ویپ چیست؟

VOIP مختصر شده عبارت Voip Voice Over است.

مقدمه

به طور خلاصه، ویپ ( VOIP ) مختصر شده عبارت  Voip Voice Over internet protocol ، تکنولوژی انتقال صدا روی بستر شبکه است که امکان برقراری تماس های تلفنی را روی بستر شبکه IP فراهم می آورد.

تا ۳۰ سال پیش واژه ای به نام اینترنت وجود نداشت و ارتباط محاوره ای تنها از طریق شبکه عمومی تلفن (PSTN) امکان پذیر بود. همچنین ارسال داده به ویژه در فواصل دور هزینه ی بسیاری به دنبال داشت؛ اما در طی چند سال گذشته شاهد پدیده هایی جذاب بوده‌ایم؛ گسترش رایانه‌ های شخصی، فناوری‌ های جدید ارتباطی همچون تلفن های سلولی و بالاخره شبکه گسترده اینترنت.

VOIP مختصر شده عبارت Voip Voice Over است.

نسل جدید ارتباطات از طریق چت و پست الکترونیکی برقرار شد و تجارت در سایه ی وب تولدی دوباره یافت. حال ما شاهد انقلابی واقعی در جهان ارتباطات هستیم. افراد با استفاده از رایانه شخصی یا تلفن همراه و اینترنت به امور کاری خویش می پردازند و یا بیشتر اوقات فراغت خود را در این دنیای بی کران سپری می‌کنند. تبادل اطلاعات (تصویر، صدا و مستندات) را به راحتی انجام می‌ دهند و با استفاده از نرم افزارهای کاربردی از طریق اینترنت به گفتگو با یکدیگر می‌پردازند. تمامی این مسایل، امروزه در سایه یک تکنولوژی انجام می شود که گسترش روز افزونش تمامی ارتباطات را تحت الشعاع قرار داده و آن تکنولوژی VoIP است.

ویپ VoIP چیست و چگونه کار می‌کند؟

تلفن تحت شبکه ویپ ( VoIP ) به معنای (انتقال همزمان مکالمات تلفنی بر روی یک شبکه دیتا) که با نام IP تلفنی نیز از آن یاد می شود ، و امکان استفاده از اینترنت برای مکالمات تلفنی را فراهم می نماید .

تعریف ویپ

ویپ (VoIP) به معنی انتقال صدا بر روی بستر شبکه یا Voice over IP است. در تکنولوژی ویپ صدای آنالوگ که امکان انتقال بر روی امواج الکتریکی و سیم مسی را دارد ؛ به صفر و یک تبدیل می کند و بصورت دیجیتال در بستر شبکه منتقل نماید. به بیان دیگر صدا ابتدا توسط میکروفن گوشی به امواج الکتریکی تبدیل شده ،سپس توسط گوشی تلفن ویپ به صورت دیجیتال تبدیل می شود و این اطلاعات دیجیتال در شبکه به سرور ویپ یا سانترال تحت شبکه ارسال می شود. سانترال ویپ پس از تشخیص مقصد،اطلاعات را به گوشی ویپ مقصد یا گیتوی ویپ که به خطوط شهری متصل است ارسال می کند. در نهایت ، در مقصد گیتوی یا گوشی ویپ اطلاعات دیجیتال را مجددا به امواج الکتریکی تبدیل می کنند و دوباره تبدیل به صدای آنالوگ می شود.

کاربرد ویپ

از اولین تجربه های استفاده از VOIP در کشور استفاده از تماس اینترنتی تحت شبکه نرم افزار های پیام رسان اولیه مانند یاهو ، msn و … می باشد. در ادامه تکنولوژی ویپ بواسطه ارزش افزوده ای که با کاهش هزینه ها داشت در کارت های تلفن بین المللی جهت تماس ارزان قیمت مورد استفاده قرار گرفت. سیستم تلفنی الو ویپ همه روزه با سرعت زیادی جایگزین دستگاه های سانترال قدیمی می شود.و امروزه سیستم تلفنی تحت شبکه یا همان voip با سرعت زیاد به انتخاب اول شرکت ها تبدیل شده است.

تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال در ویپ
سیگنال دیجیتال بسیار ساده تر قابل کنترل است. فشرده سازی، مسیریابی، تبدیل آن به فرمتی مناسب و مقاوم در برابر نویز از مواردی است که کنترل آن ها در حالت دیجتیال ساده تر انجام می پذیرد.
تبدیل سیگنال دیجیتال به آنالوگ در ویپ
در طرف مقابل پس از دریافت، عمل عکس انجام خواهد پذیرفت. سیگنال دیجیتال که از طریق شبکه IP انتقال یافته، در مقصد و توسط یک تبدیل کننده از حالت سیگنال دیجیتال به آنالوگ تبدیل می شود.

