İKİ NOKTA ARASINDA İNTERNET PROTOKOLÜ ÜZERİNDEN …

İKİ NOKTA ARASINDA İNTERNET

PROTOKOLÜ ÜZERİNDEN SESLİ İLETİŞİM

Hüseyin Salih ÖZGÖKÇE

YÜKSEK LİSANS TEZİ

BİLGİSAYAR EĞİTİMİ

GAZİ ÜNİVERSİTESİ

BİLİŞİM ENSTİTÜSÜ

MAYIS 2013

ANKARA

ii

TEZ BİLDİRİMİ

Tez içindeki bütün bilgilerin etik davranış ve akademik kurallar çerçevesinde elde

edilerek sunulduğunu, ayrıca tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu

çalışmada orijinal olmayan her türlü kaynağa eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm.


iv

İKİ NOKTA ARASINDA İNTERNET

PROTOKOLÜ ÜZERİNDEN SESLİ İLETİŞİM

(Yüksek Lisans Tezi)


GAZİ ÜNİVERSİTESİ

BİLİŞİM ENSTİTÜSÜ

Mayıs 2013

ÖZET

Telekomünikasyon dünyasında en çok tercih edilen iletişim araçlarından birisi

de telefondur. Telefon yardımıyla ses, kamusal devre anahtarlı ağlar (Public

Switched Telephone Network - PSTN) kullanılarak bir noktadan diğer bir

noktaya iletilir. İnternet Protokolü (IP) teknolojisinin hızlı ilerleyişi ve

gelişimiyle birlikte yaygın kullanımı ses iletiminin paket anahtarlamalı ağlar

(Packet-switched network) üzerinden yapılması fikrini ortaya çıkarmıştır. IP

Telefonu (voice over internet protocol-voip), günümüz devre-anahtarlamalı

haberleşme hizmetlerinin paket-anahtarlamalı veri şebekeleri üzerinde

çalışmasını sağlayan ve IP protokolüne (Internet Protocol) dayanan

teknolojilerin bir bütünüdür. Bireysel ve kurumsal kullanıcıların maliyet

tasarrufu beklentileri, paket anahtarlamalı ağlar üzerinden ses iletiminin

popülaritesini artırmış ve hızlı büyüyen bir sektör olmasını sağlamıştır. Bu

çalışmada, internet üzerinden ses iletimi (Voice over IP - VoIP) incelenerek bu

konuyla ilgili kavramlar, ilkeler ortaya konmuş ve işlenmiştir. Bununla

v

beraber, soket programlama ve directx teknolojisi kullanılarak mikrofondan

alınan sesi bir noktadan karşıdaki diğer bir noktaya internet üzerinden iletimini

gerçekleştiren bir uygulama geliştirilmiştir.

Bilim Kodu : 702.3.006 Anahtar Kelime : voip, directx, socket, h.323, sip Sayfa Adedi : 56 Tez Yöneticisi : Doç. Dr. Halil İbrahim BÜLBÜL

vi

PEER TO PEER VOIP COMMUNICATION

(M.Sc. Thesis)


GAZİ UNIVERSITY

INFORMATICS INSTITUTE

May, 2013

ABSTRACT

One of the most preferred means of communication in the world of

telecommunications is the phone. Utilizing the phone, sound is transmitted from

one point to another using Public Switched Telephone Network (PSTN). Along

with its rapid development and progress, the widespread usage of the Internet

Protocol (IP) technology made the idea of transmitting voice over the packet-

switched networks emerged. IP Telephony (Voice Over Internet Protocol-VoIP)

is a set of technologies based on IP protocol that provides today's circuit-

switched communication services that run on a packet-switched data networks.

Cost saving expectations of individual and institutional users, have increased the

popularity of voice transmission over packet-switched networks and made it a

fast-growing sector. In this study, examining the voice transmission over the

Internet (Voice over IP - VoIP), the concepts and principles of the subject are

laid down and processed. Meanwhile, using the DirectX technology, an

application for performing a voice transmission over the Internet has been

developed, in which the voice is obtained from a microphone.

Science Code : 702.3.006 Key Words : voip, directx, socket, h.323, sip Page Number : 56 Adviser : Assoc. Prof. Dr. Halil İbrahim BÜLBÜL

vii

TEŞEKKÜR

Çalışmalarım boyunca değerli yardım ve katkılarıyla beni yönlendiren Hocam

Doç.Dr. Halil İbrahim BÜLBÜL’e ve çalıştığım kurum yöneticilerine, manevi

destekleriyle beni hiçbir zaman yalnız bırakmayan çok değerli babama, anneme,

eşime, kardeşim ve eşine teşekkürü bir borç bilirim.

viii

İÇİNDEKİLER

Sayfa

ÖZET ..................................................................................................................... iv ABSTRACT ........................................................................................................... vi TEŞEKKÜR .......................................................................................................... vii İÇİNDEKİLER ..................................................................................................... viii ÇİZELGELERİN LİSTESİ .......................................................................................x ŞEKİLLERİN LİSTESİ .......................................................................................... xi RESİMLERİN LİSTESİ ........................................................................................ xii SİMGELER VE KISALTMALAR ....................................................................... xiii 1. GİRİŞ ...................................................................................................................1 2. İNTERNET PROTOKOLÜ ÜZERİNDEN SESLİ İLETİŞİM (VOIP) ..................6 2.1. Devre ve Paket Anahtarlama ..........................................................................6 2.2. VoIP ve Tarihsel Gelişimi ..............................................................................8 2.3. VoIP Senaryoları .......................................................................................... 11 2.3.1. Bilgisayardan bilgisayara ses iletimi .................................................. 11 2.3.2. Bilgisayardan telefona ya da telefondan bilgisayara ses iletimi ............ 12

2.3.3. Telefondan telefona ses iletimi ................................................................ 12

2.3.4. Mobil voip ................................................................................................. 13

2.3.5. Kablosuz voip .................................................................................... 13 2.4. H.323 ........................................................................................................... 14 2.4.1. H.323 avantajları ............................................................................... 15 2.5. Sip (Oturum Başlatma Protokolü) ...................................................................... 16

2.5.1. Sip avantajları .................................................................................... 17

ix

Sayfa

2.6. Ses İletiminde Kaliteyi Etkileyen Unsurlar ................................................... 17 2.6.1. Bant genişliği ..................................................................................... 18 2.6.2. Jitter .................................................................................................. 20 2.6.3. Echo .................................................................................................. 21 2.6.4. Paket kaybı ........................................................................................ 21 2.6.5. Gecikme ............................................................................................ 22 2.6.6. Ses sıkıştırma standartları .................................................................. 23 3. İNTERNET ÜZERİNDEN SES İLETİMİ UYGULAMALARI .......................... 24 3.1. Skype ........................................................................................................... 24 3.2. Google Talk ................................................................................................. 29 3.3. Yahoo messenger ......................................................................................... 35 3.4. Genel değerlendirme .................................................................................... 38 4. İKİ NOKTA ARASINDA İNTERNET ÜZERİNDEN SES İLETİMİ ................. 39 4.1. Uygulama Geliştirme Yöntemi ve Kullanılan Araçlar ................................... 39 4.2. Çalışma Mantığı ve Arayüz .......................................................................... 41 4.3. Kaynak Tüketimi .......................................................................................... 43 4.4. Geliştirilen Uygulamanın Diğer Uygulamalara Göre Üstünlükleri ................ 48 5. SONUÇ VE ÖNERİLER .................................................................................... 50 KAYNAKLAR ....................................................................................................... 53 ÖZGEÇMİŞ............................................................................................................ 56

x

ÇİZELGELERİN LİSTESİ

Çizelge Sayfa

Çizelge 2.1. H.323 protokol yapısı .......................................................................... 15 Çizelge 2.2. Seçilen kodeğe göre bant genişliği hesabı ............................................ 19 Çizelge 2.3. ITU-T G.114 standardına göre gecikme ............................................... 22 Çizelge 2.4. Ses sıkıştırma standartları .................................................................... 23

Çizelge 4.1. Ses örnekleme frekansları .................................................................... 44

Çizelge 4.2. Gecikme süreleri ................................................................................. 48

Çizelge 4.3. Yankı etkisi ......................................................................................... 49

Çizelge 4.4. Kaynak tüketimi .................................................................................. 49

xi

ŞEKİLLERİN LİSTESİ

Şekil Sayfa

Şekil 2.1. Devre anahtarlama ....................................................................................6 Şekil 2.2. Devre anahtarlama kapasite kullanımı .......................................................7 Şekil 2.3. Paketin izlediği rota ...................................................................................8 Şekil 2.4. Bilgisayardan bilgisayara ses iletimi. ....................................................... 11 Şekil 2.5. Bilgisayardan telefona ya da telefondan bilgisayara ses iletimi. ............... 12 Şekil 2.6. Telefondan telefona ses iletimi. ............................................................... 13 Şekil 2.7. Mobil voip .............................................................................................. 13 Şekil 4.1. Genel tasarım .......................................................................................... 40

xii

RESİMLERİN LİSTESİ

Resim Sayfa

Resim 2.1. Dünya çapında voip için oluşturulan veri trafiği .................................... 10 Resim 3.1. Skype arayüzü ....................................................................................... 25 Resim 3.2. Skype arayüzü 2 .................................................................................... 26 Resim 3.3. Skype arayüzü 3 .................................................................................... 27 Resim 3.4. Kaynak izleyicisi ................................................................................... 28 Resim 3.5. Google talk arayüzü............................................................................... 29 Resim 3.6. Google talk arayüzü 2 ............................................................................ 30 Resim 3.7. Google talk arayüzü............................................................................... 30 Resim 3.8. Kaynak izleyici ..................................................................................... 32 Resim 3.9. Kaynak izleyici 2 ................................................................................... 33 Resim 3.10. Yahoo arayüzü .................................................................................... 34 Resim 3.11. Yahoo arayüzü 2.................................................................................. 35 Resim 3.12. Kaynak izleyicisi ................................................................................. 37 Resim 4.1. Ekran arayüzü. ...................................................................................... 41 Resim 4.2. Add reference ekranı ............................................................................. 42 Resim 4.3. Kaynak izleyicisi ................................................................................... 45 Resim 4.4. Kaynak izleyicisi ................................................................................... 46 Resim 4.5. Kaynak izleyici ..................................................................................... 47

xiii

SİMGELER VE KISALTMALAR

Bu çalışmada kullanılmış bazı simgeler ve kısaltmalar, açıklamaları ile birlikte

aşağıda sunulmuştur.

Kısaltmalar Açıklamalar

PSTN Public Switched Telephone Network (Kamusal Anahtarlamalı Telefon Ağı)

IP Internet Protocol (İnternet Protokolü)

VOIP Voice Over Internet Protocol (İnternet Protokolü Üzerinden Ses İletimi)

TCP/IP Transmission Control Protocol (Akım Kontrol Protokolü)

RFC Request For Comments (Yorumlar İçin Talep)

UDP User Datagram Protocol (Kullanıcı Veri Bloğu Protokolü) DNS Domain Name Server (Alan Adı Sunucusu)

SNMP Simple Network Management Protocol (Basit Ağ Yönetim Protokolü) API Application Programming Interface (Uygulama Programlama Arayüzü)

SIP Session Initiation Protocol (Oturum Başlatma Protokolü)

xiv

Kısaltmalar Açıklamalar

MOS Mean Opinion Score (Ortalama Yargı Değeri)

PSQM Perceptual Speech Quality Measurement (Algısal Konuşma Kalite Ölçümü)

PESQ Perceptual Evaluation Of Speech Quality (Konuşma Kalitesinin Algısal Değerlendirmesi)

ITU-T ITU Telecommunication Standardization Sector (Uluslararası Telekomünikasyon Birliği Telekomünikasyon Standartlaştırma Birimi)

RTP Real-Time Transport Protocol (Gerçek Zamanlı Taşıma Protokolü)

RTCP Real-Time Transport Control Protocol (Gerçek Zamanlı Taşıma Kontrol Protokolü)

LAN Local Area Network (Yerel Alan Ağı)

IETF Internet Engineering Task Force (Internet Mühendisliği Görev Gücü)

1

1. GİRİŞ

Telekomünikasyon dünyasında en çok tercih edilen iletişim araçlarından birisi de

telefondur. Telefon yardımıyla ses, kamusal devre anahtarlı ağlar (Public Switched

Telephone Network - PSTN) kullanılarak bir noktadan diğer bir noktaya iletilir.

