. Alcuni router cercano di avere un accodamento a priorità, in modo da far passare prima i pacchetti audio/video rispetto al resto del traffico. Il problema è che il compito di marcare il traffico è spesso lasciato all'utente, che quindi può marcare anche pacchetti che in realtà non sono A/V.
-trasferimento è la fase più delicata del flusso VoIP. Il tempo necessario a trasmettere completamente il pacchetto è limitato superiormente dal tempo di trasmissione del pacchetto stesso. Avere MTU troppo elevate da problemi.
-de-jitter serve ad annullare i tempi di interarrivo. I pacchetti che arrivano troppo tardi vengono considerati persi.
-riordinamento
-decodifica decomprime i dati. Questa fase è messa in atto dal riproduttore.
-controllo dell'errore, basata su bit di parità (ridondanza). La ritrasmissione non può essere effettuata, in quanto richiederebbe troppo tempo.