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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
FACULDADE DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
ANÁLISE DE CENÁRIOS PARA SUBSTITUIÇÃO DA REDE
TELEFÔNICA PÚBLICA COMUTADA POR REDE DE
NOVA GERAÇÃO
PATRÍCIA SOUZA DE MOURA
ORIENTADOR: LEONARDO GUERRA DE REZENDE GUEDES
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
PUBLICAÇÃO: PPGENE.DM - 041/07
BRASÍLIA/DF: OUTUBRO – 2007
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Livros Grátis
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ii
UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
FACULDADE DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
ANÁLISE DE CENÁRIOS PARA SUBSTITUIÇÃO DA REDE
TELEFÔNICA PÚBLICA COMUTADA POR REDE DE NOVA
GERAÇÃO
PATRÍCIA SOUZA DE MOURA
DISSERTAÇÃO SUBMETIDA AO DEPARTAMENTO DE
ENGENHARIA ELÉTRICA DA FACULDADE DE TECNOLOGIA DA
UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA COMO PARTE DOS REQUISITOS
NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM
ENGENHARIA ELÉTRICA
APROVADA POR:
_________________________________________________
Prof. Leonardo Guerra de Rezende Guedes, Doutor (ENE/FT-UnB)
(Orientador)
_________________________________________________
Prof. Flávio Elias Gomes de Deus, Doutor (ENE/FT-UnB)
(Examinador Interno)
_________________________________________________
Prof. Getúlio Antero de Deus Junior, Doutor (EEEC-UFG)
(Examinador Externo)
BRASÍLIA, 29 DE OUTUBRO DE 2007
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iii
FICHA CATALOGRÁFICA
MOURA, PATRÍCIA SOUZA
Análise de Cenários para Substituição da Rede Telefônica Pública Comutada por Rede de
Nova Geração [Distrito Federal] 2007.
xviii, 121p., 210 x 297 mm (ENE/FT/UnB, Mestre, Engenharia Elétrica, 2007).
Dissertação de Mestrado – Universidade de Brasília. Faculdade de Tecnologia.
Departamento de Engenharia Elétrica.
1.NGN 2.IMS
3.Substituição RTPC 4.Análise de Investimento
I. ENE/FT/UnB II. Título (série)
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
MOURA, P. S. (2007). Análise de Cenários para Substituição da Rede Telefônica Pública
Comutada por Rede de Nova Geração. Dissertação de Mestrado em Engenharia Elétrica,
Publicação PPGENE.DM-041/07, Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade de
Brasília, Brasília, DF, 139p.
CESSÃO DE DIREITOS
AUTOR: Patrícia Souza de Moura
TÍTULO: Análise de Cenários de Substituição da Rede Telefônica Pública Comutada por
Rede de Nova Geração.
GRAU: Mestre ANO: 2007
É concedida à Universidade de Brasília permissão para reproduzir cópias desta dissertação
de mestrado e para emprestar ou vender tais cópias somente para propósitos acadêmicos e
científicos. O autor reserva outros direitos de publicação e nenhuma parte dessa dissertação
de mestrado pode ser reproduzida sem autorização por escrito do autor.
____________________________
Patrícia Souza de Moura
SQS 308 – Bloco A – Apto. 311 – Asa Sul
70.355-010 Brasília – DF – Brasil.
iv
DEDICATÓRIA
Este trabalho é dedicado ao meu querido
sobrinho e afilhado Hugo Moura Freire (in
memorian) que encheu nossas vidas com
seu amor.
v
AGRADECIMENTOS
Agradeço aos meus pais, Pedro Alexandrino de Moura e Maria José de Sousa
Moura, por toda uma vida de dedicação e pela importância que sempre deram à formação
de seus filhos.
Agradeço a minha querida filha, Laura Moura Chaer, que a cada dia me mostra que
o amor é infinito. Pelo apoio e incentivo constantes e pelo carinho e compreensão
demonstrados neste período em que não pude estar tão presente.
Aos meus irmãos e colegas de profissão, Alexandre Márcio (in memorian) e Paulo
Rodrigo, à minha “irmã de Brasília”, Jacqueline Carla, e aos meus “irmãos de Goiânia”,
Aurélio Aulus e Ana Catarina pela união e apoio mútuo que tornam nossas jornadas mais
leves.
Ao Luiz Carlos de Sousa, pelo apoio e incentivo.
Aos meus colegas da Brasil Telecom e deste mestrado, onde dividimos alguns
momentos difíceis e outros tantos de descontração, Cristiano Rios, Fabiano Guiotti, Fábio
Grodzki e Márcio Borges por partilharem comigo sua amizade.
Ao Alexandre Ouriques, coordenador do grupo de trabalho de Replacement da BrT,
e aos demais componentes do grupo pelos conhecimentos e infindáveis discussões
compartilhados.
À Brasil Telecom e à UnB, por esta importante parceria que nos deu a oportunidade
de crescimento pessoal, acadêmico e profissional e principalmente por mostrar que é
possível esta interação entre academia e empresa onde o maior beneficiado é a sociedade
brasileira.
Ao meu orientador Professor Doutor Leonardo Guerra de Rezende Guedes pela sua
contribuição, paciência e dedicação na elaboração desta dissertação.
Ao meu colega de trabalho e co-orientador, Alberto Magno Boaventura, por me
emprestar material, tempo e didática, mas principalmente pelo desprendimento em dividir
seu conhecimento.
Por fim, ao nosso Pai, por nos dar a oportunidade da vida, que é difícil, mas é muito
boa.
vi
“Somos aquilo que fazemos
repetidamente. Excelência, então, não é
um modo de agir, mas um hábito.”
Aristóteles
vii
RESUMO
ANÁLISE DE CENÁRIOS PARA SUBSTITUIÇÃO DA REDE TELEFÔNICA
PÚBLICA COMUTADA POR REDE DE NOVA GERAÇÃO
Autor: Patrícia Souza de Moura
Orientador: Leonardo Guerra de Rezende Guedes
Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Brasília, Outubro de 2007
O usuário de telefonia vem modificando seu perfil desde o surgimento da telefonia móvel e
da Internet. A rede telefônica pública comutada (RTPC) não está apta a tratar este novo
usuário. Os atuais equipamentos de comutação por circuito estão sofrendo descontinuidade
de fabricação. Os órgãos de padronização estão trabalhando fortemente na elaboração de
recomendações e especificações de elementos funcionais e protocolos que já são e serão
utilizados pelos equipamentos de nova geração (NGN – Next Generation Network) e,
considerando as especificações já disponibilizadas, os fornecedores já estão ofertando esta
nova linha de equipamentos NGN. Dentro deste contexto, o presente trabalho buscou
apresentar como são estruturadas estas redes de nova geração e analisou três cenários de
substituição de centrais telefônicas da Brasil Telecom, utilizando ferramentas de avaliação
de investimentos aqui descritas. Como resultado deste trabalho, conclui-se que, para que a
substituição dos equipamentos seja economicamente viável, é necessário que haja um
incremento na receita por assinante migrado e que esta receita adicional é possível ser
gerada dada a flexibilidade e rapidez de desenvolvimento que a NGN propõe para a criação
de novos serviços.
Palavras chave: NGN, IMS, substituição da RTPC, análise de investimento.
viii
ABSTRACT
ANALYSIS OF SCENARIOS FOR SUBSTITUION OF THE PUBLIC SWITCHED
TELEPHONE NETWORK BY NEXT GENERATION NETWORK
Author: Patrícia Souza de Moura
Supervisor: Leonardo Guerra de Rezende Guedes
Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Brasília, Octobertubro de 2007
The user of telephony is changing its profile since the emergence of mobile telephony and
the Internet. The public switched telephone network (PSTN) is not able to deal with this
new user. Current equipments for circuit switching are suffering discontinuity
manufacturing. The bodies of standardization are working heavily in the development of
recommendations and specifications of functional elements and protocols that already are
and will be used by equipments for a next generation (NGN-Next Generation Network)
and, considering the specifications already available, the suppliers already are offering this
new equipment line NGN. Within this context, the present study sought to present how
these next generation networks are structured and examined three scenarios for the
replacement of Brasil Telecom’s telephone exchanges, using tools for evaluating
investments described herein. As a result of this work, it is concluded that for the
replacement of equipment could be economically viable, there must be an increase in
revenue per subscriber migrated and that the additional revenue can be generated, seen that
the NGN propose flexibility and speed of development for the creation of new services.
Palavras chave: NGN, IMS, replacement of PSTN, investment analysis.
ix
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ...........................................................................................................1
2 REDE TELEFÔNICA PÚBLICA COMUTADA DA BRASIL TELECOM ........5
2.1 DESCRIÇÃO DA REDE....................................................................................6
2.2 AVALIAÇÃO DAS CENTRAIS TELEFÔNICAS DA BrT .........................10
3 EVOLUÇÃO DA ARQUITETURA DAS REDES DE VOZ.................................15
3.1 REDES DE PRÓXIMA GERAÇÃO (NGN)...................................................17
3.1.1 Histórico da padronização da NGN pela ITU-T.....................................18
3.1.2 Conceituação da NGN...............................................................................21
3.1.3 Arquitetura da NGN .................................................................................23
3.1.3.1 Camada de aplicação ................................................................................... 25
3.1.3.2 Camada de controle ..................................................................................... 25
3.1.3.3 Camada de mídia ......................................................................................... 26
3.1.3.4 Camada de transporte .................................................................................. 27
3.1.3.5 Camada de acesso........................................................................................ 28
3.1.3.6 Camada de gerenciamento de rede.............................................................. 28
3.2 IMS – IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM........................................................29
3.2.1 Arquitetura do IMS...................................................................................33
3.2.2 Protocolo SIP (Session Initiation Protocol).............................................37
3.2.2.1 Arquitetura SIP............................................................................................ 38
3.3 TISPAN NGN.....................................................................................................42
3.3.1 O Core IP Multimedia Subsystem (IMS) ..................................................45
3.3.2 Subsistema de Emulação PSTN/ISDN (PES)..........................................46
3.3.2.1 PES baseado em softswitch e PES baseado em IMS................................... 47
3.3.3 Outros subsistemas multimídia................................................................47
3.3.4 Componentes comuns................................................................................48
3.3.5 Subcamada de controle de transporte.....................................................48
3.3.5.1 Network attachment subsystem (NASS)...................................................... 48
3.3.5.2 Resource and admission control subsystem (RACS) .................................. 49
3.3.6 Funções de transferência ..........................................................................49
3.3.6.1 Border gateway function (BGF).................................................................. 50
3.3.6.2 Layer 2 termination function (L2TF) .......................................................... 50
x
3.3.6.3 Access relay function (ARF)........................................................................ 50
3.3.6.4 Media gateway function (MGF) .................................................................. 50
3.3.6.5 Media resource function processor (MRFP)............................................... 51
3.3.6.6 Signaling gateway function (SGF) .............................................................. 51
4 MODELO DE SUBSTITUIÇÃO DA RTPC ..........................................................52
4.1 PES BASEADO EM SOFTSWITCH...............................................................52
4.2 PES BASEADO EM IMS .................................................................................54
4.2.1 Arquitetura funcional ...............................................................................54
4.2.2 Access gateway control function (AGCF).................................................55
4.3 PES BASEADO EM PRÉ-IMS........................................................................56
5 AVALIAÇÃO DE INVESTIMENTOS...................................................................58
5.1 FLUXO DE CAIXA (FC) .................................................................................60
5.2 VALOR PRESENTE LÍQUIDO (VPL) SEM RISCO...................................64
5.3 VALOR PRESENTE LÍQUIDO (VPL) COM RISCO..................................66
5.4 FLUXO DE CAIXA LÍQUIDO DA EMPRESA (FCFF) ..............................67
5.4.1 Custo médio ponderado de capital (WACC) ..........................................68
5.4.1.1 Custo do capital próprio (CE)...................................................................... 70
5.4.1.2 Custo do capital de terceiros (C
D
) ............................................................... 72
5.5 PERPETUIDADE..............................................................................................72
5.6 ANÁLISE DE SENSIBILIDADE ....................................................................73
5.7 MODELO DE AVALIAÇÃO PARA BRASIL TELECOM .........................74
5.7.1 Economia de transmissão devido à substituição de estágio remoto por
gateway de acesso (AGW) .........................................................................................76
5.7.2 Economia de enlaces de transmissão devido à compressão e topologia
(local e longa distância).............................................................................................78
5.7.3 Economia de energia e ar condicionado..................................................80
5.7.4 Economia de operação e manutenção......................................................81
5.7.5 Economia de atualização de software das centrais telefônicas..............82
5.7.6 Economia com reutilização de componentes das centrais desativadas.83
5.7.7 CAPEX da nova solução...........................................................................83
5.7.7.1 CAPEX de rede ........................................................................................... 83
5.7.7.2 CAPEX de OSS/BSS................................................................................... 83
xi
5.8 CENÁRIOS DE AVALIAÇÃO........................................................................86
5.8.1 Cenário 1 ....................................................................................................87
5.8.2 Cenário 2 ....................................................................................................92
5.8.3 Cenário 3 ....................................................................................................97
5.8.4 Análise de sensibilidade ..........................................................................102
6 CONCLUSÕES........................................................................................................106
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................109
A – CENÁRIOS DE SUBSTITUIÇÃO NACIONAL E INTERNACIONAL ...........112
A.1 CENÁRIO INTERNACIONAL..............................................................................112
A.1.1 ALCATEL-LUCENT........................................................................................112
A.1.1.1 Slovak Telecom – Eslováquia ....................................................................112
A.1.1.2 KPN - Holanda............................................................................................113
A.1.2 ERICSSON.........................................................................................................113
A.1.2.1 Elion – Estônia - Operadora do grupo Telia Sonera...............................113
A.1.2.2 France Telecom (FT) – França..................................................................113
A.1.3 HUAWEI............................................................................................................114
A.1.3.1 CANTV – Venezuela ..................................................................................114
A.1.3.2 TOT – Telephone Organization of Thailand – Tailândia.......................114
A.1.3.3 BTC – Bulgária...........................................................................................114
A.1.3.4 China Telecom – Shenzhen – China .........................................................115
A.1.4 ITALTEL ...........................................................................................................115
A.1.4.1 Telecom Italia – Itália.................................................................................115
A.1.4.2 Tellas – Grécia ............................................................................................115
A.1.4.3 Cable&Wireless – Inglaterra.....................................................................116
A.1.5 NORTEL ............................................................................................................116
A.1.5.1 Verizon – EUA ............................................................................................116
A.1.5.2 Sprint - EUA................................................................................................116
A.1.6 SIEMENS ...........................................................................................................116
A.1.6.1 Ministry of Post and Telecommunications of Angola - Angola..............116
A.1.7 UT STARCOM..................................................................................................117
A.1.7.1 PLDT – Filipinas.........................................................................................117
A.1.8 ZTE.....................................................................................................................117
xii
A.1.8.1 China Telecom - China...............................................................................117
A.1.8.2 China Telecom - Shanghai.........................................................................118
A.1.8.3 China Telecom – Guangdong ....................................................................118
A.1.9 PROJETOS MULTI-VENDOR.......................................................................119
A.1.9.1 British Telecom (BT) – Grã-Bretanha - Projeto 21th Century Network
(21CN).......................................................................................................................119
A.1.9.2 Telefonica – Espanha..................................................................................120
A.2 CENÁRIO NACIONAL...........................................................................................121
A.2.1 TELEFONICA...............................................................................................121
A.2.2 TELEMAR/OI...............................................................................................121
A.2.3 EMBRATEL ..................................................................................................121
A.2.4 CTBC..............................................................................................................121
xiii
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.2 – Centrais N1 e suas Regiões de Atendimento.................................................... 9
Tabela 2.3 – Quantidade de Terminais e Centrais por Ordem Decrescente de Criticidade 14
Tabela 5.1 – Fluxo de Caixa Incremental para o Exemplo ................................................. 63
Tabela 5.2 – Distribuição de Tráfego em Função do Elemento de Rede............................ 75
Tabela 5.3 – Premissas Básicas Usadas para Avaliação dos Cenários................................ 86
Tabela 5.4 - Cenário 1: Resumo de Centrais e Terminais................................................... 87
Tabela 5.5 - Cenário 1: OPEX e CAPEX............................................................................ 88
Tabela 5.6 - Cenário 1: Receita Adicional – Payback de 5 Anos........................................ 89
Tabela 5.7 - Cenário 1: Receita Adicional Considerando Perpetuidade ............................. 89
Tabela 5.8 - Cenário 1: Fluxo de Caixa – Pay-back em 5 anos (Valores em R$)............... 90
Tabela 5.9 - Cenário 1: Fluxo de Caixa – Perpetuidade (Valores em R$) .......................... 91
Tabela 5.10 - Cenário 2: Resumo de Centrais e Terminais................................................. 92
Tabela 5.11 - Cenário 2: OPEX e CAPEX.......................................................................... 92
Tabela 5.12 - Cenário 2: Receita Adicional – Payback de 5 Anos...................................... 93
Tabela 5.13 - Cenário 2: Receita Adicional – Perpetuidade................................................ 94
Tabela 5.14 - Cenário 2: Fluxo de Caixa – Pay-back em 5 anos (Valores em R$)............. 95
Tabela 5.15 - Cenário 2: Fluxo de Caixa – Perpetuidade (Valores em R$) ........................ 96
Tabela 5.16 - Cenário 3: Resumo de Centrais e Terminais................................................. 97
Tabela 5.17 - Cenário 3: OPEX e CAPEX.......................................................................... 98
Tabela 5.18 - Cenário 3: Receita Adicional – Payback de 5 Anos...................................... 99
Tabela 5.19 - Cenário 2: Receita Adicional – Perpetuidade................................................ 99
Tabela 5.20 - Cenário 3: Fluxo de Caixa – Pay-back em 5 anos (Valores em R$)........... 100
Tabela 5.21 - Cenário 3: Fluxo de Caixa – Perpetuidade (Valores em R$) ...................... 101
Tabela 5.22 – Estudo de Sensibilidade dos Parâmetros Inferidos..................................... 103
Tabela 5.23 – Variação dos Parâmetros para Obtenção das Receitas Mínimas e Máximas
........................................................................................................................................... 104
Tabela 5.24 – Variação Percentual em Relação aos Acréscimos nas Receitas Nominais. 104
xiv
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 – Acessos Instalados e em Serviço no Brasil....................................................... 5
Figura 2.2 – Topologia das Centrais de Comutação da BrT ................................................. 8
Figura 3.1 – Evolução da Arquitetura das Redes de Voz.................................................... 15
Figura 3.2 – Evolução da Arquitetura das Redes de Voz.................................................... 16
Figura 3.3 – Topologia de uma Rede NGN......................................................................... 24
Figura 3.4 – Elementos e Arquitetura Simplificada do IMS............................................... 29
Figura 3.5 – Cadeia de Valor dos Serviços de Multimídia e o IMS.................................... 31
Figura 3.6 – Arquitetura IMS .............................................................................................. 34
Figura 3.7 – Rede Trapezóide SIP....................................................................................... 39
Figura 3.8 – Arquitetura Funcional TISPAN NGN............................................................. 43
Figura 3.9 – Core IMS na Arquitetura NGN....................................................................... 45
Figura 3.10 – PSTN Emulation Subsysem e seus Relacionamentos.................................... 47
Figura 4.1 – Arquitetura Funcional da PES Baseada em Softswitch................................... 52
Figura 4.2 – Arquitetura Funcional da PES Baseada em IMS ............................................ 54
Figura 4.3 – Arquitetura da PES baseada em Pré-IMS ....................................................... 56
Figura 5.1 – Diagrama de Fluxo de Caixa (DFC) ............................................................... 61
Figura 5.2 – Diagrama de Fluxo de Caixa do Exemplo ...................................................... 64
Figura 5.3 - Economia de Enlaces com a Substituição de Estágio Remoto por AGW ....... 76
Figura 5.4 - Economia de Enlaces Devido à Compressão e Topologia (Local e LD)......... 78
Figura 5.5 - Economia de Energia e Ar Condicionado........................................................ 81
Figura 5.6 – Infra-estrutura de Conectividade Atual do MASC.......................................... 84
Figura 5.7 – Infra-estrutura de Conectividade de Aprovisionamento após a Substituição . 85
Figura 5.8 - Cenário 1: Composição da Economia de OPEX ............................................. 88
Figura 5.9 - Cenário 2: Composição da Economia de OPEX ............................................. 93
Figura 5.10 - Cenário 3: Composição da Economia de OPEX ........................................... 98
xv
LISTA DE SÍMBOLOS, NOMENCLATURA E ABREVIAÇÕES
3GPP 3rd Generation Partnership Project
ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line
AGCF Access Gateway Control Function
AGW Access Gateway
ANATEL Agência Nacional de Telecomunicações
ANUF Área de Numeração Fechada
API Application Protocol Interface
AS Application Server
ASF Application Server Function
ATM Asynchronous Transfer Mode
BA Boletim de Atividade
BGCF Breakout Gateway Control Function
BrT Brasil Telecom
BSS Business Suport Systems
CAPEX Capital Expenditure
CAPM Capital Asset Pricing Model
CCBS Completion of Calls to Busy Subscriber
CMTS Cable Modem Termination System
CPA-T Controle por Programa Armazenado - Temporal
CPG Customer Premises Gateway
CSCF Call Session Control Function
DFC Diagrama de Fluxo de Caixa
DRE Demonstrativo de Resultados do Exercício
DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer
DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing
ELR Estágio de Linha Remoto
ER Estágio Remoto
ES ETSI Standard
ETSI European Telecommunications Standard Institute
EVA Economic Value Added
FC Fluxo de Caixa
xvi
FCFF Free Cash Flow to Firm
G.711 Recomendação ITU-T para Codificação de Voz
G.729 Recomendação ITU-T para Codificação de Voz
GPRS General Packet Radio Service
H.248 Protocolo para Controle de Media Gateway
HMM Hora de Maior Movimento
HSS Home Subscriber Server
HTML Hypetext Markup Language
IAD Integrated Access Devices
IBCF Interconnection Border Control Function
I-CSCF Interrogating-CSCF
IETF Internet Engineering Task Force
IMS IP Multimedia Subsystem
IP Internet Protocol
IR Imposto de Renda
ISDN Integrated Services Digital Network
ISP Internet Service Provider
ISUP ISDN User Part
ITU International Telecommunication Union
ITU-T ITU Telecommunication Standardization Sector
IWF Interworking Function
LAIR Lucro Antes do Imposto de Renda
LAN Local Area Network
LGT Lei Geral de Telecomunicações
MASC Mediador de Alarmes, Serviços e Comandos
MGCF Media Gateway Control Function
MGCP Media Gateway Control Protocol
MRFC Multimedia Resource Function Controller
MRPF Multimedia Resource Processor Function
MSAN Multi Service Access Network
MTP Media Transfer Protocol
MVA Market Value Added
NAPT Network Address Port Translation
NASS Network Attachment Subsystem
xvii
NGN Next Generation Networks
NMS Nó Multi-serviço
NNI Network Node Interface
NOPAT Net Operating Profit After Taxe
O&M Operação e Manutenção
OPEX Operational Expenditure
OSS Operation Suport Systems
PABX Private Automatic Branch Exchange
P-CSCF Proxy-CSCF
PES PSTN Emulation Subsystem
PGMU Plano Geral de Metas de Universalização
POP Point of Presence
POTS Plain Old Telephony Service
PSS PSTN Simulation Subsystem
PSTN Public Switched Telephone Network
QoS Quality of Service
RACS Resource and Admission Control Subsystem
RAS Remote Access Server
RDSI Rede Digital de Serviços Integrados
RFC Request for Comments
RI Rede Inteligente
RSTP Real time Streaming Protocol
RTP Real time Transport Protocol
RTPC Rede Telefônica Pública Comutada
SAT Sistema de Administração de Tráfego
SBC Session Border Controller
SCC#7 Sinalização por Canal Comum Número 7
SCCP Signaling Connection Control Part
S-CSCF Serving-CSCF
SCTP Stream Control Transmission Protocol
SDH Synchronous Digital Hierarchy
SDP Session Description Protocol
SGF Signaling Gateway Function
SGF Sistema de Gerência de Falhas
xviii
SIP Session Initiation Protocol
SLF Subscription Locator Function
SMTP Simple Mail Transfer Protocol
STFC Serviço Telefônico Fixo Comutado
TCAP Transaction Capabilities Application Part
TCP Transmission Control Protocol
TD Tandem
TDM Time Division Multiplexing
TGCF Trunk Gateway Control Function
TISPAN Telecoms & Internet Converged Services & Protocols for Advanced Networks
TS Technical Specification
UPSF User Profile Server Function
URA Unidade Respondedora de Áudio
URL Uniform Resource Locators
V 5.2 Interface entre Rede de Acesso e Central Telefônica
VoBB Voice over Broad Band
VoIP Voice over IP
VPL Valor Presente Líquido
WACC Weighted Average Cost of Capital
1
1 INTRODUÇÃO
Antonio Meucci inventou o telefone, Alexander Graham Bell patenteou e Theodore
Newton Vail transformou a telefonia em negócio. Vail, depois de aposentado, retornou à
AT&T (American Telephone and Telegraph Company) em 1906 para tirar a corporação de
dificuldades. Ele estabeleceu cinco princípios como política da organização e com eles
conseguiu seu objetivo, trazendo crescimento e prosperidade para a companhia e alcançou
o inventor em importância para as telecomunicações.
Três desses princípios são claramente aplicáveis ao atual cenário de telecomunicações
onde se vêem fortes mudanças tecnológicas:
• O negócio da companhia é a antecipação e a satisfação das exigências de serviços
do público;
• A regulação pública para a telefonia precisa ser atendida como uma alternativa à
companhia de propriedade do governo;
• A companhia precisa ser um forte atrativo para o mercado de capitais.
Após tanto tempo, ainda pode-se afirmar que estes são princípios fundamentais no negócio
de telecomunicações e que são absolutamente atuais: antecipação ao atendimento e
satisfação do cliente, atendimento à regulamentação vigente e lucro. As mudanças e
evoluções pelas quais o setor de telecomunicações vem passando foram motivadas por
estes princípios, aliados é claro, ao expressivo desenvolvimento da microeletrônica.
O setor de telecomunicações está novamente em um destes momentos de evolução e
transição trazidos pelo uso de voz sobre IP. A partir da visão inicial do Departamento de
Defesa norte-americano, nos anos 60, de uma rede anárquica, a Internet seguiu um
caminho independente e paralelo ao das telecomunicações e, apoiada em elementos de rede
desta última, pode apresentar-se como uma rede extremamente capilarizada e tornou o
protocolo IP (Internet Protocol), na década de 90, uma realidade em todas as nações do
mundo. Contudo, os primeiros artigos sobre o assunto datam do início de 70, com a
primeira experiência de transmissão de pacotes IP com áudio, entre a University of
Southern California e o Massachusetts Institute of Technology, em agosto de 1974. A
2
primeira RFC (Request for Comments) sobre pacotes de voz, RFC 741, foi publicada em
1977.
O uso de voz sobre IP vem sendo uma das grandes metas de investimentos por
fornecedores de soluções. As redes públicas atuais foram concebidas para tratar tráfego de
voz em modo circuito, portanto um redirecionamento para redes de comutação de pacotes
torna-se inevitável, e esta é a proposta das redes de próxima geração (NGN).
Esta proposta, já aceita pelo setor de telecomunicações, fez com que os fornecedores
venham descontinuando, desde 2003, parcial ou integralmente, a produção dos tradicionais
equipamentos TDM (Time Division Multiplexing). Para determinadas versões de software
de centrais, a descontinuidade já é uma realidade, além de também não mais haver suporte
técnico. Nestas centrais, para que se possam realizar intervenções para suportar situações
de crescimento de terminais ou troncos, capacidade de novas programações ou reposição
de sobressalentes, os fornecedores exigem a atualização de software que, na maioria dos
casos, implica em atualização de hardware, o que eleva em demasia custo de um projeto.
