VoIP teknolojisi hakkında ana başlıklar

1. VoIP
Veysi Ertekin
-Bilgisyar Mühendisliği Yüksek Lisansİstanbul Aydın Üniversitesi
ertekin.veysi@gmail.com
PSTN ve VoIP Karşılaştırması
Özellik
PSTN
Özet— Bu makalede VoIP teknolojisinin doğuşundan
bahsedilecek, VoIP protokolünün içerdiği bileşenler tanımlanıp,
standart Public Switched Telephony Network arasındaki
farklara değiniecektir.
hatlar gerekir.
İş sürekliliği hata telafisi
Hizmet genellikle elektrik
kesintilerinde devam eder
çünkü telefon prizleri
elektriğe ihtiyaç duymaz
fakat kablosuz telefonlar
için elektrik gereklidir.
Arama
bekletme
yönlendirme
İlave ücrete tabidir.
Keywords—VoIP, PSTN, SS7, SIP, H.323
I.
VOIP NEDIR?
VoIP açılımı “Voice over Internet Protocol” şeklinde
olmakla birlikte sesin IP üzerinden paketler halinde farklı bir
noktaya aktarılmasıyla oluşturulmuş bir iletişim yöntemidir.
İnternetin günümüzde hemen her yere yayılması sonucu
hala kullanmakta olduğumuz PSTN (Public Switched
Telephony Network) teknolojisine alternatif olarak 1989
yılında VocalTech Communication isimli bir şirket tarafından
keşfedilmiştir. Bu keşif donanımsal olmakla birlikte, ilk kişisel
VoIP iletişimi sağlayan program ise yine aynı şirket tarafından
1995 yılında yayınlanmıştır. 1998 yılında ise VoIP’den
telefonu aramanın bir yolu keşfedildi ve bu devrimle birlikte
VoIP kullanımı oldukça arttı.
VoIP maliyetleri düşürdüğü için kurumsal şirketlerde çokça
kullanılmaya başlanmasıyla birlikte bir çok VoIP donanımı
piyasaya sunulmuştur.
Acil arama
Türkiye gibi bir çok ülkede
ücretsiz olarak sunulur.
III.
Özellik
Bağlantı Tipi
Min.
Bant
genişliği
gerekebilir.
İnternet bağlantısı
kesildiğinde hizmet
sona erer. VoIP
hizmeti sunan şirketler
bunlar için yazılımsal
önlemler alabilirler
(bağlantı kesilmesinde
5 sn bekle gibi)
Çoğu şirketce ücretsiz
olarak
sunulmaktadır(Google
, Skype ..)
VoIP mekan bağımsız
olduğu için servis
sunan sağlayıcı
bulunulan ülke için ek
bir düzenleme
yapmadıysa bu tür bir
hizmet genellikle
desteklenmez.
VOIP BILEŞENLERI
PSTN anahtarlamalı ve bağlantılı ekipman bütününden
meydana gelir. Yani bağlantı başlar, kurulur ve biter. VoIP’de
ise bağlantı kurmak için bir dizi işlemin uygulanması
gerekmektedir;
•
Sinyalleme,
•
II.
VoIP
Dönüştürme,
PSTN VE VOIP KARŞILAŞTIRMASI
•
Transfer,
PSTN ve VoIP Karşılaştırması
•
Geçit kontrolünün yapımı.
PSTN
VoIP
Telefon ağı ve analog
iletişim
İnternet bağlantısı ve
dijital iletişim
64 Kbps
Ücretlendirme
Genelde ücretsiz iletişim
yoktur. Uluslar arası
iletişim pahalıdır.
Ölçeklendirme
Kişi adına alınması
gerekebilecek karmaşık ve
pahalı yeni donanım, yeni
10 Kbps
VoIP’den VoIP
araması ücretsizdir.
VoIP ile yerel veya
uluslar arası telefonlar
aranacaksa ücret
PSTN’e kıyasla yarı
veya daha ucuzu
olabilir.
Yeni yazılım
yüklemesi veya bant
genişliği arttırımı
A. Sinyalleme(signaling)
Hedef noktalar arası bağlantıların oluşturulması ve
yönetiminin sağlanmasıdır.
B. Dönüştürme(encoding)
Bağlantı kurulduğunda insan sesinin IP ağı üzerinde
aktarımına elverişli olacak biçimde dijital formata
dönüştürülmesidir.

2. C. Transfer
IP ağının bu gerçek zamanlı görüşmeyi kabul edilebilir ses
kalitesinde iletimidir.
D. Geçit kontrolü(gateway control)
Paket tabanlı ses formatlarının PSTN
anlaşılabilir olasını sağlayan bileşenlerdir.
tarafından
haritalandırma ve yönlendirme özellikleri telefon üyelik
servislerinin daha akıllı olmasına izin vermiştir. Bu yetenekler
kişisel taşınabilirlik yani son kullanıcının herhangi bir internet
ağında üyesi olduğu servis üzerinden çağrı alabilmesini
sağlamaktadır.
SIP çoklu ortam bağlantılarında 5 farklı özelliği destekler;
1.
