Bilgisayar ağları ve ağ bileşenlerindeki
teknolojik gelişim son yıllarda noktalar
arası veri haberleşme hızları ile paralel
bir gelişim süreci içerisine girmiştir. Bu
gelişmelere paralel olarak mevcut ağ
altyapıları üzerine eklenen yeni
teknolojiler, geliştirilen yeni
protokoller ve teknikler ile birlikte
bilgisayar ağları sadece bilgisayarlar
için veri haberleşmesi alanında değil,
başka alanlarda da hizmet vermeye
başlamışlardır.
Bunlardan en etkileyici olanı ise VoIP
olarak karşımıza çıkmaktadır. Aslında VoIP
genel olarak mevcut telefon şebekesi ağ
mimarisi üzerinde yapılan geliştirme
çalışmaları sonucunda ortaya çıkan bir
teknolojidir. Önceki zamanlarda anahtar
devreli telefon sistemleri üzerinde ses
haberleşmesi sağlarken günümüzde artık
telekominikasyon şirketleri paket devreli
sistemler üzerine geçerek IP tabanlı
altyapılara dönmeye başlamışlardır.
Telefon şebekelerinde kullanılan SS7
sinyalleşmesi ağ yapısı, IP tabanlı ağlar
olarak çok daha düşük maliyetli sistemlere
dönüşmüş ve bunlar üzerinden ses aktarımı
gerçekleşmiştir. Bu değişim süreci
kullanıcılara analog hatlardan digital
hatlara geçiş olarak yansımış ve gerek ses
kalitesi olsun gerek bağlantı süreleri
olsun pekçok gelişmeyi beraberinde
getirmiştir.
VoIP telekom alanında gerçekleşen
gelişmeleri takiben bilgisayar ağları
üzerine geliştirilen sıkıştırma
protokolleri ve ekipmanlar ile hayatımıza
girmeye başlamıştır.
Kısa bir tanım yapmak gerekirse VoIP
internet veya data hatları üzerinden ses
aktarımı olarak açıklanabilir.
Bu gibi bir durumda insanların aklına
gelebilecek en temel sorulardan birisi,
mevcut telefon altyapısı ile zaten
konuşmalarımı yapabiliyorum, neden VoIP ?
Cevap aslında çok basittir. Maliyet...
Belirli bant genişliğine sahip data
hatları için ödenen ücret sabittir. Bu
hatlar üzerinden VoIP ekipmanları ve
protokolleri kullanılarak istenilen
miktarda telefon görüşmesi yapılabilir. Bu
durumda sabit bir ücret ve kurulum
maliyetleri ile telefon hatlarından
yapacağınız görüşmenin kalitesine çok
yakın ( kimi zaman farkedilmeyen ) bir
kalitede çok daha ucuza telefon görüşmesi
yapma imkanı bulabilirsiniz.
Gelelim VoIP bileşenlerine..
Aslında bu yazıda amacım detaylı olarak
VoIP teknolojilerini anlatmak değil.
Nitekim VoIP sadece 1 makale ile
anlatılabilecek bir konuda değil, tabii
2000 sayfalık bir makale yazmadığım
sürece. Bu yazıda temel olarak VoIP'in ne
olduğu, kullanım alanları, ne gibi farklı
şekillerde kurulum yapılabileceği ile
ilgili örnekler ve açıklamalar yapmak.
VoIP'in data hatları üzerinden ses
aktarımı olduğu açıklamasını takiben bazı
bilgiler vermenin yerinde olacağı
kanısındayım.
VoIP sadece data hatları ve data transferi
için gerekli olan ekipmanlar ile yapılamaz
( tabii soft çözümler vardır fakat gerek
kalite olarak gerek kontrol olarak sıkıntı
yaratabilir )
Ciddi anlamda VoIP yapabilmek için gerekli
olan ekipmanları ve yazılımları sağlamanız
gerekmektedir. Ben örnekler vermek
suretiyle en basitinden komplex yapılara
doğru hafif olarak değinmek istiyorum.
