O que é VoIP?

O VoIP, ou Voz sobre Protocolo de Internet, é uma tecnologia que permite realizar chamadas de voz pela internet, em vez de pelas redes telefônicas tradicionais. Ao converter o som em pacotes de dados digitais, o VoIP possibilita a comunicação de voz e vídeo em tempo real em redes baseadas em IP — sendo a base de tudo, desde sistemas telefônicos empresariais até aplicativos de videoconferência e redes móveis.

Demonstrado pela primeira vez na década de 1970, o VoIP só se tornou comercialmente viável no final da década de 1990 e início da década de 2000, quando o acesso generalizado à internet e o aprimoramento das tecnologias de rede tornaram possível sua adoção em larga escala. Em 2020, o VoIP havia se tornado uma infraestrutura essencial, constituindo a espinha dorsal da comunicação moderna para empresas e consumidores em praticamente todos os setores.

Hoje em dia, as chamadas de voz e Video são tão comuns que a tecnologia por trás delas muitas vezes passa despercebida. Mas o que significa, na verdade, transmitir chamadas de voz como pacotes de dados? Quais desafios técnicos o VoIP resolve e por que ele se tornou a base das comunicações modernas? Nesta postagem, responderemos a essas perguntas, exploraremos como o VoIP funciona e mostraremos como você mesmo pode experimentá-lo usando a Voice API da Vonage.

Esta postagem do blog foi estruturada para atender a diferentes estilos de leitura e aprendizagem. Cada seção é independente, portanto, fique à vontade para lê-las na ordem que for mais conveniente para você:

• Das linhas telefônicas à internet: como a voz se tornou digital

• O que é VoIP e como ele é utilizado?

• Experimente o VoIP!

• Em resumo

• Leitura complementar

Das linhas telefônicas à internet: como a voz se tornou digital

O VoIP também é conhecido como telefonia IP. O VoIP é um conjunto de tecnologias utilizado principalmente para comunicação de voz em redes de Protocolo de Internet (IP). Em outras palavras, o VoIP permite realizar uma chamada telefônica pela Internet, em vez de utilizar a tradicional rede pública comutada de telefonia (PSTN) ou serviço telefônico convencional (POTS).

Para entender por que o VoIP é tão revolucionário, é importante compreender como as chamadas telefônicas funcionavam inicialmente.

Como funcionavam as ligações telefônicas antes da internet

Durante a maior parte do século XX, as chamadas telefônicas eram transmitidas por fios físicos. Quando você pegava o telefone e discava um número, sua chamada era conectada à outra pessoa por meio de um caminho dedicado formado por cabos de cobre em um rede com comutação de circuitos . As ondas sonoras da sua voz eram convertidas em sinais elétricos e transmitidas de um lado para o outro ao longo desse caminho. Essa conexão permanecia aberta durante toda a duração da ligação, mesmo nos momentos de silêncio.

Esse sistema funcionava, mas tinha suas limitações. Exigia uma infraestrutura extensa e cara, não era facilmente escalável e não era muito flexível. Assim que a chamada terminava, a conexão era encerrada e não podia ser reutilizada para nenhuma outra finalidade. O que aconteceria se toda essa infraestrutura sofresse uma falha? Seria possível tornar essas conexões mais persistentes e confiáveis?

Na década de 1960, uma nova tecnologia surgiu como resposta a essa pergunta: a internet. À medida que os computadores e a internet se tornavam mais comuns, os engenheiros começaram a se perguntar: e se a voz pudesse ser transmitida da mesma forma que os e-mails e as páginas da web?

Conversão de voz em dados

A internet não envia informações como um fluxo único e contínuo. Em vez disso, ela divide tudo em pequenos pedaços chamados pacotes, em um processo chamado comutação de pacotes. Cada pacote possui um cabeçalho e uma carga útil: o cabeçalho indica ao pacote para onde ele deve ir e, ao chegar ao seu destino, a carga útil do pacote é extraída e processada por um sistema operacional, um software aplicativo ou protocolos de camada superior. Em outras palavras, um pacote é como um envelope com um endereço, indicando à rede para onde deve ir; a carta dentro do envelope contém os dados. É isso que acontece nos bastidores toda vez que você envia um e-mail, acessa um site, assiste a um Video online ou faz uma ligação com um número virtual.

A comutação de pacotes resolve a questão de como os dados podem circular de forma eficiente pelas redes — mas a voz apresenta um desafio único. A fala humana é contínua e analógica, enquanto as redes de computadores operam utilizando dados digitais discretos. Para enviar voz pela internet, as ondas sonoras precisam primeiro ser convertidas em um formato digital que possa ser compactado, transmitido e reconstruído no outro extremo.

É aqui que a codificação preditiva linear (LPC) entra em cena.

A LPC é uma técnica utilizada no processamento de fala para representar o áudio falado em um formato digital compacto. Em vez de transmitir todos os detalhes de um sinal de voz, a LPC analisa pequenos segmentos de fala e identifica padrões que podem ser usados para prever os sons seguintes. Apenas as informações essenciais necessárias para recriar a voz são enviadas pela rede.

Resumindo, quando você fala em um dispositivo compatível com VoIP, como um smartphone ou laptop, sua voz é:

1. Captado por um microfone

2. Comprimido em dados digitais usando LPC ou técnica semelhante

3. Divida em pequenas porções

4. Enviado pela internet

5. Reorganizado e reproduzido como som do outro lado da linha

Tudo isso acontece em milissegundos, por isso a conversa parece natural e em tempo real.

Por que isso foi tão importante

A transformação da voz em dados da internet mudou tudo.

Como o VoIP utiliza as mesmas redes que sites, aplicativos e streaming de vídeo:

• As ligações são mais baratas — especialmente as de longa distância e as internacionais

• Você não precisa de linhas telefônicas especiais

• Voice, Video e mensagens podem funcionar juntos em um único aplicativo

Essa mudança lançou as bases para ferramentas de comunicação modernas, como videochamadas, números de telefone virtuais e centrais de atendimento baseadas na nuvem.

Em resumo, o VoIP funciona porque a internet aprendeu a transmitir conversas humanas — e não apenas texto e imagens. E, assim que a voz passou a ser apenas mais uma forma de dados, a comunicação ficou mais rápida, mais barata e muito mais flexível.

O que é VoIP e como ele é utilizado?

O Protocolo de Voz sobre Internet (VoIP) é um método de transmissão de ondas sonoras compactadas em pacotes de dados por meio de redes digitais que utilizam a internet. Esses pacotes de dados são transmitidos pelas redes por meio de cabeçalhos que orientam os roteadores e transportam cargas úteis contendo dados e instruções. Quando os pacotes chegam ao destino, são remontados e descompactados, voltando a se tornar ondas sonoras por meio de um codec. Codec (uma combinação das palavras codificador e decodificador) refere-se a um componente de hardware ou software que codifica ou decodifica um fluxo de dados ou um sinal.

Para funcionar, o VoIP geralmente requer o seguinte:

1. Uma conexão com a internet

2. Um dispositivo compatível com VoIP, como um smartphone com um aplicativo de VoIP instalado

3. Um provedor de serviços de VoIP

4. Um Controlador de Fronteira de Sessão (SBC) para gerenciar o roteamento de chamadas e a segurança

Protocolos e proteções de sessão

O VoIP utiliza Protocolo de Iniciação de Sessão (SIP) para estabelecer, manter e encerrar sessões de voz e Video. O SIP é um protocolo baseado em texto inspirado no Protocolo de Transferência de Hipertexto (HTTP) e no Protocolo Simples de Transferência de Correio (SMTP). Assim como os endereços IP, os endereços SIP ajudam a direcionar os pacotes de dados de comunicação entre dispositivos habilitados para VoIP. Uma vez iniciada a sessão, outros protocolos são responsáveis pela codificação, transmissão e decodificação dos pacotes de dados.

Os Controladores de Fronteira de Sessão (SBC) garantem a segurança dessas sessões. Eles também são responsáveis pela conectividade, pela qualidade do serviço, pelo cumprimento das normas, bem como pelas estatísticas e informações de faturamento. Se uma sessão é a conexão entre dois dispositivos habilitados para VoIP, então o SBC é o supervisor que garante que tudo esteja protegido e em ordem. 

Como o VoIP impulsiona a tecnologia que usamos todos os dias

Embora o VoIP tenha se concentrado inicialmente na transmissão de voz, o conceito de comunicação pela internet constitui a base do que é conhecido como telefonia IP. A telefonia IP abrange tanto a comunicação por voz quanto a comunicação por texto e fax. Applications como o WhatsApp e o Signal utilizam a telefonia IP. Atualmente, o VoIP e a telefonia IP são parte integrante da infraestrutura móvel moderna, com as redes 4G e 5G dependendo de tecnologias de voz baseadas em IP.

Hoje, o VoIP não se resume apenas a substituir as chamadas telefônicas tradicionais. O VoIP e a telefonia IP constituem a base de muitas de nossas ferramentas essenciais de comunicação modernas.

Videoconferência: Mais do que apenas vídeo

Quando você participa de uma videochamada em plataformas como o Zoom, o Google Meet ou o Microsoft Teams, o VoIP está funcionando nos bastidores. Enquanto sua câmera cuida do vídeo, sua voz continua sendo captada, transformada em dados digitais e enviada pela internet usando os princípios do VoIP.

Como você provavelmente já percebeu em suas próprias experiências com videoconferências, o áudio costuma ser a parte mais importante de uma videochamada. Mesmo que o vídeo congele ou perca qualidade, um áudio nítido mantém a conversa fluindo. O VoIP permite ajustar, compactar e priorizar os dados de voz para que as conversas pareçam naturais mesmo quando as conexões à internet não estão perfeitas.

Aplicativos de mensagens e notas de voz

Aplicativos de mensagens como o WhatsApp, o Slack e o Discord dependem fortemente da tecnologia VoIP. Quando você envia uma mensagem de voz, inicia um bate-papo por voz ou faz uma chamada pelo aplicativo, não está usando uma rede telefônica tradicional. Em vez disso, sua voz é transmitida como dados da internet — assim como mensagens de texto e imagens.

É por isso que esses aplicativos podem oferecer:

• Voice calls and Video calls free or at low cost

• Chamadas em grupo entre países

• Alternância sem interrupções entre texto, Voice e Video

Do ponto de vista do usuário, tudo parece ser um único aplicativo simples. Nos bastidores, é o VoIP que torna essa flexibilidade possível.

Redes móveis e chamadas por Wi-Fi

O VoIP e a telefonia IP são parte integrante da infraestrutura móvel moderna. Atualmente, muitos smartphones oferecem suporte a chamadas por Wi-Fi, o que permite fazer chamadas por meio de uma conexão sem fio à internet, em vez de depender exclusivamente das torres de celular.

Os padrões mais recentes de telefonia móvel também utilizam tecnologias de voz baseadas na internet para oferecer chamadas mais nítidas e tempos de conexão mais rápidos. Em outras palavras, até mesmo as chamadas telefônicas “comuns” são cada vez mais viabilizadas por sistemas do tipo VoIP.

O VoIP é uma prova do desejo humano de se comunicar. Desde o humilde telefone até as conquistas tecnológicas da comutação de pacotes, codecs e protocolos, nossa necessidade de nos comunicarmos continua a inspirar a inovação.

Experimente o VoIP!

O código a seguir e um Account da Vonage são tudo o que você realmente precisa para usar a Voice API da Vonage e conectar uma chamada recebida por meio de VoIP:

curl -X POST https://api.nexmo.com/v1/calls\
  -H "Authorization: Bearer $JWT"\
  -H "Content-Type: application/json"\
  -d '{"to":[{"type": "phone","number": "'$VOICE_TO_NUMBER'"}],
      "from": {"type": "phone","number": "'$VONAGE_VIRTUAL_NUMBER'"},
      "ncco": {"action": "talk",
                    "text": "This is a text to speech call from Vonage"}]}'

Quer desenvolver uma aplicação completa do Vonage Voice? Saiba como atender uma chamada telefônica recebida com Python.

Para ver o VoIP em ação, assista à demonstração abaixo sobre como criar um sistema automatizado de transmissão de voz:

Em resumo

O VoIP é a tecnologia que permite a comunicação de voz pela internet, em vez de pelas redes telefônicas tradicionais. Nesta postagem, exploramos como o VoIP funciona, traçando a evolução da transmissão de voz desde os primeiros telefones analógicos até as redes digitais com comutação de pacotes. Analisamos as principais tecnologias que tornam o VoIP possível, incluindo comutação de pacotes, codecs e comunicação baseada em IP, e vimos como o VoIP sustenta ferramentas modernas como videoconferência, aplicativos de mensagens e redes móveis. 

Por fim, a publicação mostra como é fácil experimentar o VoIP em primeira mão usando a Voice API da Vonage, relacionando o contexto histórico com aplicações práticas e reais.

Leitura complementar

• Confira o canal do Vonage Developer no YouTube para ver mais demonstrações e tutoriais

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