História

Lançado ao público no fim de Agosto de 2003 pelos seus fundadores, o sueco Niklas Zennstrom e o dinamarquês Janus Friis[1], foi descarregado mais de 1,5 milhões de vezes em apenas dois meses, quando o programa ainda servia apenas para comunicação de voz[2]. A comunicação vídeo foi incluída no programa a partir de 2006. O programa foi revolucionário no sentido de permitir aos seus utilizadores comunicarem entre si de modo gratuito, independentemente da sua localização no globo, desde que ambas as pessoas tenham o programa. Na figura 1 está uma breve timeline do Skype.

Houve uma grande adesão ao programa e o crescimento foi bastante rápido. Em 2013 foi estimado que o Skype representava "40% do mercado convencional de telecomunicação a nível internacional"[4]. Na figura 2 vê-se o crescimento do Skype (chamadas internacionais) em comparação com a evolução do número de chamadas internacionais tradicionais, entre 2005 e 2013, sendo evidente o crescimento sustentado do Skype. Só em 2013 o tráfego do Skype (em conexões Skype-Skype) cresceu 36%, atingindo os 214 mil milhões de minutos[5].

Figura 2 - Crescimento de minutos de chamada entre 2005 e 2013.

Tendo isto em conta é interessante ver também como a adição do vídeo ao programa em 2006 modificou o modo como as pessoas comunicam entre si. A partir da figura 3 vê-se que houve uma grande adesão das pessoas à videotelefonia que o Skype passou a oferecer, não sendo de desprezar o facto de ser 100% gratuito para os utilizadores (em formato Skype-Skype).

Percentagem de comunicação em skype-skype feito por vídeo — Figura 3 - Percentagem de comunicação em Skype-Skype feito por vídeo [6]

Sem dúvida que a interface gráfica, que sempre foi bastante acessível e chamativa, é um dos pontos fortes do Skype.

Com estes dados em mente é importante perceber porque é que este programa se destacou tanto. De seguida far-se-à uma análise das suas especificações técnicas.

Tecnologia

Para entender o sucesso do Skype é preciso perceber como funciona. É importante notar que o Skype corre nos sistemas operativos mais comuns (tanto a nível de computador fixo como em termos móveis): Microsoft Windows, OS X , Linux, Android e iOS. Essa abrangênca é essencial para chegar ao maior número possível de utilizadores.

Codecs utilizados

O Skype evoluiu muito desde a sua introdução no mercado, acompanhando o desenvolvimento das capacidades das redes e dos dispositivos dos utentes. Por isto é natural que os seus codecs tenham evoluído, de modo a aumentar a eficiência exigida pelos clientes. Nesta secção fala-se dos codecs utilizados mais recentemente a nível de voz e vídeo

Codec de Voz

Hoje em dia o codec de voz usado é o OPUS, um codec desenvolvido pelo Skype e outras empresas baseado no SILK e o CELT, dois codecs já existentes[7]. Na verdade e com maior rigor, o OPUS é um codec que se adapta muito bem tanto a voz como a áudio, sendo portanto ideal para esta aplicação. Com o lançamento do OPUS o Skype tinha uma série de objectivos, entre os quais (i) Servir tanto para narrowband mono como para fullband stereo; (ii) Servir para voz e música; (iii) trabalhar sobre vários bit rates.

O OPUS é royalties free e open source, facilitando a sua inseminação no mercado. Em setembro de 2012 foi oficializado com a norma RFC 6716. O OPUS utiliza os dois codecs, SILK (mais dedicado à voz) e CELT (low latency para áudio em geral) consoante a situação, havendo três modos de funcionamento, ordenadas de modo crecente em termos de exigência de bit rate

Para situações em que há um low bit rate, é cortado o CELT e só se usa o SILK
Separação do espectro auditivo (até aos 20kHz) usando ao mesmo tempo SILK (até 8kHz) e CELT (para as frequênias mais altas)
Só o CELT actua, quando não há limitação de bit rate

Na figura 5 está um diagrama de blocos simplificado do OPUS.

Figura 5 - Diagrama simplificado do OPUS [8].

É esta capacidade de adaptação que faz do OPUS um óptimo codec para o Skype, porque se adequa às condições existentes. Na figura 6 compara-se o OPUS a outros codecs de áudio, sendo claro que o OPUS é dominador precisamente pela sua versatilidade.