متداولترین کاربرد VoIP برای موارد شخصی و استفاده در منازل ، سرویس های تلفنی مبتنی بر اینترنت است که با محوریت یک سوئیچ تلفن انجام می‌شود . با استفاده از فن آوری فوق ، استفاده کنندگان می توانند همچنان دارای یک شماره تلفن باشند . در چنین مواردی ممکن است از یک آداپتور نیز استفاده گردد. آداپتور فوق این امکان را دراختیار استفاده کننده قرارخواهد داد تا بتوانند از یک تلفن معمولی نیز استفاده نمایند .

محاسبه پهنای باند لازم برای مکالمات ویپ (VoIP)

یکی از نکات مهم در در طراحی سیستم VoIP پهنای باند مورد نیاز آن می باشد، به طوری که محدودیت پهنای باند، باعث قطع شدن مکالمه ها نشود.

در یک سیستم VoIP در گام اول ابتدا صدا به حالت دیجیتال در آمده، سپس فشرده می شود و در نهایت به صورت بسته های دیتا ارسال می شوند. این بسته ها باید بدون تاخیر زیاد، به گیرنده برسند تا تماسی موفق با رضایت طرفین مکالمه داشته باشیم. در سمت گیرنده دوباره این بسته ها به شکل آنالوگ در می آید و برای کاربر پخش می شوند.

روند انتقال دیتا در شبکه ویپ

به طور معمول صدایی به طول تقریبی ۱۰ تا ۲۰ میلی ثانیه در بسته دیتا جهت ارسال قرار می گیرد. بسته به نوع کدک مورد استفاده در انتقال صدا، بسته های VoIP مدتی را در سمت گیرنده منتظر می مانند تا کار بافر شدن آن ها به حد تعیین شده برسد. با رسیدن حجم بسته ها در بافر سمت گیرنده به اندازه تعیین شده، صدا در سمت دیگر پخش خواهد شد.

برای بالا بردن کیفیت VoIP می توان سیگنال دیجیتال شده صوت را قبل از بسته بندی با کدک های خاصی فشرده کرد. این کدک ها باعث می شوند حجم دیتای منتقل شده و در نتیجه پهنای باند کاهش و بنابراین سرعت انتفال آن ها افزایش یابد. کیفیت صدا در این کدک ها نسبت به گم شدن بسته های صوتی در شبکه دیتا حساسیت بیشتری دارد. بنابراین انتخاب کدک یکی از عوامل مهم در طراحی شبکه تلفنی مبتنی بر IP می باشد.

مقدار پهنای باند لازم برای مکالمات در ویپ

مقدار پهنای باند لازم برای مکالمات ویپ ( VoIP ) به فاکتورهای متعددی بستگی دارد که می توان به موارد زیر اشاره کرد :

  1. نوع کدک
  2. هدر IP
  3. وسیله ارتباطی (اترنت)
  4. Silence Suppression

کدک :

کلمه Codec از تلفیق دو کلمه coder-decoder ساخته شده است. تبدیل موج آنالوگ به دیجیتال، پروسه فشرده سازی را کدک (Codec) گویند.کدک ها از امواج آنالوگ در فاصله های زمانی معین (time interval) نمونه برداری کرده و برای هر نمونه مقداری را اختصاص می دهند. در جدول زیر انواع کدک های صدا و برخی ویژگی های آن ها، آورده شده است.

کدک در ویپ
تبدیل موج آنالوگ به دیجیتال، پروسه فشرده سازی را کدک (Codec) گویند.

کدک های پرکاربرد را بررسی می کنیم:

G.711

  • فرکانس نمونه برداری ۸khz
  • یک کدک استاندارد با bitrate بالا می باشد. (۶۴ Kbps)
  • استفاده از این کدک بهترین کیفیت صدا را ممکن می سازد. این نکته قابل ذکر است که از این کدک در خطوط PSTN نیز استفاده می شود لذا کیفیت تماس ها مانند خطوط تلفن معمولی خواهد بود.
  • همچنین کمترین latency را داراست که در نتیجه بار پردازشی کمتری را تحمیل می کند.
  • نیاز به license ندارد.
  • اما با همه این مزیت ها، مشکلی که پیش روی ما می گذارد نیاز به پهنای باند بالا است.

