İnternet protokolü üzerinden ses haberleşmesi

Abstract

İnternet protokolü üzerinden ses haberleşmesi(VoIP- Voice over IP), bir IP ağı, örnek olarak internet üzerinden ses bilgisi iletimini ifade eder. Klasik VoIP uygulamaları telefon haberleşmesine alternatif olarak düşünülebilir. Bu tezde gerçek ağ ortamlarında VoIP uygulamaları incelenmekte ve bir örnek uygulama aşamaları ve karşılaşılan sorunlar irdelenmektedir. İnternet Protokolü(IP), TCP/IP mimarisinin bir parçasıdır. Protokol sadece en etkin(best-effort) şekilde iletim yapmaya çalışır. İletilen paketlerin sırası değişebilir, paketler bozulmuş olabilir veya bir paket iki kere gönderilmiş olabilir. Uygulamalar, normalde İP protokolü ile birlikte, daha üst katmandaki TCP ve UDP protokollerini kullanır. Eşit zaman aralıklarında alınan konuşma işareti örnekleri, sayısal hale dönüştürüldükten sonra iletilir ve alıcı tarafta bu işaretler tekrar analog işaretlere dönüştürülür. Kaliteli ses iletişimi için toplam gecikmenin 200ms'den düşük olması gerekir. Gecikme varyansı veya jitter tampon bellekler kullanılarak giderilmelidir. Sayısal ses işaretlerinde sıkıştırma uygulanmadığı taktirde telefon kalitesinde iletişim için 64kb/s'lik bantgenişliği gereklidir. Değişik sıkıştırma teknikleri bu bit hızını düşürmek için kullanılabilir. Bu tekniklerden en iyi sonuç vereni, ses işaretinin kendisini kodlama yerine, konuşma işaretinin üretim modelini kodlayan sıkıştırma tekniğidir. Değişik sıkıştırma standartları, VoIP uygulamalarının birlikte çalışabilmesine olanak sağlar. Konuşma işaretlerinin iletimi için, TCP protokolü iyi bir seçenek değildir. TCP protokolü güvenilir şekilde iletimi sağlayacak bir çok özelliğe sahiptir. Bu özellikler de VoIP'te toplam gecikmeyi arttırır. UDP tek başına oldukça basit bir protokoldür. Fakat bu protokole bazı eklemeler yapılarak kullanılabilir. Bu da TCP/IP mimarisinde RTP protokolünün kullanımı ile aynı anlama haizdir. RTP(Real Time Transport Protocol) protokolü, senkronizasyonu, akış ve yığılma kontrolünü ve tanımlama bilgisini sağlar. Servis Kalitesi(QoS) garantisi sağlayabilmek için kaynaklar, RSVP(Resource Reservation Protocol) protokolü kullanılarak ayırtılabilir. Tezin son kısmında da geliştirilen VoIP uygulamasının özelliklerine değinilmiştir.

Voice over IP is about transmitting voice information across an IP network, for example the Internet. The classical application of VoIP is as a telephone alternative. However, this thesis is about using VoIP in networked virtual environments. The Internet Protocol (IP) is a part of the TCP/IP architecture. The protocol itself offers only a best-effort service: packets can be delivered out of order, corrupted, duplicated or not at all. Also, each packet takes a different amount of time to reach its destination. Applications normally do not use IP itself, but the higher level protocols: TCP, which offers a reliable byte stream service, and UDP, which offers a similar service as IP. The speech signal is transmitted by digitising tiny pieces of it at regular intervals and sending these to the destination where an analogue signal is reconstructed. For good quality communication, the overall delay should be below 200 ms. Delay variance or jitter should be eliminated through buffering. Speech communication is fairly tolerant to lost or corrupted packets. When the digitised speech signal is left uncompressed, a bandwidth of 64 kbps is needed for telephone quality communication. Various compression techniques can reduce this amount. The most successful among them model how the speech was produced rather than the signal itself. Various compression standards allow interoperability between applications. To transmit the speech data, TCP is not a good choice: it has a lot of features which are unnecessary for VoIP, but which increase the overall delay. UDP itself is too simple, but we can extend it: this is the way RTP is used in the TCP/IP architecture. The Real-time Transport Protocol (RTP) provides information for synchronisation, flow and congestion control and identification. To provide some quality of service (QoS) guarantees, resources can be reserved by using RSVP, the Resource Reservation Protocol.