Ora, se há uma nova geração de equipamentos sendo especificada e disponibilizada pela
indústria, há um contra-senso em se realizar altos investimentos em equipamentos que já
podem ser considerados como ultrapassados.
Uma vez que o público e a regulamentação governamental devem ser atendidos, conforme
o primeiro e segundo princípios, isto significa que a corporação deve apoiar-se em uma
rede tecnologicamente atualizada e com um mercado fornecedor ativo e lucrativo. Com o
posicionamento dos fornecedores acima mencionado, as prestadoras tiveram que iniciar
seus estudos de migração para a NGN (Next Generatio Network). Assim, este trabalho
apresenta os mais atuais conceitos relativos à NGN, especificamente com relação ao IMS
(IP Multimedia Subsystem) que vem sendo adotado pela indústria e especificado pelos
organismos de padronização como o padrão para o sistema de suporte aos serviços
multimídia e convergentes. Apresenta também o cenário mundial atual de evolução das
operadoras nesta direção.
O terceiro princípio do setor aborda a lucratividade do negócio e, neste trabalho, é o centro
do estudo. São utilizadas ferramentas de avaliação de investimentos para analisar o
3
impacto financeiro de uma substituição parcial das centrais telefônicas, no caso da Brasil
Telecom (BrT), por rede NGN. Os investimentos e as possíveis economias proporcionadas
por esta evolução são aqui descritos e quantificados, excetuando-se a economia com
ganhos de espaço, entretanto este benefício não deve ser negligenciado, uma vez que as
operadoras possuem grandes edificações em importantes áreas dos maiores centros
urbanos. Merece destaque a economia gerada pelos menores consumos de energia, uma
vez que este item caminha junto com a viabilização do meio ambiente.
Este trabalho aborda os aspectos econômicos relativos a uma substituição parcial da rede
de telefonia da BrT, bem como apresenta a rede proposta para esta migração.
No Capítulo 2, é mostrada a rede de comutação de voz da BrT e uma proposta para
avaliação da condição técnica das centrais que a compõem, avaliação esta que será
utilizada em um dos cenários de substituição proposto.
No Capítulo 3, é apresentada a estratégia de evolução das redes de voz onde são descritos
os principais conceitos da NGN e um pequeno histórico da sua padronização pela ITU-T
(ITU Telecommunication Standardization Sector), é apresentado o IMS que vem sendo
adotado hoje pela indústria como sendo o padrão para o sistema de suporte aos serviços
multimídia e convergentes relacionados ao acesso e ainda tem-se a descrição da
organização que o TISPAN (Telecoms & Internet Converged Services & Protocols for
Advanced Networks) vem realizando para a migração das redes de circuito comutado para
as redes baseadas em pacotes.
No Capítulo 4, são apresentadas as duas alternativas definidas pelo TISPAN para
substituição da RTPC (Rede Telefônica Pública Comutada) e uma terceira proposta
intermediária, mais viável para o momento.
O Capítulo 5 é destinado ao detalhamento de conceitos e ferramentas para avaliação de
investimentos e à apresentação do modelo de avaliação para a BrT, onde são descritas as
economias possíveis em uma migração. Com este modelo são avaliados três cenários
distintos de substituição da rede da BrT.
4
O Capítulo 7 mostra as conclusões observadas com este trabalho, principalmente com
relação ao embasamento para a tomada de decisão de migração.
5
2 REDE TELEFÔNICA PÚBLICA COMUTADA DA BRASIL
TELECOM
A rede telefônica pública comutada do Brasil vem sendo construída ao longo de vários
anos, mas, como um sistema, esta rede iniciou sua implantação no começo dos anos 70
com a criação do Sistema Telebrás. No final dos anos 80, iniciou-se a implantação de
centrais digitais e no final dos anos 90, com a privatização do Sistema Telebrás, houve um
crescimento vertiginoso de terminais com a ampliação e implantação de inúmeras centrais
digitais, determinado pela universalização dos serviços.
De acordo com a Anatel (Agência Nacional de Telecomunicações), a universalização visa
garantir o direito de acesso de toda pessoa ou instituição, independentemente de sua
localização e condição sócio-econômica, aos serviços de telecomunicações. As
concessionárias do serviço de telefonia fixa devem cumprir obrigações de universalização
previstas na Lei 9.472/1997 (Lei Geral de Telecomunicações - LGT). Essas obrigações são
detalhadas no Plano Geral de Metas de Universalização (PGMU). A Figura 2.1 mostra o
crescimento de acessos instalados e em serviço no Brasil.
Figura 2.1 – Acessos Instalados e em Serviço no Brasil
Fonte: http://www.teleco.com.br
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
Ano
Acessos (Milhões)
Acessos Instalados
Acessos em Serviço
6
2.1 DESCRIÇÃO DA REDE
A Brasil Telecom (BrT), através de contrato de concessão, atende a Região II, composta
pelos seguintes estados: AC, RO, TO, MT, MS, GO, PR, SC, RS e pelo DF. Sua rede de
comutação de voz fixa é constituída por diversos equipamentos de diversos fornecedores e
suas centrais são 100% digitais.
A rede da BrT é uma rede hierárquica, com centrais locais e trânsito, centrais de pequeno e
grande porte nas quais podem estar ligados estágios de linha remotos indoor – ELRs e
estágios remotos outdoor – ERs, onde tanto a central como os estágios a ela entroncada
pertencem sempre ao mesmo fornecedor. Neste caso, o protocolo de comunicação utilizado
entre a central e estes estágios remotos é proprietário. Além destes, existem ainda os
estágios remotos outdoor multi-serviço – NMS que, neste caso, podem ser entroncados a
qualquer central que trate o protocolo de comunicação central-estágio V5.2, que é um
protocolo aberto. A Tabela 2.1 representa um resumo da variedade de tecnologias de
centrais existentes na planta da Brasil Telecom, com as respectivas quantidades de
terminais e equipamentos instalados.
7
Tabela 2.1 – Terminais e Centrais da BrT
Fabricante Modelo
Terminais
Instalados
Quantidade de
Equipamentos
A1 14.476 54
A2 745.064 251
A3 270.495 343
A
A4 1.617.722 609
A Total 2.647.757 1.257
B1 2.208.988 689
B2 20.509 3
B3 6.876 24
B4 35.844 109
B
B5 4.149 125
B Total 2.276.366 950
C1 20.000 93
C
C2 2.064 5
C Total 22.064 98
D1 678.390 208
D2 79.234 78
D3 49.149 131
D4 40 1
D5 1.104 7
D
D6 106.243 239
D Total 914.160 664
E1 32.808 75
E2 268.371 104
E
E3 587.869 291
E Total 889.048 470
F1 112 4
F
F2 6.784 139
F Total 6.896 143
G1 33.447 23
G
G2 7.192 10
G Total 40.639 33
H1 3.507.078 2182
H
H2 93.999 217
H Total 3.601.077 2.399
I
I1 13.854 322
I Total 13.854 322
J
J1 127.564 328
J Total 127.564 328
TOTAL GLOBAL 10.539.425 6.664
8
Em relação à topologia da rede de comutação, as centrais estão divididas em três níveis
hierárquicos (camadas), conforme descrito a seguir e apresentado na Figura 2.2.
• Centrais de nível 1 – N1 ou Gateways: centrais de maior nível hierárquico, sem
terminais, unicamente com função trânsito interurbano nacional e internacional;
• Centrais de nível 2 – N2: centrais de nível hierárquico intermediário, que podem ter
unicamente função trânsito, função local ou função mista (local e trânsito). A
função trânsito destas centrais pode ser local ou interurbana;
• Centrais de nível 3 – N3: centrais de menor nível hierárquico, unicamente com
função local.
N1N1
N1 N1
N2 N2 N2 N2 N2
N3 N3 N3
ELR ER
ELR
ER
NMS
ELR
ER
ELR
Camada N1
Camada N2
Camada N3
N1N1
N1 N1
N2 N2 N2 N2 N2
N3 N3 N3
ELR ER
ELR
ER
NMS
ELR
ER
ELR
Camada N1
Camada N2
Camada N3
Figura 2.2 – Topologia das Centrais de Comutação da BrT
A camada N1 é composta por oito pares de centrais, onde cada par atende uma região.
Estas 16 centrais estão interligadas por uma malha completa, ou seja, cada central N1
possui rotas com todas as demais centrais N1. Cada par trata todo o tráfego interurbano
inter-regional (N2-N1-N1-N2) e grande parte do tráfego intra-regional (N2-N1-N2). Os
pares são compostos conforme descrito na Tabela 2.2.
9
Tabela 2.2 – Centrais N1 e suas Regiões de Atendimento
Localização do Par N1 Regiões de Atendimento
Goiânia Goiás e Tocantins
Brasília Distrito Federal, parte de Goiás e parte de Tocantins
Cuiabá e Campo Grande Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Acre e Rondônia
Florianópolis Santa Catarina
Curitiba Curitiba e Área Metropolitana
Londrina e Maringá Interior do Paraná
Porto Alegre Porto Alegre - Área Metropolitana
Porto Alegre Interior do Rio Grande do Sul
A camada N2 é composta por 194 centrais, sendo que destas 7 são trânsitos interurbanas
puras, 6 são trânsitos locais puras (tandem), 123 são centrais mistas e 58 são centrais locais
puras.
Para proporcionar maior confiabilidade ao tráfego de longa distância, cada uma das
centrais N2 está entroncada a um par de centrais N1 e entregam/recebem o tráfego em
partição de carga (50% - 50%), entretanto o dimensionamento das rotas entre as centrais
N1 e N2 é feito para 60% - 60% do tráfego, o que garante que, em caso de queda de uma
das rotas N1-N2, a outra suporte 80% do tráfego total na HMM (hora de maior
movimento).
Não há entroncamento direto entre duas centrais N2, portanto o tráfego interurbano (IU)
tratado por uma N2 com destino a outra N2 é encaminhado através do par de centrais N1.
A exceção é para os casos onde existe um interesse de tráfego entre centrais N2,
pertencentes à mesma região, que justifique a abertura de uma rota com, no mínimo, 300
circuitos, seja ela local ou IU.
A camada N3 é composta por 1.494 centrais locais que se entroncam em apenas uma das
centrais N2 de sua região, portanto o tráfego IU de uma N3 com destino a outra N3 ou N2
é sempre encaminhado para uma central N2.
Tanto na camada N2 como na N3, encontram-se os ELRs, ERs e NMSs, que podem estar
ligados em centrais N2 ou em centrais N3.
A interconexão com as outras operadoras pode ocorrer em centrais N1, N2 ou N3.
10
2.2 AVALIAÇÃO DAS CENTRAIS TELEFÔNICAS DA BrT
Diversos são os aspectos que definem a condição técnica de uma central telefônica, sendo
alguns mais e outros menos relevantes. Para este trabalho era fundamental ter um
panorama desta condição, entretanto devido à diversidade de equipamentos e funções
destes na rede não havia um formato definido que disponibilizasse a situação destas
centrais vistas como um conjunto.
Com o objetivo de buscar esta equalização de avaliação, foi realizado, um levantamento,
junto às áreas de Operação e Manutenção das Filiais da BrT, sobre a atual situação das
centrais telefônicas com respeito a aspectos que descrevem a condição técnica das mesmas.
Alguns destes aspectos são mensuráveis de forma direta, outros são qualitativos, o que
dificulta uma mensuração direta.
Para realizar esta avaliação completa e de forma quantitativa, foram propostos onze itens
de avaliação que, aplicados para cada central, possibilitaram a equalização e quantificação
dos aspectos técnicos necessários à avaliação, permitindo assim uma classificação das
centrais.
Dentro de um universo maior, foram escolhidos aspectos considerados como principais
características de uma central. São critérios usuais e de ordem prática, que são
individualmente utilizados na BrT. Para cada um dos aspectos foi definida uma pontuação
que podia variar de 0 a 2, com exceção do aspecto Defeito Médio, que por ter apresentado
uma grande variação (1 a 700), foi-lhe atribuída uma pontuação que variou de 0 a 3. A
soma da pontuação de cada um destes itens define o grau de criticidade da central, ou seja,
quanto maior a pontuação da central, pior é sua condição técnica. Em seguida estão
descritos os aspectos utilizados na composição desta proposta de avaliação das centrais:
1 - Defeito Médio: Através de sistemas de gerência de rede, foram obtidos relatórios com
a quantidade de boletins de atividades de falha - BA por central. O BA relata falhas em
processadores, falhas em procedimentos de bilhetagem, quedas de rota, ausência de tom de
disco, instalação de patch de software devido à falha e outros. Foram considerados os BAs
emitidos nos meses de outubro, novembro e dezembro de 2006 e janeiro, fevereiro e março
de 2007. Foi feita a média aritmética destes valores e, para cada central onde houve
11
ocorrência, obteve-se um valor médio de BA que variou de 1 a 700. As centrais foram
pontuadas com o seguinte critério:
• BA: de 1 a 30 – pontuação 0
• BA: de 31 a 90 – pontuação 1
• BA: de 91 a 180 – pontuação 2
• BA: de 181 a 700 – pontuação 3
2 – Necessidade de Intervenção na Central Devido à Portabilidade: Na solução de
portabilidade numérica que deverá ser adotada pela BrT, todas as centrais N2 deverão
disponibilizar de sinalização por canal comum número 7 - ISUP (ISDN User Part). As
centrais N2 que não possuem esta sinalização foram pontuadas com 2 pontos e as que
possuem receberam pontuação zero.
3 – Acesso ao MASC: O MASC (Mediador de Alarmes, Serviços e Comandos) é um
sistema de aprovisionamento e coleta de dados das centrais. Este item foi pontuado
considerando-se 1 ponto para a central que não possui acesso ao MASC e pontuação zero
para aquela que possui.
4 – Equipamento Descontinuado: Este item foi pontuado considerando-se 2 pontos para a
central que está descontinuada pelo fornecedor e pontuação zero para aquela que não está.
5 – Sobressalente: Este item foi pontuado considerando-se 1 ponto para a central que não
possui sobressalentes em quantidade adequada e pontuação zero para aquela que possui.
6 – Função da Central: Este item foi pontuado considerando-se o nível hierárquico da
central na rede, com o seguinte critério:
• Função da Central = N1/N2/TD – pontuação 2
• Função da Central = N3 – pontuação 1
• Função da Central = Estágios remotos – pontuação 0
12
7 – Percentual de Ocupação da Base de Dados: As filiais preencheram com valores
percentuais três campos de ocupação de base de dados: “Tarifação, Encaminhamento e
Origens”. Se ao menos um destes campos estivesse com valores nas faixas descritas
abaixo, a central recebeu a seguinte pontuação:
• Ocupação da base de dados: até 69% – pontuação 0
• Ocupação da base de dados: de 70 a 75% – pontuação 1
• Ocupação da base de dados: acima de 75% – pontuação 2
8 – Necessidade de Atualização de Software/Hardware ou Troca de Equipamento: No
levantamento realizado junto às filiais da BrT, estas responderam com “Sim” ou “Não” a
respeito de cada uma das três necessidades. Se ao menos uma destas necessidades foi
respondida com “SIM”, a central foi pontuada com 2 pontos, senão a pontuação foi zero.
Para cada resposta afirmativa, a Filial preencheu um campo de “Justificativa” onde foi
detalhado o problema ou a limitação da central, e outro campo de “Demanda Operacional”
onde a Filial sugeriu a intervenção a ser realizada para solucionar o problema apresentado.
9 – Problemas Operacionais: Com os campos “Justificativa” e “Demanda Operacional”
preenchidos pelas Filiais, este item foi pontuado considerando-se 2 pontos para a central
com problemas operacionais críticos, 1 ponto para a central com problemas operacionais
medianos e pontuação zero para aquela que não apresentou problemas.
10 – Dificuldade de Programação: Com os campos “Justificativa” e “Demanda
Operacional” preenchidos pelas Filiais, este item foi pontuado considerando-se 2 pontos
para a central que apresentou dificuldade de programação crítica, 1 ponto para a central
com dificuldade de programação mediana e pontuação zero para aquela que não apresentou
problemas.
11 – Suporte Técnico: Com os campos “Justificativa” e “Demanda Operacional”
preenchidos pelas Filiais, este item foi pontuado considerando-se 1 ponto para a central
que apresentou dificuldade com suporte técnico e pontuação zero para aquela que não
apresentou.
13
A pontuação máxima ou pior poderia ser de 20 pontos. A máxima alcançada foi de 14
pontos.
Na Tabela 2.3 tem-se um resumo do levantamento da situação das centrais em ordem
decrescente de pontuação, portanto de criticidade, onde estão relacionados a quantidade de
centrais e o total de terminais correspondentes a estas centrais (próprios mais estágios a ela
filiados).
14
Tabela 2.3 – Quantidade de Terminais e Centrais por Ordem Decrescente de Criticidade
Pontuação Função Terminais Instalados Quantidade de Centrais
14
N2 30.344 2
13
N2 82.525 3
N2 86.845 4
12
N3 77.465 7
N2 64.972 2
11
N3 28.865 50
N1 0 1
N2 226.113 11
10
N3 23.729 4
N1 0 3
N2 147.805 6
N2/TD 44.497 1
N3 146.237 97
9
TD 0 1
N1 0 1
N2 598.265 15
N3 192.382 183
8
TD 0 1
N2 641.579 17
N2/TD 20.933 1
N3 234.402 175
7
TD 0 2
N1 0 2
N2 1.518.637 38
6
N3 263.468 137
N1 0 4
N2 1.346.436 32
5
N3 576.131 434
N1 0 4
N2 1.166.651 31
N2/TD 37.125 1
N3 637.765 176
4
TD 0 1
N1 0 1
N2 791.963 20
3
N3 545.469 116
N2 91.004 3
N3 629.819 75
2
TD 0 1
1
N3 287.999 41
Total Global 10.539.425 1.704
15
3 EVOLUÇÃO DA ARQUITETURA DAS REDES DE VOZ
Historicamente, os serviços de telecomunicações eram adotados pelos usuários por meio da
oferta, ou seja, criava-se a tecnologia, em seguida o serviço, para depois surgirem o
mercado e as necessidades do cliente. Ou seja, havia uma paridade entre tecnologia e
serviço, onde a rede refletia uma integralização vertical (em silos) para provimento dos
serviços, como serviços móveis, serviços de telefonia fixa, serviços de banda-larga fixo e
outros. Com o ambiente de competição esta ordem inverteu, tornando-se imperativo o
conhecimento da necessidade do cliente para adequação e oferta de serviço customizado.
O atendimento às necessidades do cliente e do mercado, aliado à disponibilidade
tecnológica, deu origem a um novo paradigma de rede, onde funcionalidades comuns aos
diferentes tipos de rede de serviços foram agrupadas de maneira horizontal, em diferentes
níveis ou camadas de abstração. Este paradigma não é novo, e iniciou-se com a criação da
Rede Inteligente (RI) nas décadas de 70/80, e posteriormente, no final da década de 90, os
novos modelos de VoIP/NGN sugeriram a segregação das funções de controle e transporte.
A Figura 3.1 mostra a evolução da arquitetura das redes de voz.
Figura 3.1 – Evolução da Arquitetura das Redes de Voz
Fonte: Caderno de Diretrizes da BrT (2007)
Aplicação
Controle
.
.
.
.
.
.
Aplicação
Controle
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Arquitetura
Monolítica
• Rede de telefonia: POTS
• Lenta adaptação
• Novos Serviços → grande impacto
na rede
Aplicação
Controle
.
.
.
.
.
.
SS7
Aplicação
Controle
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
SS7
Arquitetura de Rede
Inteligente
• Rede Inteligente
• Adaptação mais facilitada
• Novos serviços → médio
impacto na rede
Arquitetura de
NGN
Aplicação
Controle
SS7
.
.
.
.
.
.
GCP
Aplicação
Controle
SS7
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
GCP
• NGN baseado em comutação por
pacote
• Fácil e rápida adaptação
• Novos serviços → baixo impacto
na rede
Fase inicial Final dos anos 60 Final dos anos 90
16
Hoje, existem vários modelos de referência para a nova rede, onde o mais comum é a
separação da rede/elementos de: transporte/acesso, controle, serviço/aplicação,
acompanhado pelos planos de suporte à operação ao negócio (OSS/BSS) que permeiam
todas as camadas supramencionadas.
A segregação em camadas funcionais permitiu uma maior flexibilidade, onde cada novo
serviço a ser desenvolvido não impacta todos os elementos de rede, como acontecia com
uma infra-estrutura de elementos monolíticos. Como, também, a própria definição da
camada de aplicação, onde serviços sofisticados podem ser desenvolvidos através da
interrupção da chamada /sessão básica para consulta a servidores de aplicação, diminuindo
o tempo de desenvolvimento através de uma camada de abstração entre o serviço e rede,
com a vantagem do emprego a todos os usuários (ubiqüidade).
A Figura 3.2 mostra a estratégia de evolução das redes de voz.
Figura 3.2 – Evolução da Arquitetura das Redes de Voz
Fonte: Caderno de Diretrizes da BrT (2007)
As discussões sobre a evolução das redes de comunicação determinísticas, baseadas nas
operações em modo circuito, já ocorrem há algum tempo. As redes operadas em modo
circuito estão evoluindo para uma nova geração de redes baseadas em modo pacote. Estas
redes são desenvolvidas para suportarem sofisticados serviços de multimídia, ou seja,
convergência de voz, dados e vídeo numa única rede orientada a pacote. Logo surge o
RTPC
NGN
Dados
Celular
3GPP
R.4
IMS
TISPAN
NGN
tempo →
17
termo NGN – Next Generation Networks (Redes de Próxima Geração) que tem como
principal proposta a evolução das redes determinísticas de telecomunicações centradas nos
serviços de voz para redes estatísticas centradas nos serviços de dados.
A evolução da arquitetura NGN para o IMS (IP Multimedia Subsystem) objetiva integrar as
redes de telefonia fixa e móvel e os serviços de voz, dados e vídeo. A NGN evoluirá para o
IMS através da arquitetura definida pelo TISPAN (Telecoms & Internet Converged
Services & Protocols for Advanced Networks) que é o responsável por todos os aspectos de
padronização para as redes convergentes presentes e futuras, no ETSI. Este órgão de
padronização decidiu usar o IMS como base e adicionar especificações relativas à telefonia
fixa às especificações definidas pelo 3GPP (3rd Generation Partnership Project).
.
3.1 REDES DE PRÓXIMA GERAÇÃO (NGN)
Segundo a recomendação do ITU-T, Y.2001 (Dez 2004) a definição de NGN é: “Uma rede
baseada em pacotes capaz de prover serviços de telecomunicações e capaz de fazer uso de
múltiplas tecnologias de transporte com QoS (Quality of Service)em banda larga, na qual
as funções relacionadas a serviço sejam independentes das tecnologias relacionadas ao
transporte”.
As NGN são redes de comunicação convergentes, com capacidade para transmitir voz,
dados, imagens, áudio e vídeo ao mesmo tempo. Utilizam uma estrutura de transmissão por
pacotes do Protocolo Internet (IP – Internet Protocol) onde os terminais enviam pacotes de
dados, em datagramas IP, para um ponto concentrador, de onde passam a circular pela rede
até encontrar o destino, que é um endereço IP. Basicamente, é o mesmo procedimento hoje
em uso na Internet. Para que possam trafegar nas novas redes, os sinais de voz precisam ser
transformados em pacotes, que se misturam aos pacotes de dados (e vídeo) durante o
transporte. Essa função é realizada por gateways de voz, que são instalados na camada de
transporte da rede, onde também estão os roteadores e toda a infra-estrutura física da
operadora.
18
Uma das grandes vantagens das NGN está no uso de interfaces e protocolos abertos e
padronizados. Além disso, sua arquitetura em camadas flexível e escalável dispensa alguns
elementos da rede de circuitos convencional, como as centrais de trânsito.
3.1.1 Histórico da padronização da NGN pela ITU-T
O processo de padronização da NGN, pela ITU-T, partiu de um projeto denominado NGN
2004 Project, datado de Fevereiro de 2004, com o objetivo de coordenar atividades
relacionadas à NGN, estabelecer guias de implementação e normas para a realização da
NGN. A principal preocupação desse trabalho de padronização foi garantir nas atividades
de padronização ITU-T, que fossem endereçados todos os elementos requeridos para a
interoperabilidade e capacitação de rede para suportar aplicações de forma global sobre a
NGN.
Em 1995, a ITU-T lançou o GII Project (Global Information Infrastructure Project) com o
objetivo de preparar normas para a era emergente de informação. Ele basicamente descreve
“a provisão de vários serviços por uma variedade de provedores, sobre uma variedade de
tecnologias de rede de diferentes setores da indústria”. As atividades do GII Project vêm
sendo conduzidas por muitos projetos dedicados, envolvendo Grupos de Estudo da ITU-T
com objetivos comuns, para preparar um conjunto de Recomendações.
Até 2007 o GII teve o principal papel na organização das novas normas ITU-T. Ele tem
alcançado seus objetivos produzindo as Recomendações série Y, onde aspectos gerais têm
sido definidos:
• Recomendação “ITU Y.110 Global Information Infrastructure Principles and
Framework Architecture”: documento de engenharia de sistemas alto nível que
define conceitos necessários à realização do GII. É base para grupos de estudo
dentro e fora da ITU incluindo os voltados a NGN;
• Recomendação “ITU Y.120 Global Information Infrastructure Scenario
Methodology”: visão baseada em funcionalidades, compondo uma proposta de
modelos funcionais da GII (pontos de referência e entidades funcionais);
• Recomendação “ITU Y.130 Information Communication Architecture”: descreve
uma arquitetura de comunicação da informação (ICA) que tem por objetivo
19
estabelecer diretrizes para o desenvolvimento futuro das redes e serviços de
comunicação da informação;
• Recomendação “ITU Y.140 Global Information Infrastructure (GII) Reference
Points for Interconnection Framework”: apresenta uma visão panorâmica do papel
que desempenham as principais recomendações ITU-T no campo da interconexão
como parte da infra-estrutura mundial de informação.
No mesmo período em que o GII foi definido pela ITU-T, novas tecnologias vinham
amadurecendo e ficando mais avançadas, e as redes existentes precisaram evoluir em face
à nova realidade das telecomunicações. Particularmente, a divisão entre telefonia e dados
passa a não ser mais válida e deve ser completamente convergente nas redes de próxima
geração.
Foi então que a ITU iniciou o NGN 2004 Project. O Grupo de Estudo SG 13 da ITU-T
iniciou este projeto específico para NGN, alinhado com o GII. A NGN é vista como a
realização concreta dos conceitos do GII.
A ITU-T, através do SG 13, deu início ao NGN 2004 e com base nas produções do GII
propôs vários padrões.
A data alvo para os padrões NGN era 2004. Alguns padrões propostos foram completados
e aprovados: Y-NGN-Overview (Y.2001) e Y-GRM- NGN (Y.2011). Com base nessas
normas pode-se ter uma visão geral e os princípios da NGN.
Em meados de 2004 foi levantada por parte da ITU-T a urgência em trabalhar em normas
globais para NGN e levar alguma clareza ao esforço de padronização da NGN. Isto
coincidiu com o período de preparação para o World Telecommunication Standardization
Assembly (WTSA-04) em Outubro de 2004, que é um evento regular que define o futuro
dos trabalhos do ITU-T para o próximo período, no caso 2005-2008.
Dada a urgência dos trabalhos envolvendo NGN, os membros da ITU sentiram a
necessidade de agir rapidamente e não esperar o WTSA-04. Há regras e regulamentações
que devem ser construídas e lapidadas no decorrer de alguns anos e há uma parte
20
importante que é manter as organizações e as padronizações coesas, para ir ao encontro das
necessidades de cada um, em um tempo aceitável.