Kullanıcı
lokasyonu:
işletim
sisteminden
bağımsızlığın sağlanması (ortak bir protokol
olması)
2.
Kullanıcı yetenekleri: kullanılabilecek ortam ve
ortam parametrelerinin bellirlenmesi (ne kadar ses
kalitesi olsun?)
3.
Kullanıcı uygunluğu: çevrimiçi bağlı kullanıcıların
tespiti
4.
Arama başlatma: “Çalıyor...” şeklinde karşı tarafı
telefon görüşmesine davetin yapılması
5.
Arama işleme: ses transferi
sonlandırmaların yapılabilmesi
ve
arama
Ayrıca SIP konferans görüşmeyi de desteklemektedir.
IV.
BAĞLANTI PROTOKOLLERI
A. SS7 (Signaling System 7)
PSTN üzerinde bir numara çevrildikten sonra karşı tarafın
meşgul veya uygun olup olmadığının tespit edilmesi ve eğer
karşı taraf uygun ise çağrım yapılmasını sağlayan bir
protokoldür.
B. H.323
International Union – Telecommunnication (ITU-T)
tarafından oluşturulmuş, Internet gibi bir ağ üzerinden paket
tabanlı ses, video ve veri aktarılmasını sağlayan bir protokoller
bütünüdür.
Şekil: SS7 ve H.323/SIP tabanlı bir VoIP ağı
C. SIP (Session Initiation Protocol)
SIP, Internet Engineering Task Force (IETF) tarafından IP
üzerinden telefon çağrımlarının yapılabilmesi için tanımlanmış
bir sinyalleme protokolüdür. SIP internet için özel olarak
tasarlanmıştır. Oturumların başlatılmasını, düzenlenmesini ve
bitirilmesini sağlayan bir uygulama katmanı protokolüdür. İsim
D. RTP (Real-Time Transport Protocol)
VoIP TCP/IP protokolü üzerinden çalışmaz çünkü TCP/IP
da onay mekanizması çok sıkıdır, güven üstüne kurulmuştur.
VoIP’de ise genellikle daha çok gerçek zamanlı karakteristikler
ile veri akramını destekleyen RTP(Real-Time Transport
Protocol) kullanılır. Gerçek zamanlı karakteristikler veri türü

3. kimlik doğrulaması (ses mi, video mu vs..), verilerin
sıralanması, verilerin tarih ile işaretlenmesi, hangi verilerin
ulaşıp ulaşmadığının kontrolü olarak sıralanabilir. Kullanıcılar
tarafından kullanılan uygulamalar genellikle UDP(User
Datagram Protokol) katmanının en üst seviyesinde çoklama ve
veri doğrulama işlemlerinde RTP’yi kullanır.
RTP gerçekte verilerin zamanında yerine ulaşılacağı gibi
diğer QoS (Quality of Service) garantilerini sunmaz. Onun
yerine, daha düşük katmanlı servislerin bu özellikleri
sunmasını bekler. Örneğin bir sinyal protokolü bağlantıyı
kurmalı, ne tarz veri ile haberleşileceğini belirlemelidir. RTP
ne verilerin başarıyla aktarılıp aktarılmayacağının, ne de ağda
gönderilecek verilerin sıralı ulaştırılacağının garantisini verir.
V.
SERVIS PARAMETRELERI
A. QoS (Quality of Service)
İnternetteki temel yönlendirme politikası “en iyi çaba” ile
servis kalitesinin artırılması üzerine kurulmuştur. Bu yaklaşım
kullanıcılar açısından kabul edilebilinir bir ölçüttür fakat VoIP
iletişimi için -zamanlama-/-sürekli veri aktarımı- açısından
yeterli değildir.
algoritmasının bu tarz olağan üstü durumlar için ek korumalara
sahip olması gerekir.
C. Kesintiler
IP ağlarında verinin ulaşılabilirliği garantilenmediği için
karşı tarafa iletilen veri bazen yetersiz oranda ulaşabilir. Ağ
üzerindeki bu ara paket ulaşım oranına “kesinti” denir.
Kesintiler ağ üzerinde aktarımda yaşanan gecikmeleri belirtir.
Gönderilen verinin çok küçük parçalar halinde değilde
önbellekleme yapılarak gönderilmesi kesintileri azaltır ve veri
önbelleklendiği için verilerin sıralı gitme oranı artar.
D. Gecikmeler
Gecikme, IP telefon sistemi üzerindeki konuşmanın
gecikmeye uğrayarak karşı tarafa iletilmesidir. Tek yönlü
gecikme, konuşan kişinin sesinin oluşumundan itibaren alıcı
duyana kadar geçen toplam süredir. Gidiş-dönüş gecikmesi ise
yapılan bir çağrımda karşılıklı oluşan tek-yön gecikmeye denir.
