VoIP چيست ؟

ارتباطات يكي از نيازهاي حياتي بشريت است و انسان همواره به دنبال ابداع فن آورهائي بوده است كه بتواند با استفاده از آنان با ساير همنوعان خود ارتباط برقرار نمايد. در گذشته اي نه چندان دور كه انسان استفاده از اينترنت را تجربه نكرده بود، ارتباطات محاوره اي صرفا” از طريق تلفن و به كمك خطوط PSTN (برگرفته از Public Switched Telephone Network)، انجام مي گرديد. در سيستم فوق، سيگنال هاي صوتي آنالوگ با استفاده از كابل هاي مسي حمل و مبادله داده خصوصا” در مسافت هاي طولاني گران قيمت و ارتباطات دوسويه ويديوئي رويائي بيش نبود (در آن زمان صرفا” از تلويزيون استفاده مي گرديد كه به عنوان يك رسانه دوسويه محسوب نمي گردد). در ساليان اخير ما شاهد اتفاقات جالبي بوده ايم كه هر يك به سهم خود تاثيري غيرقابل انكار در حيات بشريت داشته اند. ابداع كامپيوترهاي شخصي، فن آوري هاي جديد ارتباطي نظير تلفن هاي سلولي و نهايتا” اينترنت نمونه هائي در اين زمينه مي باشند كه باعث شده است انسان بتواند با استفاده از سرويس هاي جديدي نظير نامه الكترونيكي، چت و مواردي‌ ديگر با ساير افراد ارتباط برقرار نمايد.
در حال حاضر مي توانيم نظاره گر يك انقلاب واقعي در عرصه ارتباطات باشيم. هر شخص با استفاده از كامپيوتر و اينترنت مي تواند با ساير افراد مورد علاقه خود ارتباط برقرار نموده، داده ئي را مبادله و يا از طريق امكانات نرم افزاري موجود با يكديگر گفتگو نمايند. ما نمي دانيم دقيقا” در آينده چه اتفاقي خواهد افتاد ولي اين را مي دانيم كه كامپيوتر داراي نقشي محوري و اساسي در اين رابطه خواهد بود. اينترنت با سرعت بالا در همه جا استفاده خواهد شد و مردم با يكديگر به صورت صوتي و تصويري ارتباط برقرار خواهند نمود. به هرحال، رشد بي سابقه اينترنت در ساليان اخير اين نويد را مي دهد كه بتوان از زيرساخت موجود به عنوان يك گزينه مطلوب به منظور ارتباطات استفاده نمود.

VoIP چگونه كار مي كند؟

در گذشته اي نه چندان دور، پيشگامان عرصه هاي علمي به اين نتيجه رسيدند كه مي توان يك سيگنال را به صورت ديجيتال و در يك مسافت طولاني ارسال نمود. بدين منظور مي بايست قبل از ارسال سيگنال، آن را با استفاده از يك مبدل آنالوگ به ديجيتال(ADC)، ديجيتال و سپس ارسال و در نقطه پاياني انتقال، با استفاده از يك مبدل ديجيتال به آنالوگ (DAC) مجددا” آن را به آنالوگ تبديل نمود. فن آوري VoIP نظير آنچه اشاره گرديد كار مي كند. در ابتدا، صداي ديجيتال شده در بسته هاي اطلاعاتي قرار مي گيرد و پس از ارسال در مقصد مجددا” به صوت تبديل مي گردد. با ذخيره اطلاعات به فرمت ديجيتال مي توان بر روي آنان كنترل بهتري را اعمال نمود. مثلا” مي توان آنان را فشرده، مسير آنان را تعيين و يا آنان را به يك فرمت جديد ديگر تبديل نمود.
شبكه هاي مبتني‌ بر پروتكل TCP/IP از بسته هاي اطلاعاتي IP تشكيل مي گردند كه شامل يك هدر (براي كنترل ارتباطات) و يك paylaod به منظور مبادله داده مي باشند. فن آوري VoIP از بسته هاي اطلاعاتي IP به منظور حركت در شبكه و رسيدن به مقصد نهائي استفاده مي نمايد. Voice (source) – > ADC – – – Internet – – – DAC – > Voice (dest)