Operadoras em todo mundo estão implementando estratégias NGN e planos de investir
bilhões de dólares em novas redes baseadas em IP. Operadoras, fabricantes de sistemas e
membros da ITU-T, acreditam que padrões internacionais facilitarão um mercado global
para sistemas de mais baixo custo, proporcionando interoperabilidade global, com
implementações mistas e casadas.
Em sete de maio de 2004 a ITU-T estabeleceu um novo grupo, o FGNGN - Focus Group
on NGN, para cuidar das necessidades urgentes de produção de normas globais NGN. Em
junho de 2004, todos os Drafts dos padrões relacionados à NGN, iniciados pelo SG 13,
foram transferidos para o FGNGN. O NGN 2004 Project foi congelado.
O trabalho do FGNGN grupo foi inicialmente construir a arquitetura de convergência das
redes fixa e móvel existentes, para prover transparência entre essas redes. O progresso do
trabalho se daria nas áreas de QoS, autenticação, segurança e sinalização.
Os primeiros resultados do FGNGN são “Building Blocks” sob os quais os fabricantes e
provedores de serviços podem começar a direcionar a NGN.
O FGNGN foi realmente lançado em 23 de Junho de 2004, e começou seu trabalho
principalmente com os diversos Drafts que foram estudados e transferidos pelo JRG (Joint
Rapporteur Group) sobre NGN. O resultado atual são 18 documentos aprovados e alguns
Drafts prontos, os quais serão desenvolvidos mais à frente através dos grupos de estudo
relevantes.
O FGNGN distribuiu estes sete grupos de trabalho de acordo com cada área de estudo, com
três líderes técnicos em cada grupo. O resultado final será um total de 30 documentos.
Alguns desses já foram aprovados e transferidos para os Grupos de Estudos relevantes.
Para manter atualizado o relacionamento entre a ITU-T e o IETF (Internet Engineering
Task Force) sobre assuntos específicos de NGN que impactam ambos, o SG13 criou, em
maio de 2005, um Liaison Officer em NGN do SG13 para com o IETF.
21
Em 2007, seguindo o FGNGN, os trabalhos em NGN estão progredindo sob a
responsabilidade do NGN-GSI (NGN Global Standards Initiative), envolvendo todos os
grupos de estudo e outras organizações trabalhando em NGN dentro da ITU-T. Estas são
as metas e objetivos do NGN-GSI:
• Endereçar o mercado que precisa das normas NGN;
• Produzir normas globais para NGN;
• Manter visibilidade dos trabalhos espalhados entre diferentes grupos técnicos no
ITU-T;
• Disseminar mais o papel principal do ITU-T entre os grupos, no trabalho de
padronização NGN.
3.1.2 Conceituação da NGN
A NGN é a proposta de evolução das atuais redes de telecomunicações centradas em voz
para redes centradas em dados.
A escolha da NGN como infra-estrutura para prestação de novos serviços, em detrimento
de outras redes, está baseada não somente em custo de implementação, complexidade,
aspectos operacionais, escalabilidade e aderência às padronizações mundiais, mas também
em uma estratégia de evolução contínua da rede em direção a arquitetura IMS (IP
Multimedia Subsystem) que será detalhada mais adiante.
Esta evolução da arquitetura NGN para a arquitetura IMS objetiva integrar, as redes de
telefonia fixa e móvel e os serviços de voz, dados e vídeo. O caminho para evolução do
lado da rede fixa irá passar pela arquitetura definida pelo TISPAN (grupo de trabalho do
ETSI), ou seja, a NGN evoluirá para o IMS através da arquitetura definida pelo TISPAN.
A NGN proverá infra-estrutura e protocolos para criar, desenvolver e gerenciar todos os
tipos de serviços possíveis. Estes compreendem serviços usando diferentes tipos de mídia
(áudio, visual e audiovisual), com todos os tipos de codificação e serviços de dados,
conversacional, unicast (um para um), multicast (um para vários) e broadcast (um para
todos), mensagem, dados simples, serviços de transferência, tempo real e não real,
sensíveis a atraso e tolerantes a atraso.
22
A arquitetura NGN define um conjunto de equipamentos que, de forma coerente, suportam
serviços convergentes de voz e dados em uma topologia de rede convergente. É dividida
em pelo menos três camadas básicas: transporte e acesso, controle de chamadas e serviços.
Na primeira camada, estão as unidades de acesso de assinantes, como telefones IP e access
gateways (espécie de armário multiprotocolo que faz a interface entre a rede IP e os
diferentes tipos de conexão do usuário, como circuito de voz e linha ADSL), além de
comutadores, roteadores e media gateways (que transformam sinais de voz da rede
convencional em pacotes).
A camada de controle de chamadas é a responsável pelo encaminhamento, supervisão e
liberação das ligações que trafegam pela rede IP. É uma parte estratégica da rede, onde fica
o elemento responsável pela inteligência das NGN: o softswitch, ou media gateway
controller.
Já a camada de serviços, considerada o grande diferencial, e o atrativo das redes de
próxima geração, é formada pelos softwares que vão permitir às operadoras oferecer novos
e múltiplos serviços aos usuários.
Os terminais que se conectarão à NGN incluem terminais telefônicos analógicos, máquinas
de fax, terminais RDSI, telefones celulares móveis, dispositivos terminais GPRS (General
Packet Radio Service), terminais SIP (Session Initiation Protocol), telefones Ethernet
através de PCs (Personal Computers), set-top boxes digitais, cable modems, e outros.
A NGN proverá mecanismos de segurança para proteger a troca de informação sensível,
para proteger contra uso fraudulento dos serviços providos e proteger sua própria infra-
estrutura de ataques externos.
A NGN pretende introduzir uma nova organização que toca principalmente os planos de
transporte e de controle. Para explorar esse conceito, é preciso agora desenvolver novas
aplicações ou enriquecer as existentes. Elas vão trazer a coerência necessária entre as
aplicações tradicionais, do mundo da telefonia, e as do mundo dos dados, graças à
utilização de um plano de transporte fundamentado sobre o IP e à separação das camadas
de transporte, controle e aplicação. De outra forma, a cooperação entre estes dois mundos
vai sem dúvida harmonizar as funcionalidades de ligação de um ao outro mundo, como as
23
mensagens textuais, as mensagens vocais, a localização geográfica ou a presença. Enfim,
essa harmonização permite as aplicações existentes ou as novas aplicações tirar partido das
funcionalidades dos dois mundos.
3.1.3 Arquitetura da NGN
A arquitetura da NGN repousa sobre o transporte de voz e de dados em forma de pacotes.
Ela decompõe os blocos monolíticos dos comutadores atuais em diferentes camadas de
rede que interfuncionam por intermédio de interfaces abertas. A inteligência de tratamento
de chamada via comutador da RTPC (Rede Telefônica Pública Comutada) é dissociada do
hardware da matriz de comutação. Esta inteligência agora reside em um equipamento
distinto: o softswitch ou servidor de chamada (media gateway controller ou agente de
chamada), que dentro da nova arquitetura é o elemento de controle. As interfaces abertas
em direção às aplicações de rede inteligente (RI) e dos novos servidores de aplicação
facilitam o fornecimento rápido de serviços e a diminuição dos atrasos de comercialização.
A arquitetura da rede NGN se baseia na separação das funções em cinco camadas distintas,
que são: camada de acesso, de transporte, de mídia, de controle e camada de aplicação
todas elas com gerenciamento de rede e de serviços. Esta arquitetura convergente se dá
sobre uma rede IP segura e com garantias de qualidade de serviço.
As plataformas correspondentes a cada camada comunicam-se através de interfaces
abertas, permitindo flexibilidade e soluções de fornecedores diversos. Cada camada
oferece um nível de abstração que permite a implementação de novas aplicações usando os
serviços das camadas inferiores e interfaces aos Sistemas de Suporte a Operação (OSS -
Operation Suport Systems) e Sistemas de Suporte ao Negócio (BSS - Business Suport
Systems). O framework permite que as plataformas de rede sejam usadas de forma
indistinta pelas aplicações, por exemplo, uma plataforma da camada de mídia, como a de
reconhecimento de voz, pode ser usada por qualquer aplicação, atual ou futura, que
necessite dessa funcionalidade.
A evolução natural da rede oferecerá novos serviços, inclusive, a clientes da rede atual. De
fato, este suporte é intrínseco à solução planejada, pois independe da forma de acesso.
24
Assim sendo, serviços como Wide Area Centrex, TV Fone, entre outros podem ser
oferecidos, dentro de uma estratégia de evolução e sem perda de generalidade. Da mesma
forma, a solução está apta para suportar tanto clientes nativos IP, residentes no STFC
(Serviço Telefônico Fixo Comutado) ou com acesso sem fio. A esses clientes toda a gama
de serviços multimídia pode ser ofertada (desde que o terminal do cliente esteja apto para o
serviço).
Outro aspecto importante da evolução é a gerência de rede fim-a-fim. Além da gerência
sobre os equipamentos teremos também gerência total sobre os serviços aprovisionados
(OSS/BSS), com cada vez mais mecanismos automáticos de aprovisionamento e
monitoração sendo oferecidos aos assinantes, e recursos unificados de autenticação e
autorização para os serviços. A Figura 3.1 ilustra a arquitetura da NGN.
Figura 3.3 – Topologia de uma Rede NGN
Fonte: Caderno de Diretrizes da BrT (2007)
STFC
PTS
PTS
PCS
RPR
Camada de
Aplicação
Camada de
Controle
Camada
de Mídia
Camada
de Acesso
Softswitch
MSC Server
Gateway de Mídia
Servidor de Mídia
Centro de
Operações
de Rede
Gerencia-
mento de
Recursos
Engenharia
de tráfego
Servidor
LDAP
Servidor
Radius
Agregador
M
M
Servidores de Aplicação
Service Broker
Provisiona-
mento
Tarifação
RNC
Sistemas de
Suporte à
Operação e ao
Negócio
(OSS/BSS)
Camada de
Transporte
25
3.1.3.1 Camada de aplicação
Como já mencionado, a nova arquitetura define a separação das funções da rede em
camadas distintas, e o nível superior é definido como a camada de aplicação. Nesta camada
residem as funções de execução e gerência dos serviços oferecidos e sinalização com as
funções de controle de chamadas da rede. A camada de aplicação é composta por um grupo
de servidores onde cada categoria de servidores corresponde a um serviço básico sob
controle de terceiros. Alguns serviços podem ser realizados em redes diferentes, as ações
dos servidores são somente relacionadas a serviços e não a camadas mais baixas
específicas da rede. Esta camada provê também as APIs (Application Protocol Interface)
para criação e implantação de serviços.
Devido à separação em camadas é mandatória a existência de protocolos abertos entre as
camadas e entre cada camada e a camada de OSS/BSS. Estes protocolos estão sendo
definidos por organismos internacionais de padronização que têm trabalhado na definição
destes protocolos e na sua interoperabilidade com os equipamentos desenvolvidos pelos
diversos fornecedores internacionais.
Os novos serviços prestados dentro da arquitetura de rede serão baseados em Servidores de
Aplicação localizados nesta camada de aplicação.
3.1.3.2 Camada de controle
O elemento responsável pela camada de controle é o softswitch que atua no controle de
todos os elementos que fazem parte da rede. Softswitch é um termo genérico para qualquer
software aberto usado para interconectar o ambiente de telefonia convencional (RTPC)
com o ambiente de voz sobre IP - VoIP (Voice Over IP), separando as funções de controle
de chamada (camada de controle) das funções de transporte (camada de transporte – Rede
IP).
É ainda o responsável pelo interfaceamento e conversão de protocolos e pela
interoperabilidade da sinalização da rede de telefonia convencional (sinalização por canal
comum SCC#7) com as sinalizações utilizadas na rede de dados.
26
A principal diferença funcional entre o softswitch e a central de comutação é que nas
centrais CPA-T (Controle por Programa Armazenado – Temporal) todas as funções de
controle de chamada e de roteamento estão inseridas nelas próprias, enquanto que na nova
arquitetura a função de controle de chamadas está no softswitch e a função de roteamento
está em outro equipamento de outra camada (media gateways – camada de mídia).
3.1.3.3 Camada de mídia
Os equipamentos da camada de mídia são responsáveis pela conversão dos diferentes tipos
de mídias. É o equipamento que transforma os sinais de voz recebidos da rede telefônica
convencional (de comutação por circuitos) em pacotes de dados no formato IP. Esses
dados são, então, transportados por redes IP até próximo do seu destino, onde outro media
gateway os converte novamente em sinais de voz (comutada), antes de enviá-los ao
destinatário. Devido à sua função, os media gateways são chamados também de gateways
de voz. Abaixo estão descritos os dois principais elementos desta camada:
• Media Gateways (MG): São usados para interfacear a NGN com a RTPC. Têm
como função executar a mediação entre os serviços e possibilitar a conversão de
todos os tipos de serviços multimídia sobre a rede de transporte IP. Por exemplo,
possibilitam a conversão dos serviços de voz tradicionais para voz sobre IP. O
equipamento típico desta camada é o TGW (Trunking Gateway), gateway de
entroncamento, que serve como uma ponte entre as centrais de comutação TDM
(por circuito) e um backbone de rede IP. Ele cuida da transição da RTPC para a
rede de pacote ao nível de tronco e está conectado a uma comutação de tronco ou
local. Um TGW tem interface classe IV e suporta VoIP;
• Media Server (MS): São as plataformas responsáveis pelos recursos de mídia como
locuções de mensagens, similar a uma máquina anunciadora de central telefônica, e
fornecimento de tom de discar, necessários na execução dos serviços. Suporta
diversas aplicações simultâneas propiciando a redução de custo de implantação e
operação e capacita a rede à rápida introdução de novos serviços. Funções mais
avançadas de um MS incluem TTS (text-to-speech – conversão de voz para texto e
27
texto para voz), URA (unidade de resposta audível), reconhecimento de voz,
secretária eletrônica e UMS (unified messaging system).
3.1.3.4 Camada de transporte
A camada de transporte é formada basicamente pela rede IP e as redes ATM e
determinística, suportadas pela rede de transmissão SDH (Synchronous Digital Hierarchy)
e DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing).
A Rede IP da Brasil Telecom é composta por roteadores, switches, servidores de acesso
remoto, agregadores/concentradores de acessos ADSL e outros equipamentos utilizados
para a prestação de grande gama de serviços que utilizam a tecnologia de comunicação por
pacotes IP. A sua arquitetura é constituída por 3 níveis hierárquicos: acesso, distribuição e
core.
A capilarização da Rede IP é proporcionada pela interligação de seus roteadores de acesso
com a rede determinística e com a rede ATM, proporcionando acessos à rede IP em
praticamente qualquer localidade da Brasil Telecom. A rede ATM serve também para a
interconexão entre roteadores IP instalados em localidades distantes aos centros principais
de roteamento. Estes centros de roteamento estão interligados através do backbone de
transporte SDH/DWDM.
O core é constituído por equipamentos roteadores IP com alta capacidade de
processamento. Os roteadores do nível de acesso, localizados nos POPs (Points of
Presence) de agregação, concentram todo o tráfego da rede de acesso antes de encaminhá-
lo para o core de distribuição. Os roteadores de acesso que deverão suportar agregação
ADSL são nomeados roteadores agregadores. Ainda no nível de acesso, tem-se os DSLAM
(Digital Subscriber Line Access Multiplexer), os RAS (Remote Access Server) e as redes
ethernet metropolitanas. Nos POPs existem Media Gateways para a intermediação de
tráfego de voz com a rede telefônica (RTPC).
28
3.1.3.5 Camada de acesso
Compreende os acessos via rede determinística, rede ATM, acessos ADSL, acessos da rede
ethernet metropolitana e acessos wireless. O equipamento de cliente poderá ser um
roteador, modem ADSL com CPG (Customer Premises Gateway) ou IAD (Integrated
Access Devices).
Na camada de acesso também estará instalado o Access Gateway (AGW) que é o
equipamento de acesso responsável pela conexão do par metálico do assinante. Este
equipamento tanto pode ser um DSLAM que suporte placas de voz como uma evolução
dos MSAN (Multi Service Access Network), que suportem placas de voz controladas por
um softswitch.
3.1.3.6 Camada de gerenciamento de rede
Esta camada deve prover todas as ferramentas necessárias para realização das
funcionalidades de gerenciamento de falhas, desempenho, configuração, segurança e
tarifação, realizadas através dos OSS/BSS (Operation Suport Systems / Business Suport
Systems), interligadas aos sistemas de gerenciamento dos elementos de rede.
Um equipamento adicional, que possui funções em várias camadas é o SBC (Session
Border Controller). O SBC é o elemento de isolação e segurança entre o core NGN e
acessos VoIP. Esses acessos VoIP podem ser terminais de usuários residencias, terminais
VoIP no ambiente de uma LAN (Local Area Network) ou outros peers VoIP. O SBC se
comporta como destino final de uma chamada VoIP. Ele termina esta chamada e executa
outra chamada até o destino final. Com isto, tanto a sinalização como o tráfego de voz
atravessam o SBC e, desta forma, podem ser alterados parâmetros da sinalização
propiciando um controle total sobre as chamadas VoIP.
29
3.2 IMS – IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM
O IMS (IP Multimedia Subsystem) originalmente surgiu das iniciativas para padronização
de sistemas de comunicações móveis capitaneadas pelo 3GPP (3rd Generation Partnership
Project), sendo acompanhado pelos demais organismos de padronização como no TISPAN
(Telecoms & Internet Converged Services & Protocols for Advanced Networks), ETSI
(European Telecommunication Standard Institute) para padronização de NGN para rede
fixa e outros acessos, CableLabs para padronização para serviços multimídia sobre TV a
cabo, ITU-T (International Telecommunication Union – Telecommunication
Standardization Sector), 3GPP2 (sistemas móveis de terceira geração baseado em CDMA
Code Division Modulation Access). O IMS vem sendo adotado hoje pela indústria como
sendo o padrão para o sistema de suporte aos serviços multimídia e convergentes
relacionados ao acesso. A arquitetura do IMS está mostrada na Figura 3.4.
Figura 3.4 – Elementos e Arquitetura Simplificada do IMS
Fonte: Caderno de Diretrizes da BrT (2007)
O IMS é responsável por controlar as sessões de multimídia neste novo paradigma de rede,
onde utiliza o protocolo SIP (Session Initiation Protocol). O SIP nasceu no mundo
GSM GPRS WiFi xDSL POTS CMTS
SGSN/GGSNSGSN/GGSN
LOCAL
DSLAMDSLAM CMTSCMTS
MGW/SGW
BGCF
S-CSCF
I-CSCF
P-CSCF
BGCF
SBC
Mensagem
Mensagem
Presen
Presen
ç
ç
a
a
SMS
SMS
IP Centrex
IP Centrex
Conferência
Conferência
…
…
SIP AS
SIP AS
OSA PARLAY
OSA PARLAY
IM SSF
IM SSF
MMS
MMS
OSS
HSS
I
P
M
ultimedia
S
ubsystem
MGCFMGCF SBC
Modem
xDSL
Modem
xDSL
CMCM
BSCBSCBSC BSCBSCBSC
Access
Router
Access
Router
CTP
30
Internet, é de simples implementação e amplamente utilizado hoje para estabelecimento de
sessões. Estes elementos e funcionalidades agrupadas neste novo paradigma de rede
trouxeram ao IMS diversas vantagens como:
• Flexibilidade - Independência das camadas e elementos de rede por meio do uso de
interfaces padrões, onde a atualização de um elemento não afeta o funcionamento
dos demais;
• Sinergia – Plataformas comuns (habilitadores: presença, mensagens, gerenciamento
de grupos) podem ser reutilizadas e combinadas em novos serviços para diferentes
tecnologias de acesso, minimizando os custos de implementação destes serviços;
• Rapidez de Desenvolvimento – Com a flexibilidade e reutilização, novos serviços
podem ser desenvolvidos de maneira rápida e com baixo custo para captura de
novas oportunidades;
• Serviços convergentes – Por ser relacionado ao acesso, e baseado em controle de
sessões multimídia, o IMS torna-se a plataforma natural para prover serviços
convergentes (fixo e móvel) baseados em multimídia;
• Novos Modelos de Negócio - Potencializa novas estruturas de modelo de negócio
por meio de acordos de partição de receita, operadoras virtuais (VNOs), entre
outros.
O IMS é uma plataforma que suporta a criação rápida e com flexibilidade, reutilizando e
combinando funcionalidades existentes, conforme apresentado na Figura 3.5.
31
Internet
Rede de
Acesso
Wi-Fi
AP
IMS
InternetInternet
Rede de
Acesso
Rede de
Acesso
Wi-Fi
AP
Wi-Fi
AP
IMSIMS
Rede de Acesso
Rede de Transporte
Acesso Internet
Multimedia
Internet
Rede de
Acesso
Wi-Fi
AP
InternetInternet
Rede de
Acesso
Wi-Fi
AP
Rede de
Acesso
Rede de
Acesso
Wi-Fi
AP
Wi-Fi
AP
O IMS permite ao operador
oferecer serviços diferenciados e
controlados pela rede, garantindo
a proteção do valor do
investimento feito
Tarifação
QoS
Criação de Serviços e
Novos Serviços
Auto Aprovisionamento
Portal de Serviços
Controle de Sessão
Controle de Acesso ao Serviço
Segurança e Privacidade
Tarifação
QoS
Criação de Serviços e
Novos Serviços
Auto Aprovisionamento
Portal de Serviços
Controle de Sessão
Controle de Acesso ao Serviço
Segurança e Privacidade
Dados do Usuário
Controle
Serviço de
Transporte
apenas !!!
Figura 3.5 – Cadeia de Valor dos Serviços de Multimídia e o IMS
Fonte: Caderno de Diretrizes da BrT (2007)
Outra vantagem do IMS está na agregação de funcionalidades como QoS, tarifação,
segurança, novos habilitadores de serviços, garantindo a manutenção do valor na rede
através da cobrança associada ao nível de diferenciação dos serviços, ou seja,
transformando as operadoras de tradicionais “bitpipes” para provedoras de serviços
diferenciados e com cobrança.
Em Camarillo e Garcia (2006) é colocada a seguinte questão: Por que precisamos do IMS,
se todo o poder da Internet já está disponível para usuários através da comutação por
pacotes? A resposta é: QoS, tarifação e integração de diferentes serviços.
A principal questão com a comutação por pacotes para prover serviços multimídia em
tempo real é que esta fornece um serviço de melhor esforço sem QoS, isto é, a rede não
oferece garantias sobre a quantidade da largura de banda que um usuário usa para uma
particular conexão ou sobre o atraso de pacotes. Conseqüentemente, a qualidade de uma
conversação VoIP pode variar sensivelmente por toda sua duração. Em determinado
momento a voz soa perfeitamente clara e, instantes depois ela pode tornar-se impossível de
ser entendida.
32
A tentativa de manter uma conversação (ou videoconferência) com um QoS pobre pode
tornar-se uma experiência ruim. Assim, uma das razões para a criação do IMS foi prover o
QoS necessário para usufruir sem sofrimento de sessões de multimídia em tempo real. O
IMS cuida da sincronização do estabelecimento da sessão com provisão de QoS, portanto
os usuários têm uma experiência que pode ser prevista.
Outra razão, talvez a mais importante, para a criação do IMS foi a capacidade de tarifar
sessões de multimídia devidamente. Um usuário participante de uma videoconferência
numa comutação por pacotes, freqüentemente transfere uma grande quantidade de
informação (que consiste principalmente de áudio e vídeo codificados). Dependendo da
operadora, a transferência de dados implica em altos gastos para o usuário, uma vez que as
operadoras fazem a tarifação baseadas no número de bytes transferidos. A operadora não
está apta a fornecer um modelo de negócios diferente para a tarifação do usuário porque
esta não tem conhecimento do conteúdo destes bytes, que podem ser de uma sessão VoIP,
ou mensagem instantânea, ou página da web ou um e-mail.
Por outro lado, se a operadora sabe qual o serviço que o usuário está utilizando, esta pode
prover um plano de tarifação alternativo mais interessante para o usuário. Por exemplo, a
operadora pode cobrar uma taxa fixa por mensagens instantâneas, independente do
tamanho destas. Adicionalmente, a operadora pode cobrar por uma sessão multimídia
baseado em sua duração, independente do número de bytes transferidos.
O IMS não determina nenhum modelo particular de negócio, ao invés disto ele permite que
as operadoras cobrem como acharem mais apropriado. O IMS provê informação sobre o
serviço utilizado pelo usuário e com esta informação a operadora decide se utiliza uma
tarifa única para o serviço ou se aplica a cobrança tradicional baseada em tempo ou em
outro tipo de cobrança.
Prover serviços integrados aos usuários é a terceira razão para a existência do IMS.
Embora vários fornecedores de equipamentos e operadoras venham a desenvolver serviços
multimídia, as operadoras não precisam restringir-se a estes serviços. As operadoras
precisam ser capazes de utilizar serviços desenvolvidos por terceiros, combinando-os e
integrando-os com serviços que elas já possuam e fornecer aos usuários serviços
completamente novos. Por exemplo, uma operadora tem um serviço de caixa postal de voz
33
capaz de armazenar mensagens de voz e um terceiro desenvolve um serviço de
conversação de texto falado. Se a operadora compra este serviço, esta pode oferecer um
serviço de texto falado das mensagens armazenadas na caixa postal de voz.
O IMS define interfaces padrões para serem utilizadas pelos criadores/desenvolvedores de
serviços. Desta forma, as operadoras podem tirar vantagem do poder da indústria de
criação de serviços de múltiplos fornecedores, evitando a dependência de um único
fornecedor para obter novos serviços.
Resumindo, o IMS não é um novo serviço e não garante uma aplicação matadora (“killer
application”), mas sim propicia um novo ambiente flexível (“killer environment”) para
criação rápida de serviços, consistente com as novas necessidades do mercado, objetivando
a captura de novas oportunidades em tempo hábil.
3.2.1 Arquitetura do IMS
A arquitetura do IMS é definida na recomendação ETSI ES 282 007. A Figura 3.6
apresenta de maneira simplificada alguns elementos do IMS e suas interfaces para o PES
(PSTN Emulation Subsystem) baseado em IMS para exemplificação e contextualização.
34
AGF/
RGF
RCEF I-BGF
RACS
SGW
S-CSCF/
I-CSCF
AGCF
MGCF/
TGCF
P-CSCF
IBCF
MRFC
BGCF
MRFP
UPSF/HSS
PSTN Emulation Application Server &
IM SSF
PSTN1PSTN1
IMS MGW /
TGF
ShSh
CxCx
MwMw
MwMw
ISCISC P3P3
MrMrMwMw MxMx
MiMi
MgMg
IeIe
MnMn
MxMx
Gq’Gq’
P1P1
MxMx
Gq’Gq’
REDE DE TRANSPORTE
MpMp
IaIa
Rede SS7
da RTPC
Rede SS7
da RTPC
RTPC
Outras
redes
IMS
Outras
redes
IMS
NGNNGN
PSTN2PSTN2
ReRe
NcNc
Gq’Gq’
Funções para
Charging
ISCISC
RfRf
RfRf
Rf
Ro
Rf
Ro
RfRf
Rf
Ro
Rf
Ro
MjMj
Acesso1Acesso1
UE
MxMx
IcIc
IWF
IbIb
Figura 3.6 – Arquitetura IMS
Fonte: Adaptado de ETSI ES 282 007 (2006)
Os principais elementos pertencentes ao IMS estão em destaque na Figura 4.4. Para o
estabelecimento de sessões multimídia, vários elementos na arquitetura IMS são
envolvidos. Estes elementos estão descritos a seguir.