İnternet Protokolü (IP) teknolojisinin hızlı ilerleyişi ve gelişimiyle birlikte yaygın

kullanımı ses iletiminin paket anahtarlamalı ağlar (Packet-switched network)

üzerinden yapılması fikrini ortaya çıkarmıştır. IP Telefonu (voice over internet

protocol-voip), günümüz devre-anahtarlamalı haberleşme hizmetlerinin paket-

anahtarlamalı veri şebekeleri üzerinde çalışmasını sağlayan ve IP protokolüne

(Internet Protocol) dayanan teknolojilerin bir bütünüdür. Başka bir deyişle geleneksel

telefon şebekelerinin yerine, sesin IP paketlerine dönüştürülerek IP temelli şebekeler

üzerinden iletilmesi işlemi ‘IP Telefon’ olarak adlandırılır [Zengin, 2004].

İnternet üzerinden sesin bir noktadan diğer bir noktaya iletimi esnasında ses

kalitesini etkileyen bazı etmenler vardır. İnternet üzerinden ses iletimi gerçek

zamanlı olarak gerçekleştiğinden ağda oluşabilecek gecikmeler görüşme kalitesini

doğrudan etkilemektedir. Ses paketi iletilirken yaşanacak gecikmelerin fazlalığı

görüşmeyi anlaşılmaz hale getirir. Bir diğer etmen ise ses iletiminde paket kayıpları

yaşanmasıdır. İdeal kablolama yapılmış yerel ağlarda, dış etmenlere daha çok açık

olan diğer ağlara (kablosuz ağlar, uydu veya 3G mobil şebeke kaynaklı ağlar, adsl,

metroethernet, metronet v.b.) göre daha az paket kaybı yaşanmaktadır. Yine bir diğer

etmen ise gecikmenin 50 milisaniyenin üstünde olduğu ağlarda echo denilen yankı

etkisinin yüksek düzeyde olmasıdır. Son olarak ses iletimi için mevcut ağın

kapasitesinin daha etkin ve verimli olarak kullanılabilmesi için ses iletiminin ihtiyaç

duyduğu ve tükettiği bant genişliği çok önemlidir. Bant genişliği ihtiyacının yüksek

düzeyde olması ağın kapasitesinin yetersiz olduğu durumlarda ses iletimini olumsuz

yönde etkilemektedir.

Bu çalışmada hedef, yerel ağ ortamında ofis içi iki nokta arası internet üzerinden ve

arada sunucu olmadan sesli iletişimin sağlanabilmesi için kaynak tüketimi açısından

2

benzer uygulamalara göre daha az bant genişliği isteyen, ses paketlerinin gecikmeye

uğramadığı, paket kaybı olmayan, echo (yankı) etkisinin kabul edilebilir düzeyde

olduğu bir uygulama geliştirmektedir. Uygulama, soket programlama ve directx

teknolojisi kullanılarak mikrofondan alınan sesi bir noktadan karşıdaki diğer bir

noktaya internet üzerinden iletecektir. Bunun yanı sıra internet üzerinden ses iletimi

(Voice over IP - VoIP) incelenerek bu konuyla ilgili kavramlar, ilkeler ortaya

konulacak ve işlenecektir. İnceleme kapsamı yerel ağ üzerinden ofis içi iletişimin

yukarıdaki hedefler ışığında voip teknolojisi kullanılarak yapılmasına odaklanılarak

belirlenmiştir.

Yapılan akademik çalışmalarda internet üzerinden ses iletimi (VoIP) kavramsal

olarak detaylı bir şekilde ele alınmış ve voip hizmetinin ekonomik faydaları ortaya

konulmuştur. Şişko (2006), tarafından yapılan çalışmada voip’yi detaylı bir şekilde

incelemiş, ses ve katma değerli hizmetlerin ip ağları üzerinden kullanımını, gerçek

sistem bileşenleri ve yeterliliklerini araştırmıştır. Türk Telekom tabanlı PSTN hat ile

0811 erişim numaraları ve IP erişim karşılaştırılarak kurumsal VoIP uygulamaları ile

VoIP’in ekonomik faydalarını açıklamıştır. Çalışması sonucunda, IP erişimle

şehirlerarası telefon görüşmelerinde ciddi bir avantaj sağlanmış, uluslararası telefon

görüşmelerinde fiyat avantajının daha da arttığı ortaya konulmuştur. Yine IP erişimli

hizmetlerin tasarruf oranının 0811 erişimli hizmetlerin tasarruf oranından %70’e

kadar daha avantajlı olduğu gösterilmiştir. [Şişko, 2006].

Bunun yanı sıra Can (2006) tarafından yapılan çalışmada, IPv6 üzerinden H.323 ve

SIP protokolleri kullanılarak ses uygulamaları için oluşturulan test ortamlarında

örnek senaryolar uygulanarak sonuçları değerlendirilmiştir. Oluşturulan test

ortamında Nextone SBC, Linksys Phone Adapter, WellGate 3540A, Cisco IPPhone

7912, Cisco 2811 Yönlendirici, Cisco Catalyst 2948 serisi switch araçları

kullanılmıştır. Uygulama yanında VoIP’in olumlu ve olumsuz yanları, VoIP

sisteminin işleyişi, ses sıkıştırma teknikleri, servis kalitesini etkileyen unsurlar ve

sesin gerçek zamanlı olarak taşınabilmesi için geliştirilmiş olan şebeke elemanları, IP

3

üzerinden ses aktarım’a ilişkin protokol tanımlamaları ve bu protokollerin

karşılaştırmaları yapılması konularında bilgi verilmiştir [Can, 2006].

Doğruöz (2007), tarafından yapılan çalışmada, yoğunluklu olarak telefonla iş

geliştiren kurumlar başta olmak üzere, bir organizasyonun telefon trafiğini kontrol

edecek bir sistem gerçekleştirmiş ve bu sistem sayesinde, uygun görülmeyen

görüşmelerin engellenmesi veya belirli kurallar dahilinde düzenlenmesi gibi bir

takım dinamik fonksiyonların kullanımı ile organizasyondaki iş verimliliğinin

artırılmasını hedeflemiştir. Java programlama dili kullanarak gerçekleştirilen

uygulama ile Gelen Telefonların Engellenmesi, Gelen Telefonları Yönlendirme,

Giden Çağrıların Denetlenmesi ve Engellenmesi kuralları açık kaynak kodlu bir

yazılım olan Asterisk üzerinden yapılan görüşmelere tanımlanarak iletişim trafiği

izlenmiş ve düzenlenmiştir [Doğruöz, 2007].

Erman (2009), tarafından yapılan çalışmada, SIP tabanlı mobile bir VoIP

istemcisinin tasarımını ve gerçeklenmesini ele almıştır. Çalışması, çoktürel ağlar

üzerinde çalışabilen bir VoIP istemcisi tasarımının çözülmesi gereken iki sorununun

üzerinde yoğunlaşır. Erman (2008)’e göre birinci sorun farklı erişim teknolojileri

arasında kullanıcıya fark ettirmeden yer değişim desteği sağlanmasıdır. Kullanıcıya

fark ettirmeden el değiştirme yönetimi uygulama katmanında, multimedya

oturumunu başlatmak, sonlandırmak ve değiştirmek için kullanılan Oturum Başlatma

Protokolü (SIP) kullanılarak ele alınmıştır. Kullanıcıya fark ettirmeden el

değiştirmeyi destekleyebilmek için, VoIP istemcisi üzerinde çalışan SIP tabanlı bir

bağlantı yöneticisi önerilmiştir [Erman, 2009].

Bayhan (2006), tarafından yapılan çalışmada, iki katmanlı bir uydu sisteminde, ağın

o anki durumu dikkate alınarak yapılan yeni bir yönlendirme mekanizmasını

tanıtmaktadır. Yerdurağan uydu (GEO) sistemleri uçtan uca 250-270 ms gecikme

değerlerinden dolayı VoIP servisleri için elverişli değildir. Çalışmasında, alçak

yörünge uyduları (LEO) ve orta yörünge uydularından (MEO) oluşan yerdurağan

4

olmayan uydu (NGEO) sistemlerinin VoIP uygulamalarının gereksinimlerini

sağlayabileceğini ortaya koymuştur [Bayhan, 2006].

Tüysüz (2007), tarafından yapılan çalışmada, internet protokolü ve ağdaki

bozulmalar sebebiyle meydana gelebilecek durumları da göz önünde tutarak internet

üzerinden ses kalitesinin yükseltilmesini ve faktörlerini açıklamıştır. Tezinde, ses

kalitesini ölçmek için kullanılabilecek 3 adet kalite ölçütünü irdelemiştir: Ortalama

yargı değeri (Mean Opinion Score- MOS), Algısal Konuşma Kalite Ölçümü

(Perceptual Speech Quality Measurement – PSQM), Konuşma Kalitesinin Algısal

Değerlendirmesi (Perceptual Evaluation of Speech Quality - PESQ). Tüysüz (2007),

ses kalitesini ölçmek için bu üç kalite ölçütünden ortalama yargı değeri testini

kullanmıştır. Farklı kodek ve bit oranlarını içeren 16 test yapmıştır. Çalışma

sonucunda, jitter ve paket kaybı problemlerinin çözülmesi durumunda G723.1 6.3

kbps kodeği konuşma için yeterli kaliteyi sunacağı ortaya konmuştur [Tüysüz, 2007].

Pelit (2005), tarafından yapılan diğer bir çalışmada, sesin internet üzerinden iletimi

sırasında karşılaşılacak tıkanıklığın tespit edilmesi alanındaki mevcut yayınları

taramış, adaptif hızlarında çalışan bir ses kodlayıcısına ağda oluşan tıkanıklık

durumunu bildirebilecek bir mekanizmayı incelemiştir. SNMP (Simple Network

Management Protocol) ile Ankara Üniversitesi ağındaki A.Ü. Geliştirme Vakfı

Okullarının hat kullanım oranlarını anlık olarak almış ve adaptif veri hızlarında

çalışmakta olan bir VoIP uygulamasına tıkanıklık bildirme parametreleri olarak

vermiştir. Yapılan testler sonucunda orijinal ses ile adaptif hızlarında çalışan bir ses

kodlayıcısı uygulanmış ses arasında kalite açısından herhangi bir fark görülmemiştir.

Noktadan noktaya ağda uygulanan bu çalışmanın gelecekte birden fazla atlama

noktası olan sistemlerde uygulanması düşünülmektedir [Pelit, 2005].

Yavuz (2004), tarafından yapılan çalışmada, internet protokolü üzerinden ses

haberleşmesinde sesin kaliteli ve kesintisiz bir şekilde iletilmesi için gerekli olan

paramatreleri analiz etmiştir. Çalışmasında, servis kalitesine etki eden bandgenişliği,

gecikme, paket kayıpları, network hataları gibi parametreler incelenmiştir. Uzak

5

nokta ile yapılan uygulamada kullanılan cihazların aynı marka ve model olması,

sıkıştırma ve kodlama tekniklerinin birebir aynı konfigüre edilmesi kriterleri

sağlanmıştır. Bu sayede, bandgenişliği daha verimli kullanılmıştır. Yakın noktada

gerçekleştirilen uygulamada ise farklı cihazlar, farklı sıkıştırma ve kodlama

teknikleri kullanılmıştır [Yavuz, 2004].

Zengin (2004), tarafından yapılan çalışmada, mevcut IP telefonu mimarileri,

standartları hakkında temel bilgiler ve Sakarya Üniversitesi veri ağı yapısının IP

temelli gerçek zamanlı sesli haberleşme uygulamalarında gösterdiği performans ve

analizleri konularında çalışma yapmıştır. Mevcut ağ içerisinde emülasyon tekniği

kullanılarak gerekli ses ve görüntü, web sayfası (http), dosya transfer protokolü (ftp),

elektronik mektup (e-mail), ağır veri performans trafiği, çoklu yayım (multikast) ve

ip televizyon trafiği oluşturulmuş ve ağın performansı ölçülmüştür. Analiz ve ölçüm

için Netiq-Chariot yazılımı kullanılmıştır. Kullanılan yazılım, karşılıklı görüşen

bilgisayarların ağda ne kadar trafik oluşturduklarını, farklı türlerdeki veri

paketlerinde meydana gelen kayıpları ve gecikmeleri, IP telefonu uygulamasında

kullanılan ses kodlama/sıkıştırma standartlarının performans değerlerini sayısal bilgi

olarak sunmuştur [Zengin, 2004].