مزاياي استفاده از VoIP نسبت به PSTN

در زمان استفاده از خطوط PSTN، كاربران عملا” هزينه زمان استفاده شده توسط شركتي كه مديريت خط PSTN را برعهده دارد،‌ پرداخت مي نمايند و هر اندازه كه بيشتر با تلفن صحبت نمايند هزينه بيشتري را نيز مي بايست پرداخت نمايند. علاوه بر اين، نمي توان بطور همزمان با بيش از يك شخص گفتگو نمود. در فن آوري VoIP مي توان هر زمان و با هر شخص گفتگو نمود. كافي است كه در آن مقطع زماني ساير افرادي كه شما مي خواهيد با آنان گفتگو نمائيد نيز به اينترنت متصل شده باشند. مكالمه برقرار شده تا زمان دلخواه (مستقل از هزينه هاي مربوطه) مي تواند ادامه يابد. علاوه بر اين، مي توان در يك زمان با چندين نفر گفتگو نمود. در زمان گفتگو با ساير افراد و بطور همزمان مي توان با آنان داده ئي (نظير تصاوير، نمودارها و تصاوير ويديوئي) را نيز مبادله نمود.

چرا تاكنون از اين فن آوري در ابعاد گسترده اي استفاده نشده است؟

در اين بخش لازم است به برخي مسائل حاصل از ائتلاف بين معماري VoIP و اينترنت اشاره گردد. مبادله داده صوتي مي بايست به صورت بلادرنگ و بدون توقف انجام گردد و اين موضوع با معماري نامتجانس اينترنت كه ممكن است از تعدادي روتر (ماشين هائي كه مسيريابي بسته هاي اطلاعاتي را انجام مي دهند) به منظور مسيريابي بسته هاي اطلاعاتي استفاده نمايد، همخواني نداشته و مي تواند باعث بروز مسائل خاصي نظير افزايش زمان RTT (برگرفته Round Trip Time) گردد. بنابراين، مي بايست با اعمال تغييرات لازم و بكارگيري فن آوري هاي ديگر ، زمينه استفاده موثر از فن آوري VoIP را فراهم نمود.

نحوه ايجاد يك اتصال VoIP

براي ايجاد يك ارتباط مبتني بر VoIP،‌ مي بايست مراحل زير را دنبال نمود (تمامي مراحل مي بايست به صورت بلادرنگ انجام گردد).

تبديل سيگنال آنالوگ به ديجيتال: تبديل سيگنال صوتي آنالوگ به سيگنال ديجيتال (مجموعه اي از صفر و يك) توسط يك مبدل آنالوگ به ديجيتال (ADC)
فشرده سازي سيگنال ديجيتال: پس از تبديل سيگنال صوتي به ديجيتال، بيت هاي موجود مي بايست بر اساس يك فرمت مناسب فشرده تا آماده ارسال گردند . در اين رابطه از پروتكل هاي متعددي استفاده مي گردد. PCM و استانداردITU-T G.711 نمونه هائي در اين زمينه مي باشند.
استفاده از يك پروتكل بلادرنگ: در اين مرحله، بسته هاي صوتي در بسته هاي اطلاعاتي و با استفاده از يك پروتكل بلادرنگ (عموما” RTP بر روي UDP) قرار مي گيرند.
استفاده از يك پروتكل سيگنالينگ: در اين مرحله لازم است از يك پروتكل سيگنالينگ به منظور فراخواني كاربر استفاده گردد. پروتكل ITU-T H323 نمونه اي دراين زمينه مي باشد.
تبديل سيگنال ديجيتال به آنالوگ: در سمت گيرنده، مي بايست بسته هاي اطلاعاتي از يكديگر مجزاء، داده ها استخراج و به سيگنال هاي صوتي آنالوگ تبديل و در نهايت براي كارت صدا و يا تلفن ارسال گردند.

چالش هاي امنيتي VoIP

با توجه به اين که فن آوري VoIP در ارتباط با اتصال اينترنت است و از آن استفاده مي نمايد، مشكلات و مسائل امنيتي در ارتباط با كامپيوتر متصل شده به اينترنت مي تواند سرويس فوق را نيز تحت تاثير قرار دهد. فن آوري VoIP هنوز جوان است و بحث هاي مختلفي در خصوص ظرفيت ريسيك پذيري آن وجود دارد. مهاجمان ممكن است قادر به انجام فعاليت هائي نظير قطع مكالمه تلفني، استراق سمع، برنامه ريزي و هدايت حملات مبتني بر مهندسي اجتماعي با بررسيCaller ID و در نهايت از كار انداختن سرويس فوق باشند. فعاليت هائي كه مستلزم استفاده از حجم بالائي از منابع شبكه است، نظير دريافت فايل هاي حجيم، بازي هاي online، استفاده از محتويات چندرسانه اي ( صوت و تصوير ) ، مي تواند سرويس VoIP را تحت تاثير قرار دهد.
در زمان استفاده از فن آوري VoIP ممكن با مسائل ديگري كه در ارتباط با روتينگ تلفن بر روي اتصال broadband اينترنت است نيز برخورد نمائيم. برخلاف خطوط تلفن سنتي، كه امكان استفاده از آنان حتي در صوت قطع برق وجود دارد، سرويس VoIP در چنين مواردي غيرقابل استفاده مي گردد و ممكن است مسائل خاصي را براي سيستم هاي امنيتي منازل و يا دستيابي به شماره تلفن هاي اضطراري به دنبال داشته باشد.