• CSCF (Call Session Control Function): O CSCF estabelece, monitora, suporta e
finaliza as sessões multimídia e gerencia as interações do usuário com o serviço.
Fazendo uma analogia, funciona como uma central telefônica para o ambiente IMS.
O CSCF pode atuar como Proxy CSCF (P-CSCF), Serving CSCF (S-CSCF) ou
Interrogating CSCF (I-CSCF). O P-CSCF é o primeiro ponto de contato para o UE
(user equipment) com o IMS; o S-CSCF controla o estado das sessões na rede; o I-
CSCF é principalmente o ponto de contato dentro da rede da operadora para todas
as conexões IMS destinadas a um usuário ou, para usuários em roaming que
atualmente se encontram dentro da área de serviço da operadora;
35
• O P-CSCF é o primeiro ponto de contato do terminal IMS com a rede IMS,
no plano de sinalização. Todas as chamadas iniciadas ou terminadas por um
terminal IMS passam por um P-CSCF. Ele encaminha as mensagens SIP de
registro para um I-CSCF e mensagens SIP de estabelecimento de sessões
para um S-CSCF;
• O S-CSCF é o equipamento central do plano de controle, pois controla o
estado das sessões na rede. O S-CSCF executa as funções de SIP server e de
SIP register, descritas no item 3.2.2.1. Toda a sinalização originada ou
terminada por um terminal IMS passa obrigatoriamente por um S-CSCF.
Ele analisa todas as mensagens SIP recebidas pelos terminais IMS e executa
o encaminhamento para o destino final ou para um servidor de aplicação,
conforme o caso;
• O I-CSCF é um SIP Proxy localizado na fronteira da rede, que recebe as
mensagens SIP de registro de um P-CSCF. Ele é o ponto de contato na rede
da operadora para todas as conexões destinadas a um usuário desta rede, ou
para um usuário em roaming nesta rede. Podem existir múltiplos I-CSCF
numa mesma rede. As seguintes funções são desempenhadas pelo I-CSCF:
• Registro (Registration): Associação a um S-CSCF para o usuário
através de SIP Registration;
• Fluxos associados à sessão e sem associação;
• Roteamento de consulta via SIP de uma outra rede para o S-CSCF;
• Obtenção do endereço do S-CSCF através de consulta ao
HSS/UPSF;
• Redirecionamento de uma consulta SIP ou resposta para o S-CSCF;
• Tarifação e medição dos recursos utilizados: geração de CDR (Call
Detail Record);
• Adicionalmente, o I-CSCF possui a funcionalidade de cifrar parte
das informações nas mensagens SIP que contêm conteúdo sensível,
como número dos servidores no domínio, seus nomes no servidor de
nomes (DNS), ou suas capacidades. Esta funcionalidade é referida
como THIG (Topology Hiding Internetork Gateway).
36
• HSS (Home Subscriber Server): É o principal repositório de dados para todos os
usuários do IMS, cuja função é semelhante ao HLR na rede celular. No TISPAN o
HSS foi designado pelo nome de UPSF – User Profile Server Function (ETSI
TISPAN TS 182 006). O HSS armazena dados que incluem a identidade do
usuário, informações de registro, parâmetros de acesso, informações de segurança,
informações de localização e informações relativas a consulta de serviços. Deve
prover autenticação, autorização, tarifação. O HSS deve ser agnóstico ao tipo de
serviço provido ao usuário, a aplicação, a rede, ao equipamento terminal do usuário
e a localização geográfica. No caso de implementação de múltiplos HSSs na rede,
deve-se utilizar uma base de dados adicional responsável pelo mapeamento dos
endereços dos usuários e os respectivos HSS. Este elemento é denominado SLF
(Subscription Locator Function). Entre suas funcionalidades, o SLF deve mapear as
identidades públicas do usuário ao endereço do respectivo HSS que contém as
informações do usuário. O HSS deve ser capaz de integrar informações
heterogêneas e permitir que funcionalidades do core da rede sejam oferecidas para
as aplicações e domínios de serviço, conseguindo desta forma esconder a
heterogeneidade das informações. O HSS deve ser capaz de suportar as seguintes
funcionalidades:
• Gerenciamento de mobilidade;
• Suporte ao estabelecimento de chamadas e de sessões;
• Geração das informações de segurança do usuário;
• Tratamento da identificação do usuário;
• Autorização de acesso;
• Suporte a autorização de serviço;
• Suporte ao aprovisionamento do serviço;
• Repositório de dados GUP (Generic User Profile).
• MRPF (Multimedia Resource Processor Function) / MRFC (Multimedia Resource
Function Controller): São os responsáveis pelo tratamento dos fluxos de mídias e
recursos. São equivalentes as URAs (Unidade Respondedora de Áudio) na rede
existente. O MRFC, em conjunto com um MRFP localizado na camada de
transporte, provê um conjunto de recursos no core da rede para o suporte de
serviços. O MRFC interpreta a informação que entra proveniente de um servidor de
37
aplicação via um S-CSCF e controla o MRFP de acordo com a mesma. O MRFC,
em conjunto com o MRFP, provê bridges de conferência, gravação de anúncios,
transcodificação de mídia, entre outros;
• MGCF (Media Gateway Control Function): É o elemento de controle da
arquitetura IMS que tem por objetivo servir de interface entre a rede legada baseada
em circuito comutado RTPC e o IMS. É o equivalente ao softswitch. O MGCF
provê a habilidade de controlar os trunking gateways através de uma interface
padronizada. Este controle inclui a alocação de recursos do media gateway, bem
como as modificações no uso destes recursos. Comunica-se com o CSCF e a rede
fixa e realiza a conversão de protocolos entre ISUP e SIP. O MGCF também
suporta o interfuncionamento entre SIP e a sinalização baseada em TCAP
(Transaction Capabilities Application Part) para serviços suplementares como
CCBS (completamento de chamada de usuário ocupado);
• BGCF (Breakout Gateway Control Function): É o elemento da rede IMS
responsável por selecionar o MGCF para interfuncionamento com a RTPC. O
BGCF interage primariamente com o S-CSCF, MGCF e “peer BGCF” (outras
redes IMS) determinando o melhor roteamento de sessões saintes do IMS para o
STFC. Dentro da mesma rede NGN, ele vai selecionar o MGCF que vai controlar a
chamada.
3.2.2 Protocolo SIP (Session Initiation Protocol)
O IETF (Internet Engineering Task Force) possui vários protocolos que compõem boa
parte da solução para o complexo problema de integração de serviços na Internet:
• SIP - Session Initiation Protocol - Sinalização;
• SDP - Session Description Protocol - Definição de sessão multimídia;
• RTP/RTCP - Entrega fim-a- fim para dados interativos;
• RTSP - Real Time Streaming Protocol - Controle de servidores de mídia;
• MGCP - Media Gateway Control Protocol - Controle de gateways.
38
Neste item será abordado apenas o protocolo SIP, usado para sinalização de seções
multimídia.
O SIP é um protocolo de controle da camada de aplicação que é utilizado para estabelecer,
modificar e terminar sessões multimídia entre usuários em uma rede IP. Dentre suas
funcionalidades tem-se a localização de usuários, o estabelecimento de chamadas,
determinação das capacidades de um terminal, sinalização para estabelecimento e
terminação da chamada e administração na participação de chamadas (transferências,
conferências, entre outros). As ligações estabelecidas pelo protocolo SIP podem ser: ponto
a ponto, multiponto (todos podem ouvir e falar) e multicast (um para muitos). É um
protocolo cliente-servidor similar ao HTML (Hypetext Markup Language) no tocante à
sintaxe e semântica das estruturas empregadas, com campos explicitamente descritos, é
baseado em texto, sem codificações binárias. Durante seu funcionamento, requisições são
geradas por um cliente e enviadas ao servidor (entidade receptora), que processa tal
requisição e envia a resposta ao cliente.
É parte de uma arquitetura multimídia, cujos protocolos vêm sendo continuamente
padronizados pelo IETF. Estas aplicações incluem voz, vídeo, jogos, mensagens, controle
de chamadas e presença. A idéia de um protocolo de sinalização de sessão sobre IP é
posterior a 1992, quando conferências multicast eram apenas uma intenção. O SIP teve
origem no final de 1996 como um componente do IETF Mbone (multicast backbone), que
era uma rede multicast experimental sobre a Internet pública. Foi usado pelo IETF para a
distribuição de conteúdo multimídia, incluindo reuniões do IETF, seminários e
conferências. Devido à sua simplicidade e capacidade de extensão, o SIP foi depois
adotado como um protocolo de sinalização do VoIP, tornando-se uma proposta de padrão
IETF em 1999 (RFC 2543). Mais adiante, o SIP foi aprimorado para considerar questões
de interoperabilidade e novas funcionalidades. O documento sofreu várias alterações e hoje
o SIP é padronizado pela RFC 3261 de 2002.
3.2.2.1 Arquitetura SIP
O SIP utiliza arquitetura cliente/servidor. Os elementos do SIP podem ser classificados em:
39
• SIP User Agents (UAs - agentes usuários) – é a entidade SIP que interage com o
usuário; ex.: SIP phones, PC ou laptop com soft phone, PDA (personal digital
assistants), telefone móvel ou qualquer dispositivo que inicie e termine sessões
multimídia;
• SIP Servers (servidores) – usados para localizar usuários SIP ou reencaminhar
mensagens;
• SIP Gateways: para redes públicas PSTN e redes H.323.
Num mundo ideal, comunicações entre dois terminais SIP (ou UAs) ocorrem sem a
necessidade de intermediários, mas nem sempre é assim, como é o caso de administradores
de rede e provedores de serviço que necessitam do controle do caminho percorrido pelo
tráfego em sua rede.
A Figura 3.7 apresenta uma rede típica, conhecida como o “Trapezóide SIP”.
Figura 3.7 – Rede Trapezóide SIP
Fonte: Adaptado de “SIP Desmystified” - Camarillo 2006
Descrevendo mais detalhadamente os elementos SIP, tem-se:
Servidor DNS
Servidor de
Localização
SIP
Servidor proxy
de entrada
SIP
SIP
SIP
Mídia (RTP)
Agente usuário A
Agente usuário B
Servidor proxy
de saída
40
• SIP UA (agente usuário): é a entidade SIP que interage com o usuário e possui uma
interface no mesmo. Ele envia e recebe solicitações e respostas, é o terminal de
fluxos multimídia e é normalmente, o equipamento do usuário no qual está uma
aplicação ou uma ferramenta de hardware dedicado. Por exemplo, se um usuário
deseja fazer uma chamada via Internet, utilizando seu computador, ele abre um
programa apropriado que contenha um Cliente SIP e interage com este cliente
através da interface mencionada, geralmente em uma janela com botões a serem
selecionados. O cliente usuário SIP é formado por dois módulos:
• User Agent Client - UAC (agente usuário cliente) – responsável por gerar
requisições através de uma aplicação chamadora que inicia uma requisição
SIP;
• User Agent Server - UAS (agente usuário servidor) – responsável em
responder as requisições; ele pode aceitar, redirecionar ou rejeitar
solicitações, ou seja, retorna respostas SIP.
Os dois módulos, UAC e UAS, são sempre obrigatórios para todo cliente.
• SIP Servers (servidores): são entidades lógicas por onde as mensagens SIP passam
até seus destinos finais. Estes intermediários são usados para rotear e redirecionar
solicitações. Os tipos de servidores SIP são:
• Servidor Proxy – recebe e passa adiante solicitações SIP. Pode traduzir
interpretar ou reescrever partes específicas das mensagens SIP que não
perturbem o estado da solicitação ou do diálogo nos terminais. Um servidor
proxy pode também enviar solicitações para mais de um lugar ao mesmo tempo.
Esta entidade é classificada como um forking proxy. Esta ramificação pode ser
paralela ou seqüencial;
• Servidor de Redirecionamento – mapeia o endereço das solicitações dentro de
novos endereços. Ele redireciona as solicitações retornando o endereço do
servidor para o qual a requisição deve ser direcionada, mas não participa da
transação;
41
• Servidor de Localização – recebe atualizações da localização dos usuários da
rede;
• Servidor de Registro – é um servidor que aceita requisições de registro dos
clientes.
Forma de endereçamento adotada: os terminais SIP são definidos por uma SIP URL
(Uniform Resource Locators), similar a um endereço de correio SMTP (Simple Mail
Transfer Protocol), formada por uma parte referente ao nome do usuário ou número
telefônico (user) e outra ao nome do domínio ou endereço numérico da rede (host.domain),
isto é, [email protected]. As URLs SIP podem conter endereços IPv4, IPv6 ou números
de telefone.
Comandos usados pelo protocolo:
• REGISTER: informa a localização de um usuário ao servidor de registro;
• OPTIONS: solicita informações de capacidade;
• INVITE: “convida” um usuário para uma chamada;
• ACK: confirma o recebimento de resposta a um INVITE;
• BYE: termina a conexão entre dois usuários;
• CANCEL: interrompe a busca por um usuário.
Como exemplo do formato das mensagens do protocolo, suponha-se que a usuária Maria
queira saber os tipos de codificações suportados pelo usuário Lucas, antes de fazer uma
chamada. Através de uma requisição OPTIONS, a usuária solicita a informação desejada,
utilizando o campo Accept. Esta mensagem é enviada do módulo cliente do usuário de
Maria, para o módulo servidor do usuário de Lucas:
OPTIONS sip:[email protected] SIP/2.0
From: Maria <sip:m[email protected]>
To: Lucas <sip:lucas@example.com>
Call-ID: [email protected]
CSeq: 1 OPTIONS
Accept: application/sdp
42
Em resposta, o módulo cliente do usuário de Lucas envia uma resposta OPTIONS
indicando ser possível receber áudio nos padrões: PCM μ law (payload tipo 0), 1016
(payload tipo 1), GSM (payload tipo 3), e SX7300/8000 (payload tipo 99); e vídeo H.261
(payload tipo 31) e H.263 (payload tipo 34):
SIP/2.0 200 OK
From: Maria <sip:m[email protected]>
To: Lucas <sip:[email protected]> ;tag=376364382
Call-ID: [email protected]
Content-Length: 81
Content-Type: application/sdp
v=0
m=audio 0 RTP/AVP 0 1 3 99
m=video 0 RTP/AVP 31 34
a=rtpmap:99 SX7300/8000
3.3 TISPAN NGN
O ETSI reconhecendo a convergência entre a comunicação de voz e a comunicação de
dados e também entre as redes fixa e móvel, iniciou as pesquisas para padronização em
dois grupos de trabalho, o TIPHON (Telecommunications and Internet Protocol
Harmonization over Networks) e o SPAN (Services and Protocols for Advanced
Networking), que em setembro de 2003 foram fundidos em um único grupo, o TISPAN
(Telecommunication and Internet Services and Protocols for Advanced Networking) para,
a partir do Release 6 do IMS produzida pelo 3GPP, definir como será a evolução da rede
fixa de voz comutada.
O TISPAN é o centro de competência do ETSI para a migração das redes de circuito
comutado para as redes baseadas em pacotes. É o responsável por todos os aspectos de
padronização para as redes convergentes incluindo aspectos de serviço, arquitetura,
protocolos, suporte a QoS e segurança.
43
O NGN Release 1 foi lançado pelo TISPAN em dezembro de 2005, fornecendo padrões
robustos e abertos que a indústria pode utilizar como uma base confiável para o
desenvolvimento e implementação da primeira geração de sistemas NGN. No momento, o
TISPAN está trabalhando no Release 2, com foco na melhoria da mobilidade, novos
serviços e entrega de conteúdo com aperfeiçoamento da segurança e gerenciamento de
rede. O Release 2 deverá estar concluído em Dezembro/2007.
A arquitetura funcional do TISPAN para NGN (TISPAN NGN) está estruturada em uma
camada de Serviço e uma camada de Transporte baseada em IP, conforme mostra a Figura
3.8.
Figura 3.8 – Arquitetura Funcional TISPAN NGN
Fonte: Adaptado de ETSI ES 282 007 (2006)
A camada de serviço é formada pelos seguintes componentes:
• O core IP Multimedia Subsystem (IMS);
• O subsistema de emulação PSTN/ISDN (PES – PSTN/ISDN Emulation Subsystem);
• Outros subsistemas multimídia (ex.: subsistema de streaming, subsistema de
brodcasting de conteúdo) e aplicações;
Outras Redes
Equipamento de Usuário
Aplicações
Funções de Transferência
Outros
Subsistemas
Core IMS
Subsistema
de Emulação
PSTN/ISDN
Subsistema de
Anexação da
Rede (NASS)
Subsistema de
Controle de Recurso
e Admissão (RACS)
Perfil de
Usuários
Camada de
Serviço
Camada de
Transporte
44
• Componentes comuns (usados por vários subsistemas) como os componentes
requeridos para acesso a aplicações, funções de tarifação, gerenciamento de perfil
do usuário, gerenciamento de segurança, bases de dados de roteamento.
A camada de transporte provê a conectividade IP para o equipamento do usuário NGN e é
composta por:
• Subcamada de controle de transporte, que é dividida em dois subsistemas:
• NASS (Network Attachment Subsystem);
• RACS (Resource and Admission Control Subsystem).
• Funções de transferência, composta pelas seguintes entidades:
• MGF, BGF, RCEF, ARF, SGF, MRFP e L2TF.
A arquitetura TISPAN orientada a subsistemas permite a adição de novos subsistemas no
futuro para cobrir novas demandas e novas classes de serviço. Isto também possibilita a
importação (e adaptação) de subsistemas definidos por outros órgãos de padronização.
A conectividade IP é provida para o equipamento do usuário NGN pela camada de
transporte, sob controle do NASS (Network Attachment Subsystem) e do RACS (Resource
and Admission Control Subsystem). Estes subsistemas escondem a tecnologia de transporte
usada no acesso e no core das redes debaixo da camada IP.
A arquitetura TISPAN é uma arquitetura funcional. Cada subsistema é especificado com
um conjunto de entidades funcionais e as interfaces relacionadas, o que possibilita que os
fornecedores possam combinar as entidades funcionais, quando isto fizer sentido,
considerando modelos de negócio, modelos de serviço e as funcionalidades. Quando
entidades funcionais são combinadas, a interface entre elas é interna, ou seja, é invisível e
não pode ser testada.
Em seguida serão descritos os componentes da camada de serviço e da camada de
transporte.
45
3.3.1 O Core IP Multimedia Subsystem (IMS)
O core IP Multimedia Subsystem (IMS) componente da arquitetura NGN (Core IMS)
suporta o aprovisionamento de serviços multimídia baseados em SIP para terminais NGN.
Ele também suporta o aprovisionamento de serviços que simulam as redes RTPC/RDSI.
No item 4.1 estão descritos a arquitetura e as entidades funcionais do core IMS.
A Figura 3.9 ilustra a posição do IMS dentro da arquitetura NGN. Os componentes com os
quais interfaceia são:
• Equipamento de usuário;
• Resource and Admission Control Subsystem (RACS);
• Network Attachment Subsystem (NASS);
• RTPC/RDSI;
• Subsistema de Emulação RTPC/RDSI;
• Outros Subsistemas Multimídia;
• Funções de Bilhetagem;
• Funções de Gerenciamento de Rede;
• Aplicações e Elementos Comuns.
Figura 3.9 – Core IMS na Arquitetura NGN
Fonte: Adaptado de ETSI ES 282 007 (2006)
TISPAN
Subsistema
de Emulação
RTPC/RDSI
Outros
Subsistemas
Multimídia
RTPC/RDSI
Core
IMS
Subsistema de
Controle de Recurso
e Admissão (RACS)
Subsistema de
Anexação da Rede
(NASS)
Funções de
Bilhetagem
Aplicações e
Elementos Comuns
Funções de
Gerenciamento
de Rede
Equipamento
de Usuário
46
3.3.2 Subsistema de Emulação PSTN/ISDN (PES)
O objetivo da PES (PSTN/ISDN Emulation Subsystem) é permitir que os usuários recebam
na NGN os mesmos serviços que anteriormente recebiam da RTPC, que tipicamente
utilizam tecnologia TDM. É desejável que a transparência seja completa do ponto de vista
do serviço.
O PES suporta a emulação dos serviços RTPC/RDSI para terminais legados conectados na
NGN, através de residential gateways, localizados no ambiente do cliente ou access
gateways (AGW) que se localizam no ambiente da operadora no acesso IP ou no core da
rede. O AGW é o equipamento onde são conectadas as portas POTS (Plain Old Telephony
Service) dos assinantes e é controlado pelo xGCF (x Gateway Control Function). Os
AGWs são equipamentos do tipo DSLAM, ou seja, equipamentos banda larga com
capacidade para ADSL em alta taxa, placas de voz, podendo ainda possuir suporte a
acessos TDM E1 ou N x 64 Kbps. Existem duas modalidades para o suporte ao PES:
baseado em Softswitch e baseado em IMS.
Um princípio importante do subsistema de emulação é que não há nenhuma intenção de
padronizar o conjunto de serviços ou a sinalização usada na rede nacional ou na rede da
operadora. O conjunto de serviços que é oferecido como parte da emulação é um
subconjunto, que pode variar de uma parte pequena do conjunto de funcionalidades da
antiga rede TDM até uma implementação completa das funcionalidades desta rede. A PES
fornece capacidade de serviços RTPC/RDSI e interfaces usando adaptação para uma infra-
estrutura IP. Nem todas as capacidades e interfaces têm que estar presentes para prover
uma emulação.
A Figura 3.10 mostra o PSTN/ISDN Emulation Subsystem (PES) e seus relacionamentos
com outros subsistemas TISPAN NGN.
47
Figura 3.10 – PSTN Emulation Subsysem e seus Relacionamentos
Fonte: Adaptado de ETSI ES 282 007 (2006)
3.3.2.1 PES baseado em softswitch e PES baseado em IMS
Os dois tipos de PES (PES baseado em Softswitch e PES baseado em IMS) serão
considerados como os modelos para a substituição da rede, assim eles serão descritos no
Capítulo 4.
3.3.3 Outros subsistemas multimídia
O subsistema de streaming suporta o aprovisionamento dos serviços baseados em
streaming RSTP (Real Time Streaming Protocol) para terminais NGN.
O subsistema de conteúdo broadcasting suporta a transmissão de conteúdo multimídia
(ex.: filmes, canais de TV, e outros) para grupos de terminais NGN.
Core
IMS
Outros
Subsistemas
Multimídia
RTPC/RDSI
TISPAN
Subsistema de
Emulação
RTPC/RDSI (PES)
Subsistema de
Controle de Recurso
e Admissão (RACS)
Subsistema de
Anexação da Rede
(NASS)
Funções de
Bilhetagem
Aplicações e
Elementos Comuns
Funções de
Gerenciamento
de Rede
Gateways de
Acesso (AGW)
48
3.3.4 Componentes comuns
A arquitetura NGN inclui um número de entidades funcionais que podem ser acessadas por
mais de um subsistema. São elas:
• User Profile Server Function (UPSF);
• Subscription Locator Function (SLF);
• Application Server Function (ASF);
• Interworking Function (IWF);
• Interconnection Border Control Function (IBCF);
• Charging and Data Collection Functions.
3.3.5 Subcamada de controle de transporte
A subcamada de controle de transporte divide-se em dois subsistemas:
• Network Attachment Subsystem (NASS);
• Resource and Admission Control Subsystem (RACS).
3.3.5.1 Network attachment subsystem (NASS)
O subsistema de anexação da rede (NASS) providencia o registro em nível de acesso e a
inicialização do equipamento de usuário (UE) para acessar os serviços NGN TISPAN.
Fornece identificação no nível de rede e autenticação, gerencia o espaço de endereços IP
da rede de acesso e autentica o ponto de contato dos serviços NGN TISPAN/Subsistemas
de aplicação ao UE.
A anexação à rede através do NASS é baseada em identidade de usuário implícita ou
explícita e em credenciais de autenticação armazenadas no NASS.
O Network Attachment Subsystem provê as seguintes funcionalidades:
49
• Aprovisionamento dinâmico do endereçamento IP e de outros parâmetros de
configuração do terminal;
• Autenticação ocorre na camada IP, antes ou durante o processo de alocação de
endereço;
• Autorização de acesso à rede baseada no perfil do usuário;
• Configuração de acesso a rede baseada no perfil do usuário;
• Gerenciamento de localização ocorrendo na camada IP.
3.3.5.2 Resource and admission control subsystem (RACS)
O subsistema de controle de recurso e admissão (RACS) provê controle de admissão e
funcionalidades de controle.
Controle de admissão envolve verificação de autorização baseada no perfil do usuário
contido no acesso ao NASS, nas regras de controle específicas da operadora e
disponibilidade de recursos. A verificação de disponibilidade de recursos implica que a
função de controle de admissão verifica se a banda requisitada é compatível com a banda
de ambos os usuários, a quantidade de banda já usada pelo mesmo usuário no mesmo
acesso, e a possibilidade de outros usuários dividirem os mesmos recursos.
3.3.6 Funções de transferência
O modelamento das funções de transferência aqui apresentadas é limitado a aspectos que
são visíveis para outros componentes da arquitetura. Somente entidades funcionais que
podem interagir com a subcamada de transporte ou a camada de serviço são visíveis no
(modelo da subcamada de transferência). Estas entidades são:
• Border Gateway Function (BGF);
• Layer 2 Termination Function (L2TF);
• Access Relay Function (ARF);
• Media Gateway Function (MGF);
• Media Resource Function Processor (MRFP);
• Signaling Gateway Function (SGF).
50
3.3.6.1 Border gateway function (BGF)
O Border Gateway Function (BGF) provê a interface entre dois domínios de transporte IP.
Ele pode residir na fronteira entre a rede de acesso e o equipamento do cliente, entre a rede
de acesso e o core da rede ou entre dois core de rede. Ele suporta uma ou mais das
seguintes funcionalidades:
• Marcação de pacote para tráfego sainte;
• Alocação de recursos e reserva de banda para tráfego upstream e downstream;
• Alocação e translação de endereço IP e número de porta (NAPT);
• Controle para tráfego entrante;
• Antispoofing de endereços IP;
• Medidor de uso;
• Interfuncionamento entre redes IPv4 e IPv6;
• Esconder a topologia da rede.
3.3.6.2 Layer 2 termination function (L2TF)
O L2TF termina os procedimentos de “Layer 2” da rede de acesso.
3.3.6.3 Access relay function (ARF)
O ARF atua com um retransmissor entre o equipamento de usuário (UE) e o NASS. Ele
recebe requisições de acesso à rede do equipamento de usuário e encaminha para o NASS.
Antes de encaminhar a requisição, o ARF pode também inserir uma informação de
configuração local e aplicar procedimentos de conversão de protocolos.
3.3.6.4 Media gateway function (MGF)
O MGF provê o mapeamento da media e/ou funções de transcodificação entre um domínio
de transporte IP e uma rede de comutação por circuito (troncos, loops). Ele pode também
realizar conferências e enviar tons e anúncios. São identificados três tipos de MGF:
• O Residential MGF (R-MGF), localizado no ambiente do cliente;
51
• O Access MGF (A-MGF) que se localiza no ambiente da operadora no acesso IP ou
no core da rede;
• O Trunking MGF (T-MGF) se situa na fronteira entre uma rede IP core e uma rede
RTPC/RDSI.
O R-MGF e o A-MGF provêm acesso para os serviços do subsistema de emulação
PSTN/ISDN (PES).
3.3.6.5 Media resource function processor (MRFP)
O MRFP provê funções especializadas de processamento de recursos, além das funções
disponíveis no media gateway. Isto inclui recursos para suporte a conferências
multimídias, fonte para anúncios multimídia, implementação de funcionalidades de IVR
(Interactive Voice Response) e análises de conteúdo de mídia.