Soft Çözümler
Soft çözümler herhangi bir donanım
kurulumu gerektirmeden sadece PC'lere
kurulabilen yazılımlar aracığı ile yapılan
ses haberleşmesidir. Yaygın olarak SJPhone
gibi yazılımlar ile bilgisayar kaynakları
kullanılarak, karşılıklı iki ip arasında
kullanılabilir. Bu yazılımlar gerektiği
takdirde VoIP donanımlarını simule eden
diğer yazılımlar ile desteklenerek ek
özellikler kazanabilir.
En ucuz çözümdür, gerekli bant
genişliğinde rahat konuşma imkanı sağlar
fakat üzerine kurulu olduğu PC için sadece
ses kartı ile ilgili bir takım yatırımlar
isteyebilir.
İki nokta arası Hard Çözümler
Bu kısımda sisteme eklenecek olan
ekipmanlar ile iki nokta arasındaki data
hattı kullanılarak yapılabilecek VoIP için
açıklama yapacağım.
Bu gibi case'ler için çok farklı çözümler
önerilebilir, desteklendiği takdirde, PBX
santrallere yapılabilecek olan eklentiler
ile dahili hatlardan 2 ofis arasında VoIP
kullanmak, Voice Gateway kullanarak
belirli telefonlar üzerinden iki nokta
arasında ses haberleşmesi kullanmak.
Birkaç farklı ürün kullanarak masalara
konulacak olan Cisco Phone benzeri ürünler
ile farklı noktalar arasında SIP protokolü
ile haberleşmek vs. gibi çözümler
geliştirilebilir. Bu çözümler 300 dolardan
30.000 dolara hatta daha üstüne kadar
maliyetlere çıkabilir. İhtiyaçlarınıza
bağlı olarak profesyonel yardım ile bu
tarz sistemleri kurabilirsiniz.
Şehirler Arası, Ülkeler Arası Ses Trafiği
Bu gibi durumlarda evlerinizdeki
telefonlardan veya yine sisteminize
yapılacak eklentiler ile dahili
telefonlarınız üzerinden şehirler arası
veya ülkeler arası görüşmeler
yapabilirsiniz. Burada maliyetler %90
oranında normal telefon hatlarına kıyasla
düşüş göstermektedir. Kalitedeki düşüş
doğal olarak yapacağınız yatırım ve
kullandığınız bant genişliği ile
orantılıdır.
Şehiriçi telefon şebekesi kullanılarak
yurtdışı aramaları ile ilgili olarak
verilebilecek en iyi isim Hybrid
Mimarilerdir, burada telekom telefon
şebekesi üzerinden aranacak bir telefon
numarası ile kullanıcı VoIP sistemine
alınır ve bu sistem içerisinden istediği
noktaya arama yapabilir. Bu sistemler çok
ciddi yatırım ve bilgi isteyen
sistemlerdir. 3rd party şirketler
tarafından belirli bir ücret karşılığında
verilen hizmetlerdir ve karşılığında
ihtiyaçlarınız oranında telefon
maliyetlerinizi %70-80 oranında
düşürebilecek sistemlerdir.
Bu makale kapsamında Hybrid Sistemler ile
ilgili fazla detay vermek istemiyorum,
bunun nedeni ciddi anlamda komplex
yapılara sahip sistemler olması, gerek
soft açıdan gerek donanımsal açıdan milyon
dolarlık kurulum maliyetledine, ciddi know-how'a
sahip olunması gereken sistemler olması ve
aynı işi yapabilmek için kullanılabilecek
farklı teknolojilerin ve ekipmanların
yelpazesinin inanılmayacak kadar geniş
olmasından dolayı çok fazla teknik
bilginin verilmesini gerektiren bir konu
olması sıkıntı yaratabilir.
Kezaa bu tip sistemlerde iş artık
bilgisayar ağları ile telekom ağlarının iç
içe çalışmasını gerektiren, veri
haberleşme yöntemleri konusunda derin
çalışmalar gerektiren, 1000'lerce farklı
ekipman ve yazılım arasından ihtiyaçları
en iyi karşılayacak olan ekipman ve
yazılımların seçiminde hata affetmeyen bir
sistem olarak karşımıza çıkmakta.
Bu makalede Hybrid sistemlere giriş
yapmaktan çekinmemin bir diğer nedeni ise,
verilebilecek yanlış bir bilgide, bilgiyi
kullanan için geri dönüşü olmayan bir
takım maliyetlerin ortaya çıkabilmesidir.
