toluesoft

کیفیت در VOIP

سیستم تلفنی، یک شبکه سوئیچینگ مداری (Circuit Switching ) است. بدین معنی که از طریق گره های شبکه، یک مسیر اختصاصی بین دو ایستگاه انتهایی برقرار می شود. در مقابل، شبکه ای مانند اینترنت از سوئیچینگ پاکتی (Packet Switching ) استفاده می کند 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 دنباله ای از قطعات کوچک به نام پاکت (Packet ) ارسال می شود . هر پاکت در طول شبکه از گرهی به گره دیگر ارسال می شود و در هر گره پاکت به طور کامل دریافت و ذخیره شده، سپس به گره های بعدی ارسال می شود. البته چگونگی هدایت و مسیریابی در گره های میانی، روش های مختلفی دارد که توضیح آنها در این نوشتار نمی گنجد. شبکه تلفن با داده های آنالوگ (صوت ) سرو کار دارد. محدوده فرکانسی سیگنال تلفن 0 تا 4Khz می باشد که تقریبا محدوده فرکانسی صوت انسان را پوشش می دهد.

 

البته برای انتقال صدا در بسیاری موارد، سیگنال آنالوگ تلفن را به داده های دیجیتال تبدیل می کنند تا امکان انتقال آن با هزینه کمتر امکان پذیر 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 می شود و سیگنال آنالوگ دوباره به دست می آید) برای تبدیل سیگنال آنالوگ تلفنی به دیجیتال، مطابق با قضیه نایکوییست حداقل فرکانس 8Khz نیاز است که با توجه به استاندارد نمونه برداری 8 بیتی در هر بازه زمانی، برای انتقال هر خط آنالوگ تلفنی به 64Kbps پهنای باند دیجیتال نیاز است. این پهنای باند حالت ایده آل و پایه انتقال دیجیتالی تلفن است. در حقیقت اکثر استانداردهای مخابراتی همچون E1 و T1 و حتی استانداردهای فیبر نوری STM1 بر اساس تعداد کانال های 64Kbps تعریف شده اند.

اما تخصیص 64Kbps برای انتقال هر کانال صوتی هزینه بالایی می طلبد، مخصوصا زمانی که شبکه ای به اندازه کره زمین مدنظر طراحان باشد. با پیشرفت تکنولوژی به خصوص در زمینه کامپیوتر، راه حل های جدید برای کم کردن هزینه ارتباط مطرح شد که برخی از این راه حل ها منجر به پایین آوردن پهنای باند مورد نیاز انتفال تلفنی می شدند.
مهم ترین راه حل، استفاده از الگوریتم های فشرده سازی خاص و حذف بعضی از سیگنال های زاید از داده دیجیتال می باشد. برای مثال در اکثر ارتباطات تلفنی، یکی از طرفین، شنونده ودیگری گوینده است. در ارتباط کلاسیک تلفنی، در این حالت کانال اشغال می شود هرچند داده ای منتقل نمی شود. می توان با استفاده از الگوریتم های خاص، سکوت یک طرف را تشخیص داد و به جای ارسال کامل داده و اشغال شدن کامل پهنای باند، داده ای به معنی سکوت را به گیرنده ارسال کرد و تا زمانی که سکوت در یک طرف برقرار است، داده ای منتقل نکرد. اهمیت این الگوریتم بخصوص در ارتباطات رادیویی (مانند سیستم تلفنی موبایل) بسیار با اهمیت می شود، چرا که با توجه به محدودیت کانال ها 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 هرقدر شخصی بتواند سریع صحبت کند، باز بین اداکردن حروف، زمانی وجود دارد که با استفاده از الگوریتم های خاص می توان آنها را حذف کرد. علاوه بر تمام اینها، امکان استفاده از الگوریتم های فشرده سازی در صوت دیجیتال شده وجود دارد.
البته استانداردهای مختلفی برای پایین آوردن پهنای باند مصرفی وجود دارد.

یکی از اولین و مشهورترین این استانداردها، استاندارد GSMK می باشد که در سیستم موبایل (GSM ) استفاده می شود. 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 می کند.
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 شکل 1 مقایسه انواع استانداردها با کمک شاخصMOS که یکی از شاخص های معرف کیفیت در انتقال دیجیتال است، آورده شده است. همان طور که مشاهده می شود، این استانداردها حداقل کیفیتی برابر سیستم موبایل (GSM ) را ارائه می دهند.

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 داده ها به مقصد وجود ندارد، چرا که علاوه بر امکان از دست رفتن پاکت ها در طول مسیر، امکان پس و پیش شدن آنها(به دلیل استفاده ازپروتکل UDP ) نیز وجود دارد.
در نمودار 1 در صد افت کیفیت در صورت گم شدن پاکت ها (Packet lost ) آورده شده است.
البته مکانیزمی در استانداردهای جدید وجود دارد، تا در صورت گم شدن پاکت ها، افت کیفیت زیاد نباشد.
همان طور که مشاهده می شود، استاندارد G729 تنها تا زمانی که درصد گمشدن پاکت ها کمتر از5 باشد، سرویسی با کیفیت قابل قبول را به کاربر ارائه می دهد. البته این درصد گم شدن پاکت ها بسیار کم می باشد و امکان ارائه سرویسی مطمئن را به کاربر نمی دهد.
از سوی دیگر همان طور که مشاهده می شود، در استاندارد Enhanced G.711 حتی با وجود 30% گم شدن پاکت ها، باز کیفیت سرویس در حد عالی است. البته در ایران با توجه به گران بودن پهنای باند، معمولا از استاندارد G.729 و یا پایین تر استفاده می شود و متاسفانه به دلیل پایدار نبودن ارتباط ISPها با اینترنت و وجود نویز زیاد و درصد بالای گم شدن پاکت ها، کیفیت ارتباط در اکثر مواقع در حد مطلوبی نمی باشد.

در هر حال VOIP توانسته است با ارائه کیفیتی در حد PSTN اما با هزینه ای بسیار پایین تر نسبت به PSTN (به علت ساختار شبکه ای و مهم تر از همه ساختار سوئیچینگ پاکتی) توانسته است توجه زیادی را به خود جلب کند، به طوری که به نظر می رسد در آینده کلیه ارتباطات راه دور از طریق VOIP انجام شود.
شرکت های دولتی و خصوصی برای استفاده از این تکنولوژی و ارانه خدمات با هزینه پایین تر و کیفیت بالاتر به مردم، در صورت توجه به نکات فنی و نیز اقدامات ضروری، می توانند توفیق زیادی یابند.

تعداد بازدید : 6059
اشتراک گذاری: