ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับเทคโนโลยี Voice over IP

Voice  over  IP   หรือ  Voice  over  internet   Protocol   มักจะถูกเรียกสั้น ๆ ว่า VoIP เป็นเทคโนโลยีการสื่อสารแบบใหม่ที่ทำให้เราสามารถรับ – ส่ง สัญญาณเสียงผ่านทางเครือข่ายอินเตอร์เน็ตหรืออินทราเน็ตได้ โดยจะต้องอาศัยอุปกรณ์ (Hardware)  หรือ โปรแกรมคอมพิวเตอร์ (Software) ทำงานร่วมกัน เทคโนโลยี VoIP  นี้ถูกคิดค้นขึ้นโดยองค์กร Advanced Research Projects Agency  Network (ARPANER) เมื่อปี ค.ศ. 1973 เพื่อเป็นการคิดค้นเทคโนโลยีและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งการทำงานของ VoIP นั้นจะมีการแปลงสัญญาณเสียงจากต้นทางให้อยู่ในรูปแบบของ Packet เล็ก ๆ แล้วส่งไปยังผู้รับปลายทาง โดยอาศัยโปรโตคอลที่เรียกว่า (Internet Protocol) ในการส่งผ่านสัญญาณเสียงให้ผู้รับได้ฟังสัญญาณเสียงที่ส่งมาได้ หากมีการนำเอาเทคโนโลยี VoIP นี้ มาใช้งานในองค์กรต่าง ๆ จะพบว่าช่วยลดค่าใช้จ่ายการใช้งานโทรศัพท์แบบปกติได้เป็นจำนวนมาก อาทิเช่น  การใช้โทรศัพท์ทางไกลในประเทศและต่างประเทศ เป็นต้น

VoIP  เป็นเทคโนโลยีสื่อสารด้วยเสียงผ่านระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต โดยจะแปลงเสียงจากผู้ส่งที่เป็นสัญญาณอนาล็อกให้เป็นสัญญาณดิจิตอลผ่านอุปกรณ์เครือข่ายแล้วส่งต่อผ่านทางเครือข่ายอินเตอร์เน็ตไปยังผู้รับ จากนั้นจะทำการแปลงสัญญาณกลับจากสัญญาณดิจิตอลให้เป็นสัญญาณอนาล็อกผ่านทางอุปกรณ์เครือข่าย เพื่อให้ผู้รับได้ยินเสียงที่ส่งไป อีกทั้งยังเป็นเทคโนโลยีที่สามารถช่วยลดค่าใช้จ่ายในการใช้งานโทรศัพท์ได้อีกช่องทางหนึ่ง

มาตรฐานการเข้ารหัส CODEC

             CODECS (Coders/Decoders) หรือ “โคเดก” เป็นขั้นตอนวิธี (Algorithm)  ที่ใช้ในการเข้ารหัสและถอดรหัสสัญญาณเสียงที่รับส่งกันระหว่างการสนทนาเพื่อให้มีความถูกต้อง และเป็นมาตรฐานเดียวกันให้สามารถส่งผ่านบนระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ตหรืออินทราเน็ตได้ ปัจจุบันองค์กร ITU-T เป็นผู้กำหนดมาตรฐาน CODECS ที่มีการใช้งานกันบนเครือข่ายของ VoIP โดยจะมีการเขียนตัวอักษร “G” นำหน้า เช่น G.711  G.723   G.729  เป็นต้น  ซึ่งแต่ละมาตรฐานก็จะมีขั้นตอนวิธีการที่แตกต่างกันไปบางมาตรฐานจะให้คุณภาพเสียงที่ดีเยี่ยม  บางมาตรฐานใช้แบนวิดท์ (Bandwidth) มาก เช่น G.711 ซึ่งเหมาะสำหรับเครือข่ายในหรือ LAN  บางมาตรฐานก็ให้คุณภาพเสียงที่ดีแต่ใช้แบนด์วิดท์น้อย เช่น G.729 เหมาะสำหรับการสื่อสารผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ตระหว่างประเทศหรือองค์กร แต่มาตรฐาน G.729 นั้น อาจะต้องมีการซื้อลิขสิทธิ์ก่อนจึงจะสามารถใช้งานได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระบบที่เลือกใช้งานด้วย นอกจากมาตรฐานที่ขึ้นต้นด้วยตัวอักษร G แล้วยังมีอีกหลาย ๆ CODECS ที่ได้รับความนิยม เช่น  GSM , iLBC , Speex ซึ่งจะนำเสนอต่อไป

G.711 เป็นโคเดกที่ใช้การรหัสและถอดรหัสสัญญาณเสียงที่มีขนาด 64 kbps โดยจะไม่มีการบีบอัดสัญญาณเสียง และมีการใช้งานซีพียูในการเข้าและถอดรหัสน้อยมากจึงทำให้คุณภาพที่ได้มานั้นคุณภาพดีแต่จะใช้งานช่องสัญญาณ (Bandwidth) ที่มากว่าโคเดก (Codec) ชนิดอื่น ๆ โดยปกติแล้วมาตรฐาน G.711 นั้นจะแบ่งออกเป็นอีก 2 มาตรฐานย่อยคือ  alaw หรือ ulaw โดยที่ G.711 alaw นั้นจะใช้ในยุโรป (Europe) ส่วน G.711  ulaw นั้นจะใช้ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งทั้งสองมาตรฐานก็ต้องการช่องสัญญาณ (Bandwidth) ที่ 64 kbps โดยทั่วไปแล้วอุปกรณ์ที่ใช้งานในระบบ VoIP นั้นจะตรองรับทั้งสองมาตรฐานนี้เป็นหลักไม่ว่าจะใช้อุปกรณ์ที่เป็นโทรศัพท์แบบ IP Phone ทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ รวมถึงอุปกรณ์แปลงสัญญาณเสียงอย่าง ATA ก็รองรับด้วยเช่นกัน หากมีการนำโคเดกนี้ไปใช้งานกับการสื่อสารผ่านทาง Dial up ที่มีช่องสัญญาณเพียง 56 kbps อาจจะทำให้คุณภาพเสียงออกมาไม่ดีนัก เสียงจะขาด ๆ หาย ๆ ได้ เนื่องจากช่องสัญญาณที่ใช้ในการสื่อสารมีขนาดเล็กกว่าความต้องการของมาตรฐานนี้

