کیفیت سرویس در ویپ

کیفیت سرویس (Quality of Service - QoS) در ویپ (Voip) یکی از مهمترین شاخصه های ارائه سرویس تلفن تحت شبکه است که برای دستیابی به آن باید پارامترهای مختلف آن را شناخت و در شبکه بکار بست.

 کیفیت سرویس یا کیفیت خدمات، بطور کلی  کارایی کلی شبکه ی تلفنی یا کامپیوتری را گویند. کیفیت خدمات اولین بار در زمینه ی مکالمه راه دور در سال 1994 توسط اتحادیه بین المللی مخابرات تعریف شد. کیفیت خدمات تمام وجوه ارتباط از جمله زمان پاسخ، افت صدا، پژواک صدا، قطعی، نویز و ... را شامل می شود. کیفیت خدمات در ارتباطات از آنجا که مستقیما روی رضایت کاربر نهایی تاثیر می گذارد بسیار مهم است. راضی نگه داشتن کاربر از سطح و کیفیت خدمات ارایه شده در ارتباطات باعث رونق کسب و کار شرکت های مخابراتی و ارتباطی خواهد بود.

کیفیت سرویس برای ویپ را می توان ارایه سطحی از کیفیت انتقال صدا دانست که کاربران در شبکه های تلفن معمولی PSTN دریافت می کنند. این تعریف حداقل سطح کیفیت خدمات را برای سرویس ویپ تعیین می کند. اما ارایه این کیفیت سرویس با توجه به اینکه خدمات ویپ در شبکه هایی متفاوت از شبکه مخابرات معمولی ارایه می شود، کمی سخت تر و پیچیده تر خواهد بود. در ادامه نخست پارامترهای کیفیت سرویس در ویپ را بررسی می کنیم و پس از آن تغییرات مورد نیاز برای ارائه سرویس مطلوب را معرفی می کنیم.

پارامترهای کیفیت سرویس در ویپ

چهار پارامتر اصلی در ارئه  سرویس با کیفیت در ویپ اهمیت دارند:

