VoIP یا صدا از طریق پروتکل اینترنت چیست و چگونه کار می‌کند؟ + مزایا و معایب

VoIP (صدا از طریق پروتکل اینترنت) انتقال صدا و محتوای چند رسانه‌ای از طریق اتصال به اینترنت است. VoIP به کاربران این امکان را می‌دهد که از رایانه، تلفن هوشمند، سایر دستگاه‌های تلفن همراه، تلفن‌های VoIP ویژه و مرورگرهای دارای WebRTC تماس صوتی برقرار کنند.

VoIP یک تکنولوژی مفید برای مصرف کنندگان و کسب‌وکارها است، زیرا دارای ویژگی‌هایی است که در سرویس‌های تلفن معمولی یافت نمی‌شوند.

این ویژگی‌ها می‌تواند شامل ضبط تماس، ID تماس گیرنده سفارشی یا پست صوتی به ایمیل باشد. همچنین برای سازمان‌ها به عنوان راهی برای یکسان‌سازی ارتباطات مفید خواهد بود.

VoIP مانند یک تلفن معمولی کار می‌کند، اما به جای سیم‌کشی تلفن از اتصال اینترنت استفاده می‌کند و توسط مجموعه‌ای از فناوری‌ها و روش‌های مورد استفاده برای ارائه ارتباطات صوتی از طریق اینترنت، از جمله شبکه‌های محلی سازمانی یا شبکه‌های گسترده فعال می‌شود.

یک سرویس VoIP صدای کاربر را از سیگنال‌های صوتی به داده‌های دیجیتال تبدیل کرده و سپس آن داده‌ها را از طریق اینترنت ارسال می‌کند. اگر کاربر دیگری از یک شماره تلفن معمولی تماس بگیرد، سیگنال قبل از رسیدن به آن کاربر به سیگنال تلفن تبدیل می‌شود.

همچنین VoIP می‌تواند مسیریابی تماس‌های ورودی و خروجی را از طریق شبکه‌های تلفن موجود انجام دهد. با این حال، برخی از خدمات ویپ ممکن است فقط از طریق رایانه یا تلفن VoIP کار کنند.

VoIP در ارتباطات یکپارچه

VoIP فن‌آوری‌های ارتباطی را در یک سیستم یکپارچه ادغام می‌کند، به این معنی که می‌تواند تعدادی از روش‌های ارتباط صوتی، تصویری یا متنی را امکان‌پذیر کند. این امر می‌تواند به ویژه برای کسب‌وکارها مفید باشد، زیرا در این صورت تیم‌ها برای برقراری ارتباط موثر با یکدیگر نیازی به کار با چند برنامه مختلف ندارند.

VoIP این شبکه را با اجازه دادن به کاربران برای برقراری تماس و برگزاری کنفرانس‌های وب با استفاده از دستگاه‌هایی مانند رایانه، تلفن‌های هوشمند یا سایر دستگاه‌های تلفن همراه ایجاد می‌کند.

برخی از ویژگی‌های آن عبارتند از:

• تماس‌های صوتی
• تماس‌های ویدیویی
• پست صوتی
• پیام رسانی فوری
• چت‌های گروهی
• پست الکترونیک
• متن‌های اس‌ام‌اس
• برنامه‌های موبایل و دسکتاپ
• قابلیت جابجایی شماره تلفن موبایل و محلی (به مشترک اجازه می‌دهد تا یک شرکت مخابراتی جدید را بدون نیاز به شماره جدید انتخاب کند).

تجهیزات تلفن VoIP

دو نوع اصلی تلفن‌های VoIP مبتنی بر سخت افزار و مبتنی بر نرم افزار هستند.

تلفن VoIP مبتنی بر سخت‌افزار شبیه یک تلفن سیمی یا بی‌سیم معمولی است و دارای ویژگی‌های مشابهی مانند بلندگو یا میکروفون، صفحه لمسی و نمایشگر ID تماس‌ گیرنده است. تلفن‌های ویپ می‌توانند امکان پست صوتی، کنفرانس تماس و انتقال تماس را نیز ارائه دهند.

تلفن‌های IP مبتنی بر نرم افزار، که به عنوان تلفن‌های نرم افزاری نیز شناخته می‌شوند، مشتریان نرم افزاری هستند که روی رایانه یا دستگاه تلفن همراه نصب می‌شوند. رابط کاربری تلفن نرم افزاری اغلب شبیه یک گوشی تلفن با صفحه لمسی و نمایشگر ID تماس گیرنده است.

یک هدست مجهز به میکروفون برای برقراری تماس به رایانه یا دستگاه تلفن همراه متصل می‌شود. همچنین کاربران در صورت داشتن میکروفون و بلندگوی داخلی می‌توانند از طریق رایانه یا دستگاه تلفن همراه خود تماس برقرار کنند.

