تشفير الصوت عبر بروتوكول الانترنت

معلوم ان تقنية المكالمات الصوتية عبر بروتوكول الانترنت (VOIP) كغيرها من التقنيات، تعتمد نظام تشفير وفك شيفرة خاصة بها تعرف باسم (كوديكس) Codecs

وهي كلمة مركبة من Coder أي مشفر وdecoder فك الشفرة،
وتحول الشارة السمعية الى صيغة رقمية مضغوطة جاهزة للنقل أو التحويل،
وتعيدها الى صيغتها غير المضغوطة كشارة صالة لإعادة التشغيل، وهذه العملية
المزودجة هي جوهر عمل تقنية VOIP.

ويمكن ملاحظة هذا النوع من العمليات التي يتم فيها تحويل الشارة التناظرية
الى شارة رقمية وبالعكس في كافة الاجهزة بدءاً من مشغلات الاقراص المدمجة
وانتهاء بالهواتف المتحركة ومنصات العاب الفيد

تعمل الشفرات على انجاز المحادثة من خلال نمذجة الشارة الصوتية آلاف المرات في الثانية، وعلى سبيل المثال تعمل شفرة G.711 على نمذجة الشارة الصوتية 64 ألف مرة في الثانية.

وتحول كل جزئية صغيرة من النموذج الى بيانات رقمية وتضغطها كم أجل تحضيرها
للتحويل، وبعد أن تتم عملية إعادة تجميع 64 ألف نموذج تتراجع نسبة الفواصل
في الشارات السمعية بين كل نموذج وآخر الى درجة يخيل معها لأذن السامع
انها مادة متواصلة. وهناك معدلات نمذجة مختلفة في تقنية بروتوكول الصوت
عبر الانترنت تبعاً للشفرة المستخدمة فهناك نمذجة بسرعة 8 آلاف مرة في
الثانية وأخرى سرعتها 32 ألف مرة في الثانية إضافة الى النمذجة التي
ذكرناها بسرعة 64 الف مرة في الثانية.

وأكثر هذه التقنيات شيوعاً تقنية النمذجة G.729 بمعدل
سرعة 8 آلاف مرة في الثانية. وهي عبارة عن صيغة توافقية متوازنة بين جودة
الصوت وكفاءة عرض النطاق.

وتعمل تقنيات التشفير وفك الشفرة (كوديكس)، باستخدام “لوغاريتم” متقدم
يساعدها على نمذجة وتصنيف وضغط وحزم البيانات الصوتية. ومن ابرز
“اللوغاريتمات” المستخدمة في هذا المجال لوغاريتم CS-ACELP الذي يساعد في تنظيم وتدفق النطاق العريض المتاح.

ومن عناصر تكوين هذا “اللوغاريتم” العنصر “AnnexB”، المسؤول
عن وضع قاعدة التحويل التي تقول: “إذا لم يكن هناك متحدث فلا تنقل أية
بيانات”. وكما بينا سابقاً تعتبر هذه القاعدة سبباً في فرق الكفاءة بين
نظام تحويل الدارات ونظام تحويل الحزم ذي الكفاءة الفائقة.

وهذا العنصر أي “AnnexB” هو المسؤول أيضاً عن المكالمات التي تتم عبر بروتوكول الصوت عبر الانترنت.

وهكذا فإن الكوديك يعمل مع اللوغاريتم لتحويل وتصنيف أي شيء صادر، لكن ذلك
متوقف على معرفة الجهة التي يحول البيانات اليها. وفي نظام “VOIP” تتم
معالجة العناوين أي الجهات المرسل اليها عن طريق المقاسم الرقمية.

ومنحت خطة ترقيم أمريكا الشمالية اسماً معيارياً هو E.164، وببساطة شديدة
فإن نظام الترقيم هذا هو النظام الذي تستخدمه شبكات الهاتف لمعرفة الجهة
التي توجه اليها المكالمة استناداً الى الارقام التي تدخل من لوحة مفاتيح
الهاتف. وهكذا فإن رقم الهاتف يصبح اشبه بالعنوان: وعلى سبيل المثال 313
يفيد رمز الدولة، 555 رمز المدينة و1212 رمز عنوان الشارع.