G.721 , G723, G726, G.728 และ G.729A

มาตรฐานเหล่านี้จะมีการปรับปรุงเปลี่ยนตามความเหมาะสมของสภาพเครือข่ายที่ใช้งานอยู่ โดยระบบจะมีการเลือกโคเดกที่มีความเหมาะสมให้กับอุปกรณ์ทั้งต้นทางและปลายทาง โดยจะคำนึงถึงความพอเพียงของช่องสัญญาณ (Bandwidth) ที่ใช้งานอยู่ ณ ขณะนั้น ซึ่งความต้องการของโคเดกเหล่านี้ก็จะอยู่ระหว่าง 8 ถึง 32 kbps นอกจากอุปกรณ์โทรศัพท์ต้นทาง และ ปลายทางจะรองรับมาตรฐานโคเดกเหล่านี้แล้วตัวเซิร์ฟเวอร์เองก็ต้องมีตัวแปลงเพื่อเข้ารหัสและถอดรหัสตามมาตรฐานนั้น ๆ ด้วยโดยส่วนมากแล้วมาตรฐานในกลุ่มนี้จะต้องเสียค่าลิขสิทธิ์ในการใช้งาน เช่น G.729A  นั้นเสียค่า License จำนวน 10 ดอลล่าร์ หากต้องการใช้งานมาตรฐานนี้กับระบบโทรศัพท์ Asterisk เป็นต้น

GSM  หรือ  Global System for  Mobile communications เป็นมาตรฐาน Codec ที่ใช้งานสำหรับการสื่อสารของโทรศัพท์มือถือ ที่มีการใช้ช่องสัญญาณที่ 13 kbps ในการรับส่สัญญาณเสียง เป้นมารตรฐานที่มีขนาดเล็กและให้คุณค่าเสียงในระดับที่ดีและยังมีการใช้หน่วยประมาลผลต่ำอีกด้วย

ILBC หรือ Internet low – bitrate code เป็นอีกมาตรฐานหนึ่งที่มีการใช้ช่องสัญญาณขนาดเล็กมาก โดยใช้ที่ 15 kbps ซึ่งสามารถใช้งานมาตรฐานนี้ได้ฟรี โดยที่อุปกรณ์โทรศัพท์ทั้งต้นทางและปลายทางต้องรองรับมาตรฐานนี้ด้วยเช่นกันจึงสามรถใช้งานได้ สามารถดูรายละเอียดของมาตรฐานโคเดกนี้ได้จาก www.ilbcfreeware.org

Speex เป็นมาตรฐานโคเดกที่ใช้ช่องสัญญาณ (Bandwidth) ที่อยู่ระหว่าง 8 ถึง 32 kbps ตัว Speex เองสามารถที่จะปรับการใช้ช่องสัญญาณให้อยู่ในระดับกลางได้โดยไม่ต้องการการเรียกสายใหม่ เป็นโคเดกที่มีการนำมาใช้งานในการสื่อสารผ่านอินเทอร์เน็ตมาก เนื่องจากเป็นโคเดกที่ใช้งานได้ฟรี และมีความน่าเชื่อถือสูงแต่อย่างไรก็ตามอุปกรณ์ต้นทาง และ ปลายทางจะต้องรองรับมาตรฐานนี้ด้วยเช่นกัน

ตารางเปรียบเทียบการใช้งานมาตรฐาน Codec แต่ละประเภท

ตารางนี้จะแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างของการใช้งานมาตรฐานของ Codec แต่ละประเภทเพื่อเป็นข้อมูลในการพิจารณาเลือกใช้งาน Codec ให้มีความเหมาะสมกับสภาพเครือข่ายที่ใช้งานอยู่เพื่อให้เครื่องโทรศัพท์ที่อยู่ต้นทาง และปลายทางสามารถสื่อสารกันได้โดยการใช้งาน Codec ที่เหมือนกันทั้งนี้ต้องตรวจสอบดูด้วยว่า เครื่องโทรศัพท์ต้นทาง ปลายทาง และระบบโทรศัพท์ IP-PBX ที่นำมาใช้งานนั้น รองรับมาตรฐานดังกล่าวด้วย

ตารางการเปรียบเทียบ Codec แต่ละประเภท

Codec

Bandwidth

Packet Interv

al

Ethernet Overhead bandwidth

Processing Intensity

Total Bandwidth

G.711

64 kbps

20 ms

31.2 kbps

Low

95.2 kbps

G.726

32 kbps

20 ms

31.2 kbps

Medium

63.2 kbps

G.728

16 kbps

10 ms

31.2 kbps

High

78.2 kbps

G.729A

8 kbps

10 ms

31.2 kbps

High

39.2 kbps

GSM

13 kbps

20 ms

31.2 kbps

Medium

44.2 kbps

iLBC

15 kbps

10 ms

31.2 kbps

High

46.2 kbps

Speex

8.32 kbps

10 ms

31.2 kbps

High

39.2 kbps