Nedir Voice Over IP

Voice Over IP (IP Üzerinden Ses)
Ses trafiğini taşımak üzere tasarlanan devre anahtarlamalı telefon ağları her görüşme için konuşma yapılmadığı anda bile bütün kanalı kullanmaktadır ve bu nedenle ağın sunduğu bant genişliğinden etkin bir şekilde yararlanılamamaktadır. Bu tip sistemler üzerinden ses ve veriyi taşımak için servis sağlayıcıların iki ayrı ağa yatırım yapmaları gerekmektedir ve bu durum, kurulum, yönetim ve bakım maliyetlerinin daha da artmasına sebep olmaktadır.
Oysa ki IP ağlarında ve Internet’te kullanılan paket teknolojisi, tek bir ağ üzerinden her türlü veriyi iletebilecek bir yapıda olduğu için ses trafiğini de gayet başarılı bir şekilde taşıyabilecek kapasitededir. İşte bu mantıkla ortaya konan Voice Over IP sistemini kısaca örneksel ses sinyallerinin sayısal hale dönüştürülüp IP paketleri haline getirilerek sayısal veri ağı üzerinden gönderilmesi şeklinde özetleyebiliriz.
VoIP, ilk olarak 90'lı yıllarda denenmiştir ve düşük ses kalitesine rağmen uzak mesafe ve uluslararası görüşmelerde tasarruf sağlayabileceği için başarılı kabul edilmiştir. Günümüzde IP ağları üzerinde taşınan ses verisinin kalitesi telefon sistemindeki kaliteye üstelik daha düşük bir bant genişliği kullanarak yetişmiş durumdadır. Yeni ses kodlamaları sayesinde kabul edilebilir ses düzeyini sağlamak için sadece 8 Kb/s yeterli bulunmaktadır, oysa telefon şebekelerinde aynı kaliteyi sağlamak için 64 Kb/s gerekmektedir.
Voice over IP yada diğer bir adla IP telefonu, IP protokolü ile Internet üzerinden veya özel bir IP ağı üzerinden (VPN, LAN gibi) telefon görüşmesini mümkün kılan bir teknolojidir. Taşınabilirlik özelliği dünyanın her yerinde aranabilme ve arayabilme imkanı sunar. Örneğin Ankara’da yaşıyorsunuz ve İstanbul’a iş seyahati yaptınız. IP telefonunuz ile İstanbul’daki otelden IP bağlantınızı yaptınız. Dostlarınız veya iş ortaklarınız veya müşterileriniz Ankara ofisinizi aradıklarında siz onlara İstanbul’dan cevap verebilirsiniz. Üstelik onlar sizin İstanbul’da olduğunuzu fark etmeyecekler bile. Dünyanın neresine giderseniz gidin, yanınızda yalnızca telefonunuz, şarj aletiniz ve varsa bağlantı kablonuzu götüreceksiniz. Bu aslında cep telefonu ile yapılabilen bir şey. Bundaki yenilik nerde diyebilirsiniz. Ancak cep telefonu ile dünyanın herhangi bir yerinden görüşme yapabilmeniz için GSM operatörünüzün dolaşım anlaşması yapmış olması lazım. Üstelik fiyatlandırması çok da pahalı olabilir. Oysa IP telefon için alt yapı olarak tamamen Internet (IP network) alt yapısı kullanılıyor. Ek ücret ödemenize gerek yok. Internet kullanmak zorunda da değilsiniz. İki ofisiniz arasında oluşturduğunuz güvenli VPN hattınız üzerinden de Internet’ten yalıtılmış görüşme yapabilirsiniz. Ancak iki uç arasındaki haberleşme yine IP protokolü ile olur.