Comparação do OPUS com outros codecs de
audio — Figura 6 - Comparação do OPUS com outros codecs de audio [9].

O OPUS tem ainda uma série de boas propriedades, como o seu baixo delay, dar para frames de duração variável (2.5ms a 60 ms) e ainda uma boa capacidade de compensação no caso de haver perdas de pacotes. Assim o OPUS mostra ser muito versátil e ideal para aplicações de VoIP onde o bit rate disponível e o conteúdo pode mudar muito dependendo do utilizador [10].

Codec Vídeo

Existem neste momento três codecs de vídeo que podem ser encontrados no Skype. Em versões anteriores à v. 5.5 é utilizado o VP7. A partir daí, passa a ser usado o VP8 para conversação em vídeo em SD e o H.264 para HD e Full HD[11]. Em relação ao VP8, que é de facto a novidade em relação ao que é mais conhecido, há que dizer que foi lançado pela Google em 2008, integrado no WebM(um pacote de codecs áudio e vídeo)[12] e ficou em open source em 2010[13].

O VP8 foi concebido tendo em conta as particularidades e desafios associados à compressão e transmissão de vídeo em tempo real. Das diversas características, destacam-se: (i) Codificação adaptada ao processador, que ajusta funções como a escolha da estratégia de busca de movimento, optimização de quantização e a qualidade de loop filtering; (ii) Codificador adapta-se à percentagem de utilização de CPU que o utilizador define, através da adaptação dinâmica da complexidade usada; (iii) Robustez na recuperação de erros; (iv) Escabalidade no tempo, tendo em conta a largura de banda disponível; (v) Alta performance na descodificação em máquinas de menor capacidade[14]. Em termos técnicos, a referência do codificador é o H1, cujo diagrama de blocos se pode ver na figura 7. Já o descodificador usado, o G1, está na figura 8.

Diagrama de Blocos do G1 - Descodificador do
VP8 — Figura 7 - : Diagrama de Blocos do H1 - Codificador do VP8[15].

A verdade é que não existe grande concordância nos especialistas sobre qual dos dois codecs, VP8 ou H.264, é superior (se é que essa questão pode sequer ser levantada desta forma) em média, estando a diferença entre os dois dependente da resolução que estamos a considerar. Em SD, o VP8 tem um comportamento bastante semelhante ao H.264, pelo que a sua utilização é privilegiada devido à vantagem que é o seu carácter royalties free. No entanto, se formos avaliar as respectivas performances em trechos de vídeo HD e Full HD já há alguma diferença que pode justificar a utilização do H.264. É por isso que o Skype usa os codecs em função dessa mesma resolução. Para se observar melhor este efeito, apresenta-se no gráfico 8 uma comparação entre o VP8 e o H.294 em termos de PSNR em função do bit rate, para dois perfis de cada codec, num segmento de vídeo em 720p (HD).

Comparação entre perfis de VP8 e H.264[17] — Figura 9 - Comparação entre perfis de VP8 e H.264[16].

Nesta situação, a diferença entre o Baseline Profile do H.264 e o Good Profile do VP8 não é relevante, mas já é notória entre o High Profile do primeiro e o Best Profile do segundo.

Protocolos

Em termos de protocolos de comunicação utilizados, o Skype apresenta a sua própria solução, baseada numa arquitectura peer-to-peer, que implementa uma rede de telefonia através da Internet. No entanto, as especificações mais detalhadas desta solução são desconhecidas, devido à sua natureza proprietária. A rede Skype foi até a primeira rede peer-to-peer de telefonia IP. Sabe-se, no entanto, que é composta por 3 tipos de elementos: nós, supernós e servidores de login, como se pode ver na figura 10.

Diagrama da rede Skype [18] — Figura 10 - Diagrama da rede Skype [17] .

Esta composição permite manter uma directoria de utilizadores distribuída pelos supernós, ao invés de centralizada num servidor. Inicialmente, qualquer utilizador que tivesse capacidade em termos de largura de banda e processamento para tal, bem como nenhuma restrição de firewall ou NAT[18], poderia ser um supernó. No entanto, em 2012, a Microsoft alterou a rede de forma a que todos os supernós se tornassem servidores em data centers, sobre o seu controlo. Esta alteração foi justificada pela Microsoft: "esta medida tem benefícios de performance, escalabilidade e disponibilidade imediatos para as centenas de milhões de utilizadores que formam a comunidade Skype"[19].

