Push-to-Talk: Protocolos e Arquitetura

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Publicado em 9 de outubro de 2016

Introdução

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A tecnologia Push-to-Talk over Cellular acrescenta a possibilidade de comunicação instantânea e unidirecional ao modo como utilizamos o celular, e com muitas vantagens em relação a utilização de rádios de comunicação, como os walkie talkies.

A utilização dessa tecnologia através do celular traz benefícios para os usuários e também para a empresa, já que elimina a necessidade do usuário ter que andar com um segundo dispositivo e da empresa de comprar ou alugar os rádios, que podem representar um custo bastante elevado.

Por utilizar a rede de telefonia celular sua abrangência é mundial, fato que também supera os rádios bidirecionais, que têm uma abrangência extremamente limitada.

Durante a leitura desse artigo, você entenderá como funciona a tecnologia Push-to-Talk, que traz tantos benefícios para a comunicação entre equipes de trabalho.

A tecnologia Push-to-Talk

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A tecnologia Push-to-Talk é a comunicação em tempo real com um usuário ou um grupo através de somente um apertar de um botão em um celular. A comunicação é do tipo half-duplex, o que significa que o destinatário deve esperar o primeiro terminar de falar para poder responder, ou seja, os dois usuários não podem falar ao mesmo tempo.

O PTT utiliza a Voz sobre IP (VoIP), transmissão da voz por pacotes de dado via IP, o protocolo da internet. Atualmente, o Push-to-Talk faz a transmissão dos dados pelas redes de telefonia celular, usando tecnologias como GPRS, EDGE e WCDMA. Por utilizar esse tipo de rede sua abrangência é mundial, já que sua área de cobertura é grande.

O seu funcionamento se dá da seguinte maneira: o usuário seleciona outro usuário ou canal com quem ele deseja falar e pressiona o botão para começar a falar. A mensagem é transformada em um pacote de dados, que é transmitido pela rede da operadora por meio de uma das tecnologias de transmissão mencionadas acima. Esse pacote é recebido pelo celular do(s) destinatário(s), que o transforma novamente em voz. Esse processo se repete a cada vez que um dos usuários pressiona o botão e fala.

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Protocolos

Protocolo é uma convenção que possibilita a conexão, comunicação e transferência de dados entre sistemas computacionais. O Push-to-Talk é uma comunicação baseada em Voice over IP (VoIP). A seguir iremos abordar os principais protocolos que participam no seu fluxo de dados.

Protocolo IP

O Protocolo da Internet (IP) permite a comunicação entre sistemas que utilizam a comutação de pacotes. Ele não necessita de conexão para transferir os blocos de dados, ele precisa apenas que os hosts de origem e destino possuam endereço IP.

Se os blocos de dados forem muito longos, o protocolos fragmenta e remonta o bloco para que ele possa ser transmitido pela rede.

Protocolo UDP

O User Datagram Protocol (UDP) é uma extensão do protocolo IP, que opera no nível de transporte sem a necessidade de conexão. Sua principal função é fornecer uma interface para o protocolo IP.

Seu cabeçalho é composto por: duas portas de identificação, uma de origem e uma de destino da mensagem; o campo UDP Length, que apresenta o tamanho do pacote; e o campo UDP Checksum, que verifica se as informações do cabeçalho estão corretas.

Como o UDP não realiza controle de erros, ele é ideal para a comunicação de voz, pois em caso de erro ele não retransmite a mensagem para o dispositivo de origem.

 

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Protocolo SIP

O Session Initiation Protocol (SIP) é um protocolo de criação, modificação e finalização de sessões multimídia. Suas atividades são:

  • Localização do usuário: como o usuário pode se movimentar pela rede, esse procedimento localiza e determina a viabilidade do usuário ser utilizado para a comunicação;
  • Capacidade do usuário: determina a capacidade de mídia dos usuários envolvidos e determina os parâmetros de mídia a serem utilizados;
  • Disponibilidade do usuário: após ser localizado, esse recurso determina se o usuário possui os recursos disponíveis para iniciar a comunicação;
  • Configuração da chamada: definição dos parâmetros que serão usados no estabelecimento da chamada;
  • Controle da chamada: processo de gerenciamento da chamada, incluindo transferências e encerramento de chamadas.

