مراکز VOIP نيز همانند مراکز مخابراتي سنتي مي‌توانند شماره تلفني را به صورت اختصاصي به يک کاربر اختصاص دهند. اين شماره‌هاي تلفني از طريق مراکز اينترنتيVOIP در اختيار کاربران قرار مي گيرد، مانند يک آدرس پست الکترونيکي به همراه يک کلمه عبور محافظت مي‌شود. از طريق اين شماره کاربران مي توانند به مرکز اينترنتي مزبور متصل شوند و IP دستگاه VOIP خود را به اين مرکز اعلام کنند. در نتيجه کاربران ديگر توسط شماره تلفن خود به مرکز VOIP متصل مي‌شوند و شماره‌اي که قصد تماس با آن دارند را در اختيار مرکز قرار داده و IP مقصد را دريافت مي‌کنند و از طريق پروتکلIP يک تماس تلفني را آغاز مي‌کنند. از چنين شبکه‌هايي با عنوان شبکه‌هاي مخابراتي آينده ياد مي‌شود و پيش‌بيني مي‌شود که به سرعت جاي‌گزين شبکه‌هاي مخابراتي کنوني شوند. دلايل اصلي اين جاي‌گزيني برتري‌هايي است که شبکه‌هاي مخابراتي آينده به شبکه‌هاي مخابراتي کنوني دارند و در زير به برخي از آن‌ها شاره مي‌کنيم:

 1. هزينه‌ي بسيار پايين نگه‌داري شبکه‌هاي مخابراتي آينده نسبت به شبکه‌هاي مخابراتي کنوني و به دنبال آن،‌ قيمت پايين خريد يک شماره (حتي مجاني) و مکالمه‌ي تلفني.

2. پشتيباني کليه امکانات مخابراتي کنوني و حتي ارايه خدمات جديد، با هزينه‌ي بسيار پايين و سهولت اجرايي بالا.

3. جابه‌جايي آسان شماره‌هاي تلفني به اين معنا که يک شماره تلفني مانند يک آدرس پست الکترونيکي از هر نقطه‌اي از دنيا قابل دسترسي خواهد بود و مي‌توان از طريق آن تماس گرفت و يا با آن ارتباط بر قرار کرد.

4. قابليت برنامه‌نويسي بر روي گوشي‌هاي تلفني همانند يک گوشي موبايل و يا حتي پيشرفته‌تر از آن.

  در ادامه دو نوع شبکه‌ي مخابراتي سنتي و آينده را از زواياي ديد گوناگون مورد مقايسه قرار مي‌دهيم:

 1. استاندارد برقرار کننده ارتباط در شبکه‌هاي تلفني VOIP پروتکل‌ها و بسته‌هاي داده هستند (مانند شبکه‌هاي IP) در حالي که در شبکه‌هاي مخابراتي سنتي واسط‌هاي ارتباطي استاندارد (سوييچ مدارهاي درون شبکه) تعريف شده‌اند.

2. با در نظر گرفتن ماهيت فناوريVOIP و خصوصيات شبکه IP، متوجه خواهيم شد که اين شبکه‌ها از حالات داخلي بسيار کم‌تري نسبت به يک شبکه مخابراتي سنتي برخوردار هستند. همين امر سبب مي‌شود که نگه‌داري اين گونه شبکه‌ها بسيار آسان‌تر و کم هزينه‌تر باشد.

 3. در شبکه‌هاي مخابراتي سرويس‌هاي مخابراتي درون شبکه مخابراتي (تجهيزات داخلي) مستقر مي‌شوند،‌ يعني براي داشتن يک سرويس خاص بايد مرکز مخابراتي پشتيباني کننده آن سرويس باشد. به عبارت ديگر تجهيزات کاربر در اين نوع سرويس‌ها تنها از خدمات بهره مي‌برند و چنانچه آماده‌ي دريافت خدمات خاصي باشند، تا زماني که آن سرويس از طرف مرکز مخابرات ارايه نشود، امکان استفاده از آن وجود ندارد. بر عکس، در شبکه‌هاي مخابراتي بر پايه‌ي پروتکلIP ، سيستم‌هاي نهايي در صورتي که يک سرويس جديد را پشتيباني کنند، مي‌توانند با يکديگر (بدون نياز به تغيير در شبکه‌ي مخابراتي) و با استفاده از آن سرويس ارتباط بر قرار کنند.

