مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

تلفن اينترنتي چگونه كار مي كند؟

شايد به نفع شما باشد كه بدون توجه به كيفيت ارتباطات متداول دست بكشيد.

 

صحبت كردن ارزان است و اگر يكي از چندين سرويس تلفني اينترنت را انتخاب نماييد، مي بينيد كه اين سرويس ها از ارتباطات تلفني سلولار و ارتباطات تلفني معمولي ارزان تر هستند.

 

سرويس هاي صوت، روي ( Voip ) IP، كيفيت بهتر، انتخاب گسترده تر و قيمت پايين تري را نسبت به قبل ارائه مي دهند. حال سهام داران بزرگ از جمله AT&T به سمت بازار خانگي روي آورده اند.

 

آزمايش ها به ما نشان مي دهد به واسطه تكنولوژي جديد كيفيت ارتباطات Voip به خوبي خطوط تلفني مي باشد، اما ممكن است با سرويس Voip برخي امكانات چون دسترسي سريع به تلفن هاي اضطراري مانند 118 را از دست بدهيد.

 

براي اينكه Voip به مرحله عملي برسد به اتصالات باند پهن نياز مي باشد.

 

تلفن اينترنتي چگونه كار مي كند؟

 

مدارات آداپتور صداي شما ( سيگنال آنالوگ ) را به Packetهاي صوتي ديجيتال تبديل كرده و Packetها از طريق شبكه خصوصي فراهم كننده تلفن IP بر روي اينترنت مي فرستند. اگر مخاطب شخصي با تلفن معمولي باشد Packetها بايد از يك گيت وي نيز عبور كنند.

 

سرويس هاي Voice Over IP به دقت بررسي كنيد، مدل هاي مختلف براي كاربردهاي متفاوت بكار گرفته مي شوند.

 

روش هاي مختلف

 

مي توانيد انوع مختلف تلفن هاي IP را براي كاربردهاي تجاري كوچك و يا مصارف خانگي بكار بگيريد.

 

با تلفن هاي نرم افزاري چون WebPhone و Net2Phone مي توانيد با ميكروفن صحبت كنيد. با تلفن هاي IP مبتني بر سخت افزار مثل Phone Adapter محصول 8*8 Packet Vonage مي توانيد آداپتور را مستقيما به مودم كابلي خود وصل كرده و سپس به گوشي تلفن معمولي وصل كنيد ويا مستقيما دستگاه را به پورت USB كامپيوترتان وصل كنيد.

 

آزمايش هاي به عمل آمده كيفيت صوت را تحسين برانگيز دانسته و مخاطبان نيز نمي توانستند متوجه شوند كه ما از اينترنت استفاده مي كنيم. گاهي اوقات كيفيت صوت Voip نرم افزاري به كيفيت ارتباط تلفن همراه مي رسيد.

 

به كامپيوتر نيازي نمي باشد

 

بر اساس آزمايش هاي به عمل آمده، اغلب انواع تلفن هاي IP با آداپتور سخت افزاري خود تنظيم و نصب مي شوند و ديگر نيازي به بوت كردن كامپيوتر نمي باشد. مي توانيد به سادگي قابليت هاي مورد نياز از روي تلفن دسترسي داشته باشيد.

 

دكتر Vijay K.Bhagavath تحليل گر مخابرات Forrester Research مي گويد: «اگر چه تلفن هاي IP سخت افزاري قوي هستند، اما بهتر است شركت هاي تلفني ويژگي هايي فراتر از يك ارتباط را فراهم كنند. »

 

Bhagavath مي گويد: « اين شركت ها بايد ويژگي هاي خاص و منحصر به فردي را كه مي توانند به طور كامل با اينترنت عجين شوند به سيستم هاي خود بيافزايند. »

 

او پيشنهاد مي دهد ارائه ويژگي هاي آن لاين، مثلا برقراري ارتباط از طريق كليك كردن آدرس پست الكترونيك از جمله كارهايي است كه بايد انجام دهند.