G.729

  • فرکانس نمونه برداری ۸khz  (یعنی ۸۰ نمونه در هر ۱۰ میلی ثانیه)
  • یک کدک استاندارد ITU با نرخ بیت پایین است .(۸Kbps)
  • در بین کدک های موجود، بار پردازشی زیادی تحمیل می کند.
  • کیفیت مکالمه کمتری را در مقایسه با G.711 ارائه می کند.
  • نیاز به license دارد.

هدر IP :

 ”هدر IP” به سرآیند IP و UDP و RTP بسته ها اطلاق می شود.

فرآیند IP و UDP و RTP

Voice Payload تولید شده توسط کدک شامل دیتای صدا می شود.

UDP: این پروتکل ۸ اکتت را اضافه می کند که وظیفه Route کردن به سمت مقصد را بر عهده دارد. همانطور که می دانید یک پروتکل Connectionless بوده و تضمینی برای رسیدن بسته نمی کند.

IP: شامل ۲۰ اکتت می باشد که مسئول رساندن داده به مقصد است.

RTP:  شامل ۱۲ اکتت است که اجازه بازسازی نمونه ها با ترتیب درست را می دهد. همچنین مکانیزمی برای اندازه گیری jitter و delay ارائه می کند.

در مجموع هدر های  IP/UDP/RTP مقدار ثابت ۴۰ اکتت را به عنوان سرایند اضافه می کند.

البته قابل ذکر است که روش هایی برای کاهش سربار هدر های IP وجود دارند که می توان به cRTP یا RTP فشرده شده اشاره کرد. البته این مسئله به صورت گسترده پیاده سازی نشده است و انتظار می رود در آینده استفاده از آن بیشتر شود.

وسیله ارتباطی (اترنت) :

اغلب انتقال های ارتباطی VoIP از طریق اترنت انجام می شود. همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید، در بسته های اترنت به ترتیب ۸ اکتت را به Ethernet Preamble و ۱۴ اکتت بعدی برای آدرس MAC مبدا و مقصد، ۴ اکتت هم برای CRC و در نهایت ۱۲ اکتت هم به عنوان Gap در نظر گرفته می شود.

نتیجه نهایی به عنوان سربار اترنت ۳۸ اکتت خواهد بود.

Silence Suppression:

پروسه عدم انتقال اطلاعات، هنگام سکوت یکی از طرفین مکالمه است. این عملیات با استفاده از مبحث Voice Activity Detection (VAD)، پهنای باند لازم برای مکالمه را تا مقدار زیادی کاهش می دهد.

محاسبه پهنای باند:

 مثال اول:
  • کدک G.711 – ۶۴Kbps و دوره زمانی نمونه ها ۲۰ ms .
  • 1 فریم به ازای هر بسته (۲۰ms)
  • هدر IP استاندارد
  • وسیله ارتباطی اترنت

محاسبه پهنای باند

رابطه های زیر را برای به دست آوردن مقادیر نهایی استفاده می کنیم:

(PPS = (codec bit rate)/ (voice payload size

Bandwidth = total packet size * PPS

در هر ۲۰ میلی ثانیه یک بسته فرستاده می شود پس در هر ثانیه ۵۰ بسته می فرستیم. (۲۰ms * 50 = 1s)

Payload بدین صورت به دست می آید:

فرمول محاسبه پهنای باند

 در مجموع خواهیم داشت :  ۱۶۰ +۴۰ + ۳۸ = ۲۳۸ اکتت

بنابر این پهنای باند مورد نیاز برابر است با : ۲۳۸ * ۵۰ * ۸ = ۹۵,۲ Kbps

مثال دوم:
  • کدک G.729a – ۸Kbps و دوره زمانی نمونه ها ۱۰ ms .
  • 2 فریم به ازای هر بسته (۲۰ms)
  • هدر IP استاندارد
  • وسیله ارتباطی اترنت

محاسبه پهنای باند

در هر ۲۰ میلی ثانیه یک بسته فرستاده می شود پس در هر ثانیه ۵۰ بسته می فرستیم. (۲۰ms * 50 = 1s)

Payload بدین صورت به دست می آید:

فرمول محاسبه پهنای باند

در مجموع خواهیم داشت :  ۲۰ +۴۰ + ۳۸ = ۹۸ اکتت

بنابر این پهنای باند مورد نیاز برابر است با : ۹۸ * ۵۰ * ۸ = ۳۹,۲ Kbps

در شکل زیر انواع کدک های موجود به همراه پهنای باند لازم (با توجه به مقادیر فرضی طبق مثال های ارائه شده ) آورده شده است.