VoIP avantajları kısaca şöyledir: - Düşük çağrı maliyeti- Düşük alt yapı maliyeti- Bütün dünyada kullanabileceğiniz telefon- Yazılım tabanlı çözümler için uygunluk
Burada PSTN geleneksel anlamıyla kullanılan telefon ağı alt yapısını, Voip Gateway PSTN ile veri ağı arasındaki geçiş noktasını göstermektedir. Voip Gateway, yerel telefon santralıyla ip ağı arasında bir köprü görevi yapmaktadır. Gateway, yerel telefon santralından çevrilen bir telefon numarasını veri ağındaki bir adrese (IP adresi) dönüştürmekte ve aranan telefon santralına bağlı en yakın Voip Gateway'ine iletmektedir. Ip ağı üzerinde kullanılan uygun protokollerin de yardımıyla bu telefon çağrısını algılayan hedef Voip Gateway'i aranan telefon numarasına yine yerel telefon santralı üzerinden bağlantıyı kurmaktadır. Burada anlatılan Voip uygulaması, IP ağı üzerinde çağrı tünelinin kurulması için geçen zamanı ihmal edersek, lokal bir telefon santralından PSTN ağı kullanılarak başka bir telefona yapılan çağrı ile aynı sürede olmaktadır. Kullanılan Gateway'lerin telefonlar arasındaki standart sinyalleşmeleri algılamaları için H.323, MGCP veya başka bir Voip protokolünü desteklemeleri gerekmektedir. Aranan telefon numaralarının iletileceği Gateway'lerin IP adresleri "gatekeeper" denilen cihazlar ya da yazılımlar kullanılarak tutulmaktadır. Bir kaç telefon numarası için bu iş Gateway üzerinden yapılabilmekte, ama geniş anlamda bir Voip ağı kurulduğunda telefon numarasından ip adrese dönüşümü yapabilen bir birime ihtiyaç duyulmaktadır. VoIP Protokolleri
IP ağı üzerinden sinyalleri taşıyan protokollere Voice Over IP protokolleri denir. VoIP, Katman 3 protokolüdür ve Katman 2 deki pek çok point-to-point (noktadan noktaya) ve link katman protokollerini (PPP, Frame Relay, ATM gibi) veri transferi için kullanır.
OSI Katmanı
VoIP Protokolu ve Fonksiyonları
7. Application
NetMeeting benzeri uygulamalar
6. Presentation
Codec’ler
5. Session
H.323/MGCP/SIP
4. Transport
RTP/TCP/UDP
3. Network
IP
2. Data Link
Frame Relay, ATM, Ethernet, PPP, MLP vs...
VoIP protokollerinin en önemlisi RTP (real-time transport protocol –gerçek zamanlı iletim protokolü)’dir. RTP, ses ve video verisini Internet üzerinden taşımak için paket biçimi standartları tanımlamıştır. RTP bir multicast (çoklu yayın) protokolü olarak tasarlanmıştır. Ancak sonradan pek çok unicast (tekli yayın) uygulamaya uygulanmıştır. Daha çok video konferans gibi real-time stream media (gerçek zamanlı kesintisiz ortam) uygulamalarında kullanılmaktadır. Protokol, RFC 3550 ile tanımlanmıştır. (http://www.ietf.org/rfc/rfc3550.txt)
RTP dışında, SIP (Session Initiation Protocol), H.323 gibi alternatif protokoller de mevcuttur. H.323 ve SIP ağ üzerinde dağıtık bir yapıda çalışır ve bir çağrı başlatılırken uç nokta ekipmanları dışında başka ağ elemanlarının desteğine ihtiyaç duymaz. SIP, IETF tarafından geliştirilen noktadan noktaya multimedya sinyalleşme protokolüdür. ASCII tabanlı HTTP benzeri bir yapıdadır. H.323, ITU-T 'ye ait H.320 standardının video konferans için geliştirilmiş şeklidir
Servis Kalitesi (QoS)
Telefon konuşması gerçek zamanlı bir servis olduğundan en önemli kalite kriteri gecikme olmamasıdır. Çünkü ses trafiği çift taraflı olduğundan hatlarda oluşabilecek gecikme bağlantıdaki senkronizasyonu bozar. Uluslararası Telekomünikasyon Birliği (ITU) bunu G.114 standartlarında uçtan uca 150 ms olarak belirlemiştir. Kabul edilebilecek en üst değer olarak ise 400ms verilmiştir. Dolayısıyla VoIP şebekesi tasarımı yapılırken gecikmeyi minimuma indirecek QoS desteği olan yönlendiriciler kullanılmaktadır. Bu yönlendiriciler, ses paketleri geldiğinde o­nları tanıyıp, önceliklendirip, ilk olarak o paketleri göndermektedirler. Hatta günümüzdeki yönlendiriciler ses trafiği için gerekli bant genişliğini ayırabilmekte ve hatlarda yığılma olması durumunda da ses paketlerini koruyup, diğer paketleri düşürmektedirler.