نحوه حفاطت

در زمان استفاده از سرويس فوق لازم است به موارد زير توجه گردد:

بهنگام نگه داشتن نرم افزارها: در صورتي که توليد کنندگان نرم افزار براي سيستم عامل دستگاه مورد نظر نسخه هاي بهنگام شده اي را ارائه داده اند، مي بايست در اولين فرصت نسبت به نصب آنان اقدام گردد. نسخه هاي بهنگام شده ممكن است فرآيند بهنگام سازي را در سطح Firmware انجام دهند. با بهنگام سازي نرم افزارهاي موجود، پيشگيري لازم در خصوص برخي حملات برنامه ريزي شده با هدف بهره گيري از نقاط آسيب پذير انجام خواهد شد.
استفاده و بهنگام سازي نرم افزارهاي آنتي ويروس: برنامه هاي ضد ويروس قادر به تشخيص و حفاظت كامپيوتر شما در مقابل ويروس هاي شناخته شده مي باشند. با توجه به اين واقعيت که مهاجمان به صورت مستمر اقدام به نوشتن ويروس هاي جديد مي نمايند، لازم است که اين نوع نرم افزارها همواره بهنگام باشند.
استفاده از گزينه ها و تنظميات امنيتي: برخي از ارائه دهندگان سرويس VoIP، امکان رمزنگاري اطلاعات را نيز به عنوان يك سرويس ديگر در اختيار مشتريان خود قرار مي دهند. در صورت وجود نگراني در خصوص تعرض به حريم خصوصي خود، مي توان از اين ويژگي و ساير گزينه هاي موجود در اين رابطه استفاده نمود.
نصب و يا فعال نمودن يک فايروال: فايروال ها با بررسي بسته هاي اطلاعاتي مي توانند يك سطح حفاظتي مناسب در خصوص فيلتر نمودن برخي كدهاي مخرب جهت ورود به سيستم شما را انجام دهند. برخي از سيستم هاي عامل به همراه يك فايروال ارائه مي گردند. در چنين مواردي لازم است از فعال بودن آنان اطمينان حاصل نمود.
بررسي تنظيمات امنيتي: هم کامپيوتر شما و هم تجهيزات و نرم افزارهاي ارائه شده جهت استفاده از سرويس VoIP،‌ امكانات و گزينه هاي متفاوتي را در اختيار شما قرار مي دهند. فعال نمودن برخي گزينه ها ممكن است ضريب آسيب پذيري شما را در مقابل حملات افزايش دهد. بنابراين لازم است گزينه هاي غيرضروري را غيرفعال نمود. پيشنهاد مي گردد تنظيمات امنيتي به دقت بررسي گردد و صرفا” گزينه هائي انتخاب شود كه ضمن تامين اهداف عملياتي، باعث افزايش ضريب آسيب پذيري شما نگردد.

مزایای استفاده از VoIP کدامند؟

دلايل اصلی برتری هايی است كه به برخی از آنها اشاره می كنيم:

هزينه‌ی بسيار پايين نگه‌داری شبكه های VoIP نسبت به شبكه‌های مخابراتی كنونی و به دنبال آن،‌ قيمت پايين مكالمه‌ی تلفنی.

سرعت برقراری ارتباط كه به وسيله سوييچ بسته‌ های داده كار می‌كنند به مراتب سريع‌ تر از برقراری ارتباط در شبكه‌ های سوييچ كننده مدار (شبكه های مخابراتی كنونی) است. در سيستم‌ های مخابراتی VoIP سرعت برقراری ارتباط به شدت وابسته به قدرت سيستم‌ های نهايی در برقراری ارتباط است در حالی كه در سيستم‌ های مخابراتی كنونی اين زمان بسيار طولانی است.

پشتيبانی كليه امكانات مخابراتی كنونی و حتی ارايه خدمات جديد، با هزينه‌ی بسيار پايين و سهولت اجرايی بالا.