Karaaslan (2006), yaptığı çalışmada, VoIP kullanılarak yapılan haberleşmede kaynak

ile hedef arasında en kısa yolun bulunarak telefon trafiğinin bu yol üzerinden

yönlendirilmesini hedeflemiştir. Haberleşme ağlarında kullanılmakta olan Dijkstra ve

AntNET yönlendirme algoritmaları model ağa uygulananmış ve elde edilen sonuçlar

karşılaştırılmıştır [Karaaslan, 2006].

6

2. İNTERNET PROTOKOLÜ ÜZERİNDEN SESLİ İLETİŞİM (VOIP)

2.1. Devre ve Paket Anahtarlama

Devre anahtarlamada, haberleşecek iki nokta arasında bu haberleşme için ayrılmış bir

yol kurulur ve bu yola “devre” adı verilir. Bu yol, birçok anahtarlama noktası

üzerinden geçerek bağlantı süresince kurulu kalır ve veri aktarımı gerçekleşir (Şekil

2.1).

Şekil 2.1. Devre anahtarlama [Oktuğ, 2013]

Devre anahtarlama üç evreden oluşur: devre kurulması, veri transferi ve devrenin

sonlandırılması. Devre kurulması süresince yol üzerindeki her bir noktada boş bir

kanal ayrılmalıdır. Veri, ağ yapısına bağlı olarak analog veya sayısal olabilir. Veri

transferinde, ses ve verinin sayısal iletimi ağırlıklıdır ve tipik olarak çift yönlüdür.

Haberleşen istasyonlardan herhangi birinin isteği ile ayrılmış kaynaklar boşaltılır ve

devre sonlandırılır [Kunal, 2012].

Devre anahtarlamanın tarihi, kamu telefon ağında standart telefon haberleşmesi için

tasarlandığı 1878 yılına kadar uzanmaktadır. Kamu telefon ağında, ilk manuel

anahtarlama makinesi 2 Ocak 1878’de New Hawen Connecticut’da faaliyete

geçmiştir. Kapasitesi 21 aboneyle sınırlıydı. Operatör arayan ve aranan abonelerin

bağlantılarını manuel olarak yapmaktaydı [Stallings, 2007].

7

Devre anahtarlamada, kanal kapasitesi kullanıma bakılmaksızın bağlantı süresince

ayrılmıştır. Ses iletimi olmadığı durumlarda bile tüm kapasite tahsislidir. Bu durum

hat kanal kapasitesinin verimsiz kullanımına yol açmaktadır (Şekil 2.2). Veri hızı

sabittir. Günümüzde, devre anahtarlamanın veri haberleşmesi için kullanımı giderek

artmaktadır.

Şekil 2.2. Devre anahtarlama kapasite kullanımı [Şişko, 2006] Paket anahtarlama, veri haberleşmesi gerçekleştiren iki nokta arasında bağlantıyı

sağlamak için 1970’li yılların başında geliştirilmiştir.

Paket, bir bağlantı sırasında aktarılması planlanan verinin küçük parçalara bölünmüş

halidir. Genel kabul görmüş tek bir paket yapısı yoktur. Ağ ve donanım teknolojisine

göre paket yapısı da değişmektedir [Oktuğ, 2013]. Paket anahtarlamada, paketler

kullanıcı verisi, yönlendirilecek adres bilgisi ve kontrol bilgilerini içerirler.

Paket anahtarlamalı ağlarda paket, yönlendirici olarak adlandırılan ilk ağ düğümüne

gönderilir. Yönlendirici kendisine ulaşan paketlerin başlıklarını inceleyerek sonraki

uygun yönlendiriciye gönderir (Şekil 2.3). Bu süreç paket hedefine ulaşıncaya kadar

yol üzerindeki her yönlendiricide tekrarlanarak devam eder. Hedefe ulaşınca, hedef

uç cihazı paket başlığını ayırarak kaynağından gönderilen asıl veriyi elde eder

[Şişko, 2006].

8

Şekil 2.3. Paketin izlediği rota

Paket anahtarlamada paketler datagram ve sanal devre yaklaşımlarıyla işlenmektedir.

Bağlantı zamanı süresince, bağlantı birçok paket tarafından paylaşıldığından hat

verimli kullanılmaktadır. Paketler noktalar arasında sıralı olarak ve en kısa sürede

iletilir. Ancak ağda tıkanma oluştuysa teslim süreleri artar. Noktalar arası hız farkı

olduğundan paket saklama tekniğiyle veri iletim hızları uyarlanır.

2.2. VoIP ve Tarihsel Gelişimi

Voice over Internet Protocol (VoIP), ses iletişiminin kamusal anahtarlamalı telefon

ağı yerine paket anahtarlamalı internet ağı üzerinden gerçekleştirilmesini sağlayan

teknolojidir.

9

VoIP’de ses verisi, IP paketlerine dönüştürülerek internet üzerinden uçtan uca iletilir.

Sesin paket haline dönüştürülmesinde, paketin izleyeceği rota bilgisini de içeren

başlıklarda ses verisine eklenir. Küçük parçalara ayrılmış ses sinyalleri ağ üzerinden

birer birer hedefe gönderilir. Özetle, ses sinyalleri paketlenirken sıkıştırılır, ağ

üzerinden transfer edilir, sonra sıkıştırılan paket tekrar açılır [Hallock, 2004].

VoIP teknolojisinin en büyük avantajlarından birisi, çok uzun mesafelere internet

ücreti dışında bir ücret ödemeden ya da standart telefon tarifesinin çok daha altında

ücret ödeyerek görüşme yapılabilmesidir.

VoIP çözümlerinin gelişimi, büyük ticari işletmelere kendi organizasyonları

içerisinde mevcut internet hatları üzerinden sesli görüşme imkanı sağlamıştır. VoIP

klasik devre anahtarlamalı servislerle karşılaştırıldığında, aynı band genişliği

üzerinde 5 ila 10 kez fazla sayıda ses görüşmesi taşıyabilir [Hallock, 2004].

Bilgisayardan bilgisayara, bilgisayardan telefona, telefondan bilgisayara ve

telefondan telefona gibi internet üzerinden ses iletimi senaryolarında cihazların

birbirlerine çağrı yapmaları, çağrıyı sonlandırmaları v.b. iş ve işlemleri

gerçekleştirirken kullandıkları protokoller vardır.

Birbirinden farklı VoIP uygulama geliştiricilerin veya cihaz üreticilerinin,

kullanıcıları birbirleriyle görüştürebilmeleri için ortak birtakım protokoller

kullanmaları gereksinimi çeşitli protokoller geliştirilmesini sağlamıştır.

Geliştirilen protokollerden bazıları H.323 ve SIP, RTP, RTCP ve IAX’ dir. Bu

protokoller arasında en yaygın kullanılanlar H.323 ve SIP’ tir [Wikipedia, 2012].

İlk VoIP uygulaması Şubat 1995’de Vocaltec Inc. tarafından sunulmuştur.

InternetPhone adı verilen ürünleri, bir kullanıcıya başka bir kullanıcıyı bilgisayardan

bilgisayara arama imkanı sağlamıştır. Bu ürünle, sadece arayan ve arananın aynı

uygulama kurulumunu kullandığı durumda görüşülmektedir.

10

1998 yılıyla birlikte bazı girişimciler bilgisayardan telefona ve telefondan telefona

çözümleri pazara sunmuşlardır. 1998’in sonlarında VoIP çağrıları tüm sesli görüşme

trafiği içerisinde %1 seviyelerindeydi. 2000’li yıllarla birlikte, VoIP çağrıları %3

seviyelerine, 2003’le birlikte bu rakam %25 seviyelerine gelmiştir [Hallock, 2004].

2010 yılı itibariyle ev abonelerinin %30’u VoIP kullanmaktadırlar. Amerikada VoIP

abone sayısı 30 milyona ulaşmıştır [Wigfield, 2010].

Mobil cihazlarda (iphone, android, blackberry) VoIP kullanımı 2011 yılı sonları

itibariyle 29 milyon kişiye ulaşmıştır [Dickson, 2009].

Türk Telekom’un VoIP çözümü Wirofon, 2010 sonu itibariyle 320 bin aboneye

ulaşmıştır [Bozkurt, 2010].

Dünyada VoIP uygulamalarınca oluşturulan veri trafiği boyutu Resim 2.1’de

görüldüğü gibi 2011 itibariyle yaklaşık 150 milyon petabyte’a ulaşmıştır. Bu rakamın

2014 sonu itibariyle 160 milyon petabyte’a ulaşması beklenmektedir [VNI, 2011].

Resim 2.1. Dünya çapında voip için oluşturulan veri trafiği [VNI, 2011]

11

2.3. VoIP Senaryoları

İnternet protokolü üzerinden ses iletimi beş şekilde gerçekleştirilmektedir.

Bilgisayardan bilgisayara ses iletimi.

Bilgisayardan telefona (PSTN) ya da telefondan (PSTN) bilgisayara.

Telefondan (PSTN) telefona (PSTN).

Mobil voip.

Kablosuz voip.

Geleneksel telefon sisteminde (PSTN) ITU-T E.164 tavsiye kararına göre

numaralandırma yapılmaktadır. Bu numaralandırma sistemine göre telefon

numaraları ülke kodu, alan kodu/ulusal hedef kodu (şehirlerarası kod) ve abone

numarasından oluşur. PSTN şebekesindeki bir telefonun internet erişimi olan bir

bilgisayarla iletişim kurması için, aranacak bilgisayarın ITU-T E.164 tavsiye kararına

uygun bir numarasının olması gereklidir. Türk Telekom’un sunduğu Wirofon adlı

VoIP hizmetinde abonelere 850 alan koduyla başlayan bir numara verilmiştir.

Geleneksel telefon sistemiyle (PSTN) VoIP sistemi arasında geçiş geçit (gateway)

yardımıyla sağlanmaktadır. Geçit (gateway), geleneksel telefon sistemi (PSTN) ile

VoIP sistemleri arasında ses ve diğer sinyalleşme bilgilerini dönüştürme vazifesi

yapmaktadır.

2.3.1. Bilgisayardan bilgisayara ses iletimi

Bilgisayardan bilgisayara ses iletimi, genelde karşı tarafın IP adresi girilerek

gerçekleşir (Şekil 2.1). Bunun dışında alan adı, e-posta adresi, üye adı-şifresi

girilmesi gibi yöntemler de tercih edilebilir.

Şekil 2.4. Bilgisayardan bilgisayara ses iletimi.

12

2.3.2. Bilgisayardan telefona ya da telefondan bilgisayara ses iletimi

Bilgisayardan telefona ya da telefondan bilgisayara ses iletimi, internete bağlı bir

bilgisayara ITU-T E.164 tavsiye kararına uygun bir numara verilmiş olmasını

gerektirir. Aranılacak bilgisayarın açık ve sürekli bir internet bağlantısı olması da

diğer bir gereksinimdir.

Bu yapıda iletişim kurulması için, bilgisayar internete erişim sağladıktan sonra geçit

(gateway) ile irtibata geçer. Geçit (gateway) ses ve diğer bilgileri içeren IP

paketlerini pstn şebekeye uygun hale dönüştürür. Telefondan bilgisayar aranırken

yapı ters yönde işlemektedir (Şekil 2.2).

Şekil 2.5. Bilgisayardan telefona ya da telefondan bilgisayara ses iletimi.

2.3.3. Telefondan telefona ses iletimi

Telefondan telefona ses iletimi, aynı pstn şebekesindeki pstn abonelerinin ya da

farklı pstn şebekelerindeki pstn abonelerinin birbirlerini internet protokolü ağı

üzerinden aramaları şeklinde gerçekleşir (Şekil 2.3). Bir başka değişle, aynı il

içerisindeki abonelerin birbirlerini aramaları şeklinde olabileceği gibi, daha uzak

mesafelerdeki ya da uluslararası abonelerin birbirlerini aramaları şeklinde de olabilir.