IP Telefonlar
VoIP sistemi ilk olarak kurumsal kullanıcılar tarafından ofisler arasındaki telefon görüşmelerinin IP hatları üzerinden taşınması ile kullanılmaya başlamıştır. Ofislerdeki özel telefon santralleri (PBX) yönlendiricilere bağlanmış ve zaten ofisleri arasında kiralık hat veya FR data bağlantıları olanlar için büyük bir tasarruf oluşturmuştur.
Telefon operatorleri abonelerin direk bağlı olduğu PBX ve lokal santralların dışındaki altyapılarını IP’ye geçirerek büyük ölçüde kazanımlar elde etmişlerdir (bu kazancın sebeblerini yazımızın başlarında ifade etmiştik). Bu aşamada aboneler için henüz bir servis farklılığı oluşmamıştır. Aboneler için asıl fark telefon servisinin ucuzlaması şeklinde bir sonraki aşamada olmuş ve Internet Servis Sağlayıcıları, bu teknolojiyi kendi şebekelerine entegre edip ‘Internet Telefonu Servis Sağlayıcısı’ adını almışlar ve gerek ülke içinde gerekse ülkeler arası verdikleri servislerle bugün ciddi kapasitelere ulaşmışlardır. Sistem, zamanla PBX veya Lokal Santral'lerin de IP'ye dönüştürülmesi ile artık uçtan uca IP telefon teknolojisi haline gelmiştir.
IP Telefon mimarisi OSI temelli bir mimaridir. Bütün bileşenleri de standartlara uygun açık arabirimlere sahiptir. PBX'lerdeki Çağrı İşleme, Anahtarlama, Dahili ve Harici Hat Kartları gibi üreticiye has tasarlanan birimlerin yerine standartlara dayalı birimler kullanılmaktadır. Anahtarlama görevini Ethernet anahtarlar, çağrı kurulma ve kontrol işlemini de Call Manager (Çağrı Yöneticisi) sunucusu yapmaktadır.
IP telefonlar sesi direk kendi üzerindeki kodekler (sıkıştırma biçimleri) vasıtasıyla IP paketlerine çevirip, Ethernet portundan IP ağına iletir. Çağrı, çevrilen numaranın Call Manager tarafından dönüştürülen IP adresine direk yapılır. Bu IP adresi aynı lokal ağda yada farklıcoğrafyalarda olabilir, IP bağlantısı olan herhangi bir yere de Call Manager konmadan sadece IP telefon konabilir. Birden fazla yerde ofisi olan kuruluşlar böylece tek merkezde IP PBX kurarak tüm kullanıcılara servis verebilirler. İstenen yer veya yerlerden de Türk Telekom Şebekesine çıkış sağlanabilir.
IP Telefonlar doğrudan ethernet hatlarıyla bağlandığı için ayrıca bir de telefon kablolamasına gerek yoktur. Kullanıcıya gelen tek UTP kablosu IP telefonun ethernet portuna girdikten sonra diğer ethernet anahtar portundan bilgisayara bağlanır.
IP telefonu setleri çevir sesi, meşgul tonu gibi tonları kendisi üretir. Cevapsız çağrılar, arayan numaralar, aranan numaralar gibi arama kayıtları görüntüleyebilir. Farklı zil tonları, telefon defteri gibi özelliklere de sahiptir. Üzerindeki entegre XML browser vasıtasıyla, Intranet veya Internetteki servislere ulaşılabilir. Örnek olarak, Intranet’e şirket dahili telefon rehberi, günlük duyurular, kişisel ajanda ve şirket içinde çok kullanılan bilgiler konulbildiği gibi, Internet üzerinden de haber ve borsa bilgilerine kolayca ulaşılabilir. Bir telefona birden fazla dahili numara verilebilir veya farklı telefon setlerine aynı numara verilebilir.
IP Telefon, şu anda sunduğu servisler ile uçtan uca tüm ses haberleşmesi ihtiyacını karşılayabilecek bir yapıdadır ve sahip olduğu açık mimarisi sayesinde üzerinde geliştirilen ve geliştirilecek yeni uygulamalara açık bir altyapı sunmaktadır.