جابه‌جايی آسان شماره‌ های تلفنی به اين معنا كه يك شماره تلفنی مانند يك آدرس پست الكترونيكی از هر نقطه‌ ای از دنيا قابل دسترسی خواهد بود و می‌ توان از طريق آن تماس گرفت و يا با آن ارتباط برقرار كرد.

قابليت برنامه‌ نويسی بر روی گوشی‌ های تلفنی همانند يك گوشی موبايل و يا حتی پيشرفته تر از آن.

ترکیب کارکردهای صدا و دیتا.

نیاز به پهنای باند کمتر.

استفاده از استانداردهای باز مانند SIP ،H.323 و …

امکان ترکیب کردن محصولات تولید کنندگان مختلف (بدلیل استفاده از استاندارها جهانی و عدم وابستگی به روش‌ های پیاده سازی)

استاندارد برقرار كننده ارتباط در شبكه‌ های تلفنی VoIP پروتكل‌ها و بسته‌ های داده هستند (مانند شبكه‌ های IP) در حالی كه در شبكه‌ های مخابراتی سنتی واسط‌ های ارتباطی تعريف شده اند.

با در نظر گرفتن ماهيت فناوری VoIP و خصوصيات شبكه IP، متوجه خواهيم شد كه اين شبكه ها از حالات داخلی بسيار كم‌ تری نسبت به يك شبكه مخابراتی سنتی برخوردار هستند. همين امر سبب می شود كه نگهداری اين گونه شبكه‌ ها بسيار آسانتر و كم هزينه تر باشد.

در شبكه‌های مخابراتی سرويس‌ های مخابراتی درون شبكه مخابراتی مستقر می‌شوند،‌ يعنی برای داشتن يك سرويس خاص بايد مركز مخابراتی پشتيبانی كننده آن سرويس باشد. به عبارت ديگر تجهيزات كاربر در اين نوع سرويس ها تنها از خدمات بهره می‌برند و چنانچه آماده‌ی دريافت خدمات خاصی باشند، تا زمانی كه آن سرويس از طرف مركز مخابرات ارايه نشود، امكان استفاده از آن وجود ندارد. بر عكس، در شبكه‌ های مخابراتی بر پايه‌ی پروتكل IP، سيستم‌ های نهايی در صورتی كه يك سرويس جديد را پشتيبانی كنند، می‌توانند با يكديگر (بدون نياز به تغيير در شبكه‌ی مخابراتی) و با استفاده از آن سرويس ارتباط بر قرار كنند.

هنگام استفاده از شبكه‌ های مخابراتی كنونی، تمامی كنترل‌های تماس و بر قراری ارتباط از طريق مركز مخابرات اعمال می‌شود، در صورتی كه در شبكه‌ های مخابراتی كه بر پايه پروتكل IP خواهند بود، تمامی اين كنترل‌ ها توسط سيستم‌ های نهايی انجام خواهند گرفت. به عبارت ديگر وابستگی به مركز مخابراتی حذف خواهد شد. زيرا اركان اصلی برقراری ارتباط دو طرف مكالمه كننده هستند.

سيستم‌ های مخابراتی جديد كه بر پايه IP شكل گرفته‌ اند نيز همان درجه اطمينان را كه سيستم‌ های مخابراتی كنونی از نظر سالم بودن شبكه تضمين می‌كنند، پشتيبانی می كنند. نتايج آماری حاصل از بررسی خرابی‌ های شبكه و مقايسه آن‌ها اين امر را تاييد می كند.

ديگر ويژگی سيستم‌ های مخابراتی جديد پويايی و تحول سريع آن‌هاست. اين سيستم‌ ها به عنوان زير مجموعه‌ ای از علم كامپيوتر و فناوری ديجيتال مشمول قانون مور می‌شوند. به بيان ديگر بايد حدود هر ۱۸ ماه منتظر پيشرفتی در ابعاد دو برابر سابق در اين گونه سيستم‌ ها باشيم، در حالی كه شبكه‌ های مخابراتی قديمی مدت زيادی است كه همان شكل سابق را حفظ كرده‌ اند و به ندرت دست‌خوش تغييرات می‌ شوند. نگاهی گذرا بر تاريخ تحولات شبكه‌ های مخابراتی نشان می‌ دهد كه پس از حدود هر ۳۰ سال شاهد تحولاتی محسوس در آنها هستيم كه در مقايسه با تحولات شبكه‌ های مخابراتی آينده در عمل ناچيز است.