انواع کدک codec

 

ابزار های مفید برای محاسبه پهنای باند:
Asterisk Guru:
Asterisk Guru
Asterisk Guru ابزاری مفید برای محاسبه پهنای باند
RHEID
RHEID
RHEID ابزاری دیگر و  مفید برای محاسبه پهنای باند
BandCalc
bancalc ابزاری جهت محاسبه پهنای باند
bancalc ابزاری دیگر و مفید برای محاسبه پهنای باند
VoIP Bandwidth calc

نرم افزار نسخه گوشی های آیفون برای محاسبه پهنای باند

VoIP Bandwidth calc ابزاری مفید جهت محاسبه پهنای باند
VoIP Bandwidth calc ابزاری دیگر و مفید برای محاسبه پهنای باند

 مزایای ویپ (VoIP)

از نقطه نظرهای متفاوتی می توان به بررسی مزایای این تکنولوژی پرداخت که بالطبع کاهش هزینه های جاری، از جمله جذاب ترین ویژگی های این تکنولوژی است که برخی از دلایل این امر عبارتند از:

  • تماس کاربران خارج از سازمان به صورت رایگان به هر نقطه از دنیا

کاربران این سیستم از طریق اینترنت قادر به تماس با سازمان مورد نظر خود می‌باشند. این ویژگی برای کارکنانی که خارج از محیط دفتر هستند، علاوه بر کسر هزینه ها موجب تسهیل تماس های تلفنی نیز می شود.

  • کنفرانس‌های صوتی و تصویری

سازمان هایی که برای انجام امور خود از برقراری کنفرانس ها در بستر VoIP استفاده می‌ نمایند، از هزینه های برقراری ارتباطات تلفنی با توجه به مسافت های کاربران (حتی در ابعاد بین المللی) جلوگیری می کنند.

  • مدیریت متمرکز و آسان

مراکز تلفن مبتنی بر VoIP محیطی را تحت شبکه در اختیار کاربر قرار می دهند که از طریق آن می‌تواند تنظیمات را تغییر داده، کاربر اضافه کرده و یا گزارش گیری نماید.

  •  ادغام دستگاه تلفن با کامپیوتر شخصی

همان طور که می دانید امروزه استفاده از نرم افزارهای تلفنی (SoftPhone) در سازمان‌ها و حتی سیستم های خانگی به صورت روزافزون در حال گسترش می باشد. استفاده از این نرم افزارها جایگزینی برای IP-Phone به شمار میرود که تنها نیاز به Handset دارد. لذا بدین صورت می توانید از هزینه های موجود بکاهید.

  •  گسترش آسان

گسترش و افزودن کاربر در این سیستم ها به سادگی انجام پذیر است و برخلاف سیستم های پیشین نیاز به سیم کشی مجدد برای هر کاربر وجود ندارد.

  • بی نیازی از سیم کشی مجزا

این تکنولوژی از بستر شبکه برای ارتباطات تلفنی استفاده می کند که هزینه ی کابل کشی مجزا را از میان می برد. هم چنین در صورت جابجایی محل کاربر، دیگر دردسر سیم کشی به مکان جدید وجود نخواهد داشت.

دیگر مزایای ویپ:

  • ترکیب کارکردهای صدا و دیتا
  • کاهش هزینه های مربوط به پشتیبانی و نگه داری به دلیل ادغام شبکه دیتا و شبکه تلفنی
  • امکان ترکیب کردن محصولات تولید کنندگان مختلف (بدلیل استفاده از استاندارها جهانی و عدم وابستگی به روش‌های پیاده سازی)
  • پویایی و پیشرفت روز افزون شبکه های ویپ
  • قابليت برنامه نويسی راحت تر و توسعه و در نتیجه یکپارچگی با سیستم های مختلف
  • پشتیبانی از كليه امكانات مخابراتی كنونی و حتی ارايه خدمات جديد، با هزينه‌ی بسيار پايين و سهولت اجرايی بالا
VOIP مختصر شده عبارت Voip Voice Over است.
به طور خلاصه، VOIP مختصر شده عبارت Voip Voice Over ، تکنولوژی انتقال صدا روی بستر شبکه است.

امکانات مرکز تماس ویپ (VoIP)

  •  تلفن های نرم افزاری (SoftPhone)

با نصب تلفن‌های نرم افزاری امکان دسترسی به داخلی‌های کاربران از طریق کامپیوتر فراهم می‌باشد. با استفاده از این ویژگی کاربرانی که خارج از محیط سازمان هستند، امکان ارتباط با سازمان را همچنان خواهند داشت. همچنین این امکان وجود دارد که از لپ تاپ یا موبایل به عنوان وسیله ارتباطی استفاده کرد.