Farklı tipte ekipmanların farklı yapılarda
farklı görevlerinin olması, bu tip bir
yapının tanımını da çok daha zor bir hale
getirmektedir.
Genel olarak toplamak gerekirse, VoIP
pekçok farklı yol ile kullanılabilecek bir
teknolojidir. NGN olarak tabir edilen,
Next Generation Networks kapsamında
vazgeçilmez bir bileşen olarak karşımıza
çıkmakta ver geçen gün yeni kullanım
alanları, yeni teknolojiler, yeni
ekipmanlar bu pazarda yerini almaktadır.
Diğer bir konu ise VoIP ile ilgili olarak
ülkemizdeki kanuni uygulamaların dikkatli
bir şekilde incelenmesi gerekliliğidir.
Telekom'un tekel kapsamında olduğu
dönemlerden kalan yasaların ileride bu
tarz sistemleri uygulamak isteyen sistem
yöneticilerinin başlarını belaya sokmaması
için dikkatli incelenmesi ve yapılabilecek
kanuna aykırı uygulamalardan kaçınılması
şiddetle tavsiye edilir.
Bu makale kapsamında verilebilecek olan
bilgiler çok daha arttırılabilir, fakat bu
yazının bir giriş niteliğinde olması
nedeniyle, çok uzatmak sanırım kafaları
karıştırmaktan başka bir işe
yaramayacaktır. İlerleyen günlerde farklı
uygulamalar ile ilgili olarak daha
detaylı, daha konsantre yazılar sizleri
beklemektedir.
Nasil Çalisir?
Yillar önce, uzak bir noktaya digital
formda sinyal gönderme kesfedildi. Sinyal
yollanmadan önce dijital formata ADC (analog
to digital converter – analog’dan
dijital’e dönüstürücü) ile ile çevrilmekte
ve karsi tarafa yollanmakta, karsi taraf
sinyali aldiginda tekrar analog formata
çevirmek için DAC (Digital to analog
converter – dijital’den analog’a
dönüstürücü) kullanilmaktadir.
VoIP’de bu sekilde çalismaktadir, dijital
formattaki ses, veri paketleri olarak
karsiya yollanmakta ve karsi tarafta
tekrar dijital ses haline
dönüstürülmektedir.
Dijital format daha iyi kontrol
edilebilmektedir: Sikistirabiliriz,
yönlendirebiliriz, daha iyi bir formata
çevirebiliriz ve daha fazlasi. Zaten
bilindigi gibi dijital sinyalin gürültü
toleransi, analog’a göre daha fazladir.
(Örnek: GSM)
TCP/IP aglarinda, IP paketleri iletisim
kontrolü için header ve veri transferi
için payload kisimlarini içerir. VoIP
bunlari agda ilerleyebilmek için ve hedefe
ulasmak için kullanir.
Ses(kaynak) --- ADC --- Internet --- DAC
--- Ses(hedef)
VoIP kullanmanin PSTN’e göre
avantjlari nelerdir?
Eger PSTN hat kullaniyorsaniz, genel
olarak hatti kullandiginiz süre kadar, o
hatti size saglayan ve yöneten sirkete
para ödersiniz. Eger uzun süre
konusursaniz daha çok ödersiniz. Ve ayrica
ayni anda birden fazla kisi ile
konusamazsiniz. (Telekonferans)
VoIP’de ise bunun tersine ayni anda
ihtiyaciniz olan herkezle görüsebilirsiniz
(Karsi tarafinda VoIP kullaniyor olmasi
lazim). Istediginiz kadar ve ayni anda
birçok kisi ile konusabilirsiniz.
Peki neden herkes VoIP kullanmiyor?
Ne yazik ki hala VoIP mimarisi ile
Internet arasindaki entegrasyonda hala
problemlerimiz bulunmakta. Tahmin
edebileceginiz gibi ses trafigi gerçek
zamanli akisa sahip olmalidir (VoIP’de,
sesinizin karsi tarafa gitmesi veya sizin
onu duymaniz için beklemeniz
gerekmektedir) Bu internetin yogunlugu ile
alakalidir. Internet, birçok yönlendirici
(router) dan olusan heterojen bir yapiya
sahiptir, 20-30 civarinda veya daha fazla
yönlendiriciden geçerek yol almak ve
bunlarin yogunluklari göz önüne alinirsa
bu paketlerin yol alacagi zaman artacaktir.