VoIP چگونه کار می‌کند؟

سرویس‌های VoIP صدای کاربر را از سیگنال‌های صوتی به داده‌های دیجیتال تبدیل می‌کنند، که در آن داده‌ها از طریق اترنت یا Wi-Fi برای یک کاربر دیگر یا گروهی از کاربران ارسال می‌شوند. ویپ برای انجام این کار، از کدک‌ها استفاده می‌کند.

کدک‌ها یک فرآیند مبتنی بر سخت افزار یا نرم افزار هستند که حجم زیادی از داده‌های VoIP را فشرده کرده و یا از حالت فشرده خارج می‌کنند. کیفیت صدا ممکن است هنگام استفاده از فشرده‌سازی کاهش یابد، اما این کار نیاز به پهنای باند را نیز کاهش می‌دهد. فروشندگان تجهیزات نیز از کدک‌های اختصاصی خود استفاده می‌کنند.

فرآیند ارسال داده به سایر کاربران شامل کپسوله کردن صدا در بسته‌های داده، انتقال بسته‌ها از طریق شبکه IP و بازگرداندن بسته‌ها به صوت در انتهای دیگر اتصال است. در شبکه‌های سازمانی یا خصوصی، معمولا از کیفیت خدمات (QoS) برای اولویت‌بندی ترافیک صوتی برای برنامه‌های غیر حساس به تأخیر، جهت اطمینان از کیفیت صدای قابل قبول استفاده می‌شود.

اجزای اضافی یک سیستم VoIP معمولی شامل موارد زیر است: یک IP PBX برای مدیریت شماره تلفن کاربر، دستگاه‌ها، ویژگی‌ها و مشتریان. درگاه‌هایی برای اتصال شبکه‌ها و ارائه خطا یا قابلیت مانایی محلی در صورت قطع شبکه؛ و Session Border Controllers برای تامین امنیت، مدیریت خط مشی تماس و اتصالات شبکه.

یک سیستم VoIP می‌تواند شامل پایگاه‌های اطلاعاتی ردیابی مکان برای پلتفرم‌های مسیریابی و مدیریت تماس E911 (Enhanced 911) باشد که می‌تواند آمار عملکرد تماس را برای مدیریت واکنش پذیر و پیشگیرانه کیفیت صدا جمع‌آوری کند.

با حذف شبکه‌های Circuit-Switched برای صدا، VoIP هزینه‌های زیرساخت شبکه را کاهش داده و ارائه دهندگان را قادر می‌سازد تا خدمات صوتی را از طریق شبکه‌های broadband و خصوصی ارائه دهند و باید به شرکت‌‌ها این امکان را بدهد تا یک شبکه صوتی و داده را اداره کنند.

VoIP با فعال کردن Failover سریع، به دنبال قطعی‌ها و ارتباطات اضافی بین نقاط پایانی و شبکه‌ها، انعطاف‌پذیری شبکه‌های مبتنی بر IP را افزایش می‌دهد.

پروتکل‌ها و استانداردهای VoIP

نقاط پایانی VoIP معمولا از کدک‌های استاندارد اتحادیه بین المللی مخابرات (ITU) یا کدک‌های توسعه یافته خاص استفاده می‌کنند. که عبارتند از:

• 711 استاندارد انتقال بسته‌های فشرده نشده است.
• 729 استاندارد بسته‌های فشرده است.
• پروتکل کنترل انتقال (TCP) که برای تجزیه یک پیام به بست‌های کوچک‌تر استفاده می‌شود. در ضمن IP با ارسال و تحویل بسته‌ها سروکار دارد.
• پروتکل ITU T.38 فکس‌ها را از طریق شبکه VoIP یا IP بصورت بلادرنگ ارسال می‌کند. ویپ معمولاً از این پروتکل برای پشتیبانی از ارتباطات غیر صوتی استفاده می‌کند.
• پروتکل انتقال بلادرنگ (RTP) که هنگامی که صدا در IP کپسوله می‌شود، استفاده می‌شود.
• پروتکل امن انتقال بلادرنگ (SRTP) که به عنوان یک نوع رمزگذاری شده از RTP عمل می‌کند.
• پروتکل شروع نشست (SIP) یک استاندارد دقیق برای سیگنال‌دهی است که اغلب برای سیگنال‌دهی ایجاد، حفظ و پایان تماس‌ها استفاده می‌شود.
• پروتکل 248 یک پروتکل کنترل Gateway را توصیف می‌کند که یک معماری متمرکز را برای ایجاد برنامه‌های چند رسانه‌ای تعریف می‌کند.
• 323 یک پروتکل سیگنال‌دهی است که برای کنترل و مدیریت تماس‌ها استفاده می‌شود.
• پروتکل پیام‌رسانی و حضور قابل توسعه (XMPP) پروتکلی برای نگهداری لیست مخاطبین، پیام‌رسانی فوری و اطلاعات حضور است.
• Skinny پروتکل سیگنال‌دهی دیگری است که اختصاصی سیسکو است.
• پروتکل شرح نشست (SDP) برای شروع و اعلام نشست‌ها به منظور ارتباطات چند رسانه‌ای و نیز انتقال WebSocket استفاده می‌شود.

