پیاده‌سازی VoIP در شش گام

● گام یكم: تعریف نیازهای سیستم‌ VoIP
در این نوشتار، مدیران شبكه با فرایندی شش مرحله‌ای آشنا می‌شوند كه شبكه‌های تحت مدیریت آن‌ها را به بستری جهت ارائه خدمات VoIP (انتقال همزمان مكالمات تلفنی بر روی یك شبكه دیتا) تبدیل می‌كند.
هدف از این‌كار غلبه گام‌به‌گام بر چالش‌هایی است كه انتقال ترافیك صوتی را برروی بستر نه چندان باكیفیت شبكه‌های محلی با خطر روبه‌رو می‌سازد. از این‌رو پیمودن این مسیر، لازمه تضمین موفقیت پروژه های VoIP سازمانی است.
مكالمات تلفنی مبتنی بر IP، تفاوت‌های بنیادینی با ارتباطات داده دارند و كیفیت این مكالمات ارتباط تنگاتنگی با كارایی شبكه دارد. به‌طوری‌كه هرگونه تاخیر در تبادلات سطح شبكه، افت كیفیت محسوسی را به همراه خواهد داشت. التزام مدیران شبكه به ارتقای كارایی LAN، خطوط و تجهیزات دسترسی به شبكه گسترده، و به‌كارگیری ابزارهای مدیریت و كنترل كیفیت، شرط موفقیت پروژه‌های VoIP است.ُ
اساساً مشكلات ارتباطات تلفنی مبتنی ‌بر IP را می‌توان در سه گروه جای داد: مشكلات شبكه، پیكربندی تجهیزات و ناهماهنگی در سیگنالینگ، و مشكلات موجود در سمت رابط‌های آنالوگ تلفن. مهم‌ترین مشكلات ناشی از شبكه عبارتند از:
۱) تاخیر (Delay):
حدفاصل زمانی ارسال تا دریافت بسته‌های صوتی است كه در صورت فرارفتن از یك میزان مشخص، امكان تشخیص مكالمات را دشوار می‌كند.
۲) نوسانات تاخیر (Jitter):
نوسان در زمان انتقال بسته‌ها، می‌تواند به حذف آن‌ها در سیستم‌های VoIP بینجامد. این عامل مخرب معمولاً ناشی از بروز پدیده تراكم (Congestion) در داخل شبكه است.
۳) تخریب بسته‌های صوتی (Packet Lose):
خرابی‌ها و خطاهای تجهیزات شبكه می‌تواند به تخریب و حذف بسته‌های صوتی منجر شود. این موضوع در مورد مكالمات تلفنی، به معنی از دست‌رفتن بخشی از مكالمه است.
دشواری‌های ناشی از پیكربندی نادرست یا نامناسب تجهیزات و سیگنالینگ میان آن‌ها نیز در دو گروه قابل‌تفكیك هستند.
۴) پیكربندی تجهیزات انتهایی VoIP:
گزینش نادرست نوع كدكننده (CODEC) و مكانیسم‌های جبران‌سازی بسته‌های تخریب شده در شبكه، می‌تواند به كاهش كارایی كمك كند.
۵) تنظیمات روترها و دیواره آتش:
ترافیك صوتی درصورت تنظیم‌نبودن یك روتر یا دیواره آتش در پشت آن به دام خواهد‌افتاد. بنابراین تسهیل عبور این ترافیك از داخل عناصر فوق، الزامی است.
مشكلات موجود در سمت رابط‌های آنالوگ تلفنی درواقع همان‌هایی است كه سال‌ها مهندسان شبكه‌های تلفنی را به خود مشغول نموده‌اند. در راس این مشكلات، پدیده انعكاس (Echo) و نویز (Noise) قرار دارند كه با انتقال به محیط دیجیتال، آثار تخریبی آن‌ها بیشتر شده است. سیاست كلی حذف این موارد، در حد فاصل شبكه IP و بخش آنالوگ است.
در ادامه مطالب، یك فرایند شش مرحله‌ای كه حاصل تجربه مهندسان مجرب شبكه‌های VoIP است آورده می‌شود كه با به كار بستن این توصیه‌ها می‌توان از نتیجه و كیفیت نهایی كار مطمئن شد. البته مهندسان و مدیران شبكه باید توجه داشته باشند كه بسیاری از مشكلاتی كه گفته شد، در حین كار روزمره شبكه و به صورت گذرا رخ می‌دهند. بنابراین مقابله با آن‌ها نیز علاوه بر مرحله طراحی و پیاده‌سازی سیستم VoIP، مستلزم نظارت و كنترل مستمر بر كیفیت شبكه است.
● گام دوم: بررسی قابلیت‌های شبكه گسترده موجود
بسیاری از معضلات كیفی مربوط به مكالمات VoIP، دراثر پهنای باند محدود شبكه گسترده و یا شبكه VPN به عنوان جایگزین آن رخ می دهد. در این مرحله، سوالا‌ت دیگری پیش روی طراح قرار دارد كه پاسخ به آن‌ها پیش‌نیاز تدارك بهینه (و نه بیش از حد) ظرفیت‌ها در شبكه است. ازجمله این‌كه:
مقدار پهنای باند حد فاصل نقاط شبكه چقدر است؟ چه حجم از ترافیك دیتا درحال حاضر (در هر دو حالت حداكثر و میانگین) حمل می شود؟
آیا پهنای باند موجود برای ترافیك فعلی دیتا و پهنای باند تخمین‌زده‌شده در خصوص ارتباطات تلفنی كافی است؟ آیا ظرفیت اضافی برای شرایط خاص و مقطعی تدارك دیده شده است؟ آیا افزایش ترافیك تلفنی بر كارایی كاربردهای دیتا تاثیر منفی دارد و اگر دارد، این تأثیر تا چه حد است؟
