در گذشته سیستم تلفنی، یک شبکه سوئیچینگ مداری (Circuit Switching) بود که هنوز هم کما بیش ادامه دارد. بدین معنی که از طریق گره‌های شبکه، یک مسیر اختصاصی بین دو ایستگاه انتهایی برقرار میشود. در مقابل، شبکه‌ای مانند اینترنت از سوئیچینگ پاکتی (Packet Switching) استفاده میکند که روشی کاملا متفاوت با سوئیچینگ مداری دارد. در این نوع شبکه برای انتقال دیتا نیاز به یک مسیر اختصاصی نیست، بلکه دیتا به صورت دنباله‌ای از قطعات کوچک به نام پاکت (Packet) ارسال میشود. هر پاکت در طول شبکه از گرهی به گره دیگر ارسال میشود و در هر گره پاکت به طور کامل دریافت و ذخیره شده، سپس به گره‌های بعدی ارسال میشود. البته چگونگی هدایت و مسیریابی در گره‌های میانی، روش‌های مختلفی دارد که توضیح آنها در این نوشتار نمی‌گنجد.
شبکه تلفن با داده‌های آنالوگ (صوت) سرو کار دارد. محدوده فرکانسی سیگنال تلفن از 0 تا حداکثر 4 کیلو هرتز می‌باشد که تقریبا محدوده فرکانسی صوت انسان را پوشش میدهد. البته برای انتقال صدا در بسیاری موارد، سیگنال آنالوگ تلفن را به داده‌های دیجیتال تبدیل می‌کنند تا امکان انتقال آن با هزینه کمتر امکان‌پذیر باشد. (برای مثال برای ارتباط بین مراکز تلفن در قسمتی به نام PCM، سیگنال دیجیتال به آنالوگ تبدیل شده، و در مرکز مقصد عکس این عمل انجام میشود و سیگنال آنالوگ دوباره به دست میآید) برای تبدیل سیگنال آنالوگ تلفنی به دیجیتال، مطابق با قضیه نایکوییست حداقل فرکانس 2 برابر یعنی هشت Khz نیاز است که با توجه به استاندارد نمونه‌برداری 8 بیتی در هر بازه زمانی، برای انتقال هر خط آنالوگ تلفنی به 64Kbps پهنای باند دیجیتال نیاز است.
این پهنای باند حالت ایده‌آل و پایه انتقال دیجیتالی تلفن است. در حقیقت اکثر استانداردهای مخابراتی همچون E1 و T1 و حتی استانداردهای فیبر نوری STM1 بر اساس تعداد کانال‌های 64Kbps تعریف شده‌اند.
اما تخصیص 64Kbps برای انتقال هر کانال صوتی هزینه بالایی می‌طلبد، مخصوصا زمانی که شبکه‌ای به اندازه کره زمین مدنظر طراحان باشد. با پیشرفت تکنولوژی به خصوص در زمینه کامپیوتر، راه‌حل‌های جدید برای کم‌کردن هزینه ارتباط مطرح شد که برخی از این راه‌حل‌ها منجر به پایین آوردن پهنای باند مورد نیاز انتفال تلفنی می‌شدند.
مهم‌ترین راه‌حل، استفاده از الگوریتم‌های فشرده‌سازی خاص و حذف بعضی از سیگنال‌های زاید از داده دیجیتال می‌باشد. برای مثال در اکثر ارتباطات تلفنی، یکی از طرفین، شنونده و دیگری گوینده است. در ارتباط کلاسیک تلفنی، در این حالت کانال اشغال میشود هرچند داده‌ای منتقل نمی‌شود.
میتوان با استفاده از الگوریتم‌های خاص، سکوت یک طرف را تشخیص داد و به جای ارسال کامل داده و اشغال شدن کامل پهنای باند، داده‌ای به معنی سکوت را به گیرنده ارسال کرد و تا زمانی که سکوت در یک طرف برقرار است، داده‌ای منتقل نکرد. اهمیت این الگوریتم بخصوص در ارتباطات رادیویی (مانند سیستم تلفنی موبایل) بسیار با اهمیت میشود، چرا که با توجه به محدودیت کانال‌ها و وجود درخواست کنندگان زیاد، استفاده بهینه از باند مهدود بسیار مهم است.
