HellasCams - IP Telephoney

Voice Over IP (IP Τηλεφωνία)

Τεχνολογία που χρησιμοποιεί ως βάση της το πρωτόκολλο TCP/IP, για την πραγματοποίηση τηλεφωνικών κλήσεων. Τα αρχικά του TCP/IP προέρχονται από τις λέξεις Transmission Control Protocol/Internet Protocol, ή σε ελεύθερη μετάφραση στα ελληνικά: πρωτόκολλο ελέγχου αποστολής δεδομένων/πρωτόκολλο διαδικτύου.

Η ιδέα της χρήσης του TCP/IP για τη μετάδοση φωνητικής πληροφορίας, παλαιότερα έμοιαζε με άπιαστο όνειρο, καθώς οι ρυθμοί μετάδοσης δεδομένων μεταξύ των δικτύων ήταν πολύ χαμηλοί, ενώ αντίθετα η μετάδοση ήχου ήταν ιδιαίτερα απαιτητική σε ταχύτητες. Σήμερα όμως τα πράγματα έχουν αλλάξει ριζικά. Οι συνδέσεις γίνονται όλο και γρηγορότερες, επιτρέποντας την ποιοτική μετάδοση ήχου ή ακόμα και εικόνας σε πραγματικό χρόνο (ροή εικόνας και ήχου ή audio/video streaming). Παράλληλα, ανακαλύφθηκε ότι η κυματομορφή της ανθρώπινης φωνής μπορεί να συμπιεστεί σε πολύ μεγάλο ποσοστό, χωρίς να υποστεί σχεδόν καμία απώλεια όσον αφορά την ποιότητα και τη χροιά. Έτσι, μετά την αύξηση της χωρητικότητας των γραμμών, ήρθε και η μείωση των απαιτήσεων μιας φωνητικής συνομιλίας σε bandwidth, να κάνει ακόμα πιο προσιτή και εύκολη τη χρήση του TCP/IP για τη διεξαγωγή τηλεφωνικών κλήσεων.

Η τεχνολογία Voice over IP προσφέρει τα πλεονεκτήματά της τόσο στους παρόχους σταθερής τηλεφωνίας, όσο και στους απλούς συνδρομητές. Οι εταιρείες σταθερής τηλεφωνίας τώρα διαθέτουν πολύ υψηλότερη χωρητικότητα δικτύου, έχοντας την ευχέρεια έτσι να εξυπηρετήσουν περισσότερους συνδρομητές με μικρότερο κόστος. Μέσα από μια γραμμή μπορούν να μεταβιβάζονται τα δεδομένα πολλών τηλεφωνικών κλήσεων. Αντίθετα, χωρίς το Voice over IP, κάθε τηλεφωνική γραμμή μπορούσε να φέρει σε πέρας μόνο μια συνομιλία. Έπρεπε δηλαδή κάθε συνδρομητής να διαθέτει μια αποκλειστική γραμμή που συνδέει τον χώρο του με το τηλεφωνικό κέντρο του παρόχου του. Το Voice over IP επιτρέπει τη χρήση μιας γραμμής υψηλής ταχύτητας δεδομένων ώστε να εξυπηρετηθούν οι συνδρομητές μιας ολόκληρης περιοχής. Τα δεδομένα διαφορετικών συνομιλιών δεν υπάρχει καμία περίπτωση να αναμιχθούν μεταξύ τους, κάτι για το οποίο μεριμνεί το πρωτόκολλο TCP/IP. Στο PSTN δίκτυο σταθερής τηλεφωνίας, μια γραμμή παραμένει μόνιμα κατειλημμένη ακόμα και τα δευτερόλεπτα εκείνα που δεν μεταδίδεται φωνή. Αντίθετα, με το Voice over IP καταναλώνονται πόροι από το δίκτυο, ή bandwidth, όπως συνηθίζουμε να λέμε, μόνο κατά τις στιγμές που μεταδίδεται φωνή. Αυτό εξασφαλίζει καλύτερη αξιοποίηση των γραμμών, μικρότερο φόρτο αλλά και κόστος.

Οι επιχειρήσεις, μπορούν με τη σειρά τους να επωφεληθούν από το γεγονός ότι μια γραμμή δεδομένων μπορεί να μεταφέρει και το σήμα τηλεφωνικής συνομιλίας. Αν κάποια εταιρεία διαθέτει πολλά παραρτήματα, καθένα εκ των οποίων χρησιμοποιεί μια μισθωμένη γραμμή Internet ή ενδοδίκτυο, αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για τη μετάδοση φωνής. Γίνεται έτσι περιττή η χρήση μιας γραμμής του δημόσιου σταθερού τηλεφωνικού δικτύου και αποφεύγεται η χρονοχρέωση των συνομιλιών. Άλλο ένα πλεονέκτημα είναι η δυνατότητα παροχής νέων υπηρεσιών, προστιθέμενης ή μη αξίας, από τα δίκτυα σταθερής τηλεφωνίας προς τους συνδρομητές. Υπηρεσίες όπως η βίντεο-τηλεφωνία ή η αποστολή αρχείων από τον ένα συνομιλητή προς τον άλλο κατά τη διάρκεια της κλήσης, όπως επίσης και η τηλεδιάσκεψη μεταξύ απεριόριστου αριθμού ατόμων, είναι μόνο κάποιες από τις νέες ευκολίες που μπορεί να προσφέρει η τεχνολογία Voice over IP. Επίσης υπηρεσίες unified messaging μπορούν να υλοποιηθούν με ιδιαίτερα απλό τρόπο, επιτρέποντας έτσι τη συμβατότητα μεταξύ διαφορετικών μορφών μηνυμάτων. Για παράδειγμα, θα είναι εφικτή ακόμα και η ακρόαση του κειμένου ενός e-mail, δηλαδή η μετατροπή του σε φωνητικό μήνυμα που θα «ταξιδεύει» μέσω της τηλεφωνίας Voice over IP. Έμμεσο πλεονέκτημα μπορούν να αποκομίσουν και οι απλοί ιδιώτες. Το μικρότερο κόστος που έχουν οι γραμμές μεταφοράς δεδομένων για τους παρόχους σταθερής τηλεφωνίας, θα επιτρέψουν την προσφορά υπηρεσιών με χαμηλότερο κόστος, κάτι που φυσικά θα ωφελήσει τον απλό ιδιώτη, περισσότερο από οποιονδήποτε άλλο.