Demek ki iyi bir performans için bazi
seyleri degistirmek gerekmektedir. Takip
eden bölümde bu büyük problemi nasil
asabilecegimizi anlatmaya çalisacagiz.
Genel olarak, VoIP uygulamalari için
internet üzerinde belli bir bant
genisligini garanti etmek çok zordur.
VoIP hakkinda teknik bilgi
Bu bölümde VoIP hakkinda bazi önemli
bilgileri vermeye çalisacagiz. Daha
sonraki açiklamalari anlamak için gerekli
bilgilerdir bunlar.
VoIP iletisimine genel bakis
VoIP iletisimi için sunlara
ihtiyacimiz vardir:
Öncelikle analog sinyali dijital sinyale (bits)
çevirmek için ADC gereklidir. Ve bu
dijital bit’lerin iletisim için iyi bir
formatla sikistirilmis olmasi olmasi
gerekmektedir. Bunun için ileride
görecegimiz birkaç protokol vardir.
Simdi bu ses paketlerini gerçek zamanli
protokol ile veri paketlerine ilistirmemiz
gerekmektedir. (genellikle IP üzerinde UDP,
onunda üzerinde RTP)
Karsi tarafi aramak için sinyallesme
protokolüne ihtiyacimiz var. Bunu ITU-T
H.323 yapacaktir.
Karsi tarafa ulasan paketlerin tekrar
açilmasi,verilerin düzenlenmesi, analog
ses sinyaline çevrilmesi ve son olarak ses
kartina veya telefona yollanmasi
gerekmektedir.
Bütün bu islemlerin gerçek zamanli olarak
gerçeklesmesi gerekmektedir. Çünkü çok
geriden gelen paketlerin beklenmesi gibi
bir seçenek yoktur.
Temel Mimari
Ses )) ADC – Sikistirma Algoritmasi -
RTP’nin TCP/IP içine yerlestirilmesi -----
----> |
<---- |
Ses (( DAC – Açma Algoritmasi - RTP’nin
TCP/IP’den ayiklanmasi -----
Analog’dan Dijital’e Dönüstürmek
Bu islem donanim ile gerçeklestirilir,
genellikle kartlar üzerinde ADC ile.
Günümüzde bütün ses kartlari 16 bit –
22050 Hz dönüsüme destek vermektedir
(Örnekleme için Nyquist kuralina göre
44100 Hz’e ihtiyaç duyulur). Gerekli bant
genisligi ise : 2 Byte * 44100 (sn. ‘deki
örnekleme) = 88200 byte/sn, stereo
için176.4 kbyte/sn.
VoIP’de ses yollamak için 176 Kbyte gibi
bir bant genisilgine ihtiyacimiz olmaz.
Sonraki bölümlerde görecegimiz kodlama
seçenekleri ile bunu düsürmekteyiz.
Sikistirma Algoritmalari
Simdi elimizde standart formatta olmasi
gereken ve hizli iletilmesi gereken
dijital veri var.
• PCM, Pulse Code Modulation, ITU-T G.711
Ses bant genisligi 4 kHz, tabii ki
örnekleme bant genisilgi 8 kHz olmali (Nyquits’e
göre)
Her örnekleme 8 bit’tir (Bu 256 ayri deger
demek).
Net hiz : 8000 Hz * 8 bit = 64 kbit/sn,
yani tipik dijital telefon hatti.
Gerçek uygulamalarda Kuzey Amerika için
mu-law ve Avrupa için a-law varyantlari
olan ve logaritmik olarak 12 yada 13 bit
analog sinyallesme kullanilir.
• ADPCM, Adaptive differential PCM, ITU-T
G.726
32 kbps gerektiren ses paketi ile gerçek
paket arasindaki farki çeviren sikistirma
teknigidir.
• LD-CELP, ITU-T G.728
• CS-ACELP, ITU-T G.729 ve G.729a
• MP-MLQ, ITU-T G.723.1, 6.3kbps, Gerçek
Zamanli Konusma
• ACELP, ITU-T G.723.1, 5.3kbps, Gerçek
Zamanli Konusma
• LPC-10, 2.5 kbps!!
Son olarak siralanan protokoller oldukça
önemli olup, düsük bant genisligi
kullanimini garanti etmektedirler.