3.3.6.6 Signaling gateway function (SGF)
O SGF realiza a conversão de sinalização, no nível de transporte, entre a sinalização
baseada em transporte SS7 e sinalização baseada em transporte IP. As funcionalidades do
SGF abrangem:
• Transporte confiável de SS7 sobre IP, usando SCTP (Stream Control Transmission
Protocol);
• Funcionalidades de firewall para SS7 – tanto quanto aplicável - através de
screening dentro dos cabeçalhos do MTP (Media Transfer Protocol) e do SCCP
(Signaling Connection Control Part).
52
4 MODELO DE SUBSTITUIÇÃO DA RTPC
Conforme descrito no Capítulo 3, o TISPAN define duas arquiteturas dentro do subsistema
de emulação da RTPC/RDSI, ou PES (PSTN Emulation Subsystem) para a substituição da
atual rede telefônica pública comutada, que são o PES baseado em softswitch e o PES
baseado em IMS.
4.1 PES BASEADO EM SOFTSWITCH
Ao especificar as entidades funcionais na NGN tem-se que considerar que existem muitas
implementações que já estão completas e outras que ainda estão em desenvolvimento,
portanto a padronização não foi detalhada em excesso para evitar gerar muitas
incompatibilidades. Foram padronizados apenas os fluxos de informação entrantes e
saintes das entidades do PSTN/ISDN Emulation Subsystem e não foi descrita nenhuma
implementação em particular. A Figura 4.1 apresenta a arquitetura funcional da PES
baseada em softswitch.
Figura 4.1 – Arquitetura Funcional da PES Baseada em Softswitch
Fonte: Adaptado de ETSI ES 282 002 (2006)
Distribuidor
Serviço 1
Serviço 2
Serviço 3
Serviços
RTPC/RDSI
AGCF
AGCF
TGCF
SGCF
THF
Roteador
de
Tronco
Localização
de Usuário
Controlador
de Dados de
Usuário
Dados
Locais
Serviço A
Serviço B
Serviço C
Servidor de
Presença
RACS
Transporte
A-BGF
I-BGF
MGF
RI
RTPC/
RDSI
AGF
AGF
Outras
NGNs
Outras
NGNs
AS
S/T
Z
RG
Sistema de
Emulação da
RTPC/RDSI
b
a
h
c
d
e
f
m
g
iii
j
k
53
Na arquitetura funcional mostrada na Figura 4.1, pode-se ver que é possível implementar
múltiplas arquiteturas diferentes. Entretanto há alguns pontos fundamentais que não devem
faltar. O primeiro destes pontos são os gateways que convertem as interfaces legadas
(PSTN Z) em interfaces NGN. Normalmente são tratados por interfaces H.248, porém esta
não é a única maneira de tratá-los. Dependendo do serviço, MGCP ou interfaces que
utilizam SIP de maneira adequada, podem ser utilizadas.
O ponto chave é que o fluxo de informação pode carregar a informação necessária para as
redes RTPC, as sinalizações de linha e de registro dos clientes bem como a sinalização de
serviços especializados.
Os trunking gateways também usam H.248, porém também podem usar MGCP ou SIP.
Outra vez o ponto chave é que o fluxo de informação pode carregar a sinalização de linha e
de registro necessária para conectar os trocos TDM da RTPC.
Pode ser usado um distribuidor de mensagens entre as várias partes do subsistema ou então
podem ser feitas ligações diretas entre os elementos. Nota-se que o serviço RTPC/RDSI é
mostrado como uma agregação dos serviços 1 a 3. Isto ocorre porque as implementações
existentes são muitas vezes espalhadas entre diferentes servidores onde existe uma
interação entre os serviços que permite isto.
O AGCF (Access Gateway Control Function), que é responsável pelo controle das linhas
de acesso e o TGCF (Trunk Gateway Control Function), que é responsável pelo controle
dos troncos são mostrados como entidades separadas, porém não há razão que obrigue a
isto.
Existe somente um caso onde as interfaces têm que ser obrigatoriamente abertas para o
restante do NGS. Quando se adiciona os servidores de aplicação IMS para implantar novos
serviços, como os serviços A, B e C, a interface será SIP para alinhar com o IMS. Neste
exemplo, o distribuidor será o CSCF.
O roteador de tronco realiza a função de determinar o roteamento para uma chamada. Pode
também ser necessário consultar a localização do cliente para determinar para qual servidor
54
ou rede a sinalização, de um dado cliente da RTPC, deve ser enviada. Esta função será
executada se o cliente em questão estiver no PES ou RTPC tradicional.
As funções mostradas como serviços 1, 2 e 3 são apenas exemplos. Elas representam o
serviço básico de chamada e um conjunto de serviços suplementares que são nativos do
Call Server. Eles são mostrados a fim de destacar a possibilidade que os serviços nativos
incluindo chamadas básicas possam ser distribuídos.
4.2 PES BASEADO EM IMS
4.2.1 Arquitetura funcional
A Figura 4.2 apresenta as entidades funcionais que compõem a arquitetura funcional da
PES baseada em IMS e seus relacionamentos com os outros componentes da arquitetura
NGN.
Figura 4.2 – Arquitetura Funcional da PES Baseada em IMS
Fonte: Adaptado de ETSI ES 282 007 (2006)
Outras Redes IP
Servidores de Aplicação
Transporte IP (Acesso e Core)
Funções de
Bilhetagem
Subsistema de
Anexação da
Rede (NASS)
Subsistema de Controle de Recurso e Admissão
(RACS)
I/S-CSCF
AGCF
P-CSCF MRFC MGCF
BGCF
UPSF SLF
IWF
IBCF
Emulação lógica da RTPC/RDSI
Outros tipos de lógica de serviço
I-BGF
T-MGF
MRFP
SGF
RTPC/RDSI
PES
MG
VGW
Z
Z
S/T
S/T
55
A maioria das entidades funcionais da PES são idênticas ou derivadas do IMS, com
exceção do Access Gateway Control Function (AGCF) que tem a responsabilidade de
controlar os gateways residenciais e os gateways de acesso.
4.2.2 Access gateway control function (AGCF)
Esta entidade funcional é o primeiro ponto de contato para os gateways residenciais e para
os gateways de acesso. O AGCF é específico para a PES e executa as seguintes funções:
• Atua como um MGC para as funções de controle de media gateway (R-MGF e A-
MGF);
• Interage com o RACS;
• Interage com NASS para recuperar informação do perfil da linha;
• Executa o interfuncionamento de sinalização entre SIP e sinalização analógica;
• Atua como um SIP User Agent no que diz respeito às entidades funcionais IMS
SIP;
• Executa as funções normalmente atribuídas a um P-CSCF para os terminais legados
conectados atrás dos media gateways (tais como: controle dos procedimentos de
registro do SIP, geração de reconhecimento de identidades e criação de
identificadores de tarifação).
O AGCF deve ser capaz de prover tempos de resposta similares (tom de disco, tom de
chamada, entre outros) aos das atuais RTPC. Em caso de falha do AGCF as chamadas
estabelecidas devem ser preservadas.
As demais entidades funcionais (CSCF, MRFC, MGCF e BGCF) foram descritas no
Capítulo 3.
56
4.3 PES BASEADO EM PRÉ-IMS
As duas soluções substituição da RTPC, PES baseado em softswitch e PES baseado em
IMS, apresentam equipamentos distintos para o core da rede, o que pode acarretar em
investimentos não evolutivos.
A decisão de se optar por uma ou outra arquitetura apresenta vantagens e desvantagens.
Desta forma, ao invés de optar por uma ou outra solução, sugere-se a implantação de um
passo intermediário, chamado de PES baseado em Pré-IMS, com as seguintes
características:
• No core da rede, implantar apenas um AGCF (para controlar o acesso de voz) e um
MGCF (para controlar os troncos). Dependendo do tamanho do projeto, estas duas
funções podem estar inicialmente no mesmo equipamento;
• Os serviços do STFC são hospedados num servidor de aplicação externo. Serviços
mais simples podem estar hospedados internamente no AGCF;
• Utilização de protocolos abertos e padronizados (SIP e H.248).
A Figura 4.3 apresenta a arquitetura da PES baseado em Pré-IMS:
Figura 4.3 – Arquitetura da PES baseada em Pré-IMS
Fonte: Caderno de Diretrizes da BrT (2007)
AGW
AGCF
MGCF
TGW´s
MS
Servidores de Aplicação
SIP
SIP
H.248
H.248
H.248
H.248
AGW
H.248
MGCF AGCF
MS
SIP
SIP
H.248
H.248
H.248
Estação 1
Estação 2
57
As vantagens da topologia PES baseado em Pré-IMS são as seguintes:
• Investimentos mais reduzidos: não é necessária a instalação do core IMS/HSS;
• Transição gradual;
• Solução à prova de futuro;
• Solução tecnicamente mais simples: implementação mais rápida;
• Melhor desempenho e escalabilidade;
• Pode-se aproveitar os equipamentos NGN da Brasil Telecom;
• Esta mesma infra-estrutura pode ser utilizada para prover serviços banda larga;
• Caso outros serviços justifiquem a implantação do core IMS, o mesmo se integrará
facilmente a esta arquitetura.
É importante observar que, com esta topologia, o cliente final continua com seu aparelho
telefônico analógico, ou seja, não existe necessidade de alteração do aparelho telefônico do
cliente. Para estes equipamentos suportarem o atendimento básico da RTPC, as seguintes
premissas devem ser observadas:
• O grau de disponibilidade / confiabilidade da nova rede deve ser, no mínimo, igual
da rede antiga (RTPC);
• Percepção de qualidade, do ponto de vista do cliente, igual ou melhor que da rede
antiga;
Para a prestação do serviço RTPC sobre esta arquitetura, todas as funcionalidades
existentes hoje nesta rede devem ser existentes na nova rede. Abaixo são apresentadas
algumas destas funcionalidades:
• Serviços suplementares;
• Chamadas a cobrar;
• Interconexão de PABX-DDR com sinalização MFC-R2-Digital;
• Interceptação legal;
• Acesso à serviços de emergência;
• Tarifação na linha (para telefones públicos).
58
5 AVALIAÇÃO DE INVESTIMENTOS
Ao avaliar um investimento real, busca-se obter o seu valor justo de mercado, ou aquele
que representa de modo equilibrado as potencialidades e os custos de determinado projeto.
Entretanto, vale notar que não há um valor “correto” para um investimento, pois o seu
valor deve ser determinado considerando as diferentes perspectivas e incertezas existentes.
Além disso, o processo de avaliação envolve uma série de avaliações subjetivas que
influenciam sobre o valor a ser obtido.
Sendo a avaliação de investimentos uma disciplina analítica, alguns mitos foram
desenvolvidos ao longo do tempo. Segundo Damodaran (1996):
“a) Mito 1 – uma avaliação é uma busca objetiva pelo valor “real”
A avaliação não é a ciência que alguns de seus proponentes dizem ser, nem a busca
objetiva por valor verdadeiro que os idealistas gostariam que se tornasse. Os modelos que
utilizamos na avaliação podem ser quantitativos, mas os dados de entrada deixam margem
suficiente para julgamentos subjetivos. Portanto, o valor final que obtivermos através de
modelos sofre o efeito das tendências que inserimos no processo.”
“b) Mito 2 – uma boa avaliação fornece estimativa precisa de valor
Mesmo ao final de uma avaliação minuciosa e detalhada, haverá incertezas quanto aos
números finais, distorcidos como estão pelas pressuposições que fazemos quanto ao futuro
da empresa e da economia. Não é realista esperar ou exigir certeza absoluta numa
avaliação, já que fluxos de caixa e taxas de desconto são estimados com erro.”
“c) Mito 3 – quanto mais quantitativo o modelo melhor a avaliação
A utilidade dos modelos apresentados é circunscrita pelo tempo e esforço despendidos
pelos analistas para encontrar dados de entrada para o modelo. De modo geral, a qualidade
de uma avaliação será diretamente proporcional ao tempo gasto em reunir dados e na
compreensão da empresa a ser avaliada.”
59
Ainda, segundo Damodaran (1996), todas as avaliações têm desvios, não existem
avaliações precisas (exatas) e modelos mais simples podem funcionar melhor que modelos
complexos.
Embora não conclusivos, os métodos de avaliação oferecem um importante instrumento
para auxiliar aqueles que estão envolvidos num processo de avaliação de projetos,
prestando-se principalmente, como suporte a importantes decisões estratégicas.
Para que se possa tomar uma decisão a respeito de novas alternativas de investimento,
sempre é necessário que se tente estimar o seu retorno. Não se toma uma decisão por certo
investimento se o resultado provável for negativo. Desta forma, a avaliação de
investimentos é algo de elevada importância no dia-a-dia corporativo, seja para problemas
de mensuração de valor, para a avaliação de aquisições ou de vendas, ou por qualquer
outro motivo.
O método de determinação do valor de empresas mais importante, tanto do ponto de vista
conceitual quanto do ponto de vista prático, é o de avaliação por fluxo de caixa
descontado. O fluxo de caixa é a medida real de recursos que a empresa é capaz de gerar,
sendo importante pelo fato de que o caixa é o meio utilizado para o pagamento de todos os
tipos de obrigações, como por exemplo, salários dos funcionários, fornecedores,
financiamentos, entre outros. Por tal motivo, este é o método escolhido para a avaliação
dos cenários de substituição da RTPC da BrT descritos no item 5.8 e, portanto, será
descrito aqui em maiores detalhes. Neste capítulo serão ainda apresentados alguns
conceitos necessários para se chegar ao método de avaliação por fluxo de caixa.
Analisar o fluxo de caixa é, em última análise, analisar o processo de formação de liquidez
na empresa. É identificar que atividades estão gerando um fluxo de caixa positivo ou
negativo e que atividades estão eventualmente impedindo o caixa gerado de tornar-se
disponível. Neste sentido, poder-se afirmar que a geração de liquidez é mais importante do
que a geração de lucro já que o que quebra uma empresa não é a falta de lucro; é a falta de
liquidez. São inúmeros os exemplos de empresas que se inviabilizaram financeiramente
mesmo apresentando lucros contábeis.
60
“A necessidade de se desenvolver demonstrativos de fluxo de caixa decorre do aumento da
complexidade das atividades operacionais, o que provoca grandes disparidades entre o
período no qual os lançamentos de receitas e despesas são apresentados e o período em que
os correspondentes fluxos de caixa realmente ocorrem. Tal complexidade pode provocar
uma maior oscilação no fluxo de caixa. Fatores externos, tais como a inflação ou mudanças
no cenário econômico, afetam mais rapidamente os fluxos de caixa do que o lucro
contábil.” (Hendriksen,1982)
“Muitas vezes nós medimos tudo e não entendemos nada. As três coisas mais importantes
a medir em um negócio são: a satisfação dos clientes, a satisfação dos empregados e o
fluxo de caixa.” (Jack Welch – Revista Exame, 1993)
Outras metodologias de análise de investimento tal como a análise das opções reais devem
ser comparadas com o método do fluxo de caixa livre, merecendo também novos estudos
para efetuar tais comparações.
Dado o volume de recursos que são necessários em projetos de telecomunicações e que os
ciclos destes projetos são hoje muito mais rápidos que na época do monopólio estatal,
pode-se afirmar que a avaliação do alto investimento a ser realizado com a substituição de
parte das centrais da BrT é um passo decisivo para o futuro da empresa.
5.1 FLUXO DE CAIXA (FC)
Denomina-se fluxo de caixa ao conjunto de entradas e saídas de dinheiro ou equivalente a
dinheiro, ao longo do tempo, para um indivíduo ou empresa. As entradas correspondem
aos recebimentos e as saídas correspondem aos pagamentos ou desembolsos.
Graficamente o fluxo de caixa é representado através do Diagrama de Fluxo de Caixa
(DFC), conforme as seguintes convenções: no eixo horizontal é marcada a escala de
tempo, subdividida em sub-períodos (meses, anos, dias, etc); o ponto 0 é a data inicial ou
data zero, a partir da qual, todas as demais se encontrarão relacionadas; as quantias são
representadas por segmentos verticais, que na medida do possível devem ser proporcionais
61
aos respectivos valores; entradas de caixa correspondem a segmentos traçados acima do
eixo horizontal e saídas de caixa correspondem a segmentos traçados abaixo.
A Figura 5.1 apresenta um DFC típico onde os fluxos FC
1
, FC
3
e FC
n
correspondem a
entradas de caixa e FC
0
e FC
2
correspondem a saídas de caixa.
Figura 5.1 – Diagrama de Fluxo de Caixa (DFC)
Fonte: Zentgraf (2002)
Apesar de simples, o conceito de fluxo de caixa é extremamente relevante em finanças,
pois a grande maioria dos problemas de matemática financeira recai na resolução de alguns
poucos diagramas predefinidos.
É importante ser considerado na montagem de um fluxo de caixa o cuidado com despesas
ou receitas que não representem efetivas saídas ou entradas de caixa, tais como despesas de
depreciação, provisões, reversões e outros, ou seja, não confundir lucro com fluxo de
caixa.
Será apresentado um exemplo bastante ilustrativo de Zentgraf (2002) para melhor explicar
a utilização do fluxo de caixa e definir alguns conceitos adicionais.
FC
3
0
FC
0
FC
1
FC
2
3142 n
FC
n
tempo
FC
3
0
FC
0
FC
1
FC
2
3142 n
FC
n
tempo
FC
3
0
FC
0
FC
1
FC
2
3142 n
FC
n
tempo
62
Exemplo: Uma empresa planeja adquirir uma máquina que irá proporcionar redução em
seus custos de produção (custos hoje estimados em $500,00/ano passarão a $400,00/ano).
Monte o DFC para a proposta sabendo que a nova máquina custará $1.500,00, possui cinco
anos de vida útil (sem valor residual) e que a alíquota de IR (Imposto de Renda) para a
empresa é de 30,00%.
Solução: A grosso modo, o resultado (ou lucro) de uma empresa será o valor das receitas
por ela obtida diminuído das despesas que incorreu. A cada ano as empresas são obrigadas
a apurar seus resultados com base nesta definição. Caso as receitas superem as despesas,
haverá lucro e a empresa pagará imposto; caso contrário haverá prejuízo, que poderá ser
compensado com lucros futuros, observados os limites estabelecidos na legislação.
Cálculo da Depreciação: A aquisição de uma máquina utilizada em processo produtivo é
uma despesa que a empresa incorrerá, e como tal deverá ser deduzida da base de cálculo do
IR. O lançamento de todo o custo da aquisição como despesa logo no primeiro ano,
entretanto, estará inadequado, pois o equipamento servirá à empresa por cinco anos. Note
ainda que caso assim fosse feito, estaria-se diminuindo em excesso a base de cálculo do IR
no primeiro ano, o que certamente a Receita Federal não deseja. Sendo assim, contábil e
fiscalmente correto será o lançamento a cada ano de uma fração deste investimento,
denominada despesa de depreciação. No exemplo, a máquina não possui valor residual
(valor de revenda ao fim da vida útil) e dura cinco anos; a despesa de depreciação será
portanto, de $300,00/ano (=$1.500,00/5). Observe que esta é uma despesa que não irá
representar uma saída de caixa já que todos os pagamentos a ela relacionados foram
efetuados por ocasião da compra da máquina.
Cálculo do Fluxo de Caixa Incremental: Conforme os dados listados no Demonstrativo de
Resultados do Exercício (DRE) da Tabela 5.1, onde a coluna “Sem” apresenta os
resultados atuais da empresa em análise, a coluna “Com” os resultados caso o equipamento
seja adquirido, e a coluna “Delta-Caixa” as variações de fluxo de caixa relevantes à análise
desta aquisição (equivale à coluna “Com” subtraída da coluna “Sem”). Observe:
• Como o enunciado não especifica alteração nas receitas caso o equipamento seja
adquirido, assume-se que serão fixas e iguais a $2.000,00/ano;
63
• A redução dos custos, por permitir à empresa um menor desembolso, aparece na
variação positiva (entrada de caixa) na coluna “Delta-Caixa”;
• A depreciação não entra na última coluna, pois não representa saída de caixa;
também não devem ser incluídos na última coluna os resultados provenientes das
linhas de cálculo utilizadas na DRE (linhas LAIR e Lucro Líquido);
• O LAIR (Lucro Antes do Imposto de Renda, correspondente à base de cálculo do
IR) será reduzido caso a máquina seja adquirida; a empresa, portanto, pagará menos
imposto e consequentemente a variação de caixa será positiva. Cabe observar que o
valor obtido ($60,00) é a resultante de dois efeitos opostos: o primeiro, referente à
redução dos custos, contribuirá para um aumento da carga tributária em $30,00
(=$100,00x30,00%) e o segundo, referente à dedutibilidade da despesa de
depreciação do LAIR, contribuirá para a redução da carga tributária (benefício
fiscal) em $90,00 (=$300,00x30,00%);
• A diferença entre o lucro líquido e o fluxo de caixa fica por conta da depreciação,
que entra no cálculo do lucro líquido, mas não pode ser considerada no cálculo do
fluxo de caixa líquido.
Tabela 5.1 – Fluxo de Caixa Incremental para o Exemplo
DRE Sem ($) Com ($) Delta-Caixa ($)
Receitas
2.000,00 2.000,00 0,00
(-) Custos
(500,00) (400,00) 100,00
(-) Depreciação
0,00 (300,00) 0,00
(=) LAIR
1.500,00 1.300,00
(-) IR
(450,00) (390,00) 60,00
(=) Lucro Líquido
1.050,00 910,00
(+) Depreciação
0,00 300,00 0,00
Fluxo de Caixa Líquido 1.050,00 1.210,00 160,00
Traçado do DFC: Dado o investimento inicial de $1.500,00, as entradas de caixa líquidas
de $160,00/ano e o prazo de cinco anos para o projeto, tem-se na Figura 5.2 o DFC
resultante.
64
Figura 5.2 – Diagrama de Fluxo de Caixa do Exemplo
5.2 VALOR PRESENTE LÍQUIDO (VPL) SEM RISCO
Segundo Monteiro (2003), o conceito do VPL é considerado como um dos métodos mais
consistentes com o objetivo da empresa de maximizar a riqueza do acionista. Outros
métodos alternativos (tais como a regra do payback, taxa média de retorno contábil e taxa
interna de retorno), apesar de amplamente utilizados no universo corporativo, têm sido
julgados inferiores ao VPL na literatura padrão de finanças.
O valor presente líquido de um investimento é a diferença entre o valor presente das
entradas e saídas de caixa presentes e futuras, descontada a taxa de juros (taxa de
desconto). Desta forma, e uma vez que os VPLs são aditivos, a riqueza dos acionistas é
maximizada ao escolherem-se todos os projetos com VPL de valor positivo.
A fórmula do VPL das receitas líquidas é dada por:
()
I
1
1
−
+
=
∑
=
T
t
t
t
r
C
VPL
,
(5.1)
onde:
r = taxa de desconto;
C
t
= é o fluxo de caixa líquido para o período t;
$160,00 $160,00 $160,00 $160,00
anos
$160,00
0 1 2 4 3
5
$1.500,00
65
I = investimento inicial;
T = número de períodos do projeto.
As vantagens principais do método VPL são:
• Ao contrário da taxa média de retorno contábil, o método VPL usa fluxos de caixa
ao invés de lucros líquidos, incluindo a depreciação como fonte de recursos. Esta
característica torna a abordagem do VPL consistente com a teoria financeira
moderna;
• O VPL, ao contrário da taxa média de retorno e do payback simples, reconhece o
valor do dinheiro no tempo;
• Ao aceitar projetos com VPL positivos, a empresa também aumentará o seu valor
(visando a maximização da riqueza dos acionistas) e não correrá o risco de aceitar
um projeto com retorno negativo, num projeto onde existam múltiplas taxas de
retorno;
• Na comparação entre dois projetos de investimentos, o método do VPL permite que
seja encontrada uma taxa de desconto ajustada ao risco de cada projeto, eliminando
o problema de comparação entre projetos de perfis de risco diferenciados;
• Na escolha entre dois projetos de investimentos mutuamente excludentes (ou
independentes), nos quais distintas taxas de desconto podem inverter a ordem de
preferência entre projetos, o método do VPL é sempre o mais adequado, pois evita
que decisões erradas sejam tomadas com base na TIR (taxa interna de retorno), que
é uma taxa de desconto que iguala o valor presente dos fluxos de caixa futuros ao
investimento inicial, individual dos projetos.
Uma limitação da abordagem do VPL reside na necessidade de se assumir que a
administração é capaz de fazer previsões dos fluxos de caixa dos anos futuros, e que as
premissas adotadas permanecerão estáticas durante todo o projeto, sem qualquer
intervenção da gerência em caso de resultados inesperados e desfavoráveis.
No mundo corporativo real, quanto mais distante for o horizonte de tempo, maiores serão
as incertezas e mais imprecisas serão as previsões de fluxo de caixa, uma vez que estes
fluxos são diretamente influenciados pelas vendas futuras, custos em geral (mão-de-obra,
66
materiais, equipamentos), taxas de juros, políticas governamentais, aspectos climáticos,
mudanças demográficas, políticas internacionais, gostos dos consumidores, novas
tecnologias e assim por diante.
Outro ponto crítico da abordagem do VPL está na decisão de qual taxa de desconto utilizar.
As taxas de desconto são influenciadas pelo nível de risco e duração do projeto, e tendem a
subir acompanhando taxas de juros e inflação. Assim, o VPL apresentado sem o ajuste de
risco, com base na premissa de que os valores de fluxo de caixa estimados são
absolutamente precisos, podem levar à aceitação de um projeto que deveria ser rejeitado ou
vice-versa.
5.3 VALOR PRESENTE LÍQUIDO (VPL) COM RISCO
No cálculo do VPL num ambiente sem risco, o objetivo de maximização da receita do
acionista é atingido ao se escolher projetos que, após o desconto dos fluxos de caixa
futuros pelo seu custo de oportunidade (taxa de juros livre de risco ou a taxa de retorno
requerida pela empresa ou mercado em investimentos compatíveis), apresentam VPL
positivo.
Ao introduzir-se incerteza, a mesma idéia básica permanece inalterada, porém o conceito
de “investimentos compatíveis” passa a significar investimentos com as mesmas
características de risco. Assim, sugere-se que a taxa de desconto r passe a ser substituída
por k, que representa a soma r (taxa de juros livre de risco) mais um prêmio de risco (p)
usado para compensar o risco associado ao projeto. Assim, o VPL com risco é dado por:
()
I
1
1
−
+
=
∑
=
T
t
t
t
k
C
VPL
(5.2)
onde:
k = r+p = taxa de desconto ajustada ao risco;
C
t
= é o fluxo de caixa líquido para o período t;
I = investimento inicial;
T = número de períodos do projeto.
67
A taxa de desconto ajustada ao risco (k) é também denominada de Custo de Oportunidade
do Capital. A taxa de desconto na qual o desconto e a composição são feitos refletem três
fatores: (1) a preferência pelo consumo atual; (2) a expectativa de inflação; (3) a incerteza
associada com os fluxos de caixa que estão sendo descontados.
Diante de um mercado que apresente um conjunto de oportunidades para a aplicação de
seu capital, um investidor opta pelo investimento no ativo A, desde que o retorno
proporcionado por A, seja superior ao retorno oferecido pelas demais propostas que serão
deixadas de lado; posto de outra forma, ao decidir por A, o investidor está perdendo a
oportunidade de aplicar em outros ativos. A esta taxa que o investidor deixa de ganhar
denomina-se Custo de Oportunidade do Capital.
Dada uma determinada taxa de juros k, correspondente ao custo de oportunidade associado
a um ativo, o VPL determinará o ganho (ou perda) expresso em dinheiro de hoje, que o
investidor terá em comparação a um investimento similar que proporcione a taxa de juros k
como retorno.