ITU-T E.164 tavsiye kararına uygun numarası olan abone önce geçide (gateway)

yönlendirilir, ses ve diğer sinyalleşme bilgileri IP protokolüne dönüştürülür, karşı

tarafın geçidine (gateway) ulaşan paket tekrar dönüşüme uğrar. Son olarak da ITU-T

E.164 tavsiye kararına uygun numarası olan karşı aboneye ulaştırılır.

13

Şekil 2.6. Telefondan telefona ses iletimi. 2.3.4. Mobil voip

Mobil VoIP, mobil şebekelerin 3G sistemine geçişi ile birlikte yeni bir VoIP

senaryosu olarak yaygınlaşmaya başlamıştır. 2G sistemiyle çalışan mobil şebekeler

devre anahtarlama mantığıyla çalışırken, 3G’ye geçiş ile birlikte 2G’ye ilaveten

paket anahtarlamalı veri iletişimi mümkün olmuştur. 3G sisteminde paket

anahtarlaması sayesinde bant genişliği sadece veri alışverişi esnasında kullanılmakta

ve çok daha yüksek veri iletim hızları desteklenmektedir. 3G teknolojisi getirdiği

yeniliklerle, kullanıcıların mobil şebeke (EDGE, GPRS, HSPA+) üzerinden veya

kablosuz ağlar kullanılarak VoIP görüşmelerini yapmalarına destek vermektedir

[Boucadair, 2007].

VoIP görüşmeleri cep telefonundan cep telefonuna yapılabildiği gibi, cep

telefonundan PSTN şebekesindeki sabit telefonlar ve bilgisayarlar aranabilmektedir.

Şekil 2.4’de görüldüğü gibi bilgisayardan pstn telefona doğru aramayla benzer bir

yapı ihtiva eder.

Şekil 2.7. Mobil voip

2.3.5. Kablosuz voip

Kablosuz VOIP, 802.11x standart ailesiyle uyumlu olarak kablo olmadan internet

ağına bağlantı sağlayabilen ve kablosuz ağlar üzerinden VoIP protokolleriyle ses

iletişimi yapmak üzere tasarlanmış telefonlar ile gerçekleştirilir. WLAN her ne kadar

14

IP şebekelerini genişletmek için tasarlanmış olsa da, ses iletişimi için de bir alternatif

oluşturmuştur.

Kablosuz VOIP sistemleri son yıllarda gelişim göstermesine rağmen Wi-Fi VoIP

telefonların batarya ömrü, güvenlik desteği, internet tarayıcı desteği konularında

geliştirilmesine ihtiyaç vardır. Wi-Fi teknolojisi az enerji harcamak için

tasarlanmadığından, Kablosuz VoIP telefonların küçük bataryaları yetersiz

kalmaktadır. Bazı kablosuz ağ alanı (Hotspot) sağlayıcılar, kablosuz ağa giriş için bir

internet sitesi yardımıyla güvenlik kontrolü yaparlar. Wi-Fi VoIP telefonu internet

tarayıcı desteğine sahip değilse, hotspot girişi için gerekli internet sitesini

açamayacağından kablosuz ağı kullanamayacaktır. Wi-Fi VoIP telefonun 802.11x

standart ailesindeki güncel kablosuz şifreleme yöntemlerini desteklemesi, ses

iletişiminin güvenli gerçekleşmesini sağlayacaktır [Ganguly, 2008]. Sonuç olarak

Kablosuz VoIP senaryosunun yaygınlaşması için yukarıda sayılan özellikleri

mümkün kılan teçhizat sayısını artırmaları gerekmektedir.

2.4. H.323

H.323, ITU Telekomünikasyon Standardizasyon Sektörü (ITU-T) tarafından paket

anahtarlamalı ağlar üzerinde sesli ve görüntülü iletişim oturumlarını sağlamak üzere

geliştirilen bir protokoldür.

Bir başka deyişle, ITU (International Telecommunication Union) tarafından iki ya da

daha fazla taraf arasında IP benzeri servis kalitesi desteği olmayan bir ağ üzerinde

ses ya da görüntü trafiği taşımak için geliştirilen H.323 standardı bir protokol

grubudur [Karaaslan, 2006].

H.323, ses ve videokonferans cihazları üreticileri, dünya çapında servis sağlayıcılar

ve IP ağları üzerinden ses ve video servisi sunan işletmeler tarafından yaygın bir

biçimde kullanılmaktadır [Wikipedia, 2012].

15

Çizelge 2.1. H.323 protokol yapısı

Ses

G.711

G.722

G.723.1

G.726

G.728

G.729

Video

H.261

H.263

H.264

Konferans Kontrolü ve

Çağrı Sinyalleşmesi

H.225, H.245

Veri

T.120

RTP

RTCP

TCP UDP

IP

Fiziksel Katman

H.323 protokolü 1996 yılı Kasım ayında yayınlandı. İlk etapta yerel alan ağlarında

videokonferans görüşmesi yapmak için geliştirilen H.323, sonradan sesli iletişimi

sağlayacak şekilde genişletilmiştir. H.323 protokolüne bir şemsiye protokol olarak

bakılabilir. H.225, H.245, RTP gibi alt protokollerle birlikte çalışır (Çizelge 2.1).

2.4.1. H.323 avantajları

H.323 içerdiği ses sıkıştırma teknikleri ile IP gibi servis kalitesi desteği olmayan bir

ağda kaliteli görüşme yapılmasını hedeflemektedir.

H.225, H.245, RTP gibi alt protokolleri içermesi nedeniyle şemsiye bir standart

grubu olduğundan farklı üreticilerin cihazlarının birlikte çalışabilirliğini sağlar

(Çizelge 2.2).

Cihaz, uygulama, işletim sistemi, ağ bağlantı tipinden bağımsız olması bunlardan

herhangi birinde yaşanacak gelişmeler, H.323 tabanlı çözümlerin gelişiminde olumlu

yönde etkileyecektir.

16

Çoklu nokta (Multicast) konferans görüşmesi desteği sayesinde tüm uçlara aynı

paketi gönderilir. Bu nedenle de ağı daha verimli kullanır. Bunun yanında konferans

görüşmeye sadece ses veya sadece video gibi farklı yetenekleri olan terminaller

katılabileceğinden oldukça esnek bir yapıda çalışır [Epstein, 2009].

Ayrıca bant genişliği yönetimi sağlamasıyla bağlantı sayısı ve mevcut bant genişliği

H.323 uygulamaları için sınırlanabilir. Bu sayede ağ trafiği video ve ses iletimi için

az düzeyde etkilenir.

2.5. Sip (Oturum Başlatma Protokolü)

SIP, Session Initiation Protocol (Oturum Başlatma Protokolü) ifadesinin

kısaltmasıdır. IETF (Internet Mühendisliği Görev Gücü) tarafından internet

üzerinden ses ve video iletişim oturumlarını kontrol etmek üzere geliştirilen bir

sinyalleşme protokolüdür. RFC 3261 belgesinde tanımlanmıştır [Epstein, 2009]. İlk

sürümü 1996 yılında geliştirilen SIP, 2002 yılında son halini almıştır.

Tek yöne (unicast) ve çok yöne (multicast) oturumları oluşturabilir, değiştirebilir ve

sonlandırabilir. Bu oturumlar en az bir multimedya akışı içerir. SIP protokolü ITU-T

E.164 tavsiye kararına uygun olarak numaralandırma kullanır. Bunun yanı sıra e-

posta ve dns kaydı şeklindeki numaralandırmayı da destekler. SIP protokolü metin

tabanlı yapısı ile http ve smtp protokollerinin birçok öğesini içerir.

SIP multimedya iletişimi kurulması ve sonlandırılmasının şu beş yönünü destekler

[IETF, 2012]:

Kullanıcı konumu: Haberleşme için kullanılacak uç noktanın belirlenmesi;

Kullanıcı kabiliyetleri: Kullanılacak medya ve medya parametrelerinin

belirlenmesi;

Kullanıcı uygunluğu: Haberleşme yapılmaya çalışılan arananların katılma

isteğinin belirlenmesi;

17

Çağrı kurulması: Zil çalma, arayan ve aranılanlar için çağrı parametrelerinin

belirlenmesi;

Çağrı yönetimi: Çağrıların transferi ve sonlandırılmaları;

2.5.1. Sip avantajları

SIP avantajlarından biri, Internet tabanlı protokolleri kendi sinyalleşme protokollerini

tamamlamak için kullanabilmesidir. Çünkü SIP sadece oturumların nasıl

oluşturulacağı, düzenleneceği ve sonlandırılacağı ile ilgilenir. Diğer özellikler HTTP

1.1, Session Definition Protocol (SDP), DNS, DHCP, RTP, RTCP gibi protokoller

vasıtasıyla sağlanır.

SIP protokolü ses paketinin varış hedefinin durumunu tespit edebilir. Bu sayede varış

hedefi o anda mevcut değilse veya müsait değilse SIP protokolü bu durumu

saptayabilir. Böylece hedefe ulaşmanın başka yollarını dener. Adres çözme, adres

eşleştirme, çağrı yönlendirme yapabilir [Durkin, 2003].

H.323 protokolüne göre basit, ölçeklenebilir ve genişletilebilir yapıdadır. H.323 çağrı

kurulumu için yaklaşık 20 veri paketine ihtiyaç duyarken sip protokolünde 4 veri

paketi yeterlidir. H.323 çok yetenekli bir santrale ihtiyaç duyarken, sip görece daha

az özellikli bir santral ve ip telefon ile kurulabilir. H.323 çağrı esnasında tcp ve udp

protokollerini birlikte kullanır. Sip ise udp üzerinde çalışır.

2.6. Ses İletiminde Kaliteyi Etkileyen Unsurlar

İnternet üzerinden ses iletimi gerçek zamanlı olarak gerçekleştiğinden ağda

oluşabilecek gecikmeler görüşme kalitesini doğrudan etkilemektedir. Ses paketi

iletilirken yaşanacak gecikmelerin fazlalığı görüşmeyi anlaşılmaz hale getirir. Bazı

VoIP uygulamalarında az miktardaki gecikmeler telafi edilebilirken, yüksek

miktrarlara ulaşan gecikmeler kalite sorununu beraberinde getirmektedir.

18

Ses iletiminde kaliteyi etkileyen unsurlar temel olarak bant genişliği, jitter, echo,

paket kaybı ve gecikme, ses sıkıştırma standartları olarak incelenecektir [Ellis, 2003].

2.6.1. Bant genişliği

IP şebekelerinde bir veri paketinin uçtan uca iletim süresini belirleyen etkenlerden

birisi de bant genişliğidir. Bant genişliği verinin taşındığı ağın kapasitesidir. Büyük

boyutlu verileri daha hızlı taşımak için daha fazla bant genişliğine ihtiyaç vardır.

Genel kullanımda olan bir ağda sürekli bir veri iletimi olması durumunda bant

genişliğini veri transferi dolduracağından ses iletiminde kalite problemleri

yaşanacaktır. Bu problemin yaşanmaması için ses paketlerinin veri paketlerine göre

önceliklendirilmesi önem arz etmektedir [Ellis, 2003]. Ses iletimi için yeterli ve sabit

bir kaynak ayrılması ise paket kayıplarını engelleyecektir.

Ses iletiminin kaliteli olması için gereken yaklaşık bant genişliği hesaplanırken

Çizelge 3.1’de yer alan değerlere göre hareket edilmelidir. Çizelgedeki değerler,

ideal koşullarda ethernet (ADSL, G.SHDSL, Metroethernet) bağlantısı için yaklaşık

olarak ihtiyaç duyulacak bant genişliğini verir. Frame Relay, ATM gibi bağlantı

çeşitleri için çizelgedeki değerler değişkenlik gösterebilir.

Çizelgenin ilk sütununda ses sıkıştırma tekniği yani kodek adı ve bit oranı yer

almaktadır. Bit oranı saniyede işlenen verinin oranıdır. Çizelgede kbps (kilobit per

second-saniyede bir kilobit) cinsinden verilmiştir.

Bir voip görüşmede seçilen kodeğe göre bu oran değişir. Bit oranı, ( örnek boyutu /

örnek aralığı ) formülüyle hesaplanır. Örneğin G.711 için 1 byte 8 bit olduğu için

örnek boyutu 80byte x 8= 640bit olmaktadır. 1 kbit ise 1000 bit olduğundan 640 bit

0,64 kbit yapar. Örnek aralığı 10 mili saniye olduğundan 0.01 saniyeye eşittir. Bit

oranı ise 0,64/0.01=64 kbps olmaktadır.

