تعرّف على خدمة VoWi-Fi (Voice over Wi-Fi) للمكالمات المجانية عالية الجودة!
أكيد، كل شخص مرّ بتجربة محبطة عند إجراء المكالمات عبر الشبكات الخلوية التقليدية، مثل ضعف التغطية أو التداخل في الشبكة. والأسوأ هو التكاليف المرتفعة أثناء السفر أو في المناطق ذات الإشارة الضعيفة. ولحل هذه المشاكل، ظهرت تقنية VoWi-Fi. حيث باستخدام هذه التقنية، يمكن إجراء المكالمات الصوتية عبر شبكات Wi-Fi بدلاً من الاعتماد على الشبكات الخلوية.
في هذا المقال، سنتعرف على كيفية عمل تقنية VoWi-Fi والفوائد التي تقدمها في تحسين جودة الاتصال وتقليل التكاليف. سنناقش أيضًا المكونات الأساسية لهذه التقنية وكيفية استخدامها لضمان تجربة اتصال صوتي أفضل وأكثر استقرارًا، بالإضافة إلى التحديات التي قد تواجهها وكيفية التعامل معها.
تُعرف خدمة Voice over Wi-Fi بأنّها التقنية التي تسمح بإجراء المكالمات الصوتية عبر شبكات Wi-Fi باستخدام بروتوكولات نقل الصوت عبر الإنترنت (VoIP) وبالتالي تحسين جودة المكالمات VoWi-Fi. فبدلاً من الاعتماد على الشبكات الخلوية التقليدية مثل 4G أو 5G، يتم تحويل الإشارات الصوتية إلى حزم بيانات رقمية يتم نقلها عبر شبكة Wi-Fi إلى الجهة المقابلة.
تعمل VoWi-Fi عن طريق تحويل الصوت إلى حزم بيانات رقمية يتم إرسالها عبر بروتوكولات الإنترنت (IP). يتم استخدام بروتوكولات مثل:
لإنشاء وإدارة المكالمات.
لنقل حزم البيانات الصوتية في الوقت الفعلي.
ليتم بعد ذلك توجيه هذه الحزم عبر شبكة Wi-Fi إلى الإنترنت أو الشبكة المحلية، حيث يتم فكّ تشفيرها وتحويلها مرة أخرى إلى إشارات صوتية.
والآن! لنتعرّف سويًّا على الفوائد الرئيسية لتقنية VoWi-Fi!
تم إجراء دراسة جدوى اقتصادية شاملة شبكة Wi-Fi للمكالمات الصوتية حيث تبيّن أن لها فوائد كبيرة من حيث تخفيض التكاليف و الاستفادة من البنية التحتية الحالية. سنشرح هذا بالتفصيل:
يصعب جدَّا على الشبكات الخلوية اختراق الجدران السميكة أو الأماكن المغلقة مثل الطوابق السفلية أو المباني الكبيرة. فكانت أهمية شبكات Wi-Fi توفير تغطية ممتازة في هذه الأماكن، لتصبح بذلك الـــ VoWi-Fi الحل الأنسب لتحسين جودة الاتصال في المناطق ذات الإشارة الخلوية الضعيفة.
حتى في المناطق النائية التي تكون فيها تغطية الشبكات الخلوية ضعيفة أو غير موجودة، يمكن لـ VoWi-Fi أن يوفّر اتصالات صوتية باستخدام شبكات Wi-Fi المحلية أو العامة.
بدلاً من الاعتماد على اسم المستخدم/كلمة المرور أو العناصر التشفيرية الضعيفة الأخرى، يستخدم VoWiFi آليات الأمان المعتمدة على SIM لمصادقة وحماية الاتصالات للمشتركين. عند استخدام الـ SIM، يمكن تطبيق نفس معايير الأمان بسلاسة عبر جميع التقنيات: CS، PS، والواي فاي.
ويُقصد بهذا أنّه يمكن للمستخدمين إجراء مكالمات صوتية عبر Wi-Fi دون الحاجة إلى استخدام دقائق الاتصال الخلوية، ممّا يقلّل من تكاليف المكالمات، خاصة في الرحلات الدولية أو في المناطق ذات الأسعار المرتفعة للاتصالات الخلوية.
إضافة إلى ذلك، يمكن لمشغلي الشبكات استخدام VoWi-Fi لتخفيف الضغط على الشبكات الخلوية، خاصة في المناطق المزدحمة. هذا يقلل من الحاجة إلى توسيع البنية التحتية الخلوية، مما يوفر تكاليف تشغيلية كبيرة.