 

سرويس هاي مبتني ر سخت افزار، سوئيچينگ ديتا را در خود انجام مي دهند لذا احتمال از دست دادن و يا قطع ارتباط كمتر مي باشد. سرويس هاي مبتني بر نرم افزار كه پاكت صوتي را از طريق اينترنت مخابره مي كنند به عنوان راه حل دوم مي توانند در نظر گرفته شوند. به علاوه ممكن است كار با ميكروفن و يا كامپيوتر مشكل باشد. اين سرويس هنوز جا نيافتاده است و كار با آن به سادگي برداشتن گوشي نمي باشد.

 

نگاهي گذرا به فناوريVOIP و استانداردهاي آن

شبكه‌هاي تلفني آينده

 

مراكز VOIP نيز همانند مراكز مخابراتي سنتي مي‌توانند شماره تلفني را به صورت اختصاصي به يك كاربر اختصاص دهند. اين شماره‌هاي تلفني از طريق مراكز اينترنتيVOIP در اختيار كاربران قرار مي گيرد، مانند يك آدرس پست الكترونيكي به همراه يك كلمه عبور محافظت مي‌شود. از طريق اين شماره كاربران مي توانند به مركز اينترنتي مزبور متصل شوند و IP دستگاه VOIP خود را به اين مركز اعلام كنند. در نتيجه كاربران ديگر توسط شماره تلفن خود به مركز VOIP متصل مي‌شوند و شماره‌اي كه قصد تماس با آن دارند را در اختيار مركز قرار داده و IP مقصد را دريافت مي‌كنند و از طريق پروتكلIP يك تماس تلفني را آغاز مي‌كنند. از چنين شبكه‌هايي با عنوان شبكه‌هاي مخابراتي آينده ياد مي‌شود و پيش‌بيني مي‌شود كه به سرعت جاي‌گزين شبكه‌هاي مخابراتي كنوني شوند. دلايل اصلي اين جاي‌گزيني برتري‌هايي است كه شبكه‌هاي مخابراتي آينده به شبكه‌هاي مخابراتي كنوني دارند و در زير به برخي از آن‌ها شاره مي‌كنيم:

 

هزينه‌ي بسيار پايين نگه‌داري شبكه‌هاي مخابراتي آينده نسبت به شبكه‌هاي مخابراتي كنوني و به دنبال آن،‌ قيمت پايين خريد يك شماره (حتا مجاني) و مكالمه‌ي تلفني.

پشتيباني كليه امكانات مخابراتي كنوني و حتي ارايه خدمات جديد، با هزينه‌ي بسيار پايين و سهولت اجرايي بالا.

جابه‌جايي آسان شماره‌هاي تلفني به اين معنا كه يك شماره تلفني مانند يك آدرس پست الكترونيكي از هر نقطه‌اي از دنيا قابل دسترسي خواهد بود و مي‌توان از طريق آن تماس گرفت و يا با آن ارتباط بر قرار كرد.

قابليت برنامه‌نويسي بر روي گوشي‌هاي تلفني همانند يك گوشي موبايل و يا حتا پيشرفته‌تر از آن.

 

 

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

 

استاندارد برقرار كننده ارتباط در شبكه‌هاي تلفني VOIP پروتكل‌ها و بسته‌هاي داده هستند (مانند شبكه‌هاي IP) در حالي كه در شبكه‌هاي مخابراتي سنتي واسط‌هاي ارتباطي استاندارد (سوييچ مدارهاي درون شبكه) تعريف شده‌اند.

با در نظر گرفتن ماهيت فناوري VOIP و خصوصيات شبكه IP، متوجه خواهيم شد كه اين شبكه‌ها از حالات داخلي بسيار كم‌تري نسبت به يك شبكه مخابراتي سنتي برخوردار هستند. همين امر سبب مي‌شود كه نگه‌داري اين گونه شبكه‌ها بسيار آسان‌تر و كم هزينه‌تر باشد.