Ne kadar düşük gecikme oluşursa o kadar doğal bir sohbet
oluşur. PSTN çağrılarında, gidiş-dönüş gecikmesi genellikle
150 ms’nin altındadır. VoIP çağrımlarında ise maliyetin
düşürülmesi açısından bu ortalama 200 ms olarak
belirlenmiştir. International Telecommunication Union (ITU)
tarafından belirlenmiş limitler bulunmaktadır(G.114):
QoS, IP-yönlendirmeli ağlar gibi çeşitli altyapı teknolojileri
üzerinden akan ağ trafiğinin daha kontrollü olma yeteneğini
ifade eder. QoS özellikleri modemler tarafından kullanılan bazı
özellikleri şöyle sıralanabilir:
•
Kayıplara
neden
olan
karakteristiklerin
geliştirilmesi(daha iyi yayın için iki anten
kullanılması gibi),
•
Ağdaki yoğunluktan kaçınılması veya ağ yoğun
olmuşsa bunun yönetilebilmesi,
•
Ağ trafiğinin yönlendirilmesi,
•
Ağ üzerindeki trafik önceliklerinin düzenlenmesi.
150 ms altındaki çağrımlar kabul edilebilir
düzeydedir,
•
150~400 ms arasındaki gecikmeler
edilebilir fakat kullaıcı deneyimini
niteliklidir,
•
400 ms üzerindeki gecikmeler ise kabul edilemez
düzeydedir.
Belirlenmiş bir bant genişliğinin desteklenmesi,
•
•
Ses uygulamaları geleneksel veri uygulamalarına istinaden
daha farklı karakteristiklere sahiptirler. Gerçek zamanlı
olmakla beraber ağdaki paketlerin minimum gecikme ile
iletilesi gerekir. Ayrıca paket kayıplarının, bozuk veya yanlış
paket iletimlerinin olmaması gerekir. IP üzerinden daha verimli
ses iletimi için güvenilir, kesintisiz ve minimum gecikmelerle
paket taşıması için mekanizmaların oluşturulması gerekir.
B. Paket Kayıpları
UDP protokolü bütün paketlerin kesinlikle ulaştırılacağını
ve sıralı olarak gönderileceğini garantilemez. Aşırı trafik veya
tıkanıklık zamanlarında bazı paketler yok sayılırlar.Ses
aktarımlarındaki zaman duyarlılığı açısından bu şekilde bir
işleyiş hakimdir, normal TCP tabanlı protokolleri buna uygun
değillerdir. Gereksiz bilgi aktarımı, en son paketin tekrar
edilmesi gibi durumlardan meydana gelebilecek yanlış ses
eklemelerini telafi etmek adına
bu tarz bir yaklaşım
sergilenmektedir.
%10 altındaki paket kayıpları önemsiz olup bu oran
üzerindeki kayıplarda ise ses iletiminde kullanılan dönüştürme
kabul
etkiler
Gecikmeler sonucu oluşabilecek sorunlardan biri sesin
yansımasıdır. Konuşmacının sesi 50 ms üzerindeki gidiş-dönüş
gecikmelerinde yankılanabilir. Oluşabilecek bu yankılar VoIP
sistemi yankı kontrol mekanizmasına sahip olması gerekir.
Oluşabilecek bir diğer sıkıntı ise konuşmacıların seslerinin
çakışmasıdır. Bir ses diğer sesin önüne geçebilir. Bu gibi
durumlar 250 ms gibi gecikmelerde yaşanmaktadır.
E. Bit-oranı/Ses kalitesi
Geliştiriciler genellikle düşük bant genişliğine sahip
kullanıcılara hitap edecek ses kodlayıcılar tasarlamaktadırlar.
Bu da ses kalitesinden ödün vermeye neden olmaktadır. Br
çok kullanıcı 29 kbps üzerinde bant genişliğine sahiptir, yani
aslında kullanılan VoIP servisi daha kaliteli olarak sunulabilir.
Sesin kalitesi kullanılan veri miktarı ile aynı oran da arttığı için
kullanılan bant genişliği daha fazla olur. Ses kalitesinin düşük
olarak belirenmiş olması gerçekte kullanıcıya da ayrıca
internette sörf yapabilmesine imkan verir.
REFERANSLAR
[1]
Princy Mehta and Sanjay Udani, “Sounding good on the Internet” 02786648/01/$10.00 © 2001 IEEE

4. [2]
[3]
[4]
[5]
Bur Goode, Senior Member, IEEE “Voice Over Internet Protocol
(VoIP)” PROCEEDINGS OF THE IEEE, VOL. 90, NO. 9,
SEPTEMBER 2002.
http://searchunifiedcommunications.techtarget.com/feature/PSTN-vsVoIP-Whats-best-for-your-business.
http://en.wikipedia.org/wiki/Voice_over_IP .
http://searchunifiedcommunications.techtarget.com/definition/VoIP .
[6]
İlk Çağ, Orta Çağ, Yakın Çağ, VoIP Çağı; Bayram Karagöz;
http://www.slideshare.net/outlier_84/.
[7] Seven Myhths About Voice over IP, BY STEVEN CHERRY, March
2005 | IEEE Spectrum | NA 57.
[8] Cisco Voice Over IP (VoIP) QoS Basics, http://www.petri.co.il/voipquality-of-service-basics.htm
[9] http://voip.about.com/od/voipbasics/a/qos.htm
[10] http://en.wikipedia.org/wiki/Session_Initiation_Protocol