No que diz respeito a protocolos de transporte, numa chamada o Skype usa TCP para sinalização e tanto TCP como UDP para transporte de dados. A ligação ao login server serve apenas para o início de sessão e para obter informações acerca dos supernós mais próximos.

Tendo em conta que os protocolos de transporte TCP e UDP não possuem controlo de qualidade de serviço, e ainda que a rede Skype é, na sua essência, uma rede peer-to-peer, a qualidade do serviço oferecido pelo Skype estará sempre dependente da qualidade da ligação do utilizador. Contudo, como estudado por Salman A. Baset e Henning G. Schulzrinne, da Columbia University (NY)[17], são necessários débitos binários bastante reduzidos, tendo em conta o panorama actual de telecomunicações, para efectuar uma simples chamada VoIP. Quanto a videotelefonia, é clara a necessidade de maior largura de banda, mas mantém-se dentro do que é facilmente acessível ao utilizador comum.

A ligação peer-to-peer é por vezes complicada, devido às eventuais restrições de firewall ou NAT muito comuns à maioria dos utilizadores. A utilização de IPv6 resolveria os problemas de NAT, mas para além de essa solução ainda não ter sido adoptada de forma geral, o Skype também ainda não apresenta suporte para tal.

Segurança

Para garantir a segurança na utilização do Skype, são utilizados protocolos de segurança. É usada encriptação AES (Advanced Encryption Standard) [20] para as comunicações entre utilizadores, feita com 256 bits, o que implica 1.1x10^77 chaves possíveis, para proteger todas as chamadas e mensagens. Contudo, quando uma chamada é feita de um utilizador para uma linha telefónica normal, a parte que corresponde a fora da rede Skype, ou seja, na rede pública, não é encriptada

A especificação AES, que utiliza uma cifra chamada "Rjindael"criada por dois criptógrafos belgas, descreve um algoritmo de chave simétrica, ou seja, a mesma chave serve para encriptar e desencriptar a informação. Foi estabelecida em 2001 pelo NIST (National Institue of Standards and Technology). Desde então tem sido extensivamente usada, nomeadamente pelo governo dos EUA, tendo sido declarada como sendo apropriada para encriptação de informação classificada.

Modelo de Negócio

Abordagem ao Mercado e Fontes de Receitas

Também em termos de abordagem ao mercado o Skype apresenta o seu selo de inovação. Sendo uma aplicação que baseia o seu funcionamento em routing via Internet, assente numa arquitectura peer-to-peer, os custos do negócio são diferentes dos das tradicionais operadoras de telecomunicações. Uma vez que não são necessários gastos em antenas nem em infraestruturas, assim como com a manutenção a elas associada, há desde logo uma enorme vantagem em relação à concorrência. Na verdade, os custos são essencialmente com o software e o suporte a utilizadores adicionais[21]. Em termos de fontes de receitas, uma visita rápida ao site do Skype permite compreender de que modo a empresa obtém os seus lucros. Na realidade, podemos definir o modelo de negócio do Skype como sendo Freemium: temos acesso a boa parte dos serviços da aplicação de forma gratuita, sendo necessário pagar para obter algumas funcionalidades mais específicas. Habitualmente associa-se o Skype a chamadas, video-chamadas e envio de ficheiros de forma gratuita. No entanto, para além disso, há também um conjunto de recursos pagos. Esses recursos - de que são exemplos as chamadas para números fixos e móveis, o envio de mensagens escritas para não-utilizadores da aplicação e a utilização da rede Skype WiFi que está espalhada pelo mundo - podem ser obtidos através de Skype Credit (num sistema de pré-pagamento) ou via subscrição mensal[22]. Os valores são muitas vezes simbólicos: por exemplo, numa chamada de Skype para um número móvel sem a aplicação, o custo é de apenas um cêntimo (de dólar) por minuto. Em alternativa, há a possibilidade da subscrição mensal, com valor variável em função do país: enquanto que nos EUA se pode obter o serviço por $2.99, no Reino Unido e na China esse valor fica-se por $1.19.

