الصوت عبر الإنترنت

الصوت عبر ميثاق الإنترنت (بروتوكول الإنترنت) Voice over IP أو VoIP هو وسيلة لربط المحادثات الصوتية عبر الإنترنت أو عبر أي شبكة تستخدم ميثاق الشبكة Internet Protocol. وبالتالي يمكن لأي عدد من الأشخاص متصلين سويًا بشبكة واحدة تستخدم ميثاق الإنترنت (IP) -مثل الشابكة (إنترنت)- أن يتحادثوا هاتفيًا باستخدام هذه التقنية.
يشار للشركات التي تقوم بنقل الصوت عبر الإنترنت بالشركات الموفرة للخدمة، ويشار للميثاق (البروتوكول)الذي يقوم بنقل الإشارات الصوتية عبر الإنترنت  بميثاق (بروتوكول) الإنترنت VoIP.

المقدمة

في العام 1995 بدأ بعض الهواة بإدراك أن الصوت يمكن أن ينقل عبر الشبكة (الإنترنت) بدل نقله عن طريقة خطوط الهاتف فقط مما يمكن مستخدمي الشبكة التي تربط أنحاء العالم من توفير المبالغ الكبيرة التي يدفعونها للقيام بالاتصالات الهاتفية الدولية حيث تم تطوير أول برنامج حاسوبي يستطيع مستخدموه من التواصل مع بعضهم ولا يتطلب سوى بطاقة صوت ومذياع وربط بالشبكة (الإنترنت). لم تكن هذه البرامج في تلك الفترة تتمتع بنقاء الصوت والنوعية المنشودة ولكنها كانت المؤشر على أن عملية نقل الصوت عن طريق الشابكة ممكنة وواعدة.
لم تعد الاتصالات الهاتفية عبر الشابكة مقصورة على الحواسيب فحسب ولاسيما بعد أن أصبح ممكنا الآن استخدام خدمات (نقل الصوت عبر ميثاق (برتوكول) الإنترنت دون حتى الحاجة إلى تشغيل الحاسوب عن طريق الهواتف التي تدعم هذه التقنية. 
وجديرٌ بالذكر أن تقنية الاتصال عبر ميثاق الشبكة (الإنترنت) تقنية مبنية على البرمجيات، وهي تستفيد من تقنية الصوت عبر ميثاق الشبكة VoIP في نقل الصوت والبيانات عير شبكة حاسوبية. وتتضمن هذه التقنية المبتكرة مزايا فائقة عديدة من بينها على سبيل المثال لا الحصر: تحويل المكالمات، والمؤتمرات الجماعية البعيدة (عن بعد)، والرسائل الصوتية، وغيرها وذلك لتعزيز شبكات الاتصالات وخفض التكلفة الإجمالية.
لاستخدام خدمات تقنية نقل الصوت عبر ميثاق الشبكة ليس عليك سوى الاستعانة بوصلة إنترنت ذي نطاق واسع مثل خدمة خطوط الإنترنت السريعة (دي.أس.أل) وأحد المسيرات (Routers) المزودة بالإنترنت ووصلات هاتفية.

ملخص البحث

في هذا البحث سيتم شرح تقنية نقل الصوت عبر ميثاق الشبكة تعريفها وكيفية عملها وأنواعها وما هي المعدات اللازمة لعمل التقنية مع شرح لمزايا التقنية وعيوبها والتحديات التي واجهتها التقنية مع أخذ بعض من التطبيقات العملية لنرى كيف أسهمت هذه التقنية بالرقي والتطور في المنشآت وأخيراً سندرج بعض الفروقات بين الاعتماد على الاتصالات التقليدية وهذه التقنية.

تاريخ تقنية نقل الصوت عبر ميثاق الإنترنت

تقنية نقل الصوت عبر ميثاق الشبكة (VoIP) جاء لتغيير عالم الهاتف التقليدي. إن خطوط الهاتف التقليدية تتجه إلى البطء تدريجيا مع ما تقدمه تقنية VoIP في جميع أنحاء العالم من فوائد ومزايا في التكنولوجيا المتقدمة. ومن المفيد التوقف وإلقاء نظرة على تاريخ VoIP وستجد مستقبلا أكثر إثارة.
تاريخ تقنية تقنية نقل الصوت عبر ميثاق الشبكة (VoIP) يدل على أان هذه التقنية بدأت عام 1995 عندما بدأت شركة صغيرة تسمى vocaltec، وكان يعتقد أنه أول برنامج هاتف إنترنت. وقد صمم هذا البرنامج لتشغيله على حاسوب منزلي ويشبه إلى حد كبير الهواتف المستخدمة اليوم، وأنها تستخدم بطاقات الصوت والمصادح (الميكروفونات) والسماعات. و كان يسمى البرنامج "هاتف الانترنت" ويستخدم ميثاق H.323 بدلاً من ميثاق SIP بالرغم من أنه أصبح أكثر شيوعا اليوم. 
ابتدأت شركة vocaltec نجاحها مع هاتف الإنترنت، وكان نجاحها عام 1996. والعيب الرئيسي الذي ظهر في عام 1995 هو عدم توافر سعة الشبكة العريضة Broadband، وعلى هذا الأساس فإن هذه البرمجيات المستخدمة في أجهزة المودم التي أدت عن سوء نوعية الصوت عند مقارنتها مع مكالمة هاتفية عادية. ومن المفيد أيضاً الإشارة إلى أن أحدا من موظفي vocaltec الرئيسيين هو أيضا مؤسس whichvoip.com.
وبحلول عام 1998، زاد معدل استخدام VoIP traffic ليمثل ما يقارب من 1 ٪ من كل الرسائل الصوتية في الولايات المتحدة. وأصبحت الأنظار متجهة إلى إعداد وتهيئة الأجهزة التي مكنت اتصال حاسوب شخصي إلى هاتف PC-to-phone وهاتف إلى هاتف phone-to-phone. وقدمت شركات الشبكات مثل سيسكو ولوسينت المعدات التي يمكن أن تسير VoIP Traffic ونتيجة لذلك بحلول عام 2000 أصبح دفق VoIP يمثل أكثر من 3 ٪ من جميع الرسائل الصوتية.
و من الشركات المعروفة والرائدة في هذا المجال شركة Skype التي ظهرت في منتصف التسعينات وهنالك مجموعة من البرامج الأخرى مثل ،Net2Phone, PC2Call, ZeroPhone.....
في عام 2005، أصبحت قضية ضمان جودة نقل الصوت تأخذ الأولوية على نقل البيانات لتصبح هذه التقنية أكثر اعتمادية لنقل صوت واضح دون انقطاع المكالمات الهاتفية. من المتوقع أن يصل ايرادات مبيعات معدات VoIP وحدها أكثر من 8،5 مليار دولار بحلول نهاية عام 2008.
إن معدل النمو الهائل والسريع بتقنية VoIP ومع استخدام التقنيات اللاسلكية، أصبح مستقبل هذه التقنية أمرا مثيرا حقا للدهشة.

تعريف تقنية نقل الصوت عبر ميثاق الشبكة

وهي اختصارا للعبارة الإنجليزية Voice Over Internet Protocol (أي تقنية نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت) – هو وسيلة لربط المحادثات الصوتية عبر الشابكة (الإنترنت) أو عبر أي شبكة تستخدم بروتوكول الإنترنت Internet Protocol. وبالتالي يمكن لأي عدد من الأشخاص متصلين سويًا بشبكة واحدة تستخدم بروتوكول الإنترنت (آي بي) -مثل شبكة الإنترنت- أن يتحادثوا هاتفيًا باستخدام هذه التقنية.

مبدأ عمل التقنية

تقوم هذه التقنية بتحويل الإشارات الصوتية التماثلية Analog Signals من الهاتف إلى إشارات رقمية Digital Signals ويتم تقسيم هذه الإشارة إلى حزم Packets وتستخدم بروتوكول الإنترنتIP في إرسال هذه الحزم الرقمية في عدة مسارات عبر نفس شبكة البيانات وعند وصول هذه الحزم إلى الوجهة المحددة (المستقبل) تقوم بإعادة تجميع الحزم المرسلة لكي يتم سماعها بشكل واضح على عكس الاتصالات المعتادة فهي تستخدم مسارا واحدا محددا وإذا كان الطرف الآخر (المستقبل) هاتفا عاديا يتم تحويل الإشارة مرة أخرى إلى إشارات صوتية لكي يتم فهمها من المستقبل.

معايير تقنية نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت

وهي مجموعة من القواعد والشروط التي تحكم عملية الاتصالات الهاتفية وتنقسم إلى:-

الأنظمة المغلقة

و هي التي تعتمد على معايير مغلقة (ليست حرة المصدر) مثل برنامج Skype وبروتوكول سيسكو الشهير (Skinny Client Control Protocol SCCP) وهو بروتوكول مغلق للتحكم بالطرفيات طور أساساً من قبل شركة سيلزيوس Selsius Corporation وتملكه وتضع مواصفاته الآن سيسكـوCisco System Inc. ومن أشهر التجهيزات العاملة وفق هذا البروتوكول سلسـلة هــواتف Cisco 7900.

الأنظمة المفتوحة

تضم المعايير المفتوحة التي تعتمد على بروتوكولات مفتوحة المصدر مثل :-
بروتوكول H.323 :-
هي مجموعة من البروتوكولات المعيارية المنبثقة عن نظام مطور من قبل الاتحاد الدولي للاتصالات ITU-T من أجل نقل ملفات الصوت والصور عبر شبكة الحاسب الآلي باستخدام الحزم Packet-Based يستخدم هذا البروتوكول في غالبية التطبيقات الشهيرة مثل برنامج NetMeeting.
بروتوكول SIP:-
هي اختصاراً لبروتوكول بدء المرحلة بروتوكول الحزمة البدائية (جذعي)، وهو عبارة عن بروتوكول للإشارات الهاتفية المرتبطة ببروتوكولات الإنترنت، والتي تستخدم في بدء، وتعديل، وإنهاء مكالمات الهواتف من نوع VOIP. ولقد طورت فرق عمل هندسة الإنترنت IETF هذا البروتوكول، وتم نشره على هيئة بروتوكول RFC 3261 في البداية.
يمكن لبروتوكول SIP أن يصف الاتصال الضروري لبدء المكالمة الهاتفية وأصبح بروتوكول بدء المرحلة بمثابة طفرة في عالم هواتف VOIP. وهذا البروتوكول بشبه إلى حد كبير بروتوكول HTTP، في أنه بروتوكول نصي، وسهل الفهم، ومرن الاستخدام، ولذلك فقد حل بروتوكول SIP محل بروتوكول H323 القياسي في الاستخدام على نطاق واسع.
بروتوكول IAX2 :-
وهو بروتوكول التواصل بين برامج أستريسك Asterisk وهو برنامج مقسم هاتفي مفتوح المصدر ويتيح نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت بين خوادم أستريسك Asterisk وعملاء IAX2 ويقوم بضغط الحزمة بصورة جيدة.
لكي تأخذ فكرة عن حجم الهدر الناتج أثناء نقل الصوت عبر الإنترنت تذكر بأن الصوت المضغوط الذي يشغل مساحة 5.6كيلوبت في الثانية سيحتاج إلى 18 كيلوبت في الثانية من عرض الحزمة، يتألف الفرق بين 5.6 كيلوبت في الثانية و18 كيلوبت في الثانية من ترويسات الحزم التي ستنقل هذه البيانات. تحتوي هذه الترويسات على جميع المعلومات اللازمة (مثل IP Address) لنقل الحزم الصوتية إلى المستقبل. ولقد قام بروتوكول IAX2 بتخفيض هذا الهدر بشكل رائع عبر تحديد كمية البتات الإضافية
المسموح استخدامها لكل حزمة، كما استغل أيضا مبدأ تجميع المحادثات المرسلة إلى نفس الوجهة وتضمينها في نفس الحزم.

نظام نقل الصوت عبر الانترنت يعطي مستشفى ولاية كارولانيا بعض الهدوء

قام مستشفى جامـعة كـارولاينا الشمالية - الولايات المتحدة الأمريكية – بالتخلـص من النــظـام القديم Paging Overhead ويتم من خلاله طلب الممرض عبر مكبرات الصوت. وكان الهدف هو التقليل من الضوضاء بنظام الاتصال الداخلي القديم واحتجاجات المرضى لأنه لا يتم إيصال طلباتهم بالشكل المطلوب.
في الفترة السابقة كان مرضى المستشفى عندما يرغبون بطلب معين يطلبونه عن طريق جهاز بجانب السرير ويتم الاتصال بموظف استقبال المستشفى ويقوم الموظف بتسجيل طلب المريض وبعدها يقوم بطلب الممرض عن طريق نظام الاتصال الداخلي (المكبرات الصوتية) ليوصل طلب المريض.
نظام الاتصال الداخلي لم يكن يوفر الخدمة بالسرعة المطلوبة وغير فعال ولا يخدم الممرضين بالشكل الصحيح لأن الممرض يحتاج للاتصال المباشر مع المريض وليس عن طريق طرف ثالث (موظف الاستقبال) وبالإضافة إلى الضجيج الذي يحدثه هذا النظام.
وكان حل هذه المشكلة عن طريق عمل شبكة لاسلكية تسهل عمل الأطباء بوضع حالات المرضى مباشرة على الحواسيب المحمولة الخاصة بهم. 
وقام المستشفى باستخدام تقنية نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت للربط بين المرضى والممرضين مباشرة وتم توزيع أكثر من ثلاث مائة هاتف لاسلكي على الممرضين وربطهم بأجهزة تكون قريبة من أسرة المرضى مما يتيح بالمريض الاتصال لاسلكياً بالممرض ويقوم الممرض بالإجابة عن طريق الهاتف اللاسلكي الذي يحمله مما يضمن عدم الازعاج وإيصال طلباتهم بشكل واضح.

وحدات الاتصال عبر برتوكول الانترنت في ولاية نيواورلينز بلا فائدة بعد اعصار كاترينا

بعدما ضرب إعصار كاترينا ولاية نيواورلينز – الولايات المتحدة الأمريكية - انقطعت الاتصالات عن آلاف الأسر المحاصرين بفعل الفيضان. 
وبعد أن دمر الاعصار أغلب المرافق لم تسطع الجمعيات الخيرية من الاتصال بأفرادها ومنها منظمة: Catholic Charities Archdiocese of New Orleans (CCANO). وقبل حصول الفيضان وإعصار كاترينا كانت المؤسسة تعتزم تفعيل نظام RingCentral وهو نظام لربط جميع الموظفين مع المؤسسة وهذا النظام يستخدم تقنية نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت وقبل الإعصار كان هذا النظام تحت التجربة. وكانت المؤسسة تعتزم تحسين الاتصالات وخطط الطوارئ في حال حصول الكوارث. خلال الإعصار أغلب خطوط الهاتف انقطعت وكانت الهواتف المحمولة خارج التغطية. وكان النظام الجديد في حال تشغيله سيحدد الأماكن المنكوبة وما يلزمها عن طريق الاتصال الشخصي مع الموظفين وتحديد الوضع بعد الكوارث بإرسال معلومات كافية وما يلزم من دعم الأشخاص المنكوبين والمحتاجين للمساعدة.
و بعد هذا الإعصار وما سببه من أضرار وانقطاع عن العالم الخارجي خرجت المنظمات والمؤسسات بدرس وهو الحاجة لإبقاء الاتصال بجميع الظروف وعدم الاكتفاء بطرق الاتصال التقليدية التي من الممكن أن تنقطع بالكامل ولكن يجب الاعتماد على التقنيات الحديثة أيضاً مثل تقنية نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت.

الخلاصة

مما تقدم ذكره تتضح أهمية تقنية نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت وأنها حلت كبديل لشبكة الهواتف التقليدية لمرونتها وأدت إلى خفض تكلفة الاتصال وخصوصاً الدولية ولأنها سهلة الاستخدام حيث أن واجهتها تستخدم طرق الإنترنت وما تقدمة من مميزات وخدمات إضافية تسهل على المستخدم أداء الاتصال بطريقة فعالة فيجب أن نعمل على استخدام هذه التقنية الفعالة لما توفره من خدمات مميزة ويجب العمل على تطويرها وإيجاد الحلول المناسبة لتقديم هذة الخدمة بجودة عاليه.
و لكن تطبيقها ليس بالأمر السهل إذ يجب على المؤسسات والشركات قبل البدء بعملية التطبيق الأخذ بعين الاعتبار صعوبات التطبيق مع دراسة المميزات والفوائد التي قد تعود عليهم منه. فيجب عمل دراسة عن المعدات اللازمة والبروتوكول المناسب الذي سيحقق لهم الفائدة المرجوة. وأيضاً يجب الأخذ بعين الاعتبار تحقيق جودة الخدمة (التأخير – التوافر – التوتر – الاعتمادية- الأمان) وممكن للشركات تطبيق هذه التقنية ثم تبدأ العمل على التدرجية شيئاً فشيئاً في المرحلة الثانية.
يعتبر هذا البحث محاولة لتقديم بعض أساسيات تقنيات نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت. نأمل أن نكون قد وفقنا عبر تقديم بعض الأمثلة والحالات العملية بالتوعية بالفرص والخيارات اللامحدودة التي توفرها هذه التقنيات للمناطق النامية. بإمكان تقنيات نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت بالترافق مع تقنيات الشبكات اللاسلكية منخفضة الكلفة توفير خدمات نقل الصوت والبيانات إلى المناطق النائية والنامية إضافة إلى بناء شبكات هاتفية تدار جماعيا من قبل أصحابها.