بروتوكول AoIP في شبكات الحاسوب

كطريقة شائعة للاستماع إلى الصوت يتم استخدام دفق الصوت عبر “IP” أي “AoIP” بانتظام من قبل شركات البث وفي جميع أنحاء عالم الاتصالات؛ لتوفير موجزات صوتية عالية الجودة عبر مسافة كبيرة وهذا ممكن بسبب استعمال شبكة بروتوكول الإنترنت “IP” بدلاً من الاتصال التقليدي.

ما هو الصوت عبر بروتوكول الإنترنت

الصوت عبر بروتوكول الإنترنت “AoIP”: هو حل لإرسال إشارات الصوت الرقمية عبر شبكة “IP” وعادةً ما تكون شبكة المنطقة المحلية “LAN“، حيث ينقسم الصوت إلى حزم رقمية صغيرة ثم ينتقل إلى وجهته باستخدام البنية التحتية للشبكة، كما يضمن عنوان “IP” إرسال كل حزمة صوت إلى الوجهة الصحيحة وعادةً مكبر صوت حتى عند استخدام عدة وجهات مختلفة أي مكبرات صوت متعددة، وبمجرد الوصول إلى هناك يجب أن تكون محطة الاستقبال قادرة على فك ضغط حزم الصوت وتعيينها وفقاً لذلك.

• “AoIP” هي اختصار لـ “Audio over IP”.

• “LAN” هي اختصار لـ “local area network”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

مزايا AoIP

1- قابلية التوسع والمرونة

باستخدام حل “AoIP” يمكنك توزيع الإشارات الصوتية حسب الحاجة، كما يمكنك معالجة وتهيئة كل متحدث على حدة، واعتماداً على نظام الإرسال يمكن عرض جميع مكبرات الصوت المستخدمة في غرفة واحدة على جهاز الكمبيوتر باستخدام مصفوفة التوجيه، وللاتصال المتبادل فأنت تحتاج فقط إلى اتصال بشبكة “IP”.

2- يتم توصيل مكونات الصوت عبر الشبكة ويتم توزيع الإشارات عبر ارتباط افتراضي

يمكن ضبط معدلات أخذ العينات كما هو مطلوب باستخدام “AoIP”، كما يمكن للمستخدم إعادة إنتاج الموسيقى بجودة أعلى والكلام بجودة منخفضة، حيث يجب أن يكون للمصدر وجهاز الصوت نفس معدل أخذ العينات.

إذا كانت البيانات الصوتية عبارة عن حزم بيانات صغيرة فقط فلن يتم التركيز بعد الآن على جودة الكابل كما أنّ الشيء الوحيد المهم هو جودة البيانات، واعتماداً على إعداد معدل أخذ العينات سيتم إرسال البيانات كما تم إنتاجها دون أي ضغط إضافي.

ما هي الاختلافات بين AoIP وVoIP

تدور الاختلافات الرئيسية بين هذين التطبيقين حول جودة الصوت التي يقدمونها، ففي “VoIP” على سبيل المثال تم استخدامه منذ حوالي عشرين عاماً، وهو ضروري لنقل الكلام أو جودة صوت الهاتف عبر شبكة الإنترنت.

كما تم تصميم “AoIP” لتوفير أفضل جودة صوت، ويتضمن ذلك تطبيقات مثل تعزيز الصوت والموسيقى الخلفية والمقدمة وحتى بواسطة محطات راديو الإنترنت، ومع ذلك نظراً لأنّه يوفر صوتاً عالي الجودة يتطلب “AoIP” نطاقاً ترددياً أكبر من “VoIP”، ممّا يجعله غير مناسب للعديد من التطبيقات خاصةً للأجهزة المحمولة.

• “VoIP” هي اختصار لـ “Voice over Internet Protocol”.

أساسيات الصوت عبر بروتوكول الإنترنت AoIP

يُعد “AoIP” بأنّه بروتوكول شبكة يتيح لك إرسال إشارات صوتية رقمية عالية الجودة عبر شبكة “IP”، ويتم ذلك عبر كابل واحد مثل “Cat5e” أو “Cat6” أو كابلات معدل بيانات أعلى مثل الألياف، وهذه ليست فكرة جديدة، حيث كانت شبكات “AoIP” الأولى متاحة تجاريًا في التسعينيات.

كما قام بعض المستخدمين بتثبيت وإعداد البعض على هذه الشبكات مثل “CobraNet” أو “EtherSound” وتم تصنيف كلا البروتوكولين على أنّهما “Audio over Ethernet”، ولا يلزم وجود جهاز توجيه وإنّها مجرد شبكة صوتية من نقطة إلى نقطة عبر إيثرنت.

تشمل التقنيات هنا طبقة الشبكة 3 في نموذج “OSI“، حيث غالباً ما تكون أجهزة التوجيه ومفاتيح الشبكة المتوافقة والمعدات مطلوبة ولكن ليس دائماً، ويتم قبول المفاتيح “الصامتة” أو غير المُدارة إذا كانت حركة مرور الصوت فقط هي المشاركة وتقتصر على مفتاح تحويل واحد.