19

Örnek boyutu ise, her örnek aralığında yakalanan bitlerin sayısını verir. Kodeğe göre

bu değer değişmektedir. Çizelgede byte cinsinden verilmiştir.

Örnek aralığı, ms cinsinden örnek boyutu ve bit oranı miktarlarında alınan örneğin

zaman aralığını verir.

Çizelge 2.2. Seçilen kodeğe göre bant genişliği hesabı [Cisco, 2012]

Ses Sıkıştırma Tekniği (Kodek) Bilgileri Bant Genişliği Hesaplaması

Adı ve Bit

Oranı

(Kbps)

Örnek Boyutu

(Bytes)

Örnek

Aralığı

(ms)

MOS

Puanı

Ses Yük

Boyutu

(Bytes)

Ses Yük

Boyutu

(ms)

Saniyedeki

Paket

Miktarı

(PPS)

Ağ Bant

Genişliği

(Kbps)

G.711 (64

Kbps) 80 Bytes 10 ms 4,1 160 Bytes 20 ms 50 87.2 Kbps

G.729 (8


G.723.1 (6.3

Kbps) 24 Bytes 30 ms 3,9 24 Bytes 30 ms 33,3 21.9 Kbps

G.723.1 (5.3


G.726 (32


G.726 (24

Kbps) 15 Bytes 5 ms 60 Bytes 20 ms 50 47.2 Kbps

G.728 (16


G722_64k

(64 Kbps) 80 Bytes 10 ms 4,13 160 Bytes 20 ms 50 87.2 Kbps

MOS puanı, daha önce de anlatıldığı gibi voip görüşmelerde ses kalitesini

derecelendiren bir sistemdir. Derecelendirme olarak 1’den 5’e kadar olan göstergede

1 en kötü 5 en iyidir.

20

Ses yük boyutu, ses paketindeki byte cinsinden yükün boyutunu verir. Örnek

boyutunun katları şeklinde olmak zorundadır. Örneğin G.711 için örnek boyutu 10

byte olduğundan yük boyutu 20 byte olmalıdır.

Ses yük boyutu ms cinsinden yükün boyutunu verir. Byte cinsinden ses yük boyutu

örnek boyutunun kaç katı olarak alındıysa ses yük boyutu da örnek aralığının o kadar

katı olmak zorundadır.

Saniyedeki paket miktarı, kodek bit oranını sağlamak için her saniyede iletilmesi

gereken paketlerin sayısını verir. Formüle edilirse bit oranı / yük boyutu (her

paketteki bit cinsinden yük) saniyedeki paket miktarını verir. Örneğin G.711 için ses

yük boyutu 160 byte (1280 bit) olduğundan 64kbps/1,280kbit =50 pps yapmaktadır.

Bant genişliği hesaplanırken toplam paket boyutu (ses yük oranı+ethernet başlığı) x

pps olarak hesaplanmaktadır.

Çizelgeye göre G.723 ve G.729 en iyi bant genişliği kullanan ses sıkıştırma

yöntemidir.

2.6.2. Jitter

Paket anahtarlamalı ağlarda, paketin geçtiği ağın o anki durumu yüzünden paket

iletilirken gecikebilir, kaybolabilir ya da paketin sırası değişebilir. Bu duruma jitter

etkisi denir.

Jitter etkisinin giderilmesi için paketler önbellekte paketler biriktirilir ve paketlerin

geliş zamanları arasındaki farklılıklar giderilir. Böylece paket sırasının değişmesi ve

gecikmelerin etkisi azaltılmış olur [Ellis, 2003]. Ancak ses iletimi gerçek zamanlı bir

uygulama olduğundan geciken paketlerin çok uzun süre biriktirilmesi de bir

gecikmeye yol açacaktır. Bundan dolayı jitter önbelleğinin boyutunun değişken

olması ve ağın mevcut durumuna uygun çalışması önemlidir.

21

2.6.3. Echo

Paket anahtarlamalı ağlarda, ağ yapısında empedans uyumsuzluğundan meydana

gelen ses sinyallerinin yansıyarak geri dönmesine yankı (echo) denilir.

Yankı geleneksel telefon şebekelerinde de (pstn) bulunur ancak gecikme 50

milisaniyenin altında olduğundan kabul edilebilir düzeydedir. Paket anahtarlamalı ağ

türü olan IP tabanlı şebekelerde bu değerin 50 milisaniyenin üstünde olabilmesi

VOIP sektöründe yankı önlemeyi önemli hale getirmiştir [Ellis, 2003]. Bu durumu

gidermek için yankı kontrolü (echo control) ve yankı iptal edici (echo cancellation)

sistemler IP ağları üzerine konumlandırılmıştır.

2.6.4. Paket kaybı

Ses paketlerinin iletiminde gönderilen paket sayısı ile ulaşan paket sayısının aynı

olmaması durumunda paket kaybı oluşur. Bu durum fiziksel ağlarda oluşacak

hatalardan kaynaklanabileceği gibi bağlantının yapısından da kaynaklanabilir.

Örneğin dış etkiye daha kolay maruz kalabilen uydu, 3g gibi kablosuz ağlarda paket

kaybı ideal kablolaması yapılmış bir yerel ağa göre daha fazla olacaktır. Ağda

yaşanacak herhangi bir tıkanıklık ya da hata durumunda IP şebekeleri ses ve veri

paketlerini ayrım yapmadan iptal eder ve tekrar göndermeye çalışırlar. Veri paketleri

iletimi gerçek zamanlı yapılmaya ihtiyaç duymadığından iptal edilen paket yeniden

transfer edilerek düzeltilebilir [Dixit, 2003]. Ancak ses ve video paketleri iletilirken

iletişimin gerçek zamanlı olması nedeniyle paketin yeniden transferi kayıp ses

paketini düzeltmez.

Bu sorunun giderimi için VOIP cihaz üreticileri ve yazılım geliştiriciler çeşitli

yaklaşımlar benimsemişlerdir. Bunlardan biri kayıp paketin boşluğu bir önceki

paketin tekrarı ile giderilmesidir. Bu sayede sık olmayan paket kayıplarının etkisi

azaltılmış olur. Ancak paket kayıplarının fazlalaştığı noktalarda iyi çalışmaz.

22

Bir diğer çözüm yaklaşımı daha az bant genişliği harcayan bir ses sıkıştırması

kullanılarak her paketin yedeklenmesidir. Her ses paketinin ardından bu şekilde

oluşturulmuş yedek bir ses paketi daha yollanır. Pratikte ses kayıplarını giderse de

bant genişliğini azaltması ve gecikme oranını artırması nedeniyle başka problemlere

yol açacağından tam bir çözüm getirmez.

2.6.5. Gecikme

Paketin ağda iletiminde beklenenden fazla bir sürede gönderilmesi, ses sıkıştırma

işlemi, ses sıkıştırma işlemi sonunda kodlanmış örneklemelerin iletim için paket

haline getirilme süresi, jitter etkisinin giderilmesinde önbellekle ilgili gecikme gibi

sesin iletimi esnasında yaşanan tüm bu gecikmeler toplam gecikmeyi oluşturur [Ellis,

2003].

Toplam gecikme oranı konuşma kalitesini etkiler. ITU-T G.114 standardına göre

gecikmenin 150 milisaniyenin altında olması kabul edilebilirdir (Çizelge 3.2).

Gecikmenin 400 milisaniyenin üstüne çıkması ise VOIP kullanıcıları için kabul

edilemez bir durumdur. Bu değerin üstüne çıkıldığında görüşmenin geri planında bir

önceki konuşma tekrarlanabilir (yankı) ve kaliteli bir görüşme olmaz.

Gecikmenin giderilmesi için:

Görüşme için en uygun ses sıkıştırma tekniği uygulanmalıdır.

Ses iletimi için kaynak ayrılarak yeterli bant genişliği sağlanmalıdır.

Veri ve ses paketleri aynı kuyruktan gönderilmemelidir. Ses paketleri

önceliklendirilmelidir.

Çizelge 2.3. ITU-T G.114 standardına göre gecikme [ITU-T, 2013]

Gecikme Kabul Edilebilirlik

0-150ms kabul edilebilir düzey

150-400ms kullanıcının voip uygulamasına etkisi düşük olursa

kabul edilebilir

400ms üstü kabul edilemez

23

2.6.6. Ses sıkıştırma standartları

Ses sıkıştırma standartları (Codec – Encoder Decoder), analog ses sinyallerini dijitale

çevirmek için kullanılırlar. Analog ses sinyallerine uygulanan sıkıştırma işlemi

mevcut hattın bant genişliğini ve ses iletimi senaryomuzda kullandığımız cihazın

belleğini daha etkin ve verimli kullanabilmemizi sağlar. Ses sıkıştırma standartları

ITU-T (Uluslararası Telekomünikasyon Birliği Telekomünikasyon Standartlaşma

Birimi) tarafından belirlenmektedir. Bu standartlar G.711, G.722, G.723.1, G.726,

G.728, G.729’dir (Çizelge 3.3).

Çizelge 2.4. Ses sıkıştırma standartları [Olejniczak, 2009] Sıkıştırma

Yöntemi

Bit Oranı (Bit

Rate) kbps

Örnekleme Oranı

(Sampling Rate) hz

Sıkıştırma

Gecikme ms

MOS

Puanı

G.711 64 8 <1ms 4.1

G.722 64 16 <2ms 4.49

G.723.1 5.3-6.3 8 30 3.8-3.9

G.726 32 8 1 3.85

G.728 16 8 <2ms 3.61

G.729 8 8 10 3.92

Ses sıkıştırma standartlarından her biri belirli oranda bir kalite sağlar. İletilen

konuşmanın kalitesi kişiden kişiye değişmektedir. Ses sıkıştırma standartlarının

ürettiği sesin kalitesini ölçmek için yaygın olarak MOS (Mean Opinion Score) adı

verilen test kullanılır [Ellis, 2003]. Ses için kullanılan MOS testleri yöntemi ITU-T

tarafından P.800 standardıyla belirlenmiştir. MOS testleri sonucunda 1 kötü 5 en iyi

olmak üzere bir puan verilir.

Çizelge 3.3’de ses sıkıştırma yöntemleri aldıkları MOS puanına göre listelenmiştir.

Çizelgeye göre G.722 en iyi sıkıştırma yöntemi olurken, en zayıf ses sıkıştırma

yöntemi G.728 olmuştur.

24

3. İNTERNET ÜZERİNDEN SES İLETİMİ UYGULAMALARI

Bu bölümde, geliştirilen uygulamaya benzer uygulamalar bant genişliği kullanımı,

arayüz ve işlevsel açıdan karşılaştırmalı olarak incelenecektir. Diğer uygulamaların

olumlu ve olumsuz yönleri ortaya konulacaktır. Bu bölümde incelenecek

uygulamalar bağımsız araştırma kuruluşu raporunda kullanıcı sayısına göre ilk üç

sırayı alan Skype (%82), Yahoo Messenger (%7.2) ve Google Talk (%1.9) olarak

belirlenmiştir [Opswat, 2013].

3.1. Skype

Windows işletim sisteminde çalışan bu program, internet üzerinden bilgisayardan

bilgisayara, bilgisayardan telefona ve mobil voip şekillerinde iletişim sağlamaktadır.

2003 yılında faaliyete geçen program 2011 yılında Microsoft firması tarafından satın

alınmıştır. 2013 yılı Şubat ayı itibariyle 800 000 000 kullanıcı sayısına ulaşmıştır

[Ntvmsnbc, 2013].

Resim 3.1’de görüleceği üzere “Kişiler” bölümünde seçilen kullanıcıyla veya

doğrudan cep telefonu/sabit telefon numaralarıyla sesli veya görüntülü iletişim

kurabilmektedir. Bunun yanısıra dosya gönderimi, ekran paylaşımı ve sms/chat

mesajı gönderimi gibi özellikleri de mevcuttur. Sesli iletişim esnasında birden fazla

kişinin görüşmeye katılması da (konferans görüşme) mümkündür. Skype

kullanabilmek için üyelik zorunludur. Skype üyesi kişileri üyelik adına veya e-posta

adresine göre arama yaparak listeye eklemek mümkündür.