Οι πρωταρχικές λειτουργίες που εκτελεί ένα δίκτυο Voice over IP είναι οι εξής:

(1). Σηματοδότηση. Είναι μια από τις πιο σημαντικές διαδικασίες, καθώς πρόκειται ουσιαστικά για τον συντονισμό και σωστή συνεργασία όλων των μερών του δικτύου για την πραγματοποίηση μιας κλήσης. Τον ρόλο της σηματοδότησης αναλαμβάνει ειδικός εξοπλισμός που λέγεται Gatekeeper.

(2). Διαχείριση αριθμών και συνδρομητικών στοιχείων. Η διαχείριση της αριθμοδότησης αναλαμβάνει την καταχώρηση των αριθμών των συνδρομητών, οι οποίοι στην περίπτωση της τηλεφωνίας μέσω IP είναι ειδικές διευθύνσεις δικτύου, γνωστές σαν IP addresses. Το ίδιο τμήμα αναλαμβάνει επίσης τη σύνδεση ενός αναλογικού δικτύου PSTN με ένα δίκτυο Voice over IP, κάνοντας τις απαραίτητες μετατροπές, ώστε να είναι εφικτή η επικοινωνία μεταξύ των συνδρομητών τους. Ο εξοπλισμός που αναλαμβάνει τη διασύνδεση και την κατάλληλη μετατροπή των πληροφοριών μεταξύ διαφορετικών δικτύων και πρωτοκόλλων ονομάζεται Gateway.

(3). Δρομολόγηση κλήσεων. Το τμήμα διαχείρισης κλήσεων έχει σαν κύριο σκοπό τον έλεγχο της έναρξης και του τερματισμού της επικοινωνίας μεταξύ των συνδρομητών. Όταν μια κλήση τερματίζεται, απελευθερώνονται και οι ανάλογοι πόροι του δικτύου, ώστε να γίνουν αξιοποιήσιμοι από άλλους συνδρομητές που ίσως τους χρειαστούν. Παρόλο που αρχικά κάθε κατασκευαστής παρουσίαζε τη δική του αρχιτεκτονική δικτύου όσον αφορά την πραγματοποίηση των κλήσεων, το τελευταίο διάστημα κάθε δίκτυο Voice over IP τείνει να ακολουθήσει τα πρότυπα H.323 και SIP, που έχουν σχεδιαστεί από την ITU (International Telecommunications Union) και τον IETF αντίστοιχα. Αυτό εξασφαλίζει συμβατότητες μεταξύ διαφορετικών δικτύων, αλλά και συσκευών τηλεφωνίας IP.

(4). Κωδικοποίηση και αποκωδικοποίηση. Η κωδικοποίηση και αποκωδικοποίηση της φωνής εξασφαλίζει τις απαραίτητες μετατροπές που πρέπει να εφαρμοστούν στα –αναλογικής μορφής- ηχητικά κύματα, ώστε αυτά να μεταφερθούν μέσα από το ψηφιακό δίκτυο IP. Τη λειτουργία της μετατροπής του αναλογικού σήματος σε ψηφιακό αναλαμβάνει ένα κύκλωμα που λέγεται encoder (κωδικοποιητής), ενώ την ακριβώς αντίστροφη διαδικασία, δηλαδή την επαναφορά του σε αναλογική μορφή κατανοητή από τον συνομιλητή μας, αναλαμβάνει ο decoder (αποκωδικοποιητής). Ο encoder και ο decoder ονομάζονται, χάριν συντομίας με μία λέξη codec. Εκτός από την ψηφιοποίηση και από-ψηφιοποίηση του σήματος, ο codec συχνά εφαρμόζει και μια συμπίεση των πληροφοριών, ώστε να εξοικονομηθούν σημαντικοί πόροι του δικτύου. Είναι χαρακτηριστικό ότι αν το σήμα παρέμενε ασυμπίεστο, θα απαιτούνταν γραμμές αρκετών Mbps για την αποπεράτωση μίας και μόνο συνομιλίας. Αντίθετα, χάρη στη συμπίεση, η ανθρώπινη φωνή μπορεί να μεταφερθεί και από μια γραμμή δεδομένων ταχύτητας λίγων Kbps χωρίς καμία αλλοίωση της ποιότητας και κυρίως χωρίς διακοπές.