وفي المثال السابق تعرف المقاسم كيف تستخدم الرقم 313 لتوجيه المكالمة
الهاتفية الى المنطقة التي يشير اليها رمز المنطقة، أما الرقم 555 فيرسل
المكالمة الى المكتب المركزي حيث توجه الشبكة المكالمة الى صاحبها
استناداً الى آخر اربعة ارقام 1212.

والتحدي الذي تواجهه تقنية المكالمات عبر الانترنت
VOIP هي أن الشبكات القائمة على عناوين بروتوكول الانترنت لا تقرأ ارقام
الهواتف المستندة الى نظام ترقيم أمريكا الشمالية، وانما تبحث عن عناوين
بروتوكول انترنت تبدو على ا لشكل التالي:

(192،158،10،7) وترسل عناوين بروتوكول الانترنت شاراتها الى جهاز خاص على
الشبكة، وقد يكون جهاز كمبيوتر أو موجهة أو مقسماً أو منفذاً عاماً أو
هاتفاً كما هو الحال في مثالنا. ومما يزيد الطين بلة، أن عناوين بروتوكول
الانترنت ليست مستقرة. فهي تحدد من قبل موجهة بروتوكول اعداد الاستضافة
DHCP، على الشبكة وغالباً ما تتغير عند كل ارتباط جديد. ولذلك فإن التحدي
الذي تواجهه تقنية VOIP يكمن في اعداد طريقة حسابية لترجمة ارقام هواتف
بروتوكول نظام الترقيم الخاص بأمريكا الشمالية الى عناوين بروتوكول انترنت
ومن ثم العثور على عنوان بروتوكول الانترنت الخاص بالرقم المطلوب.

وهي عملية رسم خرائط تم الحديث عنها سابقاً وتتم معالجتها في معالج المكالمات المركزي الذي يستخدم مقسماً رقمياً.

ومعالج المكالمات المركزي هو جهاز كمبيوتر يعمل ببرنامج توصيف قواعد
بيانات خاص يسمى المقسم الرقمي، ولك هنا أن تتخيل مستخدماً وهاتفه أو جهاز
الكمبيوتر الذي يستخدمه كخدمة واحدة مؤلفة من الانسان والآلة، وهذه الحزمة
تسمى “نقطة النهاية”، إذاً يمكن تلخيص مهمة المقاسم الرقمية في الربط بين
نقاط النهاية.

وتعرف المقاسم الرقمية موقع نقطة النهاية على
الشبكة ورقم الهاتف المرتبط بالنقطة وعنوان بروتوكول الانترنت المخصص لها
زمن تحويل المكالمة.

وهكذا عندما تجري مكالمة باستخدام تقنية VOIP ترسل طلباً الى مقسم رقمي
تسأل عن نقطة النهاية المرتبطة برقم الهاتف الذي تريد التحدث اليه، وعنوان
بروتوكول الانترنت الخاص بها. ويحوي المقسم الرقمي قواعد بيانات تشمل
اسماء المستخدمين وارقام هواتفهم. وإذا لم تكن المعلومات التي يحتاج اليها
موجودة فيه، يحول المقسم الطلب الى مقسم رقمي آخر وثالث ورابع الى أن يصل
الى القسم الذي يجيب على طلبك، وعندما يعثر على المستخدم يضع عنوان
بروتوكول الانترنت الخاص بالجهاز المرتبط باسم ذلك المستخدم في اطار سلسلة
مشابهة من الطلبات، ويعيد كافة المعلومات الى الهاتف الرقمي أو هاتف
بروتوكول الانترنت، متيحاً تبادل البيانات بين نقطتي النهاية.

وتعمل نقاط البداية التناغم مع الاجهزة على الشبكة
حتى تمكن من اجراء المكالمات عبر “VOIP”، ولكي تتمكن جميع هذه الاجهزة من
العمل معاً لا بد أن تتواصل بالطريقة نفسها. وهذا التواصل واحد من أهم
العناصر التي ينبغي دوزنتها لكي تنطلق المكالمات عبر بروتوكول الصوت عبر
الانترنت، وتوجد حالياً ثلاثة بروتوكولات قيد الاستخدام في توفير هذا
التواصل .