Resim 3.2’de Çağrı yap düğmesine basınca arama esnasında çıkan karşılama ekranı

görülmektedir. Bu ekranda görüntülü konuşma, mikrofonu susturma, konferans

görüşme/dosya gönderme/ekran paylaşımı, çağrıyı sonlandırma, çağrı kalite bilgisi,

tam ekran seçenekleri mevcuttur.

25

Resim 3.1. Skype arayüzü

Resim 3.3’de ise karşı tarafla sesli iletişim kurulduğu anda gelen ekran yer

almaktadır. Bu ekranda yer alan seçenekler Resim 3.2’dekiyle aynıdır. Program

dosya gönderme, görüntülü konuşma, ekran paylaşımı gibi seçeneklerle program

avantajlıdır. Bizim uygulamamızda kullandığımız ve önemsediğimiz yerel ağ

ortamında arada herhangi bir sunucu kullanmadan doğrudan sesli iletişim kurabilme

özelliği mevcut değildir. Sesli iletişim isteği başlatıldığında öncelikle dünyanın

herhangi bir yerinde olan skype sunucuları ile iletişim kurulmaktadır. Sunucu

vasıtasıyla karşı tarafla sesli iletişim kurulabilmesi güvensiz bir ortama yol

açmaktadır. Sunucu bizim kontrolümüz dışında olduğu için, her türden kişisel

bilgileri, iletişim içeriğini ve trafik verilerini sunucu üzerinde isteğimiz dışında

saklanabilir kılmaktadır. Nitekim bu durum skype gizlilik ilkeleri tarafından da

doğrulanmaktadır [Skype, 2013]:

26

Resim 3.2. Skype arayüzü 2

“Talep ettiğiniz Skype ürünlerini sağlamak amacıyla, Skype bazen gerekirse, kişisel ve trafik verilerinizi Skype'ın grup şirketleri, taşıyıcıları, iş ortağı hizmet sağlayıcıları ve/veya acenteleriyle paylaşabilir. Skype her zaman bu üçüncü tarafların kişisel bilgilerinizi ve trafik verilerinizi korumak için gerekli kurumsal ve teknik önlemleri almasını ve ilgili kanunlara uymasını talep edecektir. Skype, Skype'ın yerel ortağı veya operatör ya da iletişiminize aracılık eden şirket, bu tür bilgileri yasal olarak talep eden hukuk, emniyet veya devlet makamına kişisel bilgiler, iletişim içeriği ve/veya trafik verilerini sağlayabilir. Skype, bu talebi karşılamak için makul yardım ve bilgileri sağlayacaktır ve siz işbu belge ile bu paylaşımı kabul etmiş oluyorsunuz. Skype ve/veya Microsoft tarafından toplanan veya bunlara gönderilen bilgiler Microsoft veya iş ortaklarının, iştiraklerinin veya hizmet sağlayıcılarının hizmet araçlarını sürdürdüğü Amerika Birleşik Devletleri'nde veya başka herhangi bir ülkede saklanabilir ve işleme koyulabilir. Bu bakımdan veya işbu 4. maddeye uygun olarak bilgi paylaşımı ve ifşası amacıyla Skype, ülkenizin dışına bilgi aktarma hakkını saklı tutar.”

27

Resim 3.3. Skype arayüzü 3

Skype belirli bir anda karşı taraftan ses bilgisi alınırken Resim 3.4’de görülen

Windows Kaynak İzleyicisi programında 25260 byte/saniye kaynak harcamaktadır.

Yine belirli bir anda ses bilgisi alınırken yaklaşık 24800 byte/saniye kaynak

harcamaktadır. Bunun dışında bir çok farklı uzak ip adresine değişik portlarda

bağlantı kurmaya çalıştığı ve bunların bilgisayarın yerel güvenlik duvarında izinli

olduğu gözlemlenmiştir. Yine iletişimde bir miktar gecikme mevcuttur.

Programın güçlü ve zayıf tarafları aşağıda yer almaktadır.

Güçlü tarafları;

Sesli, görüntülü olarak bilgisayardan bilgisayara, bilgisayardan telefona ve mobil

voip olarak iletişim kurabilmesi

28

Karşı tarafa dosya gönderimi ve ekran paylaşımı yapabilmesi

Sms veya chat mesajı gönderilebilmesi

Konferans görüşme yapılabilmesi

İletişim kurulacak kişilere e-posta adresi ya da cep telefonu ile ulaşılabilmesi

Türkçe dil seçeneği olması

Resim 3.4. Kaynak izleyicisi

29

Zayıf tarafları;

Yerel ağda iletişim kurulacak kişilerle bir sunucu vasıtasıyla iletişim kurması

Her türden kişisel bilgileri, iletişim içeriğini ve trafik verilerinin sunucu üzerinde

isteğimiz dışında saklanabilir olması

Sunuculara bağlanabilmesi için varsa güvenlik duvarında ilgili port ve uzak ip

adreslerine izin verilmesi zorunluluğu

Reklam içermesi

Üyelik gerektirmesi

3.2. Google Talk


bilgisayara ve mobil voip şekillerinde iletişim sağlamaktadır. Program 2006 yılında

faaliyete geçmiştir. Güncel kullanıcı sayısı hakkında bilgiye ulaşılamamıştır.

Resim 3.5. Google talk arayüzü

Resim 3.5’de görülen ekran Google Talk’ın ana ekranıdır. Bu ekranda kişi ekleme,

görünüm ayarları, yardım, ayarlar, kişi listesinde arama, durum ayarları seçenekleri

yer almaktadır. Kişi listesinde yer alan kullanıcıyla chat mesajlaşması yanında sesli

30

iletişim de kurulabilmektedir. Google Talk kullanabilmek için üyelik ve gmail e-

posta adresi almak zorunludur. Google Talk üyesi kişileri üyelik adına veya e-posta

adresine göre arama yaparak listeye eklemek mümkündür.

Resim 3.6. Google talk arayüzü 2

Resim 3.6’de kişi listesinden seçilen bir kişiyle Sesli Görüşme düğmesine basınca

arama esnasında çıkan karşılama ekranı görülmektedir. Bu ekranda çağrıyı

sonlandırma, çağrı kalite bilgisi, tam ekran, chat mesajı gönderme seçenekleri

mevcuttur.

Resim 3.7. Google talk arayüzü

31

Resim 3.7’de ise karşı tarafla sesli iletişim kurulduğunda gelen ekran görünmektedir.

Bu ekranda Resim 3.6’deki seçeneklere ilaveten sessize alma seçeneği mevcuttur.

Menülerin Türkçe olduğu program, oldukça basit ve sade bir arayüze sahip olmasıyla

ve az bant genişliği ve gecikmeye uğramasıyla avantajlıdır. Yerel ağ ortamında arada

herhangi bir sunucu kullanmadan doğrudan sesli iletişim kurabilme özelliği mevcut

değildir. Sesli iletişim isteği başlatıldığında öncelikle dünyanın herhangi bir yerinde

olan google talk sunucuları ile iletişim kurulmaktadır.

Sunucu vasıtasıyla karşı tarafla sesli iletişim kurulabilmesi, verileri sunucu üzerinde

isteğimiz dışında saklanabilir kılmaktadır. Google talk gizlilik ilkelerinde bu

durumdan şu şekilde bahsedilmektedir [Google, 2013]:

“Gizlilik Politikamızdaki ve diğer geçerli gizlilik ve güvenlik tedbirlerindeki talimatlara dayanarak ve bunlara uygun bir şekilde kişisel bilgileri bizim adımıza işlemeleri için bağlı kuruluşlarımıza veya diğer güvenilir işletmelere ya da kişilere veririz. Aşağıdaki durumlarda bilgilere erişimin, bilgilerin kullanımının, korunmasının veya ifşasının makul düzeyde gerekli olduğuna iyi niyetimizle inanırsak, kişisel bilgileri şirketlerle, kuruluşlarla veya Google dışından kişilerle paylaşırız: Geçerli yasaları, düzenlemeyi, yasal süreci veya zorunlu resmi talepleri karşılamak. Potansiyel ihlalleri araştırmak da dahil olmak üzere geçerli Hizmet Şartlarını uygulamak. Dolandırıcılığı, güvenlikle ilgili konuları ve teknik sorunları tespit etmek, önlemek veya çözmek. Google’ın, kullanıcılarımızın veya kamunun haklarını, mülkiyetini veya güvenliğini, yasaların gerektirdiği veya izin verdiği şekilde korumak.”

Google Talk belirli bir anda karşı taraftan ses bilgisi alınırken Resim 3.8 ve 3.9’da

görülen Windows Kaynak İzleyicisi programında 13412 byte/saniye kaynak

harcamaktadır. Yine belirli bir anda ses bilgisi alınırken yaklaşık 13700 byte/saniye

kaynak harcamaktadır. Bunun dışında bir çok farklı uzak ip adresine değişik

portlarda bağlantı kurmaya çalıştığı ve bunların bilgisayarın yerel güvenlik duvarında

izinli olduğu gözlemlenmiştir. Yine iletişimde bir miktar gecikme mevcuttur.

32

Resim 3.8. Kaynak izleyici



Sesli, görüntülü olarak bilgisayardan bilgisayara ve mobil voip olarak iletişim

kurabilmesi

Karşı tarafa dosya gönderimi yapabilmesi

Chat mesajı gönderilebilmesi

33

İletişim kurulacak kişilere e-posta adresi ile ulaşılabilmesi

Türkçe dil seçeneği olması ve basit arayüzü

Resim 3.9. Kaynak izleyici 2

Zayıf tarafları;


34





Gmail e-posta servisine üye olma zorunluluğu

Sadece mikrofonu ya da hoparlörü kapatma seçeneği olmaması

Gmail abonesi olmayanlarla sesli iletişim kurulamaması

Resim 3.10. Yahoo arayüzü

35

3.3. Yahoo Messenger


bilgisayara ve mobil voip şekillerinde iletişim sağlamaktadır. Program 1998 yılında

Yahoo Pager adıyla faaliyete geçmiştir.

Resim 3.10’da görüleceği üzere “Kişiler” bölümünde seçilen kullanıcıyla sesli veya

görüntülü iletişim, doğrudan cep telefonu/sabit telefon numaralarıyla sms yoluyla

iletişim kurabilmektedir. Bunun yanısıra dosya gönderimi, oyun ve sms/chat mesajı

gönderimi gibi özellikleri de mevcuttur.

Resim 3.11. Yahoo arayüzü 2

36

Sesli iletişim esnasında birden fazla kişinin görüşmeye katılması da (konferans

görüşme) mümkündür. Yahoo kullanabilmek için üyelik zorunludur. Yahoo üyesi

kişileri üyelik adına veya e-posta adresine göre arama yaparak listeye eklemek

mümkündür.

Resim 3.11’de ise karşı tarafla sesli iletişim kurulduğu anda gelen ekran yer

almaktadır. Program dosya gönderme, görüntülü konuşma, ekran paylaşımı gibi

seçeneklerle ve az bant genişliği harcamasıyla avantajlıdır. Yerel ağ ortamında arada

herhangi bir sunucu kullanmadan doğrudan sesli iletişim kurabilme özelliği mevcut

değildir. Programı kullanabilmek için Yahoo mail üyesi olmak gereklidir.

Yahoo belirli bir anda karşı taraftan ses bilgisi alınırken Resim 3.12’de görülen

Windows Kaynak İzleyicisi programında 9800 byte/saniye kaynak harcamaktadır.

Yine belirli bir anda ses bilgisi alınırken yaklaşık 9730 byte/saniye kaynak

harcamaktadır. Bunun dışında bir çok farklı uzak ip adresine değişik portlarda

bağlantı kurmaya çalıştığı ve bunların bilgisayarın yerel güvenlik duvarında izinli

olduğu gözlemlenmiştir. Yine iletişimde yüksek miktarlarda gecikme mevcuttur.