4. هنگام استفاده از شبکه‌هاي مخابراتي کنوني، تمامي کنترل‌هاي تماس و بر قراري ارتباط از طريق مرکز مخابرات (مستقر در شبکه ارتباطي) اعمال مي‌شود، در صورتي که در شبکه‌هاي مخابراتي آينده که بر پايه پروتکلIP خواهند بود، تمامي اين کنترل‌ها توسط سيستم‌هاي نهايي انجام خواهند گرفت. به عبارت ديگر وابستگي به مرکز مخابراتي حذف خواهد شد.

5. سيستم‌هاي مخابراتي جديد که بر پايهIP شکل گرفته‌اند نيز همان درجه اطمينان را که سيستم‌هاي مخابراتي کنوني از نظر سالم بودن شبکه تضمين مي‌کنند، پشتيباني مي‌کنند. نتايج آماري حاصل از بررسي خرابي‌هاي شبکه و مقايسه آن‌ها اين امر را تاييد مي‌کند.

6. ديگر ويژگي سيستم‌هاي مخابراتي جديد پويايي و تحول سريع آن‌هاست. اين سيستم‌ها به عنوان زير مجموعه‌اي از علم کامپيوتر و فناوري ديجيتال مشمول قانون مور مي‌شوند. به بيان ديگر بايد حدود هر 18 ماه منتظر پيشرفتي در ابعاد دو برابر سابق در اين گونه سيستم‌ها باشيم، در حالي که شبکه‌هاي مخابراتي قديمي مدت زيادي است که همان شکل سابق را حفظ کرده‌اند و به ندرت دست‌خوش تغييرات مي‌شوند. نگاهي گذرا بر تاريخ تحولات شبکه‌هاي مخابراتي نشان مي‌دهد که پس از حدود هر 30 سال شاهد تحولاتي محسوس در آن‌ها هستيم که در مقايسه با تحولات شبکه‌هاي مخابراتي آينده در عمل ناچيز است.

7. در سيستم‌هاي مخابراتيVOIP سرعت برقراري ارتباط به شدت وابسته به قدرت سيستم‌هاي نهايي در برقراري ارتباط است در حالي که در سيستم‌هاي مخابراتي کنوني اين زمان بسيار طولاني است. اما بر روي هم رفته سرعت بر قراري ارتباط VOIP که به وسيله سوييچ بسته‌هاي داده کار مي‌کنند به مراتب سريع‌تر از برقراري ارتباط در شبکه‌هاي سوييچ کننده مدار (شبکه هاي مخابراتي کنوني) است.

8. در سيستم‌هاي مخابراتي آينده (VOIP) ارايه کنندگان خدمات مخابراتي در عمل نقش واضح و تعريف شده‌اي ندارند؛ زيرا ارکان اصلي برقراري ارتباط دو طرف مکالمه کننده هستند. پيش‌بيني مي‌شود که مراکز مخابراتي آينده از طريق ارايه راهکارهاي متنوع به منظور بهبود برقراري ارتباط امرار معاش کنند. حال اين خدمات ممکن است بين دو مرکز مخابراتي، به طور کامل متفاوت باشد.

 دروازه‌‌هايVOIP )VOIP Gateways)

 دروازه VOIP در واقع يک واسط بين تلفن‌هاي معمولي و شبکه‌هايIP هستند. کار دروازه‌هايVOIP را تا حدي مي‌توان با Modemها مقايسه کرد، با اين تفاوت که اين دستگاه‌ها به صورت خودکار با دريافت شماره تلفن، نام کاربري و کلمه عبور مي‌توانند به يکISP متصل شوند. افزون بر اين دروازه‌هاي VOIP به منظور ارسال بسته‌هايVOIP بهينه شده‌اند و قادر هستند تا از طريق برقراري ارتباط با مرکز مخابراتيVOIP کارهاي برقراري تماس تلفني و ثبت شماره تلفن بر روي شبکه اينترنت را نيز انجام دهند. اين تجهيزات از طريق پروتکل لايه Application خاص مانند SIP با مرکز مخابراتي ارتباط بر قرار مي‌کنند. درباره اين پروتکل‌ها در ادامه همين مقاله مطالبي را بيان خواهيم کرد.