  •  امکان دریافت پیام صوتی (Voicemail)

با استفاده از این سرویس، در صورت عدم امکان پاسخگویی کاربر، می توان برای او پیام گذاشت. کاربر در زمان دلخواه قادر به شنیدن این پیام بوده و امکان ارسال پیام به ایمیل وی نیز امکان پذیر خواهد بود.

  •  ضبط مکالمات

این امکان وجود دارد که تمامی مکالماتی که در بستر ویپ در سیستم شما صورت می‌گیرد، ضبط شده و در سیستم شما ذخیره گردند.

  • صف انتظار

با استفاده از این ویژگی، در صورت اشغال بودن خط شما، تماس های مخاطبان شما از دست نرفته بلکه در صف قرار داده می شوند تا به هنگام آزاد شدن شماره شما، تماس برقرار شود.

  • فکس یا Fax to Email

با استفاده از این ویژگی، قابلیت ارسال فکس های دریافتی به ایمیل وجود خواهد داشت.

  • VoiceMail to Fax

یکی دیگر از قابلیت هایی است که تکنولوژی VoIP در اختیار می گذارد که البته ملزم به وجود امکانات شبکه ای جهت فرستادن پیام های صوتی به ایمیل می باشد.

  • Interactive Voice Response

این ویژگی (IVR) با تماس کاربران منوی صوتی را فراهم می کند تا برای اتصال به بخش مورد نظر شماره همان بخش را طبق پیامی که پخش می شود وارد کند.

  • تنظیم ساعات اداری

این ویژگی هم یکی از موارد کاربردی در پیاده سازی سیستم های تلفنی سازمان ها به شمار میرود که در سیستم های مبتنی بر VoIP به راحتی قابل انجام خواهد بود.

  •  

    امکان ارائه شماره تلفن های داخلی به تعداد بالا

با توجه به ظرفیت سیستم تلفنی که راه اندازی شده است، می توانید تعداد مختلف داخلی ها را داشته باشید.

  • گزارش گیری

این امکان وجود دارد که تمام تماس های کاربران به صورت گزارش در این سیستم ذخیره شود که در نظارت بر تماس ها و ارائه گزارش هایی که بیانگر نحوه پاسخگویی و تعداد تماس هاست، مفید می باشد.

 محدودیت‌های ویپ (VoIP)

تکنولوژی VoIP دارای محدوديت های مختص به خود است كه در ادامه به برخی از آن ها اشاره می گردد. مهمترين مسئله در ارتباط کيفيت صدا است. در دنيای واقعی شرايط به گونه‌ای‌ است که تضمین کیفیت بالای تماس ها، کاری سخت و نیازمند درست کار کردن عوامل مختلف است.

ماهيت تبديل صوت به صورت بلادرنگ است و اين بدان معنی است كه در صورتی كه بسته های اطلاعاتی با اولويت ارسال در مقصد دريافت نشوند،‌ در زمان بازسازی مجدد داده (تبديل داده ديجيتال به صوت) سكوت را شاهد خواهيم بود؛ برای غلبه بر این مشکل تمهیداتی از قبیل استفاده از پروتکل‌ های RTCP ارائه شده است که مسایلی از این دست پیش نخواهد آمد. فشرده سازی و برگرداندن داده به حالت اوليه، سربار پردازشی مختص به خود را خواهد داشت. علاوه بر اين، فشرده سازی افت كيفيت صدا را به دنبال خواهد داشت.

تکنولوژی VoIP دارای محدوديت های مختص به خود است. مهمترين مسئله در ارتباط کيفيت صدا است.

سيستم‌ های مبتنی بر VoIP، در صورت قطع جريان برق آسیپ پذیر خواهند بود؛ البته برای این مشکل نیز تمهیداتی اندیشیده شده است که یکی از ساده ترین های آن استفاده از UPS در مواقع قطع برق است تا امکان برقراری تماس همچنان وجود داشته باشد. اما در سیستم‌ های پیشین و سنتی در صورت قطع جريان برق امكان استفاده از تلفن‌ های قديمی وجود خواهد داشت چراكه شركت‌های مخابراتی، الكتريسيته را بر روی خطوط تلفن ارسال می‌نمايند. بدين ترتيب، حتی در صورت قطع جريان برق، تلفن معمولاً فعال و قابل استفاده خواهد بود چراكه برق تلفن از يك منبع ديگر تامين می‌گردد.

در انتها نمونه‌ هایی از ساختار سیستم‌ های مبتنی بر ویپ برای سازمان کوچک و ساختار VoIP برای سازمان بزرگتر آورده شده است.

esfahanvision
ارسال دیدگاه