Sesli, görüntülü olarak bilgisayardan bilgisayara ve mobil voip olarak iletişim

kurabilmesi

Karşı tarafa dosya gönderimi ve oyun oynanabilmesi

Sms veya chat mesajı gönderilebilmesi

Konferans görüşme yapılabilmesi

İletişim kurulacak kişilere e-posta adresi ya da cep telefonu ile ulaşılabilmesi

37


Zayıf tarafları;




38



Reklam içermesi

Üyelik gerektirmesi

Türkçe dil seçeneği olmaması

Bağlantıda yüksek gecikme oranı olması

3.4. Genel değerlendirme

Yukarıda anlatılan programların her birinin kendilerine özgü avantajları olmakla

beraber, sunucu olmadan yerel ağ üzerinde sesli iletişim yapılamaması, türkçe dil

seçeneğinin sınırlı olması, teknik desteğin yurtdışına bağımlılığı, güvenlik duvarında

ekstra izin gerektirmesi, yüksek bant genişliği kullanımları ve üyelik gerektirmeleri

nedeniyle ofis içinde telefon maliyetlerini azaltmada yetersiz olacakları

düşünülmektedir. Programların sunucu tabanlı çalışması güvenlik endişelerini de

beraberinde getirmektedir.

Sunucuya ihtiyaç duymadan ofis içi iletişim maliyetlerini düşürecek, güvenli, üyelik

gerektirmeyen, az bant genişliği kullanan, yurt dışına bağımlı olmayan bir sesli

iletişim ihtiyacı tespit edilmiştir.

39

4. İKİ NOKTA ARASINDA İNTERNET ÜZERİNDEN SES İLETİMİ

Bu bölümde, yerel ağ ortamında ofis içi iki nokta arası internet üzerinden ve arada

sunucu olmadan sesli iletişimin sağlanabilmesi için kaynak tüketimi açısından benzer

uygulamalara göre daha az bant genişliği isteyen, ses paketlerinin gecikmeye


olduğu bir uygulama geliştirilmiştir. Bu uygulama ile telefon maliyetleri ortadan

kalkacak, daha etkin ve verimli çalışan bir uygulama vasıtasıyla iletişim sağlanmış

olacaktır. Uygulama bilgisayardan bilgisayara voip modeli baz alınarak

geliştirilmiştir. Sip ve H.323 protokollerinde olduğu gibi UDP protokolüyle

çalışmaktadır.

4.1. Uygulama Geliştirme Yöntemi ve Kullanılan Araçlar

Uygulamanın gerçekleştirilmesi sırasında Visual Studio 2008 ve C# programlama

dilinden faydalanılmıştır. Framework olarak da .NET 3.5 sürümü kullanılmıştır.

Bunun dışında mikrofondan ses alımı için yazılım geliştirme kütüphanesi olarak

Microsoft DirectX SDK kullanılmıştır.

Microsoft C# .NET 3.5 dilini tercih etme nedenleri:

C#’in görsel programlamaya dönük olması nedeniyle öğrenilmesinin ve

kullanımının kolay olmasıdır.

Microsoft DirectX SDK yazılım geliştirme kütüphanesiyle uyumlu

çalışabilmesidir.

Güncel bir yazılım geliştirme ortamı olmasıdır.

Thread ve Socket programlamanın kolay bir şekilde geliştirilebilmesidir.

.NET Framework 3.5’da , .NET Framework 3.0 sürümüne eklenen yeni özelliklere

ilavelerde bulunmuştur. Örneğin, Windows Workflow Foundation (WF), Windows

Communication Foundation (WCF), Windows Presentation Foundation (WPF) ve

40

Windows CardSpace'deki özellik kümeleri. Ek olarak. NET Framework 3.5, birçok

teknoloji alanında, değişikliklerin bozulmaması için yeni derlemeler olarak eklenmiş

bazı yeni özellikler içerir [Microsoft, 2012]. Bunlar:

Dil ile Tümleştirilmiş Sorgu (LINQ) ve veri duyarlılığının derin

tümleştirmesi. Bu yeni özellik, aynı söz dizimini kullanarak birçok türdeki

SQL verisi, koleksiyon, XML ve DataSet projeksiyonlarını filtreleyen,

numaralandıran ve oluşturan LINQ özellikli dillerde kod yazmanızı sağlar.

ASP.NET AJAX, en popüler tarayıcıların tümünde çalışan daha verimli, daha

etkileşimli ve yüksek düzeyde kişiselleştirilmiş Web deneyimleri

oluşturmanızı sağlar.

AJAX, JSON, REST, POX, RSS, ATOM ve birçok yeni WS-* standardı gibi

WCF hizmetleri oluşturmaya yönelik yeni Web protokolü desteği.

WF, WCF ve WPF için Visual Studio 2008'de, yeni iş akışı kullanan hizmet

teknolojisi dahil olmak üzere tam araç oluşturma desteği.

.NET Framework 3.5 temel sınıf kitaplığında (BCL) birçok ortak müşteri

isteğini karşılayan yeni sınıflar [Microsoft, 2012].

Şekil 4.1. Genel tasarım

Mikrofon donanımı bilgisayara bağlanır/aktif hale getirilir

Karşı bilgisayarın IP adresi uygulamaya girilir

Bağlan tuşuna basılır

Karşı bilgisayarla karşılıklı olarak bağlantı kurulur

Sesli iletişim gerçekleştirilir

41

Geliştirilen uygulama da mikrofondan ses kaydı yapılmaktadır. Bunun için Microsoft

DirectX SDK paketinin bilgisayarda kurulu olması gerekmektedir.

Uygulama DirectX kütüphanesi yardımıyla bilgisayarın mikrofon donanımından ses

kaydı almaktadır. Alınan bu ses kaydı socket programlama mimarisi yardımıyla UDP

protokolü üzerinden karşı bilgisayara ulaştırılmaktadır.

Sesli görüşme senkron yani eş zamanlı gerçekleşmesi gereken bir süreç olduğu için

karşılıklı çalıştırılan bir thread (iş parçacığı) yardımıyla ses alışverişi yapılmaktadır.

4.2. Çalışma Mantığı ve Arayüz

Uygulama bir W32 (32 bit) Windows uygulaması olarak geliştirilmiştir. Sade bir

görünüme sahip ekran arayüzü resim 4.1 de görülebilir. Ekranın sol kısmında

bilgisayarımızın IP adresi yer almaktayken, sağ kısımda arayacağımız bilgisayarın IP

adresinin girileceği bir kutu bulunmaktadır. Ekranın alt kısımında bağlan ve

bağlantıyı kes şeklinde iki buton vardır.

Resim 4.1. Ekran arayüzü.

Bilgileriniz bölümünde karşı noktaya bildirilecek IP adresi görünmektedir.

Bağlanılacak IP kısmında ise sesli iletişim kurulacak noktanın IP adresi yazılacaktır.

Bağlanılacak IP adresi yazıldıktan sonra bağlan düğmesine basılarak Şekil 4.1’deki

genel tasarım senaryosu işletilir. Son olarak sesli iletişimi sona erdirmek için

bağlantıyı kes düğmesine basılmalıdır.

42

Uygulamanın geliştirme aşamaları ve çalışma mantığı şu şekildedir:

Visual Studio’da Solution Explorer penceresinde References bölümünde sağ

tıklanarak Add Reference bölümüne girilir. Burada Resim 4.2’de görüleceği

üzere Microsoft.DirectX ve Microsoft.DirectX.DirectSound araçları seçilerek

projeye eklenir.

Resim 4.2. Add reference ekranı

Uygulama DirectX DirectSound kütüphanesi yardımıyla mikrofondan ses

kaydı yapar. Örneğin sesi Mono kanal, 16 örnek bit (per sample bits) ve

22050hz’ de geçici tampon belleğe kaydeder.

Sesin karşı tarafa gönderilmesi için bir Thread oluşturulur.

Kaydedilen ses bilgisi UDP protokolü kullanılarak oluşturulan bir socket

yardımıyla karşı bilgisayara gönderilir.

43

Karşı bilgisayarda sesin alınması için bir Thread çalışmaktadır.

Karşı bilgisayarda yine DirectX DirectSound Kütüphanesi yardımıyla ikinci

bir tampon belleğe ses verisi kaydedilir ve oynatılır.

Sesin gönderilmesi ve sesin alınması, oynatılması için çalıştırılan thread ler

her iki bilgisayarda da senkron şekilde çalışır. Toplamda 4 thread

çalışmaktadır.

Ses iletimi bu şekilde gerçekleşmiş olur.

4.3. Kaynak Tüketimi

Geliştirilen uygulama belirli bir anda karşı taraftan ses bilgisi alınırken ve

gönderilirken Windows Kaynak İzleyicisi programıyla izlenmiştir. Kaynak

tüketimini etkileyen etmenler sesin saniyede alacağı mono ya da stereo kanal, her ses

örneğindeki bit sayısı, saniyedeki her bir örnek değerlerinden oluşur.

Bu değerleri incelediğimizde DirectX’de;

HerOrnektekiBit değeri 8 ya da 16,

Kanal (1) olursa Mono, (2) olursa stereo,

SaniyedekiHerBirOrnek değeri ise Çizelge 4.1’de görüleceği üzere 8.0 kHz,

11.025 kHz, 22.05 kHz, or 44.1 kHz (program kodlanırken hertz cinsinden

kullanılmıştır) değerlerinden oluşmaktadır.

Bir sesin saniyede harcayacağı bant genişliği hesabı şu şekilde formülize edilmiştir:

Bant genişliği (bit/saniye) = SaniyedekiHerBirOrnek * HerOrnektekiBit *

kanalsayısı * saniye

Byte cinsine çevrilirken ise her byte 8 bit’ten oluştuğu için:

44

Bant genişliği (byte/saniye) = Bant genişliği (bit/saniye) / 8

Program kodlanırken yukarıda anlatılan etmenlerin seçildiği değerlere göre kaynak

tüketimi artıp azalmaktadır.

Çizelge 4.1. Ses örnekleme frekansları

Saniyedeki Her Bir Ornek

Açıklama

8.0 kHz Sabit telefon ses kalitesi 11.025 kHz CD ses kalitesinin 4’de 1’i seviyesinde bir ses kalitesi 22.05 kHz CD ses kalitesinin yarısı seviyesinde bir ses kalitesi 44.1 kHz CD kalitesinde (VCD, MP3) ses

Yukarıda anlatılanlar ışığında, sesin kaynak tüketimini etkileyen etmenlerin çeşitli durumlardaki kaynak tüketimlerini Windows Kaynak İzleyicisi programıyla izlediğimizde aşağıdaki durumlar oluşmuştur. Ses mono, her örnekteki bit sayısı 8 ve saniyedeki her bir örneğin 8000 olduğu durumda 2,30 saniye çalıştırıldığında kodda:

“short kanal = 1; short HerOrnektekiBit = 8; int SaniyedekiHerBirOrnek = 8000;” değişkenleri atanmaktadır. Resim 4.3’de görülen Windows Kaynak İzleyicisi programında 18234 byte/saniye

kaynak harcamaktadır. Yine belirli bir anda ses bilgisi alınırken yaklaşık 8148

byte/saniye kaynak harcamaktadır. Ses gönderiminde ise 10085 byte/saniye kaynak

harcamaktadır. Bunun dışında karşı ip adresine değişik portlarda bağlantı kurmaya

çalıştığı ve bunların bilgisayarın yerel güvenlik duvarında izinli olduğu

gözlemlenmiştir. Gecikme mevcut değildir.

45


Ses mono, her örnekteki bit sayısı 16 ve saniyedeki her bir örneğin 11025 olduğu durumda 1,30 saniye çalıştırıldığında kodda:

“short kanal = 1; short HerOrnektekiBit = 16; int SaniyedekiHerBirOrnek = 11025;” değişkenleri atanmaktadır. Resim 4.4’de görülen Windows Kaynak İzleyicisi programında 28308 byte/saniye


46






Ses stereo, her örnekteki bit sayısı 16 ve saniyedeki her bir örneğin 11025 olduğu

durumda 1,72 saniye çalıştırıldığında kodda:

47

“short kanal = 2; short HerOrnektekiBit = 16; int SaniyedekiHerBirOrnek = 11025;” değişkenleri atanmaktadır.

Resim 4.5. Kaynak izleyici

Resim 4.5’de görülen Windows Kaynak İzleyicisi programında 75853 byte/saniye



48




Windows Kaynak İzleyicisi programıyla yapılan incelemelerde ses örnekleme

ayarları, kanal tercihi ve her örnekteki bit sayısı ayarları ideal bir şekilde

yapıldığında az bant genişliği harcayacağı görülmüştür. Ses kalitesinin iyileştiği ve

kanal tercihinin stereo olduğu durumlarda bant genişliği tüketimi artmaktadır.