مسئله دیگر، سکوتی است که بین اداکردن حروف از دهان انسان وجود دارد، چرا که هر قدر شخصی بتواند سریع صحبت کند، باز بین اداکردن حروف، زمانی وجود دارد که با استفاده از الگوریتم‌های خاص میتوان آنها را حذف کرد. علاوه بر تمام اینها، امکان استفاده از الگوریتم‌های فشرده‌سازی در صوت دیجیتال‌شده وجود دارد.
البته استانداردهای مختلفی برای پایین آوردن پهنای باند مصرفی وجود دارد.
یکی از اولین و مشهورترین این استانداردها، استاندارد GSMK می‌باشد که در سیستم موبایل (GSM) استفاده میشود. اثبات شده است که این استاندارد با استفاده از یک پهنای باند 13Kbps (حدود یک پنجم پهنای باند پایه) کیفیتی مطلوب را به مشترک ارائه میکند.
در VOIP هم از استانداردهای مختلفی برای تبدیل صوت به داده دیجیتال وجود دارد که نیاز به 64Kbps تا 8.3Kbps پهنای باند دارند.
در تصویر بالا مقایسه انواع استانداردها با کمک شاخص MOS که یکی از شاخص‌های معرف کیفیت در انتقال دیجیتال است، آورده شده است. همان طور که مشاهده میشود، این استانداردها حداقل کیفیتی برابر سیستم موبایل (GSM) را ارائه میدهند.
البته عامل دیگری نیز در کیفیت انتفال صدا به وسیله IP تاثیرگذار است. با توجه به ساختار سوئیچینگ پاکتی در اینترنت و استفاده از پروتکل UDP در VOIP، تضمین 100% برای رسیدن داده‌ها به مقصد وجود ندارد، چرا که علاوه بر امکان از دست رفتن پاکت‌ها در طول مسیر، امکان پس و پیش شدن آنها (به دلیل استفاده ازپروتکل UDP ) نیز وجود دارد.
در نمودار تصویر بالا درصد افت کیفیت در صورت گم شدن پاکت‌ها (Packet lost ) آورده شده است.
البته مکانیزمی در استانداردهای جدید وجود دارد، تا در صورت گم شدن پاکت‌ها، افت کیفیت زیاد نباشد.
همان طور که مشاهده میشود، استاندارد G729 تنها تا زمانی که درصد گمشدن پاکت‌ها کمتر از5 باشد، سرویسی با کیفیت قابل قبول را به کاربر ارائه میدهد. البته این درصد گمشدن پاکت‌ها بسیار کم می‌باشد و امکان ارائه سرویسی مطمئن را به کاربر نمی‌دهد.
از سوی دیگر همان طور که مشاهده میشود، در استاندارد Enhanced G.711 حتی با وجود 30% گم شدن پاکت‌ها، باز کیفیت سرویس در حد عالی است.
البته در ایران با توجه به گران بودن پهنای باند، معمولا از استاندارد G.729 و یا پایین‌تر استفاده میشود و متاسفانه به دلیل پایدار نبودن ارتباط ISPها با اینترنت و وجود نویز زیاد و درصد بالای گمشدن پاکت‌ها، کیفیت ارتباط در اکثر مواقع در حد مطلوبی نمی‌باشد.
در هر حال VOIP با ارائه کیفیتی در حد PSTN اما با هزینه‌ای بسیار پایین‌تر نسبت به PSTN (به علت ساختار شبکه‌ای و مهم‌تر از همه ساختار سوئیچینگ پاکتی) توانسته است توجه زیادی را به خود جلب کند، به طوری که به نظر می‌رسد در آینده کلیه ارتباطات راه دور از طریق VOIP انجام شود. شرکت‌های دولتی و خصوصی برای استفاده از این تکنولوژی و ارانه خدمات با هزینه پایین‌تر و کیفیت بالاتر به مردم، در صورت توجه به نکات فنی و نیز اقدامات ضروری، می‌توانند توفیق زیادی یابند.
