ماهیت تلفن سنتی

 تلفن اساساً برای عملکرد در یک محیط سوئیچ مدار طراحی شده بود. برای برقراری تماس تلفنی، شبکه تلفن به طور مؤثر یک مدار موقت بین تماس‌گیرنده و تلفن در حال تماس ایجاد می‌کند. این به دستگاه‌ها امکان می‌دهد در طول مدت تماس با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. پس از پایان تماس، شبکه تلفن این مدار را آزاد می‌کند. نمودار زیر نحوه ایجاد چنین مداری را برای مدت‌زمان مکالمه نشان می‌دهد.

ماهیت شبکه‌های داده

 بااین‌حال، شبکه‌های داده اساساً از نظر عملکرد متفاوت هستند. آنها از آنچه به‌عنوان سوئیچینگ بسته شناخته می‌شود استفاده می‌کنند و از پروتکل‌هایی مانند پروتکل اینترنت (IP) استفاده می‌کنند. در چنین شبکه‌ای که در واقع اکثر شبکه‌های داده امروزی است، داده‌ها از فرستنده به مقصد در قطعات گسسته داده به نام بسته ارسال می‌شود. هر بسته دارای آدرس IP دستگاه مقصد موردنظر است که در آن رمزگذاری شده است، دقیقاً مانند آدرس بیرونی پاکت‌نامه ارسال شده از طریق پست. هر گره در شبکه، که بسته‌ای را دریافت می‌کند، تصمیم می‌گیرد که آن را بر اساس آن آدرس IP، کجا ارسال کند تا به مقصد برسد. این بدان معنی است که بسته به روشی که هر گره در شبکه تصمیم می‌گیرد بسته را ارسال کند، ممکن است در واقع هر بسته مسیر متفاوتی را برای رسیدن به مقصد طی کند. نمودار زیر مسیرهای مختلفی را نشان می‌دهد که بسته‌های ارسال شده از یک میزبان به میزبان دیگر ممکن است در یک محیط بسته سوئیچ شونده طی کنند.

غلبه بر چالش‌های بسته‌بندی صدا

 در نتیجه این تفاوت‌ها، یک ناسازگاری اساسی بین ارتباطات صوتی و داده‌ای وجود دارد. تا زمانی که شخصی ایده بسته‌بندی صدا را به‌گونه‌ای که بتواند از طریق یک شبکه داده ارسال شود، پیدا کرد. این بسته‌بندی بخشی از مجموعه‌ای از فناوری‌هایی است که به‌عنوان Voice over IP (VoIP) شناخته می‌شوند، که این انتقال صدا را از طریق یک شبکه IP امکان‌پذیر می‌سازد. صدا در واقع می‌تواند دیجیتالی و بسته‌بندی شود و از طریق یک شبکه داده ارسال شود، و این اولین گام برای همگرایی شبکه است. بااین‌وجود، چالش‌های اساسی در چنین تلاشی وجود دارد.

 اول، صدا به یک جریان پیوسته و ثابت از بسته‌ها نیاز دارد. شبکه‌های داده به دلیل ماهیت خود “شکسته” در نظر گرفته می‌شوند، یعنی بسته‌های خود را به‌صورت جهشی تحویل می‌دهند. این برای داده‌ها مشکلی ندارد، زیرا می‌توانید چند ثانیه صبر کنید تا صفحه وب شما به طور کامل بارگیری شود. قابل‌قبول است که تصاویر در طول زمان کمی مبهم به نظر می‌رسند، اما اگر بسته‌ها خیلی دیر، یا نامرتب یا به‌موقع به دستشان برسد، مکالمه صوتی نامفهوم می‌شود.

 این می‌تواند منجر به سطوح بسیار بالایی از لرزش شود و در نهایت منجر به کیفیت صدای ضعیف شود. به همین دلیل، قبل از اینکه همگرایی شبکه وجود داشته باشد، شبکه‌های داده باید به حدی بالغ می‌شدند که بتوانند این پدیده‌ها را کاهش دهند. برای رسیدن به آن نقطه، چندین پیشرفت خاص ضروری بود که در زیر ذکر شده است:

مکانیزم‌های کیفیت خدمات

 Quality of Service یا QoS مجموعه‌ای از مکانیسم‌هایی است که در یک شبکه به‌منظور ارائه اولویت به بسته‌های صوتی استفاده می‌شود. در صورت تراکم شبکه، QoS تضمین می‌کند که بسته‌های صوتی ابتدا ارائه می‌شوند و کیفیت مکالمات صوتی را تضمین می‌کند. حتی در شبکه‌های پرسرعت امروزی، QoS همچنان باید به کار گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که همگرایی شبکه به‌اندازه کافی بسته‌های صوتی را ارائه می‌دهد.

شبکه‌های داده پرسرعت

 شبکه‌های داده گذشته اغلب در اوج ظرفیت کار می‌کردند. با پیوندهای چند صد کیلوبیت در ثانیه در دهه 1990، گنجاندن صدا در چنین پهنای باند کوچکی غیرمعمول بود. با ظهور فناوری‌های پرسرعت از جمله کابل، xDSL، فیبر نوری و 5G، هم‌گرایی شبکه به طور کامل تسهیل می‌شود.

افزایش قدرت CPU دستگاه‌های پایانی

 دیجیتالی کردن و بسته‌بندی صدا به دستگاه‌هایی با منابع CPU و حافظه کافی نیاز دارد تا به‌سرعت این عملکردها را انجام دهند و بسته‌ها را به‌سرعت و به‌موقع در شبکه قرار دهند. این کار را می‌توان با نصب یک تلفن نرم‌افزاری روی دسکتاپ یا لپ‌تاپ، با دانلود و نصب یک برنامه بر روی تلفن هوشمند، یا با استفاده از یک تلفن VoIP ساخته شده که شبیه یک تلفن رومیزی سنتی است، اما به خط تلفن متصل نیست، به دست آورد.