برای درك بهتر فرایند، به مثال پیشین رجوع می‌كنیم. ده كانال تلفنی روی هم به ۹۶۰ كیلو بیت در ثانیه پهنای باند نیاز دارند و این میزان در حدود ۵۰۰ كیلوبیت‌در‌ثانیه را برای عبور دیتا باقی می‌گذارد. با افزایش تعداد كاربران تلفنی، كاربردهای دیتا پهنای باند كمتری در اختیار خواهند داشت و در صورت افزایش تعداد كاربران تلفنی به بیش‌از پانزده نفر، كیفیت مكالمات تلفنی نیز كاهش پیدا می‌كند.
● گام سوم: اطمینان از آمادگی بستر شبكه محلی
توصیه اصلی در این گام تلا‌ش برای تفكیك ترافیك تلفنی و دیتا با استفاده از تكنیك شبكه محلی مجازی (VLAN) است. البته حتی در این صورت هم به دلایل وجود اتصالات نامناسب و طولانی و عدم تطابق در ارتباطات دو طرفه امكان بروز مشكلاتی وجود دارد. باید تمامی هاب‌ها از داخل شبكه حذف‌شوند و در صورت بروز خطاهای پیاپی، با بررسی آماری سوییچ‌ها برای ارتقای تجهیزات فكری شود. همچنین در صورت به‌كارگیری نوع بی‌سیم شبكه محلی، باید برای رفع تاثیرات منفی آن بر ارتباطات تلفنی چاره‌ای اندیشیده شود.
● گام چهارم: اطمینان از آمادگی بستر ارتباطی میان سایت‌ها
بسیاری از مشكلات كارایی، با اجرای صحیح گام دوم، یعنی در نظر گرفتن پهنای باند مناسب، قابل پیشگیری است. ولی انجام‌دادن آزمایش‌هایی جهت اطمینان از وجود شرایط مطلوب، الزامی است. این آزمایش‌ها باید با رعایت شرایط خاصی انجام پذیرد كه در ادامه بیان می‌شود:
طول مدت اجرای آزمایش‌ها باید به حدی باشد كه آمادگی شبكه را در شرایط گوناگون تست كند. برای مثال، شرایط شبكه در طول روزهای مختلف هفته در حال تغییر است و چاره‌ای جز گسترش زمان آزمایش وجود ندارد.
آزمایش‌ها باید تحت بار ترافیكی‌ای شبیه آنچه در مرحله اجرا وجود خواهد داشت، انجام بگیرد. آزمایش یك مكالمه تلفنی برروی شبكه‌ای كه باید تعداد زیادی مكالمه را پشتیبانی كند، چیزی را نشان نمی دهد. البته در حال حاضر، بسیاری از سازندگان تجهیزات، ابزارهای لازم برای انجام‌دادن این‌گونه آزمایش‌ها را فراهم می‌كنند.
● گام پنجم: ارتباط با فراهم‌كنندگان خدمات
فراهم‌كنندگان خدمات، معمولا توافقنامه‌های سطح خدمات یا یك SLA را ارائه می‌دهند. لازم است سطح خدمات با توجه به پارامترهای مرتبط با كارایی VoIP و به‌ویژه در مورد پارامترهایی كه بیشتر با مشكل روبه‌رو است، اندازه‌گیری شوند. در ضمن با توجه به ماهیت لحظه‌ای مشكلاتی همچون تخریب بسته‌ها یا نوسانات تاخیر، SLAهایی كه به صورت میانگین برای مقاطع زمانی طولانی، ضمانت ایجاد می‌كنند (برای مثال حداكثر یك‌دهم درصد تخریب برای یك دوره زمانی یك ماهه)، چندان مفید نخواهند بود.
در SLAهای جدیدی كه خاص خدماتت VoIP دارك دیده شده‌اند، نحوه توزیع تخریب بسته‌ها و همچنین تأثیر نوسانات تأخیر را درنظر می‌گیرند و كیفیت مكالمات تلفنی را به عنوان یك پارامتر اصلی در فهرست مشخصات خود ضمانت می‌كنند.
● گام ششم: تعریف معماری و ابزار مدیریت كارایی
معماری مدیریت كارایی و خطا، جزء لازم فرایند نگهداری شبكه است كه باید پیش از بهره‌برداری عملی از تجهیزات تدارك دیده شود. شكل ۱ نمونه‌ای از معماری مدیریت كارایی VoIP را در محیط شبكه‌های سازمانی مبتنی بر پروتكل RTCP و پروتكل‌های مرتبط با آن نشان می دهد.
● توصیه‌هایی برای پس از به‌كارگیری VoIP در شبكه
به كارگیری VoIP باید به‌صورت مرحله به مرحله و با شروع از نوعی شبكه آزمایشی موسوم به Pilot انجام گیرد. باید سعی شود تمامی سناریوهای ممكن و سیاست‌های گوناگون، در این مرحله آزمایشی حضور داشته باشند. برخی از متداول‌ترین مشكلات در این‌گونه آزمایش‌ها عبارتند از:
▪ امكان حذف مكالمات تلفنی توسط دیوارهای آتش
▪ تاثیر تراكم در لینك دسترسی بر افزایش نوسانات تأخیر
▪ انعكاس (Echo) از جانب شبكه تلفن عادی به داخل محیط VoIP

ترجمه: علیرضا تقی زاده

منبع : بانک اطلاعات مهندسی برق