VOIP

Circuit Switching

شرکت های تلفن بيش از يکصد سال است که از تکنولوژی Circuit Switching استفاده می نمايند. در روش فوق بمحض برقراری ارتباط بين دو نفر ، در تمام مدت زمان مکالمه يک مدار اختصاصی برای آنها در نظر گرفته خواهد شد. بدين ترتيب برای دو نقطه مربوطه يک ارتباط دو سويه ايجاد می گردد. نحوه انجام يک مکالمه صوتی به صورت زير است :
• پس از برداشتن گوشی تلفن يک بوق شنيده می گردد. بوق فوق بمنزله برقراری ارتباط با شرکت تلفن ( مرکز مربوطه ) است .
• با استفاده از سيستم تلفن ، اقدام به شماره گيری می گردد.
• ارتباط مورد نظر از طريق مجموعه ای از سوئيج ها عبور داده شده تا به مخاطب مورد نظر برسد.
• يک ارتباط بين تلفن شما و مخاطب برقرار و يک مدار فعال می گردد.
• مکالمه با مخاطب مورد نظر در مدت زمان دلخواه انجام می گيرد.
• پس از قطع مکالمه ، مدار فعال شده بين شما و مخاطب غير فعال خواهد شد.
فرض کنيد مدت زمان مکالمه شما ده دقيقه باشد ، در طول مدت زمان فوق مدار ايجاد شده بين دو تلفن بصورت پيوسته فعال خواهد بود. در سيستم های قديمی مخابراتی ، مکالمه تلفنی با نرخ انتقال اطلاعات ثابت 64 کيلو بيت در ثانيه و يا 1024 بيت در ثانيه در هر جهت انجام می گرفت( مجموع نرخ انتقال اطلاعات 128 کيلوبيت در ثانيه ) .با توجه به اينکه در هر کيلوبايت ، هشت کيلوبيت وجود دارد ، بنابراين در هر ثانيه 16 کيلو بايت و يا در هر دقيقه 960 کيلوبايت اطلاعات ارسال می گردد( زمانی که مدار فعال است ) .بنابراين در مدت زمان ده دقيقه ارتباط تلفنی ، مجموع اطلاعات ارسال شده 9600 کيلو بايت ( 4/9 مگابايت ) خواهد بود.
در يک مکالمه تلفنی اکثر داده های ارسال شده بيهوده می باشند. زمانی که شما حرف می زنيد ، مخاطب صرفا" گوش می دهد . اين بدان معنی است که در هر مقطع زمانی ، ازنصف خط ارتباطی بيشتر استفاده نمی گردد. ( سکوت موجود بر روی خط در مدت زمان برقراری ارتباط زياد خواهد بود ) در اين حالت حجم اطلاعات ارسال شده ، به 7/4 مگابايت تنزل پيدا خواهد کرد.
شبکه های مبتنی بر داده از روش Circuit switching استفاده نکرده و در مقابل ، روش Packet Switching استفاده می گردد.