Concorrência

Apesar do crescimento do Skype já mencionado, a concorrência no mercado tem surgido, aplicações como o Viber e Whatsapp, não sendo concorrentes directos (no sentido de não serem de videotelefonia), são programas que têm o propósito de facilitar a comunicação. Antes de analisar a concorrência directa é importante perceber o mercado actual de comunicação. Segundo um estudo recente, tanto os lucros como o crescimento de tráfego de voz têm diminuído e teme-se que venha a estagnar, como se pode ver na figura 11.

Taxa de tráfego, rendimento e preço nos últimos
anos [23] — Figura 11 - Taxa de tráfego, rendimento e preço nos últimos anos[23].

Este aspecto, associado à relativamente recente tendência que tem havido em relação às aplicações mais simples levam a afirmar que neste momento o Skype compete não só com outros serviços de videotelefonia mas também com outras aplicações com funcionalidades diferentes (isto também se deve à versatilidade do Skype em si). Com o crescente número de smartphones e o acesso à Internet 3G/4G facilitado é importante perceber a luta dentro deste mercado. A generalidade das pessoas não tem tráfego ilimitado e, para situações como o simples envio de uma mensagem escrita, há melhores soluções que o Skype. É portanto difícil dizer quem são os concorrentes do Skype, porque na realidade tudo o que necessite de Internet para permitir a comunicação é competição do Skype, seja em termos de mensagens escritas, voz ou videotelefonia.

Outros programas de videotelefonia

Há muitas alternativas ao Skype, sendo impossível tratar sequer uma boa parte delas. Optou-se por mencionar alguns que tenham as seguintes características:

Gratuitos
Tenham videotelefonia
Sejam compatíveis com as plataformas mais comuns (computadores e/ou smartphones)

Na tabela 1 está um resumo de algumas das alternativas disponíveis com as suas vantagens em relação ao Skype.

Tabela 1 - Outros serviços VoIP [24][25].

Perspectivas para o Futuro

Muito recentemente, o Skype passou a oferecer, sem qualquer custo, a possibilidade de efectuar videoconferências entre vários utilizadores (até 10). Isto demonstra-nos a tendência de acompanhar o mercado, pois esta feature já tinha sido oferecida pela concorrência, nomeadamente pela Google, através do Google Hangouts.

O futuro neste mercado perspectiva-se bastante próspero, já que o declínio dos planos de voz começa a parecer inevitável, quando as pessoas, aderindo em massa aos smartphones, usam cada vez mais este tipo de aplicações para comunicar, em detrimento das "antigas"chamadas e SMS. Numa declaração recente (2012), o CEO da AT&T afirmou que "ficaria surpreendido se não víssemos no mercado pessoas a oferecer planos apenas de dados nos próximos 24 meses"[28].

Com esta mudança de paradigma, aproxima-se muito provavelmente uma ainda maior concorrência neste mercado, sendo que estas soluções poderão muito bem vir a substituir as soluções tradicionais de comunicação, dado o grande sucesso destas aplicações no domínio móvel. Na figura 11 podemos observar o crescimento da utilização de OTT (Over-the-Top) VoIP, tanto em fixo como em móvel. É interessante notar também que muitas operadoras de telecomunicações apontam empresas como o Skype e o Whatsapp como sendo os culpados de cerca de 386 mil milhões de dólares em receitas perdidas[29].

Evolução de utilizadores de serviços OTT
VoIP — Figura 11 - Evolução de utilizadores de serviços OTT VoIP [30].

Em termos de novas features, o vicepresidente do Skype referiu recentemente as chamadas de videotelefonia 3D como um futuro bem possível [31], apesar de ainda um pouco longínquo. Claro que, com a evolução natural das telecomunicações e a consequente maior velocidade e capacidade nos acessos, se espere um eventual aumento de qualidade no que diz respeito à imagem e, tal como foi feita a transição para o HD, se faça a transição para o 4K.

Curiosidades

Como programa de comunicação, o Skype apresenta uma forte componente social.

O vídeo abaixo, com mais de vinte milhões de visualizações, é uma "cadeia de riso", em que é apresentada a reacção de cada pessoa ao riso da anterior.