VoIP ماهیت فنی تماس‌های تلفنی را نغییر میدهد.خدمات تلفنی استاندارد تا اندازهای به فناوری مشهور به کلید زنی مداری(circuit switching) اتکا دارد.در فناوری سوئیچ کردن یا کلید زنی مداری ، تماس تلفنی یک رشته از سوئیچ‌ها را بین تماس گیرنده و پاسخ دهنده باز میکند و آن رشته سوئیچ‌ها یا مدار را ته پایان مکالمه حفظ میکند.این سیستم نا کار آمد کار میکند و نسبتا پر هزینه است.در واقع نیاز به نگه داشتن مدار دلیل اصلی گران بودن آن است.
اینترنت از کلید زنی بسته-بیتی (Packet switching) استفاده میکند ، که در آن داده‌ها فقط به هنگام ضرورت انتقال می‌یابند.کارائی این سیستم بالاست چون انتقال داده‌ها فقط در صورت نیاز رخ میدهد.
در این حالت اینترنت در وسط مداخله دارد و وسیله ای مشهور به ATA (آدپتور تلفن آنالوگ)سیگنال‌های صوتی را از حالت آنالوگ به دیجیتال تبدیل میکند.
امیدواریم با توسعه خدمات باند عریض و VoIP در کشور عزیزمان شرایط به گونه ای شود تا تمامی هموطنان بتوانند از مزایای آن بهره مند شوند.
جهت برقراری ارتباط Voice بین دو نقطه و یا چند نقطه با یک مرکز که مورد نیاز اکثر سازمان‌ها و شرکت‌های اقماری می‌باشد. استفاده از دستگاه Local VoIP Gateway بر روی شبکه اینترنت پیشنهاد می‌گردد. در این نوع ارتباط امکان اتصال سیستم‌های مخابراتی از نوع PBX با استفاده از شبکه اینترنت ایجاد می‌گردد. به عنوان مثال تلفن‌های ثابت خصوصی در مراکز مختلف امکان ارتباط با تلفن‌های سمت مقابل را خواهند داشت.
جهت ایجاد ارتباط کد مخصوص برای هر مرکز در نظر گرفته میشود دستگاه‌های پیشنهادی با خصیصه‌های متفاوت از نظر تعداد پورت‌های FXS و FXO در شبکه‌های اینترنت مورد استفاده قرار می‌گیرد، ضمناً امکان نصب تلفن ثابت و فاکس بر روی آن از دیگر مزایای سیستم پیشنهادی می‌باشد.
تعداد خطوط ارتباط همزمان جهت دو مرکز به ظرفیت دستگاه بستگی دارد این ظرفیت بصورت تک کانال – دوکانال – چهار و هشت کانال امکان پذیر است.
روش‌های برقراری ارتباط تلفنی در حال تغییر است. امروزه برای برقراری ارتباط تلفنی راه دور اغلب از تکنولوژیی به نام VoIP استفاده میشود. اگر تاکنون چیزی راجع VoIP نشنیده اید، خواندن این مقاله نظر شما را درباره اینکه ارتباطات تلفنی راه دور چگونه انجام میشود و آینده ارتباطات تلفنی چه خواهد بود، تغییر میدهد. VoIP یک روش برای تبدیل سیگنال‌های آنالوگ صوت به داده‌های دیجیتال است که از طریق اینترنت منتقل میشوند.
ممکن است از خود بپرسید که این امر چگونه میتواند مفید واقع شود. خوب، کافی است چند ثانیه راجع به آن فکر کنید. اگر تبدیل سیگنال‌های آنالوگ به داده‌های دیجیتال ممکن باشد، VoIP میتواند یک ارتباط اینترنت استاندارد را به یک روش مجازاً رایگان برای برقرای ارتباطات تلفنی در هر جای دنیا تبدیل کند. فقط کافی است هزینه ISP را بپردازید. این امر شما را قادر میکند که شرکت‌های تلفنی را بهطور کامل کنار بگذارید.