تعتبر تقنية VoWi-Fi ممتازة من حيث التكلفة مقارنة بالشبكات الخلوية. فيما يلي تفاصيل حول الترددات المختلفة المستخدمة في VoWi-Fi:
| التردد | الوصف | الأهمية |
| 2.4GHz | يعمل في النطاق الترددي غير المرخص ويتيح الاتصال دون الحاجة إلى تراخيص باهظة الثمن | متاح للاستخدام العام، ويوفر حلاً فعالاً من حيث التكلفة |
| 5GHz | أيضاً يعمل في النطاق الترددي غير المرخص ويتميز بسرعات أعلى مقارنة بـ 2.4GHz | يوفر سرعة اتصال أكبر مقارنة بـ 2.4GHz، ويساعد في تقليل التداخل |
| 6GHz | نطاق جديد تم إدخاله حديثًا لزيادة سعة الشبكات وتقليل التداخل | يوفر سعة أكبر وتجربة اتصال أفضل في شبكات VoWi-Fi الحديثة |
تقوم هذه الأجهزة بتحويل الصوت إلى حزم بيانات رقمية باستخدام بروتوكولات مثل SIP-Session Initiation Protocol و RTP-Real-time Transport Protocol، ثم ترسل هذه الحزم عبر شبكة Wi-Fi إلى نقاط الوصول.
وهي الأجهزة التي توفر الاتصال اللاسلكي بين الأجهزة المحمولة (UE) والشبكة الخلفية. يجب أن تكون هذه الأجهزة متوافقة مع معايير IEEE 802.11 (مثل Wi-Fi 5 أو Wi-Fi 6).
ويكمن دور نقاط الوصول في :
المقصود بالبنية الخلفية البنية التحتية التي توفّر الاتصال بالإنترنت أو بالشبكة الأساسية للمشغل. تتكون البنية الخلفية من:
لكن ما أهمية دور البنية الخلفية؟
في نظام VoWi-Fi، يمر تدفق البيانات عبر عدة مراحل لضمان جودة المكالمات. لنبدأ بالتعرف على هذه المراحل الأساسية:
تعتمد تقنية VoWi-Fi على مجموعة من البروتوكولات التي تعمل معاً لضمان إجراء المكالمات الصوتية بجودة عالية وأمان قوي. سنناقش هنا البروتوكولات الأساسية المستخدمة في VoWi-Fi، بالإضافة إلى آليات الأمان التي تحمي الاتصالات من التهديدات المحتملة.
SIP هو البروتوكول الرئيسي المستخدم لإعداد وإدارة وإنهاء جلسات الاتصال الصوتي في VoWi-Fi. حيث يعمل SIP على طبقة التطبيق و يستخدم لإرسال رسائل التحكم بين الأجهزة والخوادم.
مثال على رسائل SIP:
|
RTP هو البروتوكول المستخدم لنقل حزم البيانات الصوتية في الوقت الفعلي بين الأجهزة. يعمل RTP على طبقة النقل ويستخدم عادةً مع UDP لنقل البيانات بسرعة.
مثال على استخدام RTP:يتم إرسال حزم الصوت من الجهاز الأول إلى الجهاز الثاني باستخدام RTP، مع مراقبة الجودة عبر RTCP. |
أمّا بالنسبة إلى QoS فهي مجموعة من الآليات التي تضمن جودة الصوت في VoWi-Fi عن طريق تحديد أولويات حركة المرور الصوتية وتقليل التأخير وفقدان الحزم.
لعلّلك الآن تتساءل عن المعايير المستخدمة في ذلك، لنتعرّف إذًا على:
وظيفته توفير تحسينات QoS في شبكات Wi-Fi من خلال EDCA- Enhanced Distributed Channel Access
عند الاعتماد على تقنية الاتصال عبر الواي فاي (VoWiFi)، قد تظهر بعض التحديات التي تؤثر على جودة الخدمة وأداء المكالمات الصوتية مثل التداخل و استهلاك البطارية وكذلك مشاكل Handoff.
نظراً لأن VoWi-Fi يعمل في نطاقات ترددية غير مرخصة ، فإنه يتعرض للتداخل من الأجهزة الأخرى التي تعمل في نفس النطاق، مثل أفران الميكروويف وأجهزة Bluetooth.
من الممكن جدَّا أن تكون تقنية VoWi-Fi مستهلكة للطاقة، خاصة أثناء المكالمات الطويلة.و هذا بدوره يؤثر على عمر البطارية في الأجهزة المحمولة.
لذلك تطلّلب الأمر إيجاد حل مناسب حيث تم تطوير تقنيات مثل TWT- Target Wake Time في معيار IEEE 802.11ax -Wi-Fi 6 لتقليل استهلاك الطاقة عن طريق السماح للأجهزة بالنوم والاستيقاظ في أوقات محددة.