Packet Switching

در روش Packet Switching بر خلاف Circuit Switching که بصورت پيوسته ارتباط را فعال نگه می دارد ، صرفا" در زمان ارسال اطلاعات ( يک بخش کوچک داده که به آن packet گفته می شود ) ارتباط فعال خواهد شد. اطلاعات مربوط به فرستنده به مجموعه ای از Packet تقسيم می گردد. در هر يک از بسته های اطلاعاتی آدرس فرستنده و دريافت کننده اطلاعات قرار خواهد گرفت . دريافت کننده بسته های اطلاعاتی ، اطلاعات را به يکديگر ملحق تا اطلاعات اوليه بوجود آيند. روش فوق بسيار کارآ بوده و زمان فعال بودن ارتباط بين فرستنده و گيرنده را به حداقل مقدار خود می رساند. بدين ترتيب ترافيک موجود بر روی شبکه نيز کاهش خواهد يافت . کامپيوترهای فرستنده و گيرنده در زمان ارتباط با يکديگر قادر به دريافت و يا ارسال اطلاعات برای ساير کامپيوترها نيز خواهند بود.
تکنولوژی VoIP از روش Packet Switching استفاده می کند. بااستفاده از روش فوق امکان برقراری چندين مکالمه تلفنی فراهم می گردد. با استفاده از PSTN ، يک مکالمه ده دقيقه ای ، ده دقيقه کامل از زمان انتقال با نرخ 128 کيلوبيت در ثانيه را اشغال خواهد کرد. در روش VoIP ، مکالمه ده دقيقه ای اشاره شده صرفا" 3/5 دقيقه زمان انتقال را با نرخ 64 کيلوبيت در ثانيه اشغال خواهد کرد. در اين حالت 64 کيلوبيت در ثانيه برای مدت 3/5 دقيقه ، و 128 کيلوبيت در ثانيه برای زمان باقيمانده 5 /6 آزاد خواهد ماند.
فرض کنيد که شرکت شما دستگاه مورد نظر بمنطور استفاده از سرويس VoIP را خريداری و نصب کرده باشد. در شرکت مربوطه صدها تلفن و يک PBX)Private branch exchange) نيز نصب شده است . PBX سوئيچی است که از آن بمنظور ارتباط مجموعه ای از تلفن ها به يکديگر و به يک يا چندين خط خارج از شرکت استفاده می گردد. در مثال فوق PBX بصورت يک gateway است .
از gateway بمنظور ارتباط دستگاههای موجود در دو شبکه متفاوت استفاده می گردد. PBX يک Gateway است .( چون سيگنال های استاندارد circuit-switching هر يک از تلفن ها را به داده های ديجيتال بمنظور ارسال از طريق يک شبکه مبتنی بر IP و Packet Switching تبديل می نمايد).
روش برقراری يک مکالمه از طريق يک شبکه Packet-Switching و با استفاده از VoIP بصورت زير است :
• دريافت کننده را فعال تا از طريق آن يک سيگنال برای PBX ارسال گردد.
• PBX سيگنال را دريافت و يک بوق آزاد را برای فرستنده ارسال می دارد.
• فرستنده اقدام به شماره گيری تلفن مخاطب مورد نظر را می نمايد. شماره فوق در ادامه توسط PBX بصورت موقت ذخيره می گردد.
• پس از مشخص نمودن شماره توسط فرستنده ، PBX بمنظور اطمينان از صحت فرمت ،آن را بررسی خواهد کرد.
• PBX در رابطه با نجوه تطبيق شماره دريافتی با شخص مورد نظر اقدامات لازم را انجام خواهد داد. درفرآيند تطبيق ، شماره مورد نظر به آدرس IP دستگاه ديگر که "ميزبان IP" ناميده می گردد ، ملحق می گردد. "ميزبان IP" عملا" يک PBX ديجيتالی ديگر است که به سيتم تلفن محلی که با آن ارتباط برقرار شده ، نصب شده است . در موارد خاصی که مخاطب از يک سرويس گيرنده VoIP مبتنی بر کامپيوتر استفاده می نمايد ، "ميزبان IP" ، سيستمی است که قصد برقراری ارتباط با آن وجود دارد.
• يک session بين PBX اداره تماس گيرنده و "ميزبان IP" برقرار می گردد. هر سيستم می بايست از پروتکل ها یمشابه بمنظور برقراری ارتباط استفاده نمايد. سيستم ها دو کانال برای هر جهت را پياده سازی خواهند کرد.
• مکالمه به مدت زمان مورد نظر انجام می گيرد.در زمان برقراری مکالمه ، PBX شرکت شما و ميزبان IP مخاطب ، بسته هایی اطلاعاتی را ارسال و يا دريافت می دارند.
• مکالمه به اتمام رسيده و دريافت کننده غيرفعال می گردد.
• پس از قطع ارتباط ، مدار( ارتباط ) موجود بين تلفن تماس گيرنده و PBX آزاد می گردد.
• PBX سيگنالی را برای ميزبان IP ارسال و خاتمه مکالمه را اعلام می نمايد.
• پس از اتمام session ، دستگاه PBX شماره تلفن تطبيق داده شده به "ميزبان IP" را از حافظه خود پاک می نمايد.
بمنظور برقراری ارتباط از طريق تلفن با دستگاههائی نظير : کامپيوتر در طول يک شبکه ، می بايست از يک پروتکل مشترک استفاده گردد.