VoIP قابلیت این را دارد که روش کار سیستم‌های تلفنی را کاملاً متحول کند. شرکت‌های زیادی هستند که سرویس VoIP ارئه میدهند و پیوسته هم در حال افزایش هستند.
در حال حاضر شرکت‌های مخابراتی پیشگام در دنیا، پس از وقوف به امکانات بیپایان این تکنولوژی جدید، در حال تأسیس مراکز VoIP در سراسر دنیا هستند و فروش سیستم‌های تلفن VoIP روزبهروز در حال گسترش است.
با سیستم‌های VoIP به یکی از سه روش زیر میتوان ارتباط تلفنی برقرار کرد:
ساده‌ترین روش برقراری ارتباط VoIP با استفاده از ATA(Analog Telephone Adaptor ها که gateway هم نامیده میشوند، می‌باشد. این ابزارها این امکان را به شما میدهند که از تلفن‌های آنالوگ استاندارد فعلیتان استفاده کنید(اگر هنوز از تلفن‌های آنالوگ استفاده می‌کنید).
به آسانی می‌توانید handset استانداردتان را به ATA متصل کنید، سپس ATA را به کامپیوتر یا ارتباط اینترنت خود وصل کنید. با این کار قادر به برقراری ارتباط VoIP خواهید بود. ATA سیگنال آنالوگ را از تلفن استاندارد شما می‌گیرد و آن را به سیگنال دیجیتال آماده برای انتقال در بستر اینترنت تبدیل میکند. همراه برخی ATAها یک نرم افزار هست که روی کامپیوتر load میشود و شما را قادر می‌سازد که آن را برای VoIP با دقت پیکربندی کنید.
این handsetها کاملاً شبیه handsetهای استاندارد معمولی است. دارای یک کانکتور RJ 45 Ethernet به جای کانکتورهای استاندارد RJ 11 هستند.
این تلفن‌ها تمام نرم افزارها و سخت افزارهای لازم برای برقراری ارتباطات VoIP را به صورت built-in دارند. مستقیمأ به روتر شما وصل میشوند و یک ورودی سریع و مقرون به صرفه به دنیای VoIP فراهم می‌کنند.
این روش آسانترین روش استفاده از تکنولوژی VoIP است. شرکت‌های زیادی هستند که نرم افزارهای مقرون به صرف‌های ارائه میدهند که می‌توانید برای این نوع VoIP از آنها استفاده کنید. معمولاً تنها مبلغی که باید پرداخت کنید فقط هزینه ماهانه ISP است. تمام آنچه که نیاز دارید یک میکروفون،بلندگو، یک کارت صدای مناسب و یک ارتباط اینترنت با سرعت مناسب است.
شرکت‌های تلفنی بزرگ امروزه با استفاده از VoIP هزاران تماس تلفنی راه دور را از طریق یک circuit switch به درون یک IP gateway مسیردهی می‌کنند. این داده‌ها در طرف دیگر توسط یک gateway دریافت شده و سپس با یک circuit switch محلی دیگر مسیردهی میشود. هر روزه شرکت‌های بیشتری سیستم‌های تلفنی VoIP را نصب می‌کنند و تکنولوژی VoIP در حال رشد است.
ازآنجاییکه با استفاده از VoIP شما از هر جایی که به پهنای باند مناسب دسترسی داشته باشید، می‌توانید ارتباط برقرار کنید، کاربران می‌توانند هنگام مسافرت ATAها یا IP Phoneهایشان را همراه داشته باشند و به تمام خدماتی که تلفن خانگیشان ارائه میدهد دسترسی داشته باشند.