مزایا و معایب VoIP

مزایای VoIP عبارتند از:

• هزینه کمتر: قیمت آن کمتر از قبض تلفن معمولی است.
• صدای با کیفیت‌تر: با استفاده از داده‌های فشرده نشده، صدا کمتر ناواضح یا گنگ خواهد بود.
• دسترسی برای کارکنان از راه دور: برای کارمندانی که از راه دور کار می‌کنند مناسب است زیرا امکانات زیادی برای دعوت به جلسات یا برقراری ارتباط با سایر هم تیمی‌ها دارد.
• ویژگی‌های اضافه شده: این ویژگی‌ها شامل ضبط تماس، صف، ID تماس گیرنده سفارشی یا پست صوتی به ایمیل است.
• نرخ‌های بین المللی پایین: هنگامی که یک تلفن ثابت تماس بین المللی برقرار می‌کند، مدار سیمی را برای تماس به خارج از کشور در اختیار می‌گیرد. VoIP نیازی به خط سیمی ندارد و از اینترنت برای برقراری تماس استفاده می‌کند، به این معنی که با آن مانند ترافیک عادی رفتار می‌شود و هزینه کمتری دارد.

علیرغم این مزایا، سرویس VoIP می‌تواند معایبی نیز داشته باشد. مثلا:

• ممکن است همه این سرویس‌ها مستقیماً به سرویس‌های اضطراری متصل نشوند.
• VoIP به اتصال اینترنت پرسرعت نیاز دارد.
• سرویس در هنگام قطع برق کار نخواهد کرد.
• بسته به سرویس VoIP ممکن است بعضی از سرویس‌های ویپ دسترسی وجود نداشته باشد.

تاریخچه VoIP

اصطلاح VoIP از لحاظ تاریخی به استفاده از پروتکل‌های اینترنتی برای اتصال Private Branch Exchange (PBX) اطلاق می‌شد، اما اکنون به جای IP telephony استفاده می‌شود.

Paul Baran و سایر محققان روی پیشرفت‌های اولیه طراحی شبکه بسته کار کردند. در سال 1973، Danny Cohen اولین کسی بود که شکلی از صدای بسته را بر روی یک ARPANET اولیه نشان داد.

یک سال بعد، اولین مکالمه بلادرنگ موفق از طریق ARPANET انجام شد. سه سال پس از آن، در سال 1977، UDP برای حمل ترافیک بلادرنگ اضافه شد.

– دهه 1990

در سال 1991 اولین برنامه VoIP که Speak Freely بود منتشر شد. یک سال بعد، InSoft یک محصول کنفرانس دسکتاپ به نام Communique را عرضه کرد. Communique شامل امکاناتی برای کنفرانس‌های ویدئویی بود. InSoft برای ایجاد اولین نسل از خدمات تجاری VoIP در ایالات متحده شناخته می‌شود.

در سال 1994، FCC الزامی را برای ارائه دهندگان VoIP به منظور مطابقت با قانون کمک ارتباطات برای اجرای قانون در سال 1994 تعیین کرد. علاوه بر این، ارائه دهندگان VoIP باید اکنون به صندوق خدمات جهانی نیز کمک می‌کردند.

در سال 1995، Intel، مایکروسافت و Radvision شروع به استانداردسازی سیستم های VoIP کردند. یک سال بعد، ITU-T استانداردهایی را برای انتقال و سیگنال‌دهی صدا از طریق شبکه‌های IP ایجاد کرد و استاندارد H.323 را ایجاد نمود. استاندارد G.729 نیز معرفی شد. SIP در سال 1999 استاندارد شد.

– دهه 2000

در سال 2005، FCC اقدام به تشویق ارائه دهندگان VoIP برای ارائه امکان تماس اضطراری 911 کرد. این شروع سرآغازی برای ویپ به منظور برقراری و دریافت تماس از شبکه‌های تلفن معمولی بود.

با این حال، تماس‌های اضطراری با VoIP متفاوت عمل می‌کنند. برای مثال، ارائه‌دهنده‌ای با زیرساخت سخت‌افزاری مناسب می‌تواند مکان تقریبی دستگاه تماس‌گیرنده را توسط آدرس IP که به روتر شبکه اختصاص داده شده پیدا کند.

کدک دیگر، پروتکل G.729.1، در سال 2006 رونمایی شد. یک سال پس از آن، تولیدکنندگان دستگاه‌های VoIP شروع به گسترش آن در آسیا کردند. کدک SILK در سال 2009 معرفی شد که به دلیل استفاده برای تماس صوتی در برنامه Skype حائز اهمیت است.

در سال 2010، Apple کدک LD-MDCT-based مبتنی AAC-LD را معرفی کرد که به دلیل استفاده در FaceTime از اهمیت خاصی برخوردار است.