در شبكه‌هاي مخابراتي سرويس‌هاي مخابراتي درون شبكه مخابراتي (تجهيزات داخلي) مستقر مي‌شوند،‌ يعني براي داشتن يك سرويس خاص بايد مركز مخابراتي پشتيباني كننده آن سرويس باشد. به عبارت ديگر تجهيزات كاربر در اين نوع سرويس‌ها تنها از خدمات بهره مي‌برند و چنانچه آماده‌ي دريافت خدمات خاصي باشند، تا زماني كه آن سرويس از طرف مركز مخابرات ارايه نشود، امكان استفاده از آن وجود ندارد. بر عكس، در شبكه‌هاي مخابراتي بر پايه‌ي پروتكل IP، سيستم‌هاي نهايي در صورتي كه يك سرويس جديد را پشتيباني كنند، مي‌توانند با يكديگر (بدون نياز به تغيير در شبكه‌ي مخابراتي) و با استفاده از آن سرويس ارتباط بر قرار كنند.

هنگام استفاده از شبكه‌هاي مخابراتي كنوني، تمامي كنترل‌هاي تماس و بر قراري ارتباط از طريق مركز مخابرات (مستقر در شبكه ارتباطي) اعمال مي‌شود، در صورتي كه در شبكه‌هاي مخابراتي آينده كه بر پايه پروتكلIP خواهند بود، تمامي اين كنترل‌ها توسط سيستم‌هاي نهايي انجام خواهند گرفت. به عبارت ديگر وابستگي به مركز مخابراتي حذف خواهد شد.

سيستم‌هاي مخابراتي جديد كه بر پايه IP شكل گرفته‌اند نيز همان درجه اطمينان را كه سيستم‌هاي مخابراتي كنوني از نظر سالم بودن شبكه تضمين مي‌كنند، پشتيباني مي‌كنند. نتايج آماري حاصل از بررسي خرابي‌هاي شبكه و مقايسه آن‌ها اين امر را تاييد مي‌كند.

ديگر ويژگي سيستم‌هاي مخابراتي جديد پويايي و تحول سريع آن‌هاست. اين سيستم‌ها به عنوان زير مجموعه‌اي از علم كامپيوتر 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 كه شبكه‌هاي مخابراتي قديمي مدت زيادي است كه همان شكل سابق را حفظ كرده‌اند و به ندرت دست‌خوش تغييرات مي‌شوند. نگاهي گذرا بر تاريخ تحولات شبكه‌هاي مخابراتي نشان مي‌دهد كه پس از حدود هر 30 سال شاهد تحولاتي محسوس در آن‌ها هستيم كه در مقايسه با تحولات شبكه‌هاي مخابراتي آينده در عمل ناچيز است.

در سيستم‌هاي مخابراتيVOIP سرعت برقراري ارتباط به شدت وابسته به قدرت سيستم‌هاي نهايي در برقراري ارتباط است در حالي كه در سيستم‌هاي مخابراتي كنوني اين زمان بسيار طولاني است. اما بر روي هم رفته سرعت بر قراري ارتباط VOIP كه به وسيله سوييچ بسته‌هاي داده كار مي‌كنند به مراتب سريع‌تر از برقراري ارتباط در شبكه‌هاي سوييچ كننده مدار (شبكه هاي مخابراتي كنوني) است.

در سيستم‌هاي مخابراتي آينده (VOIP) ارايه كنندگان خدمات مخابراتي در عمل نقش واضح و تعريف شده‌اي ندارند؛ زيرا اركان اصلي برقراري ارتباط دو طرف مكالمه كننده هستند. پيش‌بيني مي‌شود كه مراكز مخابراتي آينده از طريق ارايه راهكارهاي متنوع به منظور بهبود برقراري ارتباط امرار معاش كنند. حال اين خدمات ممكن است بين دو مركز مخابراتي، به طور كامل متفاوت باشد.