1.  تاخیر دریافت (Latency): مقدار فاصله ی زمانی بین زمان ارسال اطلاعات از فرستنده و زمان دریافت آن اطلاعات در گیرنده. این زمان را موسسه ی ITU-T  (The ITU Telecommunication Standardization Sector یا ITU-T یکی از بخش های اتحادیه ی جهانی مخابرات ITU (International Telecommunication Union) است که استانداردهای مخابراتی را تعریف می کند.) برای تماس های صوتی برای یک طرف حداکثر 150 میلی ثانیه پیشنهاد می کند. هرچه مقدار این تاخیر کمتر باشد کیفیت مکالمه بالاتر خواهد بود و هرچه زمان تاخیر بیش از این مقدار باشد کاربر در یک طرف تاخیر ملموسی را در شنیدن صحبت طرف مقابل احساس می کند و به مراتب کیفیت سرویس ارایه شده پایینتر خواهد آمد. این نمونه تاخیر را می توان در تماس های  مخابراتی راه دور احساس کرد، زمانی که فرد باید چند لحظه صبر کند تا صحبت هایش به طرف مقابل برسد و سپس منتظر پاسخ باشد.
2. غیر یکنواختی (Jitter or Varying delay): به مقدار زمان تاخیر بین دریافت بسته های مختلف اطلاعات در مقصد گفته می شود. وقتی اطلاعات برای ارسال روی شبکه به بسته های داده تقسیم می شود و هر بسته با شماره های ترتیبی ارسال می شود، این بسته ها پس از طی مسیرهای مختلف (مسیرهای هر بسته ممکنست با مسیرهایی که بسته های دیگر رفته اند کاملا متفاوت باشد) در مقصد به ترتیب دریافت می شوند که اگر بین دریافت بسته ها تاخیر زیادی وجود داشته باشد باعث بوجود آمدن Jitter می شود. این تاخیر زمانیکه اطلاعات ما صوت یا تصویر باشد توسط کاربر احساس می شود. مثلا در زمان دریافت صوت تاخیر هایی بین حروف و ادای کلمات  شنیده می شود که موجب برهم خوردن لحن و نوع صدا شود. حداکثر زمان تاخیر Jitter را برای سرویس ویپ ، کمپانی سیسکو برای دو انتهای مکالمه 100 میلی ثانیه در نظر می گیرد. هرچه مقدار تاخیر کمتر از این زمان باشد کیفیت مکالمه بیشتر است و اگر بیشتر از این باشد کاربر احساس نارضایتی از سرویس خواهد داشت.
3.  گم شدن بسته ها(Packet loss): از آنجا که بسته های اطلاعاتی از مبدا تا مقصد از مسیرها و شبکه های مختلفی ممکن است عبور کنند، در این بین به دلایل مختلف ممکن است بعضی از این بسته ها از بین بروند. از بین رفتن بسته ها در پروتکل هایی مانند TCP پیش بینی شده و این بسته ها دوباره درخواست می گردند. ولی در پروتکل هایی مانند UDP که اساس انتقال چند رسانه ای در اینترنت را تشکیل می دهد از بین رفتن بعضی از این بسته ها در نظر گرفته نمی شود تا که جریان صدا یا تصویر به هم نریزد. حال در شبکه هرچه درصد از بین رفتن داده ها بیشتر باشد کیفیت صدا پایینتر می آید و صداهای نویز و قطعی بیشتر شنیده می شود. البته اینکه چند درصد گم شدن بسته ها بر کیفیت سرویس تاثیر گذار خواهد بود به عوامل مختلفی مانند نوع کدک صدا و تصویر مورد استفاده نیز وابسته خواهد بود. بطور کلی هرچه از کدک های فشرده سازی بیشتر در شبکه استفاده کنیم در نتیجه باید مقدار گم شدن بسته ها در شبکه بسیار پایینتر باشد. بطور مثال شرکت سیسکو مقدار حداکثر 1 درصد گم شدن بسته ها را برای کدک G.729 در نظر می گیرد. (G.729 یکی از کدک های فشرده سازی صداست که بخاطر فشرده سازی بالا و کیفیت خوب برای انتقال صدا روی اینترنت بسیار کاربرد دارد). برای کدک های با فشرده سازی بالاتر باید درصد کمتری را در نظر گرفت.
4.  پهنای باند(Bandwidth): میزان پهنای باند اختصاص داده شده بین دو انتهای تماس بطور مستقیم بر کیفیت سرویس تاثیر گذار خواهد بود. شاید بتوان گفت که سه عامل قبلی تا حدود زیادی نیز به این عامل وابسته اند. هر چه بتوانیم پهنای باند بیشتری را به تماس ها اختصاص دهیم، می توانیم از کدک های فشرده سازی ساده تری نیز استفاده کنیم و عملیات تبدیل به کدک ها را در سیستم ها کاهش داده و احتمال تاخیر و از بین رفتن داده ها را نیز کمتر کنیم. البته معمولا ما برای ارایه یک تماس صوتی با کیفیت در یک شبکه داخلی معمولا پهنای باندی بیشتر از 128 کیلوبیت بر ثانیه نیاز نخواهیم داشت و برای تماس های اینترنتی با کدک G.729 حتی تا 16 کیلو بیت بر ثانیه پهنای باند نیز کافی خواهد بود. با این حال اختصاص پهنای باند بیشتر با توجه به تعداد تماس های همزمان بر شبکه خیال ما را از لحاظ ارتباط مطمئن راحت تر خواهد کرد.