Conforme já exposto, quando positivo o VPL indicará exatamente quanto o investidor
acrescentou de riqueza ao seu patrimônio e quando negativo indicará exatamente quanto
destruiu de riqueza.
5.4 FLUXO DE CAIXA LÍQUIDO DA EMPRESA (FCFF)
O FCFF (Free Cash Flow to Firm) é a soma dos fluxos de caixa para todos os detentores
de direito da empresa, incluindo ações e dívidas. Representa o fluxo de caixa que contribui
para o aumento de valor da empresa, remunerando o seu ativo.
Em linhas gerais, o método dos fluxos de caixa descontados consiste em estimarem-se os
fluxos de caixa futuros da empresa e trazê-los a valor presente por uma determinada taxa
de desconto. Em outras palavras, o valor de uma empresa pode ser expresso como o valor
presente do fluxo FCFF esperado, dado por:
68
∑
=
+
=
T
t
t
t
E
WACC
FCFF
V
1
)1(
,
(5.3)
onde,
FCFF = Fluxo de Caixa Líquido da Empresa;
WACC (Weighted Average Cost of Capital) = Custo Médio Ponderado de Capital da
Empresa;
T = número de períodos do projeto.
5.4.1 Custo médio ponderado de capital (WACC)
Normalmente, projetos de investimento dentro do mesmo perfil de risco dos negócios de
uma empresa não afetam o risco total da corporação e, portanto, podem ser descontados
pelo custo médio ponderado de capital da empresa que é definido como a média ponderada
dos custos dos diversos componentes de financiamento utilizados por uma empresa.
O custo de capital de uma empresa serve como parâmetro nas tomadas de decisões de
investimentos em geral, pois reflete a taxa mínima de retorno para cobrir o custo dos
recursos para financiar os investimentos. Em outras palavras, o custo de capital é a taxa de
retorno (custo) que a empresa deve pagar aos investidores para que estes tenham interesse
na compra de títulos e ações da empresa.
Os fundos disponíveis para uma empresa originam-se tanto em fontes internas quanto em
fontes externas. As fontes externas são os financiamentos, fornecedores (contas a pagar),
empréstimos de longo prazo (principalmente títulos e debêntures) e ações. As fontes
internas, por sua vez, são os lucros retidos, cujo custo pode ser comparado a uma nova
emissão de ações ordinárias.
Os custos de capital de uma empresa refletem o seu risco, pois são determinados pelo
mercado. Obviamente, se o risco é alto, o retorno exigido será alto, e se o risco for baixo, o
retorno também será baixo, a menos que seja afetado por incertezas econômicas.
69
Existe também o risco do prazo de operação. Quanto maior o prazo dos investimentos,
maior a incerteza e conseqüentemente, o custo de capital, que inclui o risco de perdas por
concordata ou falência da empresa. Analogamente, o retorno exigido pelos acionistas é
significativamente mais alto do que o retorno exigido por um credor de curto prazo. Isso
ocorre devido ao prazo (os recursos investidos em ações são perpétuos, e os credores são
quitados antes dos acionistas em caso de falência) e porque os investidores exigem
compensação pelos riscos extras a que serão submetidos.
Assim, pode-se dividir o custo de capital em duas categorias principais: custo do capital de
terceiros e custo do capital próprio.
O cálculo do custo do capital de terceiros (ou custo da dívida) é um exercício relativamente
simples, uma vez que as taxas de juros são resultado das taxas de mercado e da
precificação do mesmo para os títulos emitidos pela empresa. Entre os fatores que
influenciam o custo do capital de terceiros estão o nível corrente da taxa de juros, o risco
de inadimplência da empresa e os benefícios fiscais aos empréstimos. Além disso, uma vez
que os custos com capital de terceiros são dedutíveis para fins de imposto de renda, o
cálculo do mesmo deve ser ajustado para refletir este efeito.
O custo da capital próprio, por sua vez, não é tão facilmente obtido, e o seu cálculo exige
algumas aproximações que podem ser feitas através do cálculo do valor presente dos
dividendos futuros esperados, ou de metodologias que buscam estimar o custo do capital
próprio considerando o risco do mercado, como o CAPM (Capital Asset Pricing Model ou
Modelo de Precificação de Ativos Financeiros) e o APT (Arbitrage Pricing Theory ou
Modelo de Precificação por Arbitragem).
Para o cálculo do custo médio ponderado de capital, tanto o custo do capital de terceiros
como o custo do capital próprio são considerados e é expresso por:
()
ED
E
C
ED
D
IRCWACC
ED
+
+
+
−= 1,
(5.4)
onde:
IR = Alíquota de Imposto de Renda;
70
C
D
= Custo de Capital de Terceiros;
C
E
= Custo do Capital Próprio;
D = Valor de Mercado da Dívida (ou dívidas);
E = Valor de Mercado do Capital Próprio (patrimônio líquido ou ações mais lucros
retidos).
Na avaliação pelo enfoque da empresa, obtém-se o valor presente da empresa como um
todo, através dos fluxos de caixa esperados para a empresa, descontados pelo custo médio
ponderado de capital. Assim, o cálculo do fluxo de caixa da empresa é dado por:
()
∑
=
+
=
T
t
t
WACC
FCe
VPL
1
1
,
(5.5)
onde:
FCe = Fluxo de Caixa da Empresa no Período T
WACC = Custo Médio Ponderado de Capital
5.4.1.1
Custo do capital próprio (CE)
O método mais comum para determinação de C
E
é a utilização da consagrada teoria do
CAPM, que vem sendo discutida e utilizada amplamente em muitos trabalhos de finanças
modernas desde a sua elaboração em meados da década de 60. Em essência, o CAPM
defende que o custo de oportunidade do capital próprio é igual ao retorno de títulos livres
de risco, mais o risco sistêmico da companhia (
β
, ou beta) multiplicado pelo prêmio de
risco do mercado. A equação geral o custo de capital próprio é dada por:
)(
FMFE
RRRC
−
+
=
β
,
(5.6)
onde:
R
F
= Taxa de retorno de títulos livres de risco;
β
= Risco sistêmico da empresa;
R
M
= Retorno esperado da carteira ampla do mercado de ações.
71
O
β
de um ativo reflete a sensibilidade (covariância) do retorno de um ativo em relação ao
retorno da carteira de ativos do mercado. Ativos com
β
elevado devem apresentar maior
retorno esperado relativamente a ativos com
β
baixo, pois apresentam maior risco não-
diversificável, que são fatores de mercado que afetam todas as empresas, como guerra,
inflação, crises internacionais, ou seja, quanto o ativo está sujeito às variações não
controláveis do mercado e do ambiente. Desta forma, o prêmio por risco será sempre
multiplicado por este coeficiente, exigindo um prêmio maior por risco quanto maior a
variação do ativo em relação à carteira de mercado.
O
β
representa o risco inerente à empresa em questão. Em outras palavras, o
β
de
determinada companhia é o fator de atenuação ou amplificação do risco do mercado amplo
de ações. Exemplificando, se o
β
de determinada empresa é 1,5, a cada 1% de variação no
preço da carteira de mercado a ação da empresa variará, em média, 1,5%. Da mesma
forma, se o
β
for 0,5, a cada 1% de variação no preço da carteira de mercado a ação da
empresa variará, em média, 0,5%. O cálculo do
β
se dá através da análise de regressão (o
β
é a inclinação da reta de regressão).
Quando a empresa não tem o capital aberto, pode-se utilizar o
β
de empresas comparáveis
como aproximação. Entretanto, as empresas têm diferentes níveis de alavancagem
financeira (dívida / capital próprio) entre si. De acordo com Damodaran (1996), como um
aumento na alavancagem financeira da empresa faz com que seu
β
aumente e vice-versa, é
necessário que os
β
sejam ajustados para que possam ser comparáveis.
A partir da média dos
β
desalavancados das empresas comparáveis, aplica-se o processo
inverso e determina-se o
β
da empresa em questão. Damodaran (1996) também coloca que
além do nível de alavancagem financeira, o
β
também varia de acordo com a sensibilidade
da demanda pelos produtos e serviços da empresa (empresas cujos produtos apresentam
demanda cíclica ou elástica têm β maior) e com a alavancagem operacional (quanto maior
a proporção de custos fixos nos custos totais, maior o
β
).
Adicionalmente, quando avalia-se empresas em outros países que não os Estados Unidos
da América, deve-se somar à expressão do custo de capital próprio um componente que
reflete o risco-país. Este risco é calculado pela diferença entre o retorno dos títulos norte-
72
americanos utilizados como ativo livre de risco e os títulos de características semelhantes
(ou cesta de títulos) do país em questão.
5.4.1.2
Custo do capital de terceiros (C
D
)
O custo do capital de terceiros (dívida) é calculado da seguinte forma:
RPRC
FD
+
=
,
(5.7)
onde:
R
F
= Taxa de retorno de títulos livres de risco;
RP = Prêmio pelo risco da companhia.
O prêmio pelo risco é determinado de acordo com o risco de crédito da companhia, ou seja,
de acordo com a possibilidade de não-pagamento da dívida. Quando a empresa tem títulos
de renda fixa negociados publicamente, pode-se utilizar o preço de mercado para estimar a
percepção de risco em relação a tais títulos e, desta forma, estimar o prêmio pelo risco. Se
a empresa não tem títulos negociados, mas fez uma captação de recursos recentemente,
pode-se utilizar o custo desta captação como referência. Quando estas informações não
estiverem disponíveis, pode-se submeter a empresa a uma análise de crédito e, baseando-se
na classificação obtida, estima-se o prêmio pelo risco de acordo com os prêmios de
empresas com classificações semelhantes.
5.5 PERPETUIDADE
Uma empresa, diferentemente de seus projetos, espera-se que tenha vida infinita e,
portanto, continue a operar por períodos mais longos do que os projetados nos fluxos de
caixa. Dessa forma, a avaliação deve ser efetuada em dois períodos distintos:
•
Abrange o horizonte de tempo viável de projeção dos fluxos de caixa operacionais;
•
Abrange o período após o horizonte de projeção acima mencionado.
73
Assim, o fluxo de caixa de uma empresa deve ser projetado pela quantidade de anos sobre
os quais consegue-se prever com razoável confiança o comportamento das principais
variáveis operacionais relevantes. Pode-se citar como variáveis relevantes, os preços dos
produtos, o volume de vendas, o custo de matérias primas, despesas operacionais, entre
outros. A experiência prática tem demonstrado que a maioria das avaliações técnicas
trabalham com períodos de projeção entre 5 e 10 anos.
Considera-se como valor residual da empresa ou valor da perpetuidade os fluxos de caixa
não cobertos pelo período de projeção. Alguns autores estimam o valor da perpetuidade, a
partir do fluxo de caixa livre do último período de projeção. Este será o conceito aqui
utilizado. O período pós-horizonte de projeção para o infinito pode ser dotado ou não de
crescimento, a critério do avaliador e da empresa avaliada. Neste trabalho não será adotado
crescimento.
O valor de perpetuidade pode ser calculado tomando-se como base o valor do fluxo de
caixa do último ano do período de projeção. A fórmula para o cálculo da perpetuidade é
dada por:
WACCFcDEPERPETUIDA /
=
,
(5.8)
onde:
Fc = Fluxo de Caixa;
WACC = Custo Médio Ponderado de Capital.
O valor de perpetuidade obtido também é trazido a valor presente.
5.6 ANÁLISE DE SENSIBILIDADE
Em análises de investimentos freqüentemente aparecem situações onde tem-se estimativas
pouco confiáveis e também não se sabe se vale a pena investir mais para melhorar a sua
confiabilidade. Uma maneira simples de abordar este problema é por meio de análise de
sensibilidade.
74
A análise de sensibilidade consiste em deixar os valores das variáveis conhecidas variarem
num determinado intervalo, por exemplo, ± 20% e analisar as suas implicações sobre a
ordenação das alternativas.
Segundo Montenegro (1982), supondo que se esteja estudando a implantação de um
equipamento cuja vida útil não é conhecida precisamente, mas sabe-se que se situa em
torno de 15 anos. Uma maneira de se proceder é fazer toda a análise considerando a vida
útil de 15 anos; numa segunda fase se analisa quais os efeitos sob a ordenação das
alternativas quando se considera uma vida útil de 12 a 18 anos. Se ao deixar a vida útil
assumir os valores de 12 e 18 anos não houver mudança expressiva com relação à
alternativa que será implantada, não haverá necessidade de maior conhecimento sobre o
valor desta variável e a análise estará completa. Em caso contrário, quando a alternativa
escolhida variar com a vida útil utilizada, será preciso analisar a variação no valor presente
da alternativa. Se a variação no valor presente for pequena, isto significará que as
alternativas que estão sendo comparadas são basicamente iguais do ponto de vista
financeiro e, portanto, a escolha dentre estas alternativas pode ser feita por qualquer outro
critério auxiliar. Se, no entanto, as variações na vida útil do equipamento corresponderem a
variações significativas no valor presente da alternativa, então será necessário um melhor
estudo do valor mais provável desta variável.
5.7 MODELO DE AVALIAÇÃO PARA BRASIL TELECOM
Para elaboração do modelo de avaliação de substituição da RTPC por uma arquitetura Pré-
IMS, serão analisados três cenários propostos para os quais serão feitas avaliações
utilizando-se as ferramentas de avaliação de investimentos descritas anteriormente neste
capítulo e que estão baseadas em fluxos de caixa descontados FCFF. Para tanto será
utilizado o VPL, dado por:
()
∑
=
+
+−=
N
n
n
WACC
nFCFF
toInvestimenVPL
1
1
)(
,
(5.9)
Nos fluxos de caixa obtidos, serão apenas apropriados os custos e receitas acrescidas em
função da mudança da planta, utilizando o princípio da aditividade dos ativos.
75
Nos cenários estudados foram considerados como despesa os investimentos necessários
para a implantação de novos equipamentos e como receitas foram consideradas a
reutilização da planta substituída e principalmente as substituições de equipamentos, uma
vez que estas substituições irão gerar economia, sejam por suas características técnicas ou
de topologia. As economias são baseadas, portanto, na evolução tecnológica de uma
migração da rede TDM para uma rede NGN. Foram verificadas as seguintes economias:
•
Economia de enlaces de transmissão devido à substituição de estágio remoto por
AGW (gateway de acesso);
•
Economia de enlaces de transmissão devido à compressão e topologia (Local e
Longa Distância);
•
Economia de energia e ar condicionado;
•
Economia de operação e manutenção;
•
Economia de atualização de software de centrais telefônicas;
•
Economia com reutilização de componentes das centrais desativadas.
Para o estudo foram assumidas algumas premissas, dentre elas a matriz de interesse de
tráfego em função da funcionalidade do elemento de rede (N3, N2, N1 ou Estágios). A
Tabela 5.2 apresenta as premissas utilizadas para a distribuição do interesse de tráfego,
onde: Intra LO é o tráfego local dentro do mesmo elemento de acesso; LO TDM é o
trafego local entre elementos de acesso para rede TDM; LD TDM é o tráfego de longa
distância para rede TDM; LO NGN é o tráfego local para rede NGN e LD NGN é o trafego
de longa distância para rede NGN.
Tabela 5.2 – Distribuição de Tráfego em Função do Elemento de Rede
Intra LO LO TDM LD TDM LO NGN LD NGN Total
N1 0% 0% 50% 0% 50% 100%
N2 30% 10% 25% 10% 25% 100%
N3 60% 10% 10% 10% 10% 100%
ER 60% 10% 10% 10% 10% 100%
ELR 60% 10% 10% 10% 10% 100%
Extensão de
Rede
60% 10% 10% 10% 10% 100%
76
Algumas premissas foram assumidas e outras foram obtidas de operadoras no Brasil. Para
cada cenário avaliado, será feito um estudo de sensibilidade para analisar o impacto de
algumas destas premissas no cálculo do fluxo de caixa líquido da empresa.
5.7.1 Economia de transmissão devido à substituição de estágio remoto por gateway
de acesso (AGW)
Os estágios remotos de assinantes são equipamentos de linha telefônica que são conectados
e controlados por uma central chamada de central mãe. As chamadas telefônicas para
serem realizadas passam obrigatoriamente pela central mãe que comuta a chamada e
encaminha para o destino desejado, mesmo para chamadas originadas e terminadas no
mesmo estágio remoto, portanto, nesta situação, a chamada sai do estágio remoto vai até a
central mãe e retorna ao mesmo para que a chamada seja completada.
Na proposta de implantação de uma arquitetura Pré-IMS está prevista a implementação de
gateways de acesso (AGW) em substituição desses estágios. No AGW esta chamada é
comutada localmente, não havendo necessidade de utilização de recursos de transmissão
para levar este tráfego até a central mãe. A Figura 5.3 apresenta esta situação.
Figura 5.3 - Economia de Enlaces com a Substituição de Estágio Remoto por AGW
A formulação apresentada considera o tráfego interno ao estágio remoto (intra-local). No
caso da rede existente, rede TDM, o recurso de transmissão é usado duas vezes, onde o
número de circuitos necessários pode ser dado por:
AA BB
Estágio
11
1’1’
22
2’2’
AA BB
AGW
11
22
TDM NGN
Central Mãe
AA BB
Estágio
11
1’1’
22
2’2’
AA BB
AGW
11
22
TDM NGN
Central Mãe
77
%)1),_2((_# LocalIntratrafegorcuitosNumeroDeCiLocalIntraCircuitos −
×
=
−
,
(5.10)
onde,
rcuitosNumeroDeCi é a função que calcula o número de circuitos baseado em
Erlang-B,
LocalIntratrafego −_ é o tráfego intra-local e 1% é a perda considerada neste
caso.
O número de E1s equivalentes ao número de circuitos calculado será dado por:
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
=
30
_#
_1#
LocalIntraCircuitos
TDME
.
(5.11)
Para o caso da utilização da uma arquitetura Pré-IMS (NGN), a quantidade de circuitos
seria a mesma de uma solução TDM, ou seja,
NGNETDME _1#_1#
=
, entretanto além
da economia de E1s devido ao fato do AGW realizar a comutação do tráfego intra-local,
existe também a economia de E1s devido à compressão e multiplexação estatística dos
circuitos, ou seja, devido à codificação que será utilizada.
O codificador de voz utilizado é o G.729, cuja taxa efetiva sobre transporte para um único
circuito de voz é 34,4 Kbps. Este codificador foi escolhido por exigir uma menor largura
de banda que o G.711, tradicionalmente usado na RTPC, propiciando uma economia de
transmissão e ainda manter uma sensação sonora razoável.
Assim, a quantidade de E1s para a solução com AGW é:
(
)
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
×
−×
=
6430
_#4,34
_1#
LocalIntraCircuitos
NGNE
(5.12)
A economia de utilização de transmissão para o caso do estágio remoto será dada por:
NGNETDMEE _1#_1#1
−
=Δ
(5.13)
Considerando como custo de
1
E
Δ o valor do OPEX, tem-se:
78
11 E)Degrau(ValorOPEXCustoE
Δ
×
= ,
(5.14)
onde )Degrau(ValorOPEX representa o custo em OPEX (Operational Expenditure), por
E1, em função do degrau tarifário associada à distância geodésica.
5.7.2 Economia de enlaces de transmissão devido à compressão e topologia (local e
longa distância)
A economia de enlaces devido à compressão e a simplificação da topologia é decorrente da
otimização de recursos através da codificação de voz (neste estudo codec G.729) e a
eliminação de hierarquias de centrais (N2 e N3) por utilizar uma única rede de transporte e
controle, a rede IP.
À medida que uma área atendida por uma central convencional TDM passe a ser atendida
por uma rede NGN, os tráfegos Local TDM e LD TDM tendem a desaparecer,
privilegiando os tráfegos Local NGN e LD NGN. Neste caso, com a utilização de
codificadores e compressores de voz e com otimização da topologia da rede, pode-se
alcançar uma economia de enlaces, conforme apresentado na Figura 5.4.
Figura 5.4 - Economia de Enlaces Devido à Compressão e Topologia (Local e LD)
N1 N1
N2 N2 N2
N3 N3
N3
REDE IP
AGW
AGW
TGW
TGW
AGW
TDM - Topologia hierárquica
com várias rotas exclusivas
entre elementos de rede
NGN - Topologia em estrela
com multiplexação estatística
e compressão de voz
N1 N1
N2 N2 N2
N3 N3
N3
REDE IPREDE IP
AGW
AGW
TGW
TGW
AGW
TDM - Topologia hierárquica
com várias rotas exclusivas
entre elementos de rede
NGN - Topologia em estrela
com multiplexação estatística
e compressão de voz
79
Assim, a necessidade de entroncamento local NGN será dada por:
%)1,_(_# NGNLocaltrafegorcuitosNumeroDeCiNGNLocalCircuitos
−
=−
(5.15)
Caso estes circuitos utilizassem TDM, a necessidade de equivalentes E1 seria:
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
=
30
_#
_1#
NGNLocalCircuitos
TDME
(5.16)
Porém, utilizando NGN, a quantidade de E1s necessários é dada por:
(
)
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
×
−×
=
6430
434
1
NGNLocal_Circuitos#,
NGN_E#
(5.17)
A economia de utilização de transmissão para o caso do acesso remoto é dada por:
NGNETDMEE _1#_1#1
−
=Δ
(5.13)
Em termos de OPEX:
11 E)Degrau(ValorOPEXCustoE
Δ
×
=
(5.14)
Para o entroncamento de longa distância:
%)1,_(_# NGNLDtrafegorcuitosNumeroDeCiNGNLDCircuitos
−
=−
(5.18)
Para as centrais do tipo N2, o tráfego de longa distância NGN, por simplificação, é
formado por duas componentes mais significativas:
•
devido ao tráfego dos terminais desta central N2;
•
devido ao tráfego dos terminais das centrais N3 associados a esta central N2.
80
Assim:
()
acessoporNGNLDtrafegoAcessosNAcessosNNGNLDtrafego ___23_
−
⋅
+
=−
(5.19)
Caso estes circuitos utilizassem TDM, a necessidade de equivalentes E1 seria:
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
=
30
_#
_1#
NGNLDCircuitos
TDME
(5.20)
Porém, utilizando NGN, a quantidade de E1s necessários é dada por:
(
)
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
×
−×
=
6430
434
1
NGNLD_Circuitos#,
NGN_E#
(5.21)
A economia de utilização de transmissão para o caso do acesso remoto é dada por:
NGNETDMEE _1#_1#1
−
=Δ
(5.13)
Em termos de OPEX:
11 E)Degrau(ValorOPEXCustoE
Δ
×
=
(5.14)
5.7.3 Economia de energia e ar condicionado
A economia de consumo de energia e ar condicionado está associada à evolução
tecnológica e a distribuição dos elementos de rede com menor consumo. Neste estudo não
serão avaliados os ganhos com a liberação de espaço em termos de receitas com aluguel ou
venda de infra-estrutura e/ou economia de OPEX, pois esta não é uma prática na BrT. A
Figura 5.5 representa esta situação.
81
Figura 5.5 - Economia de Energia e Ar Condicionado
Os dados de consumo por elemento de rede e custos foram obtidos na própria Brasil
Telecom, considerando o consumo por assinante em Ampere para os modelos de centrais
TDM existentes na BrT. Com base nestes dados, ao se comparar o consumo de um
terminal TDM e de um terminal NGN, a economia observada foi de 65% devido ao menor
consumo de energia dos novos equipamentos e da conseqüente menor demanda de ar-
condicionado.
5.7.4 Economia de operação e manutenção
É crítico o cálculo da economia relativo à operação e manutenção (O&M) com a nova rede
NGN, pois depende de um novo modelo de operação. No entanto, para a elaboração deste
trabalho serão considerados os ganhos que a mudança de topologia trará, conforme
mostrado na Figura 5.4, e que indica redução no número de centrais e rotas na planta
instalada.
Na topologia atual existem 210 centrais telefônicas do tipo N1 e N2 e 1.494 centrais
telefônicas tipo N3. Na topologia proposta as centrais telefônicas N1 e N2 são eliminadas o
que representa uma redução aproximada de 12% no número total de centrais e de E1s
totais na rede. Esta redução será considerada no cálculo de ganho do OPEX da nova rede,
em um dos cenários de sensibilidade.
Central típica de voz ocupa algumas
centenas de metros quadrados,
havendo necessidade de mais ar
condicionado e energia quando
comparado com NGN
Com o avanço tecnológico, o
consumo e o espaço diminuíram
significativamente, impactando na
menor necessidade de ar
condicionado.
82
Na topologia atual existem 1.704 centrais telefônicas tipo N1, N2 e N3 (onde reside a
inteligência das programações) sendo, portanto, pontos onde ocorrem as programações de
rotas, encaminhamento de tráfego, configuração de assinantes e pontos de tarifação. Na
topologia futura NGN os pontos onde ocorrerão estas programações será reduzido
drasticamente para aproximados 80 pontos (estimado em um ponto para cada 100.000
terminais), o que propiciará uma redução do OPEX associado.
Outros custos relevantes no modelo atual são aqueles relativos ao suporte técnico e
sobressalentes, decorrentes da diversidade de modelos de centrais existentes na planta e da
diversidade de fornecedores de equipamentos. Na topologia futura NGN espera-se uma
redução destes custos considerando que deverá ocorrer redução no número de
fornecedores, além da padronização da rede.
Serão adotados três cenários (pessimista, otimista e intermediário) nos cálculos do ganho
relativo à redução de OPEX, ou seja:
•
Cenário pessimista: ganho = 5%;
•
Cenário intermediário: ganho = 10%;
•
Cenário otimista: ganho = 20%.
Será considerada a redução de OPEX de 10% relativo à simplificação da planta, que é o
cenário intermediário apresentado acima. Os demais cenários serão considerados na análise
de sensibilidade.
5.7.5 Economia de atualização de software das centrais telefônicas
Em sua grande maioria, as centrais que serão substituídas, se continuarem na planta
necessitará de atualização de software para continuarem a suportar as necessidades de
evolução da rede sob o aspecto de novas funcionalidades, expansões, programações
específicas devido às interconexões e outras demandas que poderão surgir como as
demandas regulatórias (ex,: portabilidade numérica). Com esta economia não haverá
necessidade de investimentos nestes elementos de rede.
83
5.7.6 Economia com reutilização de componentes das centrais desativadas
Com a desativação das centrais substituídas, existe a possibilidade de reutilização do
hardware para sobressalentes. Numa primeira aproximação, esta economia em
investimento representa R$ 10,00 por acesso de assinantes. Como é uma premissa
assumida, um estudo de sensibilidade será realizado nos cenários apresentados.
5.7.7 CAPEX da nova solução
O CAPEX (Capital Expenditure) da solução baseada no core Pré-IMS será composto pelo
investimento necessário em rede e pelo investimento necessário OSS/BSS, descritos nos
itens a seguir.
5.7.7.1
CAPEX de rede
Os valores utilizados para determinação do CAPEX da substituição estão baseados em
valores orientativos apresentados em 2007 por diversos fornecedores. Os valores variam de
acordo com o número de terminais por estação e são inversamente proporcionais à
quantidade de terminais, até um limite de 10.000 terminais.
Além do core “Pré-IMS” e o custo do acesso, estão inclusos os custos de gerência,
sobressalentes, projeto, instalação e rede IP.
5.7.7.2
CAPEX de OSS/BSS
Os sistemas de OSS/BSS (Operation Support System/Business Support System) da Brasil
Telecom passaram por um processo de atualização bastante significativo nos últimos anos.
De uma forma geral, estes sistemas já estão preparados para suportar uma rede convergente
e são capazes de absorver novas tecnologias. Desta forma, deve-se adotar uma solução de
evolução gradual dos sistemas, maximizando os investimentos realizados.