Bununla beraber ses iletiminde gecikme olmaması da incelemelerde ön plana

çıkmıştır. Geliştirilen programın bağlantı kurulan hedef nokta dışında başka bir

noktayla iletişime geçmemesi de güvenlik açısından olumlu bir sonuç olmuştur.

4.4. Geliştirilen Uygulamanın Diğer Uygulamalara Göre Üstünlükleri

Geliştirilen uygulamanın mevcut uygulamalardan farklı olarak avantajları şunlardır:

Türkçe olması,

kullanım kolaylığı ve sade tasarıma sahip olması,

Çizelge 4.2. Gecikme süreleri (ms)

ses paketlerinin ağ üzerinde gecikmeye uğramadan iletilmesi (Çizelge 4.2.),

220

120

320

00

50

100

150

200

250

300

350

Skype Google Talk YahooMessenger

GeliştirilenUygulama

Gecikme

49

2

3

1

4

0

1

2

3

4

Skype Google Talk Yahoo Messenger GeliştirilenUygulama

Yankı

50060

27112

19530 18233

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

Skype Google Talk YahooMessenger

GeliştirilenUygulama

Gönderilen

Alınan

Toplam

Çizelge 4.3. Yankı etkisi (Puanlama: 4-kabul edilebilir düzey, 1-kabul edilemez)

yankının kabul edilebilir düzeyde olması (Çizelge 4.3.),

paket kaybının minimum düzeyde olması,

herhangi bir sunucu gerektirmeden doğrudan karşı tarafla bağlantı kurulabilmesi,

ses iletişimi kurulacak hedef dışında başka noktalarla bağlantı kurulmaması,

reklam içermemesi,

Çizelge 4.4. Kaynak tüketimi (byte/saniye)

düşük miktarda bant genişliği harcamasıdır (Çizelge 4.4.).

50

5. SONUÇ VE ÖNERİLER

Bu bölümde geliştirilen iki nokta arasında internet üzerinden sesli iletişim

uygulamasına ve kullanım ayrıntılarına yönelik sonuçlara yer verilmiştir. Hedefler

doğrultusunda, yerel ağ ortamında ofis içi iki nokta arası internet üzerinden ve arada

sunucu olmadan sesli iletişimin sağlanabilmesi için kaynak tüketimi açısından benzer

uygulamalara göre daha az bant genişliği isteyen, ses paketlerinin gecikmeye


olduğu bir uygulama geliştirilmiştir

Sonuçlar:

Uygulama ile ofis ortamında telefon maliyetlerinin düşürülmesi amacıyla internet

üzerinden iki nokta arasında sesli iletişim kurulabileceği ortaya konmuş ve

Windows Kaynak İzleyicisi programıyla geliştirilen uygulamanın kaynak

tüketimi ve gecikme değerleri gözlemlenmiştir.

Bu değerlerle uygulamanın avantajları, dezavantajları, kullanışlılığı ve

uygulamanın hedeflerine ne kadar ulaştığı incelenmiştir.

Geliştirilen uygulama test ortamında 6 farklı IP adresi ile denenmiş ve başarılı

olmuştur.

Windows Kaynak İzleyicisi programıyla yapılan incelemelerde ses örnekleme

ayarları, kanal tercihi ve her örnekteki bit sayısı ayarları ideal bir şekilde

yapıldığında az bant genişliği harcayacağı görülmüştür.

Ses kalitesinin iyileştiği ve kanal tercihinin stereo olduğu durumlarda bant

genişliği tüketimi artmaktadır.

Bununla beraber ses iletiminde gecikme olmaması da incelemelerde ön plana

çıkmıştır. Uygulama ITU-T G.114 standardına göre kabul edilebilir düzeyde

gecikmeye sahiptir.

Gecikmenin 50 milisaniyenin altında olması (0 ms) nedeniyle echo yani yankı

oluşumunun kabul edilebilir düzeyde olduğu tespit edilmiştir.

İletişimin ofis içinde kurulan yerel ağda gerçekleşmesi paket kaybının minimum

düzeyde olmasını sağlamıştır.

51

Geliştirilen programın bağlantı kurulan hedef nokta dışında başka bir noktayla

iletişime geçmemesi de güvenlik açısından olumlu bir sonuç olmuştur.

Uygulamanın mevcut uygulamalardan farklı olarak avantajları Türkçe olması,

kullanım kolaylığı ve sade tasarıma sahip olması, ses paketlerinin ağ üzerinde

gecikmeye uğramadan iletilmesi, yankının kabul edilebilir düzeyde olması, paket

kaybının minimum düzeyde olması, herhangi bir sunucu gerektirmeden doğrudan

karşı tarafla bağlantı kurulabilmesi, ses iletişimi kurulacak hedef dışında başka

noktalarla bağlantı kurulmaması, reklam içermemesi ve düşük miktarda bant

genişliği harcamasıdır.

Öneriler:

Tezde incelenen mevcut diğer sesli iletişim uygulamalarının yetersizliklerini büyük

ölçüde gidermekle beraber ilavelere açıktır. Bu çalışmada ele alınan konuyla ilgili

olarak gelecekte aşağıdaki yönlerde araştırma yapılabileceği düşünülmektedir:

Sadece kullanıcı girişi için sunucu ortamında çalışması sağlanarak üyelik

sistemi yardımıyla, sistemde ip adresleri ile üyelik bilgileri uyuşan kişilerin

kendi aralarında haberleşmesi sağlanabilir.

Uygulama üzerine konulacak bir ses fitreleme mekanizması ile çalışma

esnasında oluşabilecek gürültü azaltılabilir.

Ses sıkıştırma algoritmaları kullanılarak kullanılan bant genişliği daha da

azaltılabilir.

Konferans görüşme, karşılıklı sunum yapılması ve dosya paylaşımı

eklentileriyle zenginleştirilebilir.

Cevapsız çağrı bilgisi tutularak aktif değilken arayan kişiler listelenebilir.

Hızlı arama yapılması için sık görüşülen kişiler ve bu kişilerin ip adresleri bir

veri tabanında saklanılabilir.

İki nokta arasında görüntülü konuşma yapılması sağlanabilir.

Çevrimiçi ve çevrimdışı uçlar arasında metin veya resim göndererek

mesajlaşma yapılması sağlanabilir.

52

Uçlardan herhangi birinin görüşme yapmaya müsait olmadığı durumlarda

uygun durumda olan başka bir kişiye çağrılarını yönlendirmesi sağlanabilir.

53

KAYNAKLAR

Bayhan, S., “Araç Üstü İşleme Yapabilen Ngeo Uydu Sistemlerinde VoIP Başarımı”, Yüksek Lisans Tezi, Boğaziçi Üniversitesi, 1-19 (2006). Boucadair, M., “IP Telephony Interconnection Reference: Challenges, Models, and Engineering”, CRC Press, 21-22, 2002. Bozkurt, G., Aralık 2010, Hürriyet Gazetesi, Ekonomi Sayfası 2 (2010). Can, E., “IPv6 Üzerinden Ses Uygulaması ve Paket Analizi”, Yüksek Lisans Tezi, Beykent Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 15-40 (2006). Cisco, “Voice Over IP - Per Call Bandwidth Consumption”, http://www.cisco.com/image/gif/paws/7934/bwidth_consume.pdf, (2012). Dickson, F., “Mobile VoIP—Transforming the Future of Wireless Voice” In-Stat, 1 (2009). Dixit, S., “Wireless Ip and Building the Mobile Internet”, Artech House, 185-186, 2003. Doğruöz, B., “Ses Haberleşme Sistemleri İçin Dinamik Erişim Kontrolü Tasarımı ve Uygulaması”, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 6-15 (2007). Durkin, J., “Voice-Enabling the Data Network: H.323, Mgcp, Sip, Qos, Slas, and Security”, Cisco Press, 30, 2003. Ellis, J., “Voice, Video, and Data Network Convergence”, Academic Press, 212, 2003. Epstein, J., “Scalable VoIP Mobility: Integration and Deployment”, Newnes, 32, 2009. Erman, K., “Kablosuz Ağlar İçin SIP Tabanlı, Mobil, IP Üzerinden Ses İstemcisi”, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 1-9 (2008). Ganguly, S, “VoIP: Wireless, P2P and New Enterprise Voice over IP”, Wiley, 149-151, 2008. Hallock, J., “A Brief History of VoIP”, COM 538, Masters of Communication in Digital Media, 1-11 (2004).

54

İnternet: International Telecommunication Union, “ITU-T G.114 Standardı” http://www.itu.int/rec/dologin_pub.asp?lang=e&id=T-REC-G.114-200305-I!!PDF-E&type=items (2013) İnternet: IETF: IETF RFC 2543 Standardı http://www.ietf.org/rfc/rfc2543.txt RFC 2543 (2012). İnternet: İstanbul Teknik Üniversitesi: “Bilgisayar Haberleşmesi” http://web.itu.edu.tr/oktug/BH/notlar/bolum2.pdf (2012). İnternet: Gmail https://www.google.com/intl/tr/policies/privacy/ (2013) İnternet: Microsoft: .NET 3.5 http://www.microsoft.com/downloads/tr-tr/details.aspx?FamilyID=33332 5fd-ae52-4e35-b531-508d977d32a6 (2012). İnternet: Ntvmsnbc http://www.ntvmsnbc.com/id/25425079/ (2013) İnternet: Skype http://www.skype.com/tr/legal/privacy/?intsrc=client-_-windows-_-6.3-_-go-privacy#collectedInformation (2013) İnternet: Opswat: “Instant Messenger Market Share” http://www.opswat.com/about/media/reports/antivirus-june-2012#instant-messenger-market-share (2013) İnternet: Wikipedia: “Voice over IP” http://en.wikipedia.org/wiki/Voice_over_IP (2012). İnternet: Yıldız Teknik Üniversitesi: “Veri Haberleşmesi” http://www.yildiz.edu.tr/~kunal/veri_hab.html (2012). Karaaslan, B.,, “VoIP İnternet Üzerinden Sesli Haberleşme Ağının Optimizasyonu”, Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 5-51 (2006). Pelit, C., “Adaptif Veri Hızlarında Çalışan VoIP Uygulamalarında Kullanılmak Üzere Tıkanıklık Bildirimi”, Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2-59 (2005). Stallings, W., Data And Computer Communications Eighth Edition, New Jersey: 2007,s.298-301. Şişko, B., “Oturum Başlatma Protokolü – SIP, Internet Protokolü Üzerinden Ses-VoIP ve Uygulamaları”, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 1-74 (2006).

55

Tüysüz, M., “Improving Voice Quality in VoIP”, Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, 1-9 (2007). Wigfield, M., “Second Collection to Comprehensively Include Interconnected VoIP”, FCC Report, 515 F 2d 385, 1-2, (2010). VNI, C., “Cisco Visual Networking Index: Forecast and Methodology, 2010-2015”, Cisco, FLGD 09748, 1-16, (2011). Yavuz, E., “İnternet Protokolü (IP) Üzerinden Ses Haberleşmesinde Servis Kalitesine Etki Eden Parametrelerin Analizi”, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,2-69 (2004). Zengin, E., “Internet Protokolü Üzerinden Telefon Görüşmesi (IP Telefonu) Kampüs Uygulaması ve Performans Değerlendirmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya, 4-37 (2004).

56

ÖZGEÇMİŞ

Kişisel Bilgiler

Soyadı, adı : ÖZGÖKÇE, Hüseyin Salih

Uyruğu : T.C.

Doğum tarihi ve yeri : 1983 Ankara

Medeni hali : Evli

e-mail : [email protected]

Eğitim

Derece Eğitim Birimi Mezuniyet tarihi

Lisans Gazi Üniversitesi/Bilgisayar Eğitimi Bölümü 2006

Lise Ankara Anafartalar Anadolu Tic. Mes. Lisesi 2001

İş Deneyimi

Yıl Yer Görev

2005 Gazi Üniversitesi Kısmi Zamanlı Öğrenci Çalışan

Yabancı Dil

İngilizce

Hobiler

Futbol, Bilgisayar teknolojileri, Seyahat etmek

Documents

İKİ NOKTA ARASINDA İNTERNET PROTOKOLÜ ÜZERİNDEN …