راه های افزایش کیفیت سرویس در ویپ

برای اینکه بتوانیم کیفیت سرویس مناسبی به کاربران سیستم خود ارایه بدهیم باید موارد زیر را در سیستم بررسی کنیم:

1. نخست اینکه آیا سرویس ما در یک شبکه داخلی ارایه می شود؟ که اگر اینگونه است باید تنظیمات شبکه داخلی را برای ارایه سرویس مناسب تغییر دهیم. برای یک شبکهLANکه از فناوری اترنت استفاده می کند باید از سوییچ های قابل مدیریت(Managed Switch)استفاده نماییم. بدین ترتیب می توانیم در تنظیمات سوییچ در بخش QoSاولویت بسته های ویپ را بیشتر تعیین کنیم. اگر این کار را نکنیم با افزایش بار شبکه و یا زمانیکه یک فایل بزرگ در شبکه منتقل می شود، در عمل تماس صوتی مابرای لحظاتی قطع خواهد شد. یکی دیگر از کارهایی که در شبکه های محلی می توان انجام داد، اختصاصVLANبه ارتباطات صوتی است. بدین ترتیب منابع این شبکه مجازی منحصرا برای تماس های صوتی بکار خواهد رفت و دیگر ارتباطات تاثیری بر کیفیت سرویس شما در داخل شبکه محلی نخواهند داشت. در هر حال باید در نظر داشت که ارایه کیفیت سرویس بالا هزینه هایی در پی خواهد داشت که در اینجا استفاده از سوییچ های قابل مدیریت در شبکه داخلی و تجهیزات مربوطه است که در مقابل سوییچ های ساده بسیار گران قیمت خواهند بود. همچنین دادن پهنای باند بالا تربه تماس ها شاید باعث شود که شبکه خود را ارتقا دهیم مثال به جای استفاده از سوییچ های100/10معمولی از سوییچ های1000استفاده کنیم و یا حتی از فیبر نوری برای شبکه های10G.
2. دومین مسئله ای که باید در نظر بگیریم، ارتباط بین مراکز در یک شبکه یWANاست. معمولا ارتباطات بین بخش های مختلف یک شبکه گسترده پهنای باند کمتری دارد تا یک شبکه محلی. به همین خاطرباید در سوییچ ها یا روترهایی که برای ارتباط بین بخش های مختلف یک شبکه گسترده قرار داده ایم تنظیمات
   QoSرا برای بسته های ویپ حتما انجام دهیم. همچنین از کدک های فشرده سازی مانندG.729برای تماس صوتی و یاH.323برای تماس تصویری استفاده نمایم. نکته ی مهم دیگر در این بخش اینست که باید تعدادتماس همزمان در این ارتباطات را کنترل کنیم. کنترل تعداد تماس ها در نرم افزارهایVoip Serverانجام
   می گیرد مانند آستریسک. مشکلی که ممکنست در این ارتباطات با آن برخورد کنیم بحث کیفیت سرویسی است که شرکت های ارایه دهنده ی ارتباطاتWANبه سازمان ما ارایه می دهند. باید برای ارتباطات بین بخش ها در شبکهWANاگر از امکانات شرکت های دیگر مانند مخابرات استفاده می کنیم حتما حداقل نیازهای خود رادرخواست نماییم. معمولا شرکت ها در قراردادهای خود سطح کیفیت سرویس را تعیین می کنند. اگر هم که از زیرساخت های داخلی سازمان برای ارتباطات بین بخش ها استفاده می شود، باید از مسئولین شبکه حداقل های مورد نیاز برای ارایه سرویس با کیفیت مناسب را درخواست نماییم.
3. مسئله ی دیگری که باید در نظر بگیریم ارتباطات اینترنتی است. از آنجا که اینترنت شبکه ای از شبکه های مختلف است و ارایه سرویس در این شبکه بر مبنایQoSو اولویت بندی بسته ها نیست بلکه خدمات به صورت تقریبا یکسان برای تمام بسته ها ارایه می شود، کیفیت ارایه سرویس در این فضا از دست ما خارج و به ارایه دهنده های سرویس اینترنت وابسته خواهد بود. کاری که ما می توانیم انجام دهیم مقایسه بین سرویس ها و خدمات و کیفیت ارایه این خدمات از شرکت های مختلف اینترنتی است و پس از مقایسه انتخاب بهترین سرویس برای کار با آن. در اینجا نیز معموال شرکت ها سطح کیفیت خدمات را درSLAهایی که به  مشتریان ارایه می دهند اعلام می کنند(Service-Level Agreementموافقت نامه سطح خدمات: یک قرارداد دو جانبه بین خدمت دهنده و خدمت گیرنده که بر اساس توافق و به منظور تضمین پارامترهای کیفیت خدمات توافق شده منعقد میشود. در این قرارداد باید کیفیت سطح خدمات، نحوه اندازه گیری تخطی از سطح خدمات و ضمانتهای اجرایی آن تعیین شود).بیشتر این خدمات برای ارایه یک سرویس مناسب ویپروی اینترنت کافی هستند. به همین خاطر است که استفاده از خدمات ویپ در اینترنت روز بهروز افزایش می یابد.