De uma forma geral, os BSS são pouco impactados pela infra-estrutura de rede e
fortemente impactados na criação de novos serviços, incluindo a forma de
84
comercialização, a cobrança e o atendimento aos clientes. Por outro lado, os OSS sofrem
um impacto significativo com a substituição da infra-estrutura de rede. Como neste
trabalho não está sendo considerada a entrada de novos serviços, serão consideradas
somente as alterações em OSS.
Os mais importantes processos/ferramentas de OSS das centrais da BrT, como processo de
aprovisionamento das centrais (ativação de terminais, serviços suplementares, bloqueios,
etc), gerência de falhas (coleta de alarmes para envio ao Sistema de Gerência de Falhas -
SGF) e gerência de desempenho (coleta de dados de tráfego para envio ao Sistema de
Administração de Tráfego - SAT) são realizados pelo MASC, no qual estão interligados
em torno de 95% dos terminais da BrT. A Figura 5.6 apresenta a estrutura de conectividade
destas ferramentas.
Figura 5.6 – Infra-estrutura de Conectividade Atual do MASC
Fonte: Caderno de Diretrizes da BrT (2007)
Router
Router
85
Com a substituição dos terminais, alguns destes processos/ferramentas deixarão de utilizar
o MASC, como por exemplo, a gerência de falhas (a nova rede terá uma gerência de falhas
que se comunica diretamente a este sistema de gerência), conforme mostra a Figura 5.7.
Por outro lado, os terminais estarão concentrados em um número muito menor de
elementos e terão conectividade direta com a rede TCP/IP. Desta forma, a infra-estrutura
de conectividade do sistema de aprovisionamento será muito simplificada e terá uma
qualidade superior. Esta simplificação permitirá:
•
Redução dos custos da infra-estrutura de conectividade;
•
Aumento do percentual de serviços executados automaticamente;
•
Facilidade na implementação de novos serviços (redução de tecnologias).
Figura 5.7 – Infra-estrutura de Conectividade de Aprovisionamento após a Substituição
Fonte: Caderno de Diretrizes da BrT (2007)
O real impacto e as necessidades de investimentos dependem da arquitetura da solução
adotada para a substituição, do fornecedor e da escala da implantação. Nos custos do
processo, além dos investimentos em customização de aplicações, licenças, infra-estrutura,
deverão também ser considerados os recursos necessários para integração das aplicações,
testes integrados e outros. Entretanto, o investimento necessário em OSS é muito pequeno
86
se comparado ao investimento de rede, assim será adotado um valor fixo e de pequena
ordem (R$ 3.000.000,00). Além disto, os OSS não serão discutidos com detalhe neste
trabalho que tem seu foco maior nas alterações de rede.
5.8 CENÁRIOS DE AVALIAÇÃO
Para avaliação da substituição da planta da Brasil Telecom foram considerados três
cenários distintos, criados a partir de critérios que justificam uma substituição. O fator
comum a estes cenários é o número de terminais, em torno de 300.000.
O primeiro cenário é baseado na criticidade das centrais, segundo avaliação que foi
proposta no item 2.2. O segundo cenário é baseado nas tecnologias de centrais em
descontinuidade (phase-out) e o terceiro baseado na substituição completa dos
equipamentos de comutação de uma mesma área de numeração fechada. Para cada cenário
avaliado foram utilizadas as três premissas básicas resumidas na Tabela 5.3.
Tabela 5.3 – Premissas Básicas Usadas para Avaliação dos Cenários
Parâmetro Descrição Valor
WACC
Weighted Average Capital Cost - Custo médio ponderado de capital
usado como taxa de desconto para o fluxo de caixa da empresa
11,5%
TD (anos) Tempo utilizado para depreciação 5
IR+CSLL Imposto de Renda e Contribuição Social Sobre o Lucro Líquido 34,0%
A análise de viabilidade econômico-financeira foi baseada no fluxo de caixa descontado e
no princípio da aditividade do ativo. Foi considerado um período de 5 anos, mesmo
período para payback, que é o período ajustado para o valor presente líquido deste fluxo de
caixa ser nulo.
Inicialmente, para se obter o fluxo de caixa no período de 5 anos, o valor total das
economias obtidas em cada cenário (Total OPEX das Tabelas 5.5, 5.11 e 5.17) foi
considerado como o único valor de Receita Líquida, entretanto nesta condição o VPL
encontrado foi sempre menor que 0, o que inviabilizaria a substituição dos terminais. Este
resultado mostrou a necessidade de se ter valores de receitas adicionais além das
87
economias encontradas. Para a determinação destas receitas adicionais, foi utilizada a
função Solver do Excel, tendo-se como valor fixo o VPL FCFF=0 e obtendo-se como valor
variável a Receita Bruta, que somada ao Total Opex (que entra no cálculo do fluxo de
caixa como Custos Operacionais) resultou na Receita Líquida necessária para a
viabilização da substituição dos terminais (dados apresentados nas Tabelas 5.8, 5.9, 5.14,
5.15, 5.20 e 5.21). Portanto os terminais a serem substituídos deverão gerar uma receita
adicional para que o projeto seja economicamente viável.
5.8.1 Cenário 1
Este cenário é composto pelas centrais e seus estágios com maior criticidade na planta,
conforme descrito na Tabela 2.4. Foram selecionadas as centrais que atingiram o nível de
criticidade igual a 12 ou superior. Para este cenário os números de terminais e centrais
estão resumidos na Tabela 5.4.
Tabela 5.4 - Cenário 1: Resumo de Centrais e Terminais
CENÁRIO 1 - CENTRAIS e TERMINAIS
N1 0
N2 9
N3 7
Estágios Remotos 34
Total Equipamentos 50
Terminais Instalados 277.179
Terminais em Serviço 241.580
A Tabela 5.5 apresenta o valor da economia de OPEX alcançada quando é realizada a
substituição dos elementos e acessos por NGN, conforme descrito nos itens 5.7.1 a 5.7.4,
além de indicar as economias de investimento, descritas nos itens 5.7.5 e 5.7.6 e os
investimentos de rede e de OSS/BSS, descritos no item 5.7.7, que somados geram o Total
CAPEX necessário para implantação do projeto de substituição.
88
Tabela 5.5 - Cenário 1: OPEX e CAPEX
CENÁRIO 1 - OPEX Valor (R$)
Economia de Enlaces de Filiação em Estágio Remoto 51.918,23
Economia de Enlaces Devido à Compressão e Topologia (Local e LD) 13.974,80
Economia de Energia e Ar Condicionado 36.897,93
Economia de Operação e Manutenção 15.959,02
Total OPEX (Mês) 118.749,99
Total OPEX (Ano) 1.424.999,83
CENÁRIO 1 - CAPEX Valor (R$)
Economia de Atualização de Software 4.950.000,00
Economia com Reutilização de Componentes de Centrais Desativadas 2.791.610,00
Investimento em Rede (48.592.448,28)
Investimento em OSS/BSS (3.000.000,00)
Total CAPEX (43.850.838,28)
Conforme mostra o gráfico da Figura 5.8, a parcela mais significativa dentre as economias
realizadas é a de enlaces de filiação em estágio, representando 44% e a segunda é devido à
economia de ar condicionado, representando 31%.
Figura 5.8 - Cenário 1: Composição da Economia de OPEX
De acordo com os resultados apresentados na Tabela 5.6, para que o investimento feito seja
pago em 5 anos, é necessário um valor adicional de R$ 4,23 à receita média do assinante
migrado para a NGN. Conforme descrito no item 5.8, este valor foi calculado utilizando a
função Solver do Excel de modo a obter-se um VPL FCFF=0.
44%
12%
31%
13%
Economia de Enlaces de Filiação em Estágio Remoto
Economia de Enlaces devido a Compressão e Topologia (Local e LD)
Economia de Energia e Ar Condicionado
Economia de Operação e Manutenção
89
Tabela 5.6 - Cenário 1: Receita Adicional – Payback de 5 Anos
CENÁRIO 1 - MARGEM ADICIONAL Valor (R$)
Margem Anual Adicional 12.260.565,88
Número de Terminais 241.580,00
Margem Anual Adicional por Terminal 50,75
Margem Mensal Adicional por Terminal 4,23
Outro estudo foi obtido considerando a perpetuidade do fluxo de caixa que gera um novo
valor de receita adicional necessária. A Tabela 5.7 apresenta esta situação.
Tabela 5.7 - Cenário 1: Receita Adicional Considerando Perpetuidade
CENÁRIO 1 - MARGEM ADICIONAL CONSIDERANDO PERPETUIDADE
Valor (R$)
Margem Anual Adicional 4.319.324,13
Número de Terminais 241.580,00
Margem Anual Adicional por Terminal 17,88
Margem Mensal Adicional por Terminal 1,49
As Tabelas 5.8 e 5.9 representam, respectivamente, o fluxo de caixa para um pay-back de 5
anos e o fluxo de caixa considerando a perpetuidade.
90
Tabela 5.8 - Cenário 1: Fluxo de Caixa – Pay-back em 5 anos (Valores em R$)
Fluxo de Caixa 0 1 2 3 4 5
Receita Bruta - 12.260.565,88 12.260.565,88 12.260.565,88 12.260.565,88 12.260.565,88
Custos Operacionais - 1.424.999,83 1.424.999,83 1.424.999,83 1.424.999,83 1.424.999,83
Receita Líquida (EBITDA) - 13.685.565,71 13.685.565,71 13.685.565,71 13.685.565,71 13.685.565,71
Despesas Operacionais
Receita Operacional (EBIT) - 13.685.565,71 13.685.565,71 13.685.565,71 13.685.565,71 13.685.565,71
Despesas Com Juros - - - - - -
LAIR - 13.685.565,71 13.685.565,71 13.685.565,71 13.685.565,71 13.685.565,71
Imposto (4.653.092,34) (4.653.092,34) (4.653.092,34) (4.653.092,34) (4.653.092,34)
Lucro Líquido - 9.032.473,37 9.032.473,37 9.032.473,37 9.032.473,37 9.032.473,37
Estorno da Depreciação e Amortização: DEP *IR - 2.981.857,00 2.981.857,00 2.981.857,00 2.981.857,00 2.981.857,00
Desembolso de Capital (43.850.838,28) - - - - -
Investimento (43.850.838,28) - - - - -
Manutenção do ativo - - - - - -
Variação de Capital de Giro - - - - - -
Fluxo de Caixa Líquidos da Empresa (FCFF) (43.850.838,28) 12.014.330,37 12.014.330,37 12.014.330,37 12.014.330,37 12.014.330,37
FCFF descontado (43.850.838,28) 10.775.184,19 9.663.842,32 8.667.123,16 7.773.204,63 6.971.483,97
VPL FCFF 0,00
-
91
Tabela 5.9 - Cenário 1: Fluxo de Caixa – Perpetuidade (Valores em R$)
Fluxo de Caixa 0 1 2 3 4 5
Receita Bruta - 4.319.324,13 4.319.324,13 4.319.324,13 4.319.324,13 41.878.664,35
Custos Operacionais - 1.424.999,83 1.424.999,83 1.424.999,83 1.424.999,83 13.816.302,73
Receita Líquida (EBITDA) - 5.744.323,96 5.744.323,96 5.744.323,96 5.744.323,96 55.694.967,08
Despesas Operacionais
Receita Operacional (EBIT) - 5.744.323,96 5.744.323,96 5.744.323,96 5.744.323,96 55.694.967,08
Despesas Com Juros - - - - - -
LAIR - 5.744.323,96 5.744.323,96 5.744.323,96 5.744.323,96 55.694.967,08
Imposto (1.953.070,15) (1.953.070,15) (1.953.070,15) (1.953.070,15) (18.936.288,81)
Lucro Líquido - 3.791.253,81 3.791.253,81 3.791.253,81 3.791.253,81 36.758.678,27
Estorno da Depreciação e Amortização: DEP *IR - 2.981.857,00 2.981.857,00 2.981.857,00 2.981.857,00 2.981.857,00
Desembolso de Capital (43.850.838,28) - - - - -
Investimento (43.850.838,28) - - - - -
Manutenção do ativo - - - - - -
Variação de Capital de Giro - - - - - -
Fluxo de Caixa Líquidos da Empresa (FCFF) (43.850.838,28) 6.773.110,82 6.773.110,82 6.773.110,82 6.773.110,82 39.740.535,28
FCFF descontado (43.850.838,28) 6.074.538,85 5.448.016,90 4.886.113,82 4.382.164,86 23.060.003,85
VPL FCFF 0,00
-
92
5.8.2 Cenário 2
Este cenário é caracterizado pela substituição das centrais e seus estágios que estão no final
de sua vida útil e já foram descontinuadas pelos fabricantes, a saber: DRX-1, SOPHO e
NEAX-61BR. Para este cenário os números de terminais e centrais estão resumidos na
Tabela 5.10.
Tabela 5.10 - Cenário 2: Resumo de Centrais e Terminais
CENÁRIO 2 - CENTRAIS e TERMINAIS
N1 0
N2 4
N3 187
Estágios Remotos 80
Total Equipamentos 271
Terminais Instalados 282.143
Terminais em Serviço 210.649
A Tabela 5.11 apresenta o valor da economia de OPEX alcançada quando é realizada a
substituição dos elementos e acessos por NGN, conforme descrito nos itens 5.7.1 a 5.7.4,
além de indicar as economias de investimento, descritas nos itens 5.7.5 e 5.7.6 e os
investimentos de rede e de OSS/BSS, descritos no item 5.7.7, que somados geram o Total
CAPEX necessário para implantação do projeto de substituição.
Tabela 5.11 - Cenário 2: OPEX e CAPEX
CENÁRIO 2 - OPEX Valor (R$)
Economia de Enlaces de Filiação em Estágio Remoto 123.003,25
Economia de Enlaces Devido à Compressão e Topologia (Local e LD) 10.664,98
Economia de Energia e Ar Condicionado 84.119,27
Economia de Operação e Manutenção 12.963,19
Total OPEX (Mês) 230.750,69
Total OPEX (Ano) 2.769.008,34
CENÁRIO 2 - CAPEX Valor (R$)
Economia de Atualização de Software 0,00
Economia com Reutilização de Componentes de Centrais Desativadas 2.832.150,00
Investimento em Rede (44.525.417,83)
Investimento em OSS/BSS (3.000.000,00)
Total CAPEX (44.693.267,83)
93
Conforme mostra a Figura 5.9, a parcela mais significativa dentre as economias realizadas
é a de enlaces de filiação em estágio, representando 53% e a segunda é devida à economia
de ar condicionado, representando 36%.
Figura 5.9 - Cenário 2: Composição da Economia de OPEX
De acordo com os resultados apresentados na Tabela 5.12, para que o investimento feito
seja pago em 5 anos, é necessário um valor adicional de R$ 4,42 à receita média do
assinante migrado para a NGN. Conforme descrito no item 5.8, este valor foi calculado
utilizando a função Solver do Excel de modo a obter-se um VPL FCFF=0.
Tabela 5.12 - Cenário 2: Receita Adicional – Payback de 5 Anos
CENÁRIO 2 - MARGEM ADICIONAL Valor (R$)
Margem Anual Adicional 11.179.474,25
Número de Terminais 210.649,00
Margem Anual Adicional por Terminal 53,07
Margem Mensal Adicional por Terminal 4,42
Para o caso de perpetuidade do fluxo de caixa, o valor adicional à receita está apresentado
na Tabela 5.13.
53%
5%
36%
6%
Economia de Enlaces de Filiação em Estágio Remoto
Economia de Enlaces devido a Compressão e Topologia (Local e LD)
Economia de Energia e Ar Condicionado
Economia de Operação e Manutenção
94
Tabela 5.13 - Cenário 2: Receita Adicional – Perpetuidade
CENÁRIO 2 - MARGEM ADICIONAL CONSIDERANDO PERPETUIDADE
Valor (R$)
Margem Anual Adicional 3.085.671,29
Número de Terminais 210.649,00
Margem Anual Adicional por Terminal 14,65
Margem Mensal Adicional por Terminal 1,22
As Tabelas 5.14 e 5.15 representam, respectivamente, o fluxo de caixa para um pay-back
de 5 anos e o fluxo de caixa considerando a perpetuidade.
95
Tabela 5.14 - Cenário 2: Fluxo de Caixa – Pay-back em 5 anos (Valores em R$)
Fluxo de Caixa 0 1 2 3 4 5
Receita Bruta - 11.179.474,25 11.179.474,25 11.179.474,25 11.179.474,25 11.179.474,25
Custos Operacionais - 2.769.008,34 2.769.008,34 2.769.008,34 2.769.008,34 2.769.008,34
Receita Líquida (EBITDA) - 13.948.482,58 13.948.482,58 13.948.482,58 13.948.482,58 13.948.482,58
Despesas Operacionais
Receita Operacional (EBIT) - 13.948.482,58 13.948.482,58 13.948.482,58 13.948.482,58 13.948.482,58
Despesas Com Juros - - - - - -
LAIR - 13.948.482,58 13.948.482,58 13.948.482,58 13.948.482,58 13.948.482,58
Imposto (4.742.484,08) (4.742.484,08) (4.742.484,08) (4.742.484,08) (4.742.484,08)
Lucro Líquido - 9.205.998,50 9.205.998,50 9.205.998,50 9.205.998,50 9.205.998,50
Estorno da Depreciação e Amortização: DEP *IR - 3.039.142,21 3.039.142,21 3.039.142,21 3.039.142,21 3.039.142,21
Desembolso de Capital (44.693.267,83) - - - - -
Investimento (44.693.267,83) - - - - -
Manutenção do ativo - - - - - -
Variação de Capital de Giro - - - - - -
Fluxo de Caixa Líquidos da Empresa (FCFF) (44.693.267,83) 12.245.140,72 12.245.140,72 12.245.140,72 12.245.140,72 12.245.140,72
FCFF descontado (44.693.267,83) 10.982.188,98 9.849.496,85 8.833.629,46 7.922.537,63 7.105.414,92
VPL FCFF 0,00
-
96
Tabela 5.15 - Cenário 2: Fluxo de Caixa – Perpetuidade (Valores em R$)
Fluxo de Caixa 0 1 2 3 4 5
Receita Bruta - 3.085.671,29 3.085.671,29 3.085.671,29 3.085.671,29 29.917.595,51
Custos Operacionais - 2.769.008,34 2.769.008,34 2.769.008,34 2.769.008,34 26.847.341,68
Receita Líquida (EBITDA) - 5.854.679,62 5.854.679,62 5.854.679,62 5.854.679,62 56.764.937,19
Despesas Operacionais
Receita Operacional (EBIT) - 5.854.679,62 5.854.679,62 5.854.679,62 5.854.679,62 56.764.937,19
Despesas Com Juros - - - - - -
LAIR - 5.854.679,62 5.854.679,62 5.854.679,62 5.854.679,62 56.764.937,19
Imposto (1.990.591,07) (1.990.591,07) (1.990.591,07) (1.990.591,07) (19.300.078,65)
Lucro Líquido - 3.864.088,55 3.864.088,55 3.864.088,55 3.864.088,55 37.464.858,55
Estorno da Depreciação e Amortização: DEP *IR - 3.039.142,21 3.039.142,21 3.039.142,21 3.039.142,21 3.039.142,21
Desembolso de Capital (44.693.267,83) - - - - -
Investimento (44.693.267,83) - - - - -
Manutenção do ativo - - - - - -
Variação de Capital de Giro - - - - - -
Fluxo de Caixa Líquidos da Empresa (FCFF) (44.693.267,83) 6.903.230,76 6.903.230,76 6.903.230,76 6.903.230,76 40.504.000,76
FCFF descontado (44.693.267,83) 6.191.238,35 5.552.680,14 4.979.982,18 4.466.351,74 23.503.015,42
VPL FCFF (0,00)
-
97
5.8.3 Cenário 3
O cenário 3 é caracterizado pela substituição de todas as centrais e estágios de uma mesma
área de numeração fechada (ANUF). Este cenário é interessante, pois nesta ANUF todos os
terminais teriam acesso aos mesmos serviços e há ainda ganhos de operação e manutenção,
uma vez que os novos equipamentos estariam, no início, concentrados em uma mesma
área. Para este cenário os números de terminais e centrais estão resumidos na Tabela 5.16.
Tabela 5.16 - Cenário 3: Resumo de Centrais e Terminais
CENÁRIO 3 - CENTRAIS e TERMINAIS
N1 1
N2 4
N3 44
Estágios Remotos 112
Total Equipamentos 161
Terminais Instalados 292.973
Terminais em Serviço 219.714
A Tabela 5.17 apresenta o valor da economia de OPEX alcançada quando é realizada a
substituição dos elementos e acessos por NGN, conforme descrito nos itens 5.7.1 a 5.7.4,
além de indicar as economias de investimento, descritas nos itens 5.7.5 e 5.7.6 e os
investimentos de rede e de OSS/BSS, descritos no item 5.7.7, que somados geram o Total
CAPEX necessário para implantação do projeto de substituição.
98
Tabela 5.17 - Cenário 3: OPEX e CAPEX
CENÁRIO 3 - OPEX Valor (R$)
Economia de Enlaces de Filiação em Estágio Remoto 308.686,21
Economia de Enlaces Devido à Compressão e Topologia (Local e LD) 8.090,67
Economia de Energia e Ar Condicionado 46.525,77
Economia de Operação e Manutenção 11.205,41
Total OPEX (Mês) 374.508,07
Total OPEX (Ano) 4.494.096,85
CENÁRIO 3 - CAPEX Valor (R$)
Economia de Atualização de Software 0,00
Economia com Reutilização de Componentes de Centrais Desativadas 2.962.200,00
Investimento em Rede (46.558.050,99)
Investimento em OSS/BSS (3.000.000,00)
Total CAPEX (46.595.850,99)
Conforme mostra a Figura 5.10, a parcela mais significativa entre as economias realizadas
está nas filiações em estágio remoto com 83%, um percentual alto que se deve ao maior
número de estágios que nos cenários anteriores.
Figura 5.10 - Cenário 3: Composição da Economia de OPEX
Como nos cenários anteriores, a Tabela 5.18, apresenta o resumo da receita adicional
necessária considerando um Pay-back de 5 anos, que neste cenário é de R$ 3,81. Conforme
descrito no item 5.8, este valor foi calculado utilizando a função Solver do Excel de modo
a obter-se um VPL FCFF=0.
83%
2%
12%
3%
Economia de Enlaces de Filiação em Estágio Remoto
Economia de Enlaces devido a Compressão e Topologia (Local e LD)
Economia de Energia e Ar Condicionado
Economia de Operação e Manutenção
99
Tabela 5.18 - Cenário 3: Receita Adicional – Payback de 5 Anos
CENÁRIO 3 - MARGEM ADICIONAL Valor (R$)
Margem Anual Adicional 10.048.169,75
Número de Terminais 219.714,00
Margem Anual Adicional por Terminal 45,73
Margem Mensal Adicional por Terminal 3,81
Para o caso de perpetuidade do fluxo de caixa, o valor adicional à receita está apresentado
na Tabela 5.19.
.
Tabela 5.19 - Cenário 2: Receita Adicional – Perpetuidade
CENÁRIO 3 - MARGEM ADICIONAL CONSIDERANDO PERPETUIDADE
Valor (R$)
Margem Anual Adicional 1.609.815,27
Número de Terminais 219.714,00
Margem Anual Adicional por Terminal 7,33
Margem Mensal Adicional por Terminal 0,61
As Tabelas 5.20 e 5.21 representam, respectivamente, o fluxo de caixa para um pay-back
de 5 anos e o fluxo de caixa considerando a perpetuidade.
100
Tabela 5.20 - Cenário 3: Fluxo de Caixa – Pay-back em 5 anos (Valores em R$)
Fluxo de Caixa 0 1 2 3 4 5
Receita Bruta - 10.048.169,75 10.048.169,75 10.048.169,75 10.048.169,75 10.048.169,75
Custos Operacionais - 4.494.096,85 4.494.096,85 4.494.096,85 4.494.096,85 4.494.096,85
Receita Líquida (EBITDA) - 14.542.266,60 14.542.266,60 14.542.266,60 14.542.266,60 14.542.266,60
Despesas Operacionais
Receita Operacional (EBIT) - 14.542.266,60 14.542.266,60 14.542.266,60 14.542.266,60 14.542.266,60
Despesas Com Juros - - - - - -
LAIR - 14.542.266,60 14.542.266,60 14.542.266,60 14.542.266,60 14.542.266,60
Imposto (4.944.370,64) (4.944.370,64) (4.944.370,64) (4.944.370,64) (4.944.370,64)
Lucro Líquido - 9.597.895,95 9.597.895,95 9.597.895,95 9.597.895,95 9.597.895,95
Estorno da Depreciação e Amortização: DEP *IR - 3.168.517,87 3.168.517,87 3.168.517,87 3.168.517,87 3.168.517,87
Desembolso de Capital (46.595.850,99) - - - - -
Investimento (46.595.850,99) - - - - -
Manutenção do ativo - - - - - -
Variação de Capital de Giro - - - - - -
Fluxo de Caixa Líquidos da Empresa (FCFF) (46.595.850,99) 12.766.413,82 12.766.413,82 12.766.413,82 12.766.413,82 12.766.413,82
FCFF descontado (46.595.850,99) 11.449.698,49 10.268.787,89 9.209.675,24 8.259.798,42 7.407.890,96
VPL FCFF 0,00
-
101
Tabela 5.21 - Cenário 3: Fluxo de Caixa – Perpetuidade (Valores em R$)
Fluxo de Caixa 0 1 2 3 4 5
Receita Bruta - 1.609.815,27 1.609.815,27 1.609.815,27 1.609.815,27 15.608.208,93
Custos Operacionais - 4.494.096,85 4.494.096,85 4.494.096,85 4.494.096,85 43.573.199,89
Receita Líquida (EBITDA) - 6.103.912,12 6.103.912,12 6.103.912,12 6.103.912,12 59.181.408,82
Despesas Operacionais
Receita Operacional (EBIT) - 6.103.912,12 6.103.912,12 6.103.912,12 6.103.912,12 59.181.408,82
Despesas Com Juros - - - - - -
LAIR - 6.103.912,12 6.103.912,12 6.103.912,12 6.103.912,12 59.181.408,82
Imposto (2.075.330,12) (2.075.330,12) (2.075.330,12) (2.075.330,12) (20.121.679,00)
Lucro Líquido - 4.028.582,00 4.028.582,00 4.028.582,00 4.028.582,00 39.059.729,82
Estorno da Depreciação e Amortização: DEP *IR - 3.168.517,87 3.168.517,87 3.168.517,87 3.168.517,87 3.168.517,87
Desembolso de Capital (46.595.850,99) - - - - -
Investimento (46.595.850,99) - - - - -
Manutenção do ativo - - - - - -
Variação de Capital de Giro - - - - - -
Fluxo de Caixa Líquidos da Empresa (FCFF) (46.595.850,99) 7.197.099,87 7.197.099,87 .197.099,87 7.197.099,87 42.228.247,69
FCFF descontado (46.595.850,99) 6.454.798,09 5.789.056,58 5.191.979,00 4.656.483,40 24.503.533,93
VPL FCFF 0,00
-
102
5.8.4 Análise de sensibilidade
Alguns parâmetros neste estudo foram inferidos. Objetivando avaliar o impacto de uma
premissa errada, será feita a avaliação de pequenas alterações e o impacto direto na receita
adicional por assinante apresentada nos cenários avaliados. Dentre os parâmetros
analisados estão:
•
Custo de Operação e Manutenção: Conforme exposto, existe a possibilidade de
redução desses custos. Os valores estudados nos cenários utilizaram uma redução
de 10%. Na avaliação de sensibilidade, outras reduções estão apresentadas, como
5% e 20%;
•
OPEX 2Mbps: O custo associado à manutenção de transmissão por E1 foi obtido
de custos de operadoras no Brasil. Uma avaliação de sensibilidade associada a este
custo está apresentada a seguir considerando uma variação de -10% a 10%;
•
Sobressalente: Reutilização das centrais desativadas como sobressalentes. Uma
aproximação foi utilizada por assinante para reutilização de placas e peças das
centrais desativadas. Este valor foi de R$ 10,00. Na avaliação de sensibilidade, este
valor foi alterado de -10% e 10%;
•
Consumo NGN: Apesar do consumo de NGN ser um valor informado pelos
fornecedores de equipamento NGN, aqui se procurou verificar uma possível
alteração em função de outros consumos. O consumo avaliado foi alterado de -10%
e 10%.