Özellikle G.723.1 çok yüksek bir MOS (Mean
Opinion Score – Ses kalitesinin
ölçülmesinde kullanilan bir deger)
degerine sahiptir.
RTP (Real Time Transport Protocol
– Gerçek Zamanli Tasima Protokolü)
Simdi elimizde ham veri var ve TCP/IP
yiginina yerlestirmemiz gerekmekte. Yapi
su sekildedir:
VoIP veri paketleri
RTP
UDP
IP
I,II katmanlar
VoIP veri paketleri, UDP-IP paketlerinin
içindeki RTP paketlerinde yer alir.
Öncelikle, VoIP TCP kullanamaz çünkü,
gerçek zamanli uygulamalar için TCP çok
agir. Bu yüzden UDP kullanilir.
Ikinci olarak, UDP, paketlerin karsi
tarafa ulasip ulasmadigini veya ne kadar
zamanda ulastigini kontrol etmez. Bu iki
deger sesin kalitesi için önemlidir. RTP
bu problemi çözerek paketlerin alindigi
tarafta paketleri uygun siraya dizer ve
paketlerin ulasmasi için çok uzun süre
beklemez, böylece konusma kesintilere
ugramaz. Fakat hala sürekli veri akisina
ihtiyaç duymaktadir.
Real Time Transport Protocol – Gerçek
Zamanli Tasima Protokolü
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
+-+-+
|V=2|P|X| CC |M| PT | sira numarasi |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
+-+-+
| zaman bilgisi |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
+-+-+
| senkronizasyon kaynak (SSRC)
tanimlayicisi |
+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=
+=+=+
| yardimci kaynak (CSRC) tanimlayicilar |
| .... |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
+-+-+
Tanimlar:
V : Kullanilan RTP’nin
versiyonu
P : Padding
X : Baslik ekleri
CC : CSRC
tanimlayicilarinin sayisini veren alan.
CSRC alaninin kullanim yeri örnegin
konferans konusmalaridir.
M : Isaret bit’I
PT : Payload tipi
RTP ile ilgili tam bilgiyi RFC 1889 ve
1890’dan alabilirsiniz.
RSVP
VoIP’de RSVP gibi diger bir takim
protokollerde kullanilir. RSVP Servis
Kalitesi’nin kontrolünde kullanilir (QoS –
Quality of Service)
RSVP bir sinyallesme protokolüdür ve
paketlerin ugrayacagi her noktadaki bant
genisligi ve gecikme degerlerini tespit
etmeye yarar. Daha detayli bilgi için: RFC
2205
Quality of Service (QoS)
Yazi boyunca birçok kez VoIP
uygulamalarinin gerçek zamanli veri
akisina ihtiyaç duydugunu ve etkilesimli
ses veri degisimi için beklenende budur
zaten.
Ne yazik ki, TCP/IP bu tip bir amaç için
uygun degildir, sadece en iyi çabayi
gösterir. Paketlerin yol aldigi bütün
yönlendirici (router)’lar da paket akisini
yönetmenin kural ve ip uçlarini
inceleyelim:
IP protokolündeki TOS alani servis tipini
tanimlar: Yüksek deger, düsük önem
anlamina gelir. Ve çok düsük bir deger ise
bize daha çok gerçek zamanli akis saglar.
H323 Sinyallesme Protokolü
H323 VoIP üzerinden arama yapmak için
kullanilir (örnegin MS Netmeeting ile). Bu
protokolu kullanmak için sunlar
gereklidir:
VoIP baglantiyi baslatabilecek
terminaller.
Adres çevrimi (ismi IP ‘ye) ve kabul
kontrolu (admission control – kullaniciyi
kabul veya reddetmek veya bazi
kullanicilarin bant genisligi kontrolü
için) yapabilmek için Gatekeeper.
TCP7IP – PSTN çevrimi için Gateway.
Konferans için MCU (Multipoint Control
Units).
Proxy sunuculari.
H323 sadece VoIP için degil ayni zamanda
video ve veri iletisiminde de kullanilir.
VoIP ile ilgili olarak, H323, G.711,
G.722, G.723, G.728 ve G.729 ses
codec’lerini tasiyabilir. Video için ise,
H261 ve H263. |