 

 

دروازه‌‌هايVOIP (VOIP Gateways)

 

دروازه VOIP در واقع يك واسط بين تلفن‌هاي معمولي و شبكه‌هايIP هستند. كار دروازه‌هايVOIP را تا حدي مي‌توان با Modemها مقايسه كرد، با اين تفاوت كه اين دستگاه‌ها به صورت خودكار با دريافت شماره تلفن، نام كاربري و كلمه عبور مي‌توانند به يكISP متصل شوند. افزون بر اين دروازه‌هاي VOIP به منظور ارسال بسته‌هايVOIP بهينه شده‌اند و قادر هستند تا از طريق برقراري ارتباط با مركز مخابراتيVOIP كارهاي برقراري تماس تلفني و ثبت شماره تلفن بر روي شبكه اينترنت را نيز انجام دهند. اين تجهيزات از طريق پروتكل لايه Application خاص مانند SIP با مركز مخابراتي ارتباط بر قرار مي‌كنند. درباره اين پروتكل‌ها در ادامه همين مقاله مطالبي را بيان خواهيم كرد.

 

 

 

بسته‌هاي VOIP

 

براي برقراري يك ارتباط VOIP در سخت‌افزارهاي كاربري كار 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 كه هركدام استاندارد خاص خود را به منظور نمونه‌برداري و ارسال صدا تعريف مي‌كنند. هر بسته VOIP طولي كم‌تر از 100 بايت دارد كه پروتكل لايه ارسال(Transfer Protocol) UDP را جهت مسافرت بر روي شبكه IP انتخاب مي‌كند. 20 تا 40 بايت اول بسته VOIP حاوي IP مقصد است. 8 بايتي كه به دنبال آن مي‌آيد حاوي صدايي است كه در بازه زماني 10 تا 20 ميلي ثانيه نمونه‌برداري شده است. سپس 12 بايت كه اطلاعاتي از نوع پروتكل RTP را داراست در ادامه آن مي آيد. در ادامه همين مقاله توضيحاتي را در مورد اين پروتكل بيان خواهيم كرد. بالاخره در 33 بايت انتهايي اين بسته اطلاعاتي در مورد نحوه كدگذاري و كدگشايي 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 كننده صدا) منتظر مي مانند تا كار بافر شدن آنها به حد تعيين شده برسد. با رسيدن حجم بسته‌ها در بافر سمت دريافت كننده به اندازه تعيين شده، صدا در سمت ديگر پخش خواهد شد.

 

 

 

تاخير صدا

 

همان گونه كه در بالا گفتيم، بسته‌هاي VOIP يكي 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 كار در حالت ايده‌آل به نحوي انجام مي‌گيرد كه شنونده صدا متوجه هيچ تاخيري در شنيدن صدا نشود.

 

تاخير صدا به عنوان يكي از مهم‌ترين عامل‌هاي كيفيت صدا نقش مهمي در شكل‌گيري يك ارتباط صوتي مطلوب دارد. چنانچه اين تاخير از حدي بيش‌تر شود، ادامه مكالمه ميسر نخواهد بود. اين همان تاخيري است كه شايد در هنگام يك مكالمه تلفني راه دور كه با استفاده از كارت تلفني انجام مي‌گيرد، متوجه آن شده باشيد. چنانچه تاخير صدا بيش‌تر از 200 ميلي ثانيه شود، مكالمه تلفني را از حالت مطلوب خارج مي‌كند و كاربران را دچار مشكل مي‌سازد. هر اندازه اين تاخير كاهش يابد به يك مكالمه ايده آل تلفني نزدي‌ تر مي‌شويم.