A Tabela 5.22 apresenta as alterações e valores considerados no estudo de sensibilidade
dos parâmetros inferidos. Observe-se que para cada variação de cada um dos parâmetros
foi calculado um novo fluxo de caixa e consequentemente foram obtidos novos valores de
receita adicional por assinante.
103
Tabela 5.22 – Estudo de Sensibilidade dos Parâmetros Inferidos
Cenário 1 Cenário 2 Cenário 3
Payback
5 Anos Perpetuidade
Payback
5 Anos Perpetuidade
Payback
5 Anos Perpetuidade
Premissas Originais 4,23 1,49 4,42 1,22 3,81 0,61
Operação e Manutenção
5% 4,26 1,52 4,45 1,25 3,84 0,64
20% 4,16 1,42 4,36 1,16 3,76 0,56
OPEX 2Mbps
-20% 4,28 1,54 4,55 1,35 4,10 0,90
20% 4,17 1,44 4,30 1,09 3,52 0,32
Sobressalente
-50% 4,38 1,55 4,60 1,29 3,99 0,68
50% 4,08 1,43 4,25 1,15 3,64 0,54
Consumo NGN
-10% 4,22 1,48 4,41 1,21 3,80 0,60
10% 4,24 1,50 4,44 1,23 3,82 0,62
Variações
Mínima 4,06 1,41 4,30 1,20 3,86 0,76
Máxima 4,37 1,54 4,51 1,21 3,74 0,43
Ao final da Tabela 5.22 têm-se as variações mínima e máxima de receita adicional para
cada um dos cenários apresentados. Os valores mínimos de receita adicional foram obtidos
com o cálculo dos fluxos de caixa nos quais foram utilizados, simultaneamente, os novos
valores dos parâmetros que levariam a uma variação mínima de receita adicional, assim
como, para os valores máximos de receita adicional foram realizados cálculos dos fluxos
de caixa onde foram considerados, simultaneamente, os novos valores dos parâmetros que
levariam a uma variação máxima da receita adicional por terminal. Os valores de variação
dos parâmetros utilizados nos cálculos dos fluxos de caixa que levaram às variações
mínimas e máximas das receitas adicionais estão relacionados na Tabela 5.23.
104
Tabela 5.23 – Variação dos Parâmetros para Obtenção das Receitas Mínimas e Máximas
Parâmetro
Variação para
Receita Mínima
Variação para
Receita Máxima
Operação e Manutenção 20% 5%
OPEX 2Mbps -20% 20%
Sobressalente 50% -50%
Consumo NGN -10% 10%
A Tabela 5.24 apresenta os valores em termos percentuais em relação aos valores originais.
Tabela 5.24 – Variação Percentual em Relação aos Acréscimos nas Receitas Nominais
Cenário 1 Cenário 2 Cenário 3
Payback
5 Anos Perpetuidade
Payback
5 Anos Perpetuidade
Payback
5 Anos Perpetuidade
Operação e Manutenção
5% 0,78% 2,22% 0,70% 2,52% 0,67% 4,18%
20% -1,56% -4,43% -1,39% -5,04% -1,34% -8,35%
OPEX 2Mbps
-20% 1,29% 3,66% 2,87% 10,40% 7,57% 47,23%
20% -1,29% -3,66% -2,87% -10,40% -7,57% -47,23%
Sobressalente
-50% 3,55% 4,23% 3,95% 6,01% 4,60% 12,05%
50% -3,55% -4,23% -3,95% -6,01% -4,60% -12,05%
Consumo NGN
-10% -0,23% -0,64% -0,29% -1,04% -0,33% -2,04%
10% 0,23% 0,64% 0,29% 1,04% 0,33% 2,04%
Variações
Mínima -4,05% -5,65% -2,76% -1,70% 1,30% 24,78%
Máxima 3,27% 3,43% 2,07% -0,82% -1,97% -28,95%
Variação Total 7,32% 9,08% 4,83% 0,87% -3,27% -53,73%
Analisando a Tabela 5.24, observa-se que para os cenários 1 e 2, as alterações não
impactaram severamente o resultado quando tratadas individualmente. A variação
combinada entre o cenário otimista e o cenário pessimista para os parâmetros, não
ultrapassou os 10% de variação total, que é o valor absoluto da soma das variações
mínimas e máximas. Já para o cenário 3 o percentual de variação total foi maior que 50%,
e é quase todo devido ao valor do OPEX do E1 (2Mbps). Lembrando que o cenário 3
possui 161 estágios remotos, que é o dobro do número de estágios do cenário 2 e mais que
o triplo do cenário 1, conclui-se que esta é uma variável de alto impacto na avaliação do
105
investimento a ser realizado, tanto para mais quanto para menos e, portanto, em cenários
com maior número de estágios esta variável deve estar muito bem mensurada de forma a
garantir que o resultado da avaliação não seja comprometido.
106
6 CONCLUSÕES
As redes de nova geração já são uma realidade em diversas operadoras, nacionais ou
internacionais, incluindo a Brasil Telecom. A motivação desta migração evolutiva tem-se
dado por fatores determinantes no cenário das Telecomunicações, como a descontinuidade
no fornecimento das centrais TDM ou aos altos valores cobrados pelos fornecedores para
atualização de uma central, já que esta atualização está quase sempre atrelada a uma troca,
parcial ou não, de hardware. Outro fator de destaque é a grande utilização do Protocolo IP
que já disponibiliza uma série de serviços que agradam aos usuários e vêm sendo
incorporados ao dia a dia das pessoas, em particular àquelas que têm acesso banda larga. É
um novo momento no setor que vê a possibilidade de, utilizando uma mesma plataforma,
prover serviços de dados, voz fixa e móvel, vídeo, acesso a internet, jogos e outros tantos
em até um único equipamento de usuário, e tudo isto trazendo um controle centralizado e
muito menos pontos de programação e de gerenciamento de rede.
Entretanto, esta convergência traz também uma complexidade que está ainda em fase de
discussão e padronização pelos órgãos competentes. O trabalho destes órgãos de
padronização vem ocorrendo em ritmo acelerado, mas ainda há muito a ser feito.
Assim, a decisão de migração de uma rede absolutamente estável de voz para uma rede
convergente em desenvolvimento é um desafio. Por outro lado, sabe-se que em
telecomunicações não é comum a entrada de uma nova tecnologia sem que esta cause uma
série de inseguranças e transtornos. Tem-se, na maioria dos casos, um período de transição
que traz instabilidade para serviços consolidados e seguros, no entanto, se há uma
tecnologia emergente e, ao que tudo indica, um mercado ávido pelos serviços a serem
disponibilizados por ela, é imperativa a busca deste novo caminho.
Como mostra o Apêndice A, as operadoras iniciaram seus processos de substituição e o
fizeram por uma ou mais das seguintes razões: planta grande de centrais analógicas
(obsoletas), demanda significativa de crescimento da rede fixa e OPEX elevado. Nestes
casos, os estudos de casos são positivos e mostram que a substituição é válida. Entretanto,
nenhuma das razões acima é totalmente aplicável à realidade da Brasil Telecom, que não
possui hoje demanda significativa para crescimento de terminais convencionais, suas
107
centrais são todas digitais e relativamente atualizadas e toda operação é terceirizada na
busca de um OPEX reduzido.
As análises de cenários apresentadas no Capítulo 5 mostraram que as economias
identificadas não viabilizam sozinhas o início da substituição de centrais. A atualização da
planta só se viabilizaria economicamente com um incremento de receita por assinante
migrado para a nova rede ou, sob outra abordagem, a migração para a nova rede evitaria
uma queda de receita (de R$ 0,61 a R$ 4,42) dependendo do cenário e das premissas
utilizadas. Neste trabalho procurou-se utilizar premissas entre reais e conservadoras e as
análises de sensibilidade das variáveis envolvidas mostraram que estas foram bastante
realistas.
Temos então um impasse: por um lado, uma rede que necessita de melhorias, até mesmo
para manter o atual nível de qualidade existente, mas que já é considerada como rede
legada, e na qual não vale a pena realizar grandes investimentos, uma vez que a nova
geração de rede já iniciou sua entrada e esta não tem volta e, por outro lado, a necessidade
de que os terminais migrados gerem novas receitas, baixas ou medianas, para viabilizar o
investimento a ser realizado, mas isto não é garantido.
Não é garantido, mas é muito provável. A implantação de uma arquitetura IMS com
interfaces padronizadas para a camada de serviço tornará a rede mais apta e capaz para o
desenvolvimento de novos serviços que não são vislumbrados atualmente, mas que
existirão, pois esta é uma das grandes promessas destas redes de nova geração. A
convergência de rede definida pelo IMS, onde o núcleo da rede controla terminais de
forma agnóstica e a camada de serviços disponibiliza funcionalidades para os clientes,
independente do seu tipo de acesso, vai ao encontro da necessidade atual de se buscar
novas receitas associadas com uma redução do custo operacional.
Hoje não é possível prever quantos terminais fixos ainda estarão em serviço daqui a 10
anos, porém se as reduções atuais se mantiverem, a BrT terá entre 5 e 6 milhões de
terminais em serviço em 2017. Hoje em dia, a redução das linhas fixas instaladas e do
tráfego telefônico associado ocorre principalmente devido à migração de terminais e
tráfego para a telefonia móvel, que com a grande disseminação dos terminais pré-pagos,
possibilitou uma redução e controle das despesas dos assinantes de baixo tráfego. No
108
futuro, com a disponibilização cada vez maior de banda larga, o VoIP poderá se tornar uma
ameaça bem maior do que é hoje, tanto na diminuição de terminais fixos em serviço como
na diminuição da receita média por terminal em serviço.
Várias consultorias e análises prevêem que a redução de preços das chamadas de voz,
causada pela maciça implementação da tecnologia VoIP vai acabar tornando o serviço de
voz totalmente gratuito, da mesma forma que é o e-mail, por exemplo. Portanto, a
tendência é que a voz se torne uma commodity e que será oferecida gratuitamente pelas
operadoras junto com outros serviços pagos, como banda larga. A redução dos telefones
fixos instalados e redução da utilização dos mesmos (principalmente para chamadas de
longa distância nacional e internacional) é um fato inexorável.
Assim, é fundamental que, enquanto as receitas advindas de voz diminuem lentamente, as
empresas de telefonia fixa construam novas redes que possibilitem o oferecimento de
novos serviços multimídia. Será necessário inovar e atualizar a oferta de serviços com o
objetivo de não apenas sobreviver à concorrência, mas também aumentar a receita média
por usuário e a base de clientes.
A arquitetura IMS provê este arcabouço, tanto na preparação da rede para implementação
de novos serviços de maneira rápida e considerando a convergência fixo-móvel, quanto
também de servir de topologia para substituição da rede legada de voz.
A necessidade de iniciar a substituição da rede atual é inevitável. A rede já encontra
limitações para atendimento aos atuais serviços e a concorrência existe. Entretanto, a
análise de investimentos apresentada para os cenários mostrou a ordem de grandeza das
receitas adicionais, que é um dado extremamente importante numa tomada de decisão e,
como mostrado neste trabalho, pode ser mensurado.
109
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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110
______ Focus Group on Next Generation Networks (FGNGN), 2004-2005.
______ Study Group 13 (SG 13 – Next Generation Networks), 2005-2008.
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Monteiro, Regina C. Contribuições da Abordagem de Avaliação de Opções Reais em
Ambientes Econômicos de Grande Volatilidade – Uma Ênfase no Cenário Latino-
Americano. São Paulo: Dissertação de Mestrado submetida à FEAC/USP, 2003.
Montenegro, João Lopes. Engenharia Econômica. Telebrás, 1982.
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, acessado em setembro/2007.
Zentgraf, Roberto. Matemática Financeira Objetiva. 3. ed. Editoração Ed. E ZTG Ed, 2002.
111
APÊNDICE
112
A – CENÁRIOS DE SUBSTITUIÇÃO NACIONAL E
INTERNACIONAL
Neste apêndice serão apresentadas as estratégias que as operadoras nacionais e
internacionais estão adotando para a substituição de centrais telefônicas da rede fixa. O
levantamento destas estratégias foi feito a partir de informações obtidas junto aos
fornecedores de comutação, guardados os devidos direitos de confidencialidade e de visitas
realizadas a algumas destas operadoras pela equipe de Arquitetura e Tecnologia da BrT.
De maneira geral, os grandes projetos de substituição estão acontecendo na Ásia,
especialmente na China e em alguns países do Leste Europeu, onde a rede fixa estava
muito desatualizada. A seguir são apresentados os principais projetos.
A.1 CENÁRIO INTERNACIONAL
A.1.1 ALCATEL-LUCENT
A.1.1.1 Slovak Telecom – Eslováquia
Neste projeto, a Alcatel já substituiu 210.000 terminais de tecnologias ultrapassadas (322
estações com centrais analógicas crossbar) por tecnologia NGN. O projeto é composto por
um par de softswitches, 28 trunking gateways e 320 equipamentos de acesso. Os
requerimentos da operadora para este projeto incluíram redundância geográfica para o core
de rede, interceptação legal, portabilidade numérica e serviços suplementares. Todo o
projeto foi implantado com NGN e está em operação comercial desde 2004, porém todos
os equipamentos poderão evoluir para a arquitetura PES baseado em IMS.
Os principais motivadores para o projeto foram o oferecimento de novos serviços de valor
agregado nesta nova rede e a redução de OPEX, já que as centrais existentes eram muito
antigas (centrais analógicas) e não havia material para reposição.
113
A.1.1.2 KPN - Holanda
A Alcatel-Lucent foi escolhida para ser o fornecedor de serviços multimídia e serviço de
voz classe V (terminais de voz NGN) numa arquitetura NGN/IMS em 2005. Entretanto, o
projeto atrasou e a substituição ainda não iniciou comercialmente.
O plano de migração original previa uma substituição total em 4 anos (2006 – 2009) com
6,3 milhões de terminais fixos em dezembro de 2006. A economia de OPEX planejada é de
850 milhões de Euros até 2009, basicamente representada por diminuição da mão-de-obra
própria.
A.1.2 ERICSSON
A.1.2.1 Elion – Estônia - Operadora do grupo Telia Sonera
A rede atual possui 377.000 terminais e tem demanda de crescimento. O projeto é
composto por 5 fases e foi iniciado em julho de 2006 e, até o final de 2007, planeja-se
implantar e substituir 200.000 terminais na arquitetura IMS.
A.1.2.2 France Telecom (FT) – França
A France Telecom vem sofrendo uma forte concorrência em banda larga, serviços VoIP e
telefonia celular. Com este cenário, a principal motivação para a substituição é a
necessidade de lançamento de serviços diferenciados.
Está em fase de estudo e análise de propostas. Planeja iniciar a substituição no final de
2007 nos lugares onde existe competição e remanejar este material para localidades sem
competição.
O projeto será realizado diretamente em IMS. Os fornecedores ainda não foram definidos,
porém a Ericsson vem fazendo um trabalho com a FT numa arquitetura PES/PSS híbrida
baseado em IMS.
114
A.1.3 HUAWEI
A.1.3.1 CANTV – Venezuela
Projeto em andamento no qual já foram substituídos 650.000 terminais com uma
arquitetura NGN. O projeto é composto por 2 pares de softswitchs, 132 trunking gateways
e 470 equipamentos de acesso. A CANTV possui 3 milhões de terminais em serviço, sendo
que 1,5 milhões estão em centrais analógicas e centrais digitais antigas. Além disso, existe
uma previsão de ampliação de 2 milhões de terminais nesta rede nos próximos 2 a 3 anos.
O projeto NGN, portanto, está sendo utilizado tanto para substituir centrais antigas como
para atendimento de novas demandas.
A.1.3.2 TOT – Telephone Organization of Thailand – Tailândia
Possui projeto de ampliação da rede de voz em 780.000 terminais, sendo que a primeira
fase com 550.000 terminais já foi efetuada. A arquitetura adotada foi uma rede NGN com
acesso MSAN (Multi Service Access Network). A utilização desta arquitetura foi devido ao
CAPEX mais reduzido em comparação com uma solução tradicional de comutação, OPEX
mais baixo, possibilidade de oferecimento de novos serviços e implantação de uma rede à
prova de futuro.
A.1.3.3 BTC – Bulgária
Projeto de otimização da rede de voz, que possuía 1,9 milhões de linhas em centrais
analógicas. A Huawei foi escolhida para efetuar uma substituição gradativa destes
terminais. Até agora, já foram substituídos 530.000 terminais em uma arquitetura com 3
pares de softswitchs e 18 trunking gateways. O principal motivador deste projeto foi
redução de OPEX das centrais muito antigas.
115
A.1.3.4 China Telecom – Shenzhen – China
Substituição de 400.000 terminais numa rede composta por 2 softswitches, 2 signaling
gateways, 4 trunking gateways e 2 SHLR. Além disto, existe também uma rede NGN
classe IV (transporte de chamadas longa distância) composta por mais 132 trunking
gateways.
Grande parte dos terminais substituídos foi de centrais NEC Neax, que foram
descontinuadas pelo fabricante. Além disto, como existe demanda de crescimento de
terminais, as novas estações são implantadas com NGN.
A.1.4 ITALTEL
A.1.4.1 Telecom Italia – Itália
A Telecom Italia possui um projeto de substituição da rede de longa distância classe IV. O
projeto feito em 2003 e 2004, no qual foram substituídas 66 centrais de longa distância por
24 nós NGN. Segundo os dados recebidos, este projeto trouxe uma economia de 60% de
OPEX, devido principalmente à redução de sites e economia de transmissão.
Em relação à substituição de centrais locais (Classe V), a Telecom Italia ainda não iniciou
nenhum projeto comercial de grande porte. A mesma ainda não tomou a decisão de qual
topologia utilizar (PES ou PSS do TISPAN) nem qual é a melhor data para iniciar este
processo.
A.1.4.2 Tellas – Grécia
Operadora alternativa da Grécia, com 700.000 terminais fixos legados. Projeto NGN com
softswitch da Italtel e acesso da Alcatel.
116
A.1.4.3 Cable&Wireless – Inglaterra
Operadora alternativa (originalmente uma ISP – Internet Service Provider) com 107.000
clientes. Projeto NGN classe IV e V com softswitch da Italtel e acesso da Marconi.
A.1.5 NORTEL
A.1.5.1 Verizon – EUA
A Verizon possui uma rede NGN de longa distância nos EUA composta por 18
softswitches e 550 trunking gateways em operação desde 2002. O principal motivador
deste projeto foi a obsolescência das centrais de longa distância.
A Nortel também está instalando uma rede IMS na Verizon para provimento de novos
serviços para as redes fixa e móvel.
A.1.5.2 Sprint - EUA
Implantação de uma rede NGN Classe IV (trânsito).
A.1.6 SIEMENS
A.1.6.1 Ministry of Post and Telecommunications of Angola - Angola
Projeto para atendimento de 25 novas estações com a solução NGN e com transmissão via
satélite. Projeto similar ao projeto da Oi / Telemar no Brasil.
117
A.1.7 UT STARCOM
A.1.7.1 PLDT – Filipinas
Projeto em andamento no qual a UTStarcom é responsável por todo o projeto (core,
transporte e acesso). Os principais motivadores para este projeto foram a redução de OPEX
(energia), novos serviços e a demanda ainda existente para novos terminais fixos.
A operadora PLDT possui 2,4 milhões de terminais fixos com demanda de crescimento
para 5 milhões. A primeira substituição ocorreu em março de 2006 e até agora já foram
substituídos 200.000 terminais. A UTStarcom possui um contrato em andamento para
500.000 terminais. A PLDT planeja ter 5 milhões de terminais NGN nos próximos 3 a 5
anos.
A rede é composta por 3 softswitches com redundância geográfica e acesso DSLAM com
placa Combo (voz e xDSL). A UTStarcom efetuou diversas customizações para este
projeto, tais como: serviços suplementares, ISUP específica e tons.
A.1.8 ZTE
A ZTE possui diversos projetos NGN na China e em outros países do mundo, tanto de
substituição da rede fixa existente como projetos de green field (operadora entrante que irá
implantar sua própria rede). Serão apresentados os maiores projetos com números
fornecidos pela própria ZTE.
A.1.8.1 China Telecom - China
A China Telecom possui uma parceria estratégica para desenvolvimento de projetos NGN
com a ZTE. A China Telecom possui uma rede fixa com 160 milhões de terminais e uma
rede móvel PHS com 60 milhões de terminais.
Toda a rede trânsito (classe IV) da China Telecom já é com NGN. Existem cerca de 200
softswichs em operação. Ainda existe demanda por novos terminais fixos que a China
118
Telecom atende somente com NGN (AGWs). Existem 3 milhões de terminais com esta
solução. Em relação às centrais existentes TDM, a linha estratégica da China Telecom é
substituir as centrais quando a mesma completar 10 anos de vida útil. Este processo foi
iniciado em 2006.
Os principais motivadores para estes projetos NGN foram o oferecimento de novos
serviços, inclusive para a rede legada (RTPC) e redução de CAPEX/OPEX. Existem cerca
de 20 serviços NGN que são disponibilizados para a RTPC, tais como: pré-pago, ring back
tone e número único. A seguir são detalhados alguns dos maiores projetos da China
Telecom.
A.1.8.2 China Telecom - Shanghai
Projeto em andamento iniciado em 2006, sendo que na primeira fase foi instalado um par
de softswitch, um par de gateways de sinalização, um par de SHLR e um par de trunking
gateways de grande porte. Na segunda fase, ainda em planejamento, será feita a
substituição gradual das linhas fixas, totalizando 9 milhões de terminais. Esta rede NGN
está provendo serviços pré-pagos, ring back tone e portabilidade numérica para a rede fixa.
A.1.8.3 China Telecom – Guangdong
Projeto em andamento similar ao anterior. Em 2005 foram instalados dois pares de
softswitchs com redundância geográfica, um par de SHLR, vários trunking gateways com
função PAS (ponto de acesso a serviço de RI), de forma a permitir que novos serviços
NGN sejam oferecidos para os terminais da rede fixa legada.
A China Telecom possui uma rede de longa distância chamada de DC1 que interliga as 31
capitais das províncias. Esta rede possui um total de 900.000 E1s em centrais
convencionais. Após diversos trials, a ZTE foi escolhida para migrar 20 a 30% deste
tráfego para uma rede NGN. Este projeto está em fase de implantação e é composto por 8
pares de softswitchs para controlar todos os trunking gateways.
119
A.1.9 PROJETOS MULTI-VENDOR
A.1.9.1 British Telecom (BT) – Grã-Bretanha - Projeto 21th Century Network (21CN)
A British Telecom lançou em 2004 um grande projeto de modernização de sua rede de
telefonia fixa, chamado de 21st Century Network (21CN). Este projeto irá consumir um
CAPEX de 10 bilhões de libras em 5 anos. Possui três grandes objetivos:
Redução de CAPEX / OPEX de 1 bilhão de libras por ano a partir de 2008/2009. Esta
redução será alcançada através da redução de sites, de energia e de pessoal;
Oferecimento de novos serviços de maneira mais rápida (Speed to Market);
Preparação da rede para disponibilização de serviços multimídia inovadores e
customizados para os clientes.
A previsão inicial é substituir todos os 30 milhões de terminais fixos em 5 anos (2006-
2011) por uma solução NGN. A BT possui atualmente 900 centrais com 26.000 estágios
remotos e estes equipamentos serão substituídos por 15.000 MSAN (Multi Service Access
Network) controlados por 40 softswitches.
A solução é totalmente multi-vendor com protocolos e interfaces padronizadas. Os
fornecedores anunciados foram os seguintes:
•
Acesso (MSAN): Huawei e Fujitsu;
•
Controle (Softswitch): Ericsson;
•
Dados e Metro-Ethernet – Alcatel, Siemens, Cisco, Lucent.
A primeira substituição de central ocorreu em 28 de novembro de 2006 na localidade de
Wick, no País de Gales a migração massiva começará de fato em 2008. Os principais
marcos do projeto são:
•
Julho 2004: Lançamento da RFP com 4 semanas para resposta;
•
Dezembro 2004: Definição da short-list;
•
Março 2005: Final das negociações;
•
Dezembro 2005 a Março 2006: Assinatura dos contratos;
•
2007 – Previsão de migração de 350.000 terminais.
120
As substituições irão começar de fato em 2008, com uma previsão de migração de 150.000
a 200.000 terminais (3 centrais) por semana. A substituição será iniciada pelas centrais
mais antigas.
As principais lições aprendidas neste projeto da BT foram as seguintes:
•
Não depender de um único fornecedor;
•
Prover solução de core (controle de chamadas) com redundância geográfica;
•
Estar preparado para um aumento de OPEX durante a fase de migração, pois
existirão duas redes sobrepostas;
•
Prestar serviços de consultoria para o mercado empresarial e corporativo para
migração de seus equipamentos e serviços de voz;
•
Antes da migração começar de fato deve-se:
•
Testar exaustivamente todos os equipamentos, cenários e serviços – milhões de
chamadas foram feitas antes da migração comercial;
•
Teste com todos os modelos de equipamentos (novos e antigos) existentes nos
clientes;
• Definição e testes dos novos processos operacionais;
•
Adaptação e testes de OSS/BSS;
•
Realizar programa para treinamento de pessoal.
A.1.9.2 Telefonica – Espanha
A Telefonica avaliou que não existe necessidade a curto prazo para iniciar a substituição da
rede fixa. Está aguardando o amadurecimento do IMS e pretende iniciar a substituição
pelas centrais classe IV nacionais e internacionais. A Telefonica estima que existirá uma
migração dos terminais fixos para terminais VoIP e móveis e, desta forma, quanto mais
tempo ela puder aguardar, menor serão os investimentos na substituição.
121
A.2 CENÁRIO NACIONAL
Nenhuma operadora de telefonia fixa nacional iniciou ainda de maneira maciça a
substituição da sua rede TDM de voz. Entretanto, alguns projetos NGN/IMS já estão em
andamento, oferecendo serviços de voz classe IV e V. Estes projetos estão descritos
sucintamente na seqüência.
A.2.1 TELEFONICA
Transporte de chamadas longa distância para fora da região de atuação da mesma
A.2.2 TELEMAR/OI
Atendimento de 1.815 localidades do PGMU (Plano Geral de Metas de Universalização –
Anatel) via satélite. Projeto da Siemens com 4 softswitches e equipamento de acesso
RLU1.0.
Existe também uma rede NGN da Huawei com 3 softswitches e 1152 E1´s (trunking
gateways UMG 8900). Este rede é utilizada como PASs da Rede Inteligente,
principalmente para o serviço do programa Big Brother da TV Globo.
A.2.3 EMBRATEL
A Huawei possui um grande projeto em operação composto por 6 softswtches tanto para
classes IV e classe V. Existem 90 trunking gateways instalados totalizando 21.000 E1s e
120.000 assinantes classe V (UA5000 e IAD´s).
A.2.4 CTBC
Projeto para transformação da rede com a Huawei – Classe IV e V – em implantação. Já
está em operação um par de softwitches e 10 UMGs.
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