  بسته‌هاي VOIP

 براي برقراري يک ارتباط VOIP در سخت‌افزارهاي کاربري کار نمونه‌برداري از صدا صورت مي‌گيرد. به طور معمول صدايي به طول تقريبي 10 تا 20 ميلي ثانيه در بسته (Packet) اطلاعاتي جهت ارسال قرار مي‌گيرد. البته انواع Codec (رمز گذاري و رمزگشايي) تعريف شده‌اند که هرکدام استاندارد خاص خود را به منظور نمونه‌برداري و ارسال صدا تعريف مي‌کنند. هر بسته VOIP طولي کم‌تر از 100 بايت دارد که پروتکل لايه ارسال(Transfer Protocol) UDP را جهت مسافرت بر روي شبکه IP انتخاب مي‌کند. 20 تا 40 بايت اول بسته VOIP حاوي IP مقصد است. 8 بايتي که به دنبال آن مي‌آيد حاوي صدايي است که در بازه زماني 10 تا 20 ميلي ثانيه نمونه‌برداري شده است. سپس 12 بايت که اطلاعاتي از نوع پروتکل RTP را داراست در ادامه آن مي آيد. در ادامه همين مقاله توضيحاتي را در مورد اين پروتکل بيان خواهيم کرد. بالاخره در 33 بايت انتهايي اين بسته اطلاعاتي در مورد نحوه کدگذاري و کدگشايي اين بسته (Codec Info) قرار مي‌گيرد.

وا بسته به Codec در نظر گرفته شده در انتقال صدا، بسته‌هاي VOIP مدتي را در سمت ديگر (دريافت کننده صدا) منتظر مي مانند تا کار بافر شدن آنها به حد تعيين شده برسد. با رسيدن حجم بسته‌ها در بافر سمت دريافت کننده به اندازه تعيين شده، صدا در سمت ديگر پخش خواهد شد.

 تاخير صدا

 همان گونه که در بالا گفتيم، بسته‌هاي VOIP يکي پس از ديگري از سمتي ارسال و در سمت ديگر بافر مي‌شوند و پس از رسيدن بافر به اندازه‌اي مشخص (و يا گذشتن زماني از پيش تعيين شده) صدا پخش مي‌شود. اين کار در حالت ايده‌آل به نحوي انجام مي‌گيرد که شنونده صدا متوجه هيچ تاخيري در شنيدن صدا نشود.

تاخير صدا به عنوان يکي از مهم‌ترين عامل‌هاي کيفيت صدا نقش مهمي در شکل‌گيري يک ارتباط صوتي مطلوب دارد. چنانچه اين تاخير از حدي بيش‌تر شود، ادامه مکالمه ميسر نخواهد بود. اين همان تاخيري است که شايد در هنگام يک مکالمه تلفني راه دور که با استفاده از کارت تلفني انجام مي‌گيرد، متوجه آن شده باشيد. چنانچه تاخير صدا بيش‌تر از 200 ميلي ثانيه شود، مکالمه تلفني را از حالت مطلوب خارج مي‌کند و کاربران را دچار مشکل مي‌سازد. هر اندازه اين تاخير کاهش يابد به يک مکالمه ايده آل تلفني نزدي‌ تر مي‌شويم.

عامل تاخير صدا به عنوان بزرگ‌ترين چالش در فناوري VOIP مطرح بوده و هست. تاخير صدا به علت تکنولوژي انتخاب شده در شبکه‌هاي مخابراتي سنتي در عمل ناچيز و قابل چشم‌پوشي است اما در VOIP همه چيز به طور کامل متفاوت است. راهکارهاي مختلف که به منظور کاهش تاخير اعمال شده‌اند و همچنين پيشرفت فناوري ارتباطات و اينترنت موجب شده است که تاخير يک ارتباط VOIP که در گذشته‌اي نه چندان دور به بيش از 600 ميلي ثانيه مي‌رسيد و در عمل ادامه مکالمه را ناممکن مي‌ساخت به حد مطلوب 100 ميلي ثانيه برسد.