 

عامل تاخير صدا به عنوان بزرگ‌ترين چالش در فناوري VOIP مطرح بوده و هست. تاخير صدا به علت تكنولوژي انتخاب شده در شبكه‌هاي مخابراتي سنتي در عمل ناچيز و قابل چشم‌پوشي است اما در VOIP همه چيز به طور كامل متفاوت است. راهكارهاي مختلف كه به منظور كاهش تاخير اعمال شده‌اند و همچنين پيشرفت فناوري ارتباطات و اينترنت موجب شده است كه تاخير يك ارتباط VOIP كه در گذشته‌اي نه چندان دور به بيش از 600 ميلي ثانيه مي‌رسيد و در عمل ادامه مكالمه را ناممكن مي‌ساخت به حد مطلوب 100 ميلي ثانيه برسد.

 

 

 

در زير يك نمودار گويا در مورد تاخير صدا و قابليت ادامه تماس تلفني را مشاهده مي‌كنيد:

 

 

 

 

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

 

اصلاح خطا به صورت FEC (Forward Error Correction) يكي ديگر از تدابيري است كه در هنگام خرابي بسته‌ها و براي جلوگيري از تاخير صدا و افت كيفيت آن انديشيده مي‌شود. به اين ترتيب، وسيله دريافت كننده صدا داراي اين قابليت است كه در صورت خرابي بسته‌ها، آ‌ن‌ها را اصلاح و بازسازي كند. اين كار كه هزينه سخت‌افزاري بالاتري مي‌طلبد و نياز به اطلاعات جانبي و مكملي دارد كه كار شناسايي و اصلاح خطا را ميسر مي‌سازد. اين اطلاعات در همان بسته VOIP جاي مي‌گيرند و البته حجم بسته و ترافيك شبكه را افزايش مي دهند!

 

شناسايي صدا(Voice Activity Detection كه 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 كاهش ترافيك شبكه هستند.

 

در سيستم هاي معمولي تلفني و از جمله VOIP همواره از هر يك از دو دستگاه برقرار كننده ارتباط كار نمونه‌برداري صدا و ارسال انجام مي‌شود. حال چه كسي در حال صحبت كردن باشد و يا نباشد. در نظر داشته باشيد كه در يك مكالمه معمولي تلفني در هر زمان تنها يكي از طرفين در حال صحبت هستند و فرد ديگر در حال شنيدن است. به علاوه زمان نهايي نيز وجود دارد كه هيچ يك از طرفين صحبت نمي‌كنند و براي مثال به موضوع خاصي فكر مي‌كنند. حال اگر بتوانيم كاري كنيم كه هر يك از دو دستگاه ارسال كننده صدا تنها زماني اقدام به اين كار كنند كه صدايي با ارزش در محيط وجود داشته باشد،‌ به مقدار زيادي ترافيك شبكه را كاهش داده‌ايم. همين ايده‌ي ساده در بسياري از گوشي‌هايVOIP موجب اضافه شدن وسيله‌اي به نام VAD (Voice Activity Detector) شده است. كار اين وسيله تشخيص صدا در محيط و تعيين فرستادن يا نفرستادن آن است.

 

با به كار گيري VAD در گوشي‌هاي VOIP اين مشكل پيش آمد كه همواره فرد مقابل كه در زماني هيچ گونه صدايي را نمي‌شنيد احساس كند كه مكالمه قطع شده است. به منظور رفع چنين مشكلاتي يك تدبير هوشمندانه ديگر انديشيده شد كه به شلوغي آرامش بخش معروف است. با استفاده از اين تكنيك، همواره در صورت ارسال نشدن صدا از فرستنده، صدايي شبيه به برفك (به صورت آن چه معمولا در هنگام مكالمه تلفني شنيده مي‌شود) در گوشي دريافت كننده شنيده مي‌شود كه او از ادامه برقراري ارتباط مطلع مي سازد.

 

http://www.systemgroup.net/fa/view/articles.asp?p=5.3&i=602