برخی افراد از یک softphone برای دسترسی به سرویس VoIPشان استفاده می‌کنند. یک softphone یک نرم افزار ویژه است که سرویس VoIP را به کامپیوتر یا laptop شما load میکند. این برنامه‌ها این امکان را به شما میدهد که از طریق laptopتان از هرجای دنیا که به یک ارتباط با پهنای باند مناسب دسترسی داشته باشید ارتباط تلفنی برقرار کنید.
اغلب شرکت‌های تلفنی سنتی هزینه سرویس‌های اضافی را در صورت حساب شما می‌گنجانند. در حالیکه اگر از سرویسدهنده‌های VoIP استفاده کنید، این سرویس‌ها استاندارد به حساب میآید. سرویس‌هایی مثل:
بعضی از سرویسدهندگان VoIP مزایای بیشتری در مورد فیلتر کردن تماس‌های تلفنی ارائه میدهند. این قابلیت‌های اضافی به شما این امکان را میدهد که در مورد چگونگی انتقال تماس‌های تلفنی بر اساس اطلاعات Caller ID تصمیم گیری نمائید. این قابلیت‌ها به شما امکان انجام کارهای زیر را میدهد:
بسیاری از سرویس‌های VoIP امکان بررسی Voicemail شما را از طریق اینترنت و یا توسط فایل پیوست نامه الکترونیکی که به کامپیوتر یا PDA شما ارسال شده است را میدهد. در هنگام تهیه سرویس VoIP از سیستم تلفن و سرویس دهنده VoIP در مورد قابلیت‌های آنها و هزینه خدمات سوال کنید.
برای مدیران شبکه، سیستم تلفن VoIP به این معنی است که به جای دو شبکه تنها با یک شبکه روبرو هستند. جابجایی سیستم VoIP نیز به آسانی صورت می‌گیرد. این بدین دلیل است که اکثر سیستم‌های تلفن مورد استفاده در شبکه VoIP دارای رابط Web بوده و به راحتی توسط مدیر شبکه قابل مدیریت هستند. پروسه MAC(Move, Add, Change) به راحتی قابل انجام خواهد شد و لازم نیست برای هر بار انجام MAC با سرویسدهندهتان تماس بگیرید. تمام اینها به معنای هزینه کمتر برای سازمان شما می‌باشد.
یکی دیگر از منافعی که برای شرکت‌های دارای VoIP میتواند وجود داشته باشد این است که شعب سازمان‌ها می‌توانند در سرتاسر دنیا پراکنده شده باشند و نیازی به مجتمع بودن آنها نیست.
اگر شما تصمیم به پیاده سازی سیستم VoIP در سازمان خود دارید، ابتدا مشخص کنید که کدامیک از تجهیزات تلفنی فعلیتان را می‌توانید حفظ کنید. بدین ترتیب می‌توانید به میزان زیادی در هزینه‌ها صرفه جویی کنید. بسیاری از سیستم‌های تلفن دیجیتال با افزودن کمترین سخت افزار و بروزرسانی نرم افزار دارای قابلیت آدرس دهی میشوند.
علاوه بر این شما باید مطمئن باشید که تمامی دستگاه‌های مورد استفاده شما مانند فکس، پردازشگر کارت اعتباری، سیستم‌های امنیتی و ... می‌توانند به صورت یکپارچه به سیستم تلفن VoIP شما متصل شود.
در آخر توصیه میشود که هیچگاه سعی نکنید با خریدن تلفن‌های VoIP دست دوم در هزینه‌ها صرفه جویی کنید. به خاطر داشته باشید که VoIP یک تکنولوژی جدید بوده و حتی ممکن است تجهیزات مربوط به یک سال قبل هم از رده خارج شده باشند. همچنین هزینه نصب چه تلفن شما نو باشد چه دست دوم تفاوتی نمی‌کند، و حتی ممکن است در صورت استفاده از تلفن‌های دست دوم مجبور شوید هزینه خدمات بیشتری بپردازید.
منبع: مجله دنیای کامپیوتر و ارتباطات