عالوه در مسائل بالا که در مورد شبکه و ارتباطات گفته شد، نکات دیگری نیز وجود دارد که در سیستم های کاربران، نرم افزارهای تلفنی، تلفن های ویپ و مبدل های تلفن آنالوگ(ATA: Analog Telephone Adapter)و ... باید در نظر گرفته شود. اولین نکته استفاده از سخت افزارهایی است که از شرکت های معتبر در زمینه ی ویپ خریداری شده است. و همچنین پشتیبانی این سخت افزارها از بافرJitterبرای کم کردن و از بین بردن تاثیرJitterشبکه در مکالمات است. مثال بعضی از مبدل های تلفن آنالوگ دارای این بافر هستند. نکته ی دیگر پشتیبانی سخت افزار از حذف پژواک صدا(Echo Cancelation)است. مثال استفاده از کارت های تلفن شهری که از این امکان
استفاده می کنند تاثیر زیادی بر روی کیفیت تماس ها با شبکه مخابرات شهری دارد. در صورت نبود چنین امکانی در کارت باید از سیستم نرم افزاری جایگزین استفاده کرد که باعث افزایش بار پردازشی برروی سیستم شده و این امر نیز باعث ایجاد تاخیر در تماس ها می شود. همچنین در استفاده از تلفن های نرم افزاری باید نرم افزار امکان برچسب زدن بسته ها را نیز داشته باشد تا در صورتیکه ما روی سوییچ ها و روترهای شبکه تنظیماتQoSرا انجام دادیم این بسته ها شناسایی شوند. علاوه بر این برای کاربرانی که از سیستم کامپیوتری برای ارتباطات استفاده می کنند، استفاده از کارتهای صدای با کیفیت و همچنین هدست های مناسب ویپ باید در نظر گرفته شود.

عالوه بر بررسی شبکه و سخت افزارها و نرم افزارهای مورد استفاده در سیستم برای ارایه سرویس با کیفیت خوب، باید این نکته را هم در نظر بگیریم که استفاده از کدک های با کیفیت بالا برای ارتباطات بسیارحیاتی می باشد. همیشه برای ارتباطاتی که پهنای باند مهم نیست بهتراست از کدک هایی استفاده کنیم که کمترین بار پردازشی را به سیستم وارد می کنند مانندwavوwav49برای مکالمات صوتی داخلی. همچنین برای ارتباطاتی که پهنای باند کمتری می توانیم بکار بریم مانند ارتباطات اینترنتی، بهتر است از کدک های با کیفیت باال و فشرده سازی خوب مانندG.729استفاده کنیم.هرچند که این کدک های فشرده باعث افزایش بار پردازشی سیستم می شوند ولی با توجه به فشرده سازی مناسب ارسال آن ها روی شبکه هایی مانند اینترنت که محدودیت پهنای باند داریم به مراتب بهتر است.

در پایان رعایت تمام نکات بالا می تواند منجر به ارایه ی سرویس با کیفیت مناسب به کاربران سیستم ویپ شما را بدهد. ولی علاوه بر این نباید از کنترل و مانیتورینگ مداوم شبکه و سیستم غافل شد.