ويعتمد بروتوكول “IP” على عدد من المعايير المنتشرة على نطاق واسع ويعمل معها، ويمكن أن يعمل بروتوكول الإنترنت “IP” كبروتوكول نقل على العديد من البنى التحتية للشبكات، وأي معدات شبكة موجودة تقريباً ولا يرتبط بتقنية أو طوبولوجيا معينة ولتقليل الآثار السلبية المحتملة من منافسة متطلبات النطاق الترددي للخدمات المشتركة الأخرى على الشبكة، كما تتوفر آليات جودة الخدمة الفعالة مثل “DiffServ” و”VLAN” ويتم دعمها في معظم بيئات الشبكة.

تنقل “AoIP” الإشارات الصوتية من جهاز إلى آخر لنقل من واجهة إلى جهاز الكمبيوتر الخاص، كما يمكن مقارنتها بمعايير الاتصال الأخرى مثل “USB” أو “Thunderbolt” أو “DigiLink”، كما أنّه في “AoIP” هناك العديد من حلول كابلات الصوت عبر الإيثرنت المختلفة وكلها تهدف إلى نقل الصوت والفيديو بطريقة موحدة ومتزامنة مع الوقت.

وبعبارة أخرى مع “AoIP” تصل الإشارات الصوتية المرسلة من مصادر مختلفة أي وحدات التحكم و”DAWs” ومضخمات الميكروفون إلى وجهتها في نفس الوقت بالضبط، ممّا يمنع المواقف الفوضوية مثل تغذية الصوت من “preamp” التي تصل قبل نصف ثانية، وتزامن “AoIP” لتدفقات متعددة من الصوت والفيديو هو السبب في أنّ الصوت الحي والبث والساحات الرياضية كانت من بين أول من اعتمد الصوت المتصل بالشبكة بدلاً من توجيه أميال من الكابل على الرغم من أنّه الآن في ارتفاع في إنتاج الموسيقى.

والسبب الآخر هو أنّه بالإضافة إلى تبسيط حتى أكثر الإعدادات تفصيلاً يمكن أن توفر “AoIP” أيضاً قابلية التوسع، ومع أكثر عناوين “IP” و”AVB” و”Dante” إنتاجاً لا يوجد حد فعلياً لعدد مصادر الصوت التي يمكن أن يحملها النظام المحلي، سواء كان يتم توصيلها إلى وجهات متعددة أو واحدة فقط مثل نظام التسجيل الخاص.

• “OSI” هي اختصار لـ “Open Systems Interconnection”.

• “AVB” هي اختصار لـ “Audio Video Bridging”.

• “DAW” هي اختصار لـ “Digital Audio Workstation”.

• “VLAN” هي اختصار لـ “Virtual local area networks”.

• “USB” هي اختصار لـ “Universal Serial Bus”.

تطور بروتوكول AOIP

يُعد توزيع إشارات الصوت والفيديو والبيانات في الوقت الفعلي مطلباً أساسياً لمنشئي المحتوى المحترفين، ومع تطور التكنولوجيا تم استبدال خطوط الربط والتشكيلات التماثلية التقليدية بتنسيقات الإشارة الرقمية وأجهزة التوجيه، في حين أنّ الواجهة التماثلية لها توافق شبه عالمي وتتطلب الواجهة الرقمية التوحيد القياسي لضمان “التشغيل البيني” بين الأجهزة، كما تتمثل المرحلة التالية من التطوير في اعتماد تقنية الكمبيوتر لتقديم حلول أكثر فعالية من حيث التكلفة وقوية.

لأكثر من “20 عاماً” كانت تنسيقات توزيع الصوت “في الوقت الفعلي” متاحة وبناءً على تقنية الكمبيوتر إلى حد ما، كما يشمل تعريف أوسع لـ “Audio over Ethernet” أو “Audio over Cat5” تنسيقات عديدة مثل “Cobranet” و”Ethersound” و”REAC” ومؤخراً “Dante” و”AVB” و”Ravenna”.

والتنسيقات الأبسط التي تستخدم أجهزة شبكة الكمبيوتر كتوصيل بيني منخفض التكلفة لإشارات بيانات الملاءمة، بينما يتم تطوير التنسيقات الأكثر تعقيداً وفقاً لمعايير شبكات “OSI” وتصميمها لنقل البيانات الصوتية جنبًا إلى جنب مع حركة مرور الشبكة العامة.

هناك فوائد مقنعة لاستخدام تكنولوجيا الكمبيوتر، ومعدل نقل البيانات لمحول إيثرنت منخفض التكلفة يعادل “1000 قناة” من الصوت الرقمي، وعادةً ما تعتمد أجهزة التحرير والتخزين على الكمبيوتر ممّا يسمح بالاتصال المباشر بتدفقات “الصوت عبر IP”، كما تسمح شبكات الكمبيوتر التي تستخدم كابلات الألياف بالتوزيع “في الوقت الفعلي” عبر مسافات كبيرة.

• “REAC” هي اختصار لـ “Roland Ethernet Audio Communication”.