أثناء تنقل المستخدم بين نقاط الوصول (Access Points)، قد تحدث فجوات في الاتصال تؤثر على جودة الصوت. هذا يعرف بمشكلة Handoff Latency. ولحلّ هذا يتم استخدام بروتوكولات مثل 802.11r (Fast BSS Transition) لتقليل زمن الانتقال بين نقاط الوصول، مما يحسن تجربة المستخدم أثناء التنقل.
يوضح الجدول التالي أبرز العيوب المرتبطة بتقنية VoWiFi:
| العيب | التأثير | الحل |
| التأخير (Latency) | قد يؤدي التأخير في نقل الحزم الصوتية إلى تدهور جودة الصوت | يمكن استخدام بروتوكولات QoS وتقنيات Fast BSS Transition 802.11r لتقليل التأخير |
| التداخل (Interference) | التداخل في النطاقات غير المرخصة (2.4GHz و 5GHz ) قد يؤثر على جودة الاتصال | يمكن استخدام تقنيات مثل Dynamic Channel Selection (اختيار القنوات الديناميكي) و Beamforming لتقليل التداخل وتحسين جودة الاتصال |
يوفر WPA3 تشفيراً قوياً لحماية البيانات الصوتية من التنصت والهجمات الأخرى. كما يجب الإِشارة إلى أنّ الـــ WPA3 يستخدم خوارزميات تشفير متقدمة مثل AES-256 لحماية حركة المرور.
يُستخدم TLS لتأمين إشارات SIP ومنع الهجمات مثل التنصت على المكالمات. يتم تشفير رسائل SIP باستخدام TLS، مما يضمن أن الإشارات تصل إلى الوجهة المقصودة دون اعتراض.
EAP هو اختصار لـ (Extensible Authentication Protocol)، وهو بروتوكول يستخدم للمصادقة القوية بين الأجهزة ونقاط الوصول. حيث يتم استخدام شهادات رقمية (Certificates) للتحقق من هوية الأجهزة قبل السماح لها بالاتصال بالشبكة.
كيف يعمل EAP-TLS؟ | |
| تبادل الشهادات | يتم تبادل الشهادات الرقمية بين الجهاز ونقطة الوصول |
| التحقق من الهوية | يتم التحقق من صحة الشهادات قبل السماح بالاتصال |
| إنشاء قناة آمنة | يتم إنشاء قناة آمنة باستخدام TLS لنقل البيانات |
تعتمد تقنية VoWi-Fi على بروتوكولات أساسية مثل SIP و RTP و QoS لضمان جودة عالية للاتصالات الصوتية. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام آليات أمان قوية مثل WPA3 وTLS و EAP-TLS لحماية الاتصالات من التهديدات المحتملة. هذه البروتوكولات والآليات الأمنية تعمل معاً لتوفير تجربة اتصال آمنة وموثوقة عبر شبكات Wi-Fi.
يمكن للمهاجمين اعتراض الحزم الصوتية إذا لم يتم تشفيرها بشكل صحيح. بناء على هذا يتم استخدام تشفير قوي مثل WPA3 وTLS.
يستطيع للمهاجمين إنشاء نقاط وصول مزيفة لجذب المستخدمين واعتراض اتصالاتهم. لتجنّب هذه الحادثة يتم استخدام المصادقة القوية مثل EAP-TLS للتحقق من هوية نقاط الوصول.
بإمكان المهاجمين اعتراض أو تعديل إشارات SIP. لذلك يتم استخدام تشفير TLS لحماية إشارات SIP.
قبل أن نتحدّث عن الأداء والعوامل المؤثرة عليه، يجب أن نعرف كيف تمكّنت الـــ VoWi-Fi من تقديم ميزات استثنائية، حيث تفوّق VoWi-Fi في التغطية الداخلية باعتباره قدّم ميزة كبيرة في الأماكن المغلقة مثل المباني الكبيرة أو الطوابق السفلية، حيث تكون إشارات الشبكات الخلوية ضعيفة أو غير موجودة. شبكات Wi-Fi يمكن أن توفر تغطية ممتازة في هذه الأماكن، مما يجعل VoWi-Fi حلاً مثالياً لتحسين جودة الاتصال.
حتى في المناطق النائية، حيث تكون تغطية الشبكات الخلوية ضعيفة أو غير موجودة، تظل الفرصة قائمة لـ VoWi-Fi لتوفير الاتصالات الصوتية عبر شبكات Wi-Fi المحلية أو العامة.
لتقييم جودة الصوت في الاتصالات الصوتية، يتم الاعتماد على معايير قياسية تهدف إلى تحديد مدى وضوح وراحة الاتصال للمستخدم. من