 در زير يک نمودار گويا در مورد تاخير صدا و قابليت ادامه تماس تلفني را مشاهده مي‌کنيد:

به منظور مقابله با تاخير صداي احتمالي که به هر دليل و از جمله ترافيک بالاي شبکه ارتباطي ايجاد مي‌شود، تدابير واکنشي متعددي انديشيده شده است. در ارتباطاتي که به صورت متقابل (interactive) هستند، بسته‌هاي صدايي که خراب مي‌شوند دوباره ارسال نمي‌شوند. اين کار باعث افت کيفيت صدا مي‌شود در حالي که تاخير را نامحسوس مي‌سازد. بنابراين در اين گونه ارتباطات به طور معمول از پروتکل UDP در لايه ارسال استفاده مي‌شود. در حالي ارسال صدا به صورت offline انجام گيرد، اين بسته‌ها دوباره ارسال مي‌شوند تا بهترين کيفيت ممکن حاصل شود. در اين موارد پروتکل TCP در لايه ارسال بهترين انتخاب است.

اصلاح خطا به صورت (FEC (Forward Error Correction يکي ديگر از تدابيري است که در هنگام خرابي بسته‌ها و براي جلوگيري از تاخير صدا و افت کيفيت آن انديشيده مي‌شود. به اين ترتيب، وسيله دريافت کننده صدا داراي اين قابليت است که در صورت خرابي بسته‌ها، آ‌ن‌ها را اصلاح و بازسازي کند. اين کار که هزينه سخت‌افزاري بالاتري مي‌طلبد و نياز به اطلاعات جانبي و مکملي دارد که کار شناسايي و اصلاح خطا را ميسر مي‌سازد. اين اطلاعات در همان بسته VOIP جاي مي‌گيرند و البته حجم بسته و ترافيک شبکه را افزايش مي دهند!

شناسايي صدا(Voice Activity Detection )که از صورت مخفف آن به نام VAD استفاده مي شود و به دنبال آن، شلوغي آرامش بخش (‍Comfort Noise) از ديگر تدابير هوشمندانه در زمينه کاهش ترافيک شبکه هستند.

در سيستم هاي معمولي تلفني و از جمله VOIP همواره از هر يک از دو دستگاه برقرار کننده ارتباط کار نمونه‌برداري صدا و ارسال انجام مي‌شود. حال چه کسي در حال صحبت کردن باشد و يا نباشد. در نظر داشته باشيد که در يک مکالمه معمولي تلفني در هر زمان تنها يکي از طرفين در حال صحبت هستند و فرد ديگر در حال شنيدن است. به علاوه زمان نهايي نيز وجود دارد که هيچ يک از طرفين صحبت نمي‌کنند و براي مثال به موضوع خاصي فکر مي‌کنند. حال اگر بتوانيم کاري کنيم که هر يک از دو دستگاه ارسال کننده صدا تنها زماني اقدام به اين کار کنند که صدايي با ارزش در محيط وجود داشته باشد،‌ به مقدار زيادي ترافيک شبکه را کاهش داده‌ايم. همين ايده‌ي ساده در بسياري از گوشي‌هايVOIP موجب اضافه شدن وسيله‌اي به نام (VAD (Voice Activity Detector شده است. کار اين وسيله تشخيص صدا در محيط و تعيين فرستادن يا نفرستادن آن است.

با به کار گيري VAD در گوشي‌هاي VOIP اين مشکل پيش آمد که همواره فرد مقابل که در زماني هيچ گونه صدايي را نمي‌شنيد احساس کند که مکالمه قطع شده است. به منظور رفع چنين مشکلاتي يک تدبير هوشمندانه ديگر انديشيده شد که به شلوغي آرامش بخش معروف است. با استفاده از اين تکنيک، همواره در صورت ارسال نشدن صدا از فرستنده، صدايي شبيه به برفک (به صورت آن چه معمولا در هنگام مکالمه تلفني شنيده مي‌شود) در گوشي دريافت کننده شنيده مي‌شود که او از ادامه برقراري ارتباط مطلع مي سازد .

نويسنده : سلمان ثقفي