پروتکل

از دو پروتکل عمده برای VoIP استفاده می شود. پروتکل های فوق روش های مربوط به ارتباط دستگاههای متفاوت از طريق VoIP را مشخص و Codec های صوتی را نيز تعيين می نمايد. "کدک " از تلفيق دو واژه Code و Decode تشکيل شده است . کدک ، يک سيگنال صوتی را به يک سيگنال ديجيتالی فشرده شده تبديل می نمايد.
اولين پروتکل H.323 است . پروتکل فوق استاندارد ارائه شده توسط( ITU(International Telecommunication Union است. H.323 يک پروتکل پيشرفته و پيچيده است . پروتکل فوق مشخصات لازم برای ويدئوکنفرانس های محاوره ای و اشنتراک داده و نرم افزارهای صوتی نظير IP تلفنی را تعريف می نمايد. H.323 دارای مجموعه ای از ساير پروتکل ها بوده که هر يک دارای کاربرد خاص خود می باشند.
خيرا" پروتکل ديگری با نام SIP)session Initiation Protocol) توسط IETF ارائه شده است .SIP نسبت به H.323 دارای کارائی بمراتب بيشتری بوده و صرفا" برای IP تلفنی طراحی و پياده سازی شده است .

روش های استفاده از VoIP

برای استفاده از VoIP ، چهار حالت متفاوت وجود دارد :
• کامپيوتر به کامپيوتر . ساده ترين روش استفاده از VoIP است . شرکت های متعددی ، خدمات فوق را ارائه می دهند. برای استفاده از روش فوق به نرم افزار مربوطه ، ميکروفن ، بلندگو ، کارت صدا و خط ارتباطی با سرعت مناسب ( خطوط DSL و يا مودم های کابلی ) نياز خواهد بود. MSN Explorer يک نمونه از نرم افزارهای مربوطه در اين زمينه است .
• کامپيوتر به تلفن . با استفاده از روش فوق می توان از طريق کامپيوتر با هر شخص که دارای يک خط تلفن است ، ارتباط برقرار کرد. برای استفاده از روش فوق به يک نرم افزار سرويس گيرنده نياز خواهد بود. نرم افزار فوق اغلب بصورت رايگان در اختيار علاقه مندان قرار می گيرد. هزينه مکالمات انجام شده ، بمراتب پايين تر از روش های قديمی است . مثلا" نرم افزار Net2Phone تماس های تا مرز پنج دقيقه را در سرتاسر امريکا مجانی انجام داده و در صورتيکه تماس از پنج دقيقه تجاوز نمايد ، بابت هر دقيقه حدود 4 سنت دريافت می گردد.
• تلفن به کامپيوتر . برخی از شرکت ها ، شماره تلفن های خاصی را بمنظور تماس کاربران معمولی تلفن با کاربران کامپيوتر فراهم نموده اند. نصب يک نرم افزار خاص بمنظور انجام عمليات فوق ، بر روی کامپيوتر سرويس گيرندگان ، الزامی است.
• تلفن به تلفن . با استفاده از Gateways می توان با هر تلفن استاندارد در سطح دنيا ارتباط برقرار کرد. برای استفاده از سرويس فوق که توسط برخی از شرکت ها ارائه می گردد ، می بايست در ابتدا با يکی از Gateway های مربوط به آنان تماس برقرار کرد. در ادامه شماره تلفن مورد نظر خود را مشخص و نهايتا" توسط شرکت مربوطه امکان برقراری ارتباط با استفاده از يک شبکه مبتنی بر IP فراهم خواهد شد. در اين روش ، لازم است که در ابتدا از يک شماره خاص استفاده گردد.( شماره مربوط به Gateway شرکت ارائه دهنده خدمات فوق ) .
اکثر سازمانها و موسسات با نصب سيستم های VoIP امکان استفاده از IP تلفنی را برای کاربران خود فراهم نموده اند. تکنولوژی فوق با سرعت در حال رشد و گسترش همگانی است . کيفيت بالا و هزينه پايين از مهمترين دلايل فراگير شدن تکنولوژی فوق است .