O SIP define dois tipos de mensagem, REQUEST e RESPONSE.

A mensagem REQUEST pode ter vários métodos, cada um representa uma ação. Eles são:

  • REGISTER: envia as informações de identificação e localização do usuário;
  • INVITE: esse método é utilizado para convidar um novo participante para uma chamada nova ou já existente;
  • BYE: encerra a participação de um usuário na sessão;
  • ACK: uma mensagem desse método é enviada após o INVITE para avisar que a mensagem do tipo RESPONSE foi recebida;

 

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Protocolo RTP

O Real-time Transfer Protocol (RTP) é um protocolo de transporte fim-a-fim de informações multimídia, que faz uma interface entre a camada de aplicação e transporte.

A comunicação entre dois usuários do Push-to-Talk over Cellular se inicia com o usuário um pressionando o botão, o que faz com que uma mensagem REQUEST com o método INVITE seja enviada. O terminal do usuário 2 ao receber essa mensagem, a processa e envia de volta uma mensagem RESPONSE SUCCESS. Portanto, ao receber essa mensagem o servidor do usuário 1 envia uma mensagem REQUEST do tipo ACK. A partir daí as mensagens de voz já podem são transmitidas. Ao liberar o botão após falar o terminal do usuário 1 envia uma mensagem REQUEST BYE. Quando recebe essa mensagem, o usuário 2 envia uma mensagem RESPONSE SUCCESS.

A cada vez que um dos usuários aperta o botão para enviar uma mensagem o mesmo procedimento é realizado.

 

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Arquitetura

A arquitetura do Push-to-Talk é composta por cinco unidades e a relação entre elas é mostrada no esquema a seguir.

 

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Cliente PoC

Terminal móvel que contém o aplicativo PoC, e que permite que o usuário tenha acesso ao serviço. Seu objetivo principal é enviar e receber mensagens do Servidor PoC.

Ele executa as seguintes funções:

  • Iniciação, participação e finalização das chamadas;
  • Registro e autenticação da infraestrutura;
  • Provê acesso e administração as listas de grupo para o usuário;
  • Geração e recebimento das comunicações de voz.
Servidor PoC

A função principal do servidor PoC é controlar as chamadas e distribuir as mídias para todos os usuários presentes na chamada.

Ele também responsável por:

  • Controlar os acessos;
  • Identificar as chamadas e as informações dos participantes;
  • Avaliar a qualidade da chamada;
  • Fazer relatórios de mudança.

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Group List Management Server (GLMS)

O GLMS é responsável pelo armazenamento e administração dos grupos e listas. Ele funciona como uma lista de endereços usados pelo usuário para realizar suas chamadas.

Existem três tipos de lista:

  • Lista de contato;
  • Lista de grupo;
  • Lista de acesso.

Essa última define quem tem permissão de contatar o usuário.

Servidor de Presença

O Servidor de Presença é responsável por administrar as informações de presença. Ele controla a publicação, visualização e busca de informação de presença, além da autorização para visualizar e buscar.

O usuário pode ter um dos seguintes status: Disponível, Não Pertube, Ocupado, Indisponível ou Offline.

SIP/IP Core

O SIP/IP Core é o primeiro ponto de contato do Cliente PoC, já que ele controla as sinalizações trocadas entre o cliente e o servidor.

Outras de suas funções são:

  • Procura de endereços IP;
  • Autenticação e autorização de Clientes PoC;
  • Informar mudanças;
  • Realizar funcionalidades do Servidor PoC.

 

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O Push-to-Talk é o Twitter da Voz!

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Colaboraram nesse artigo Tali Reznik e Paulo Florêncio do time Target

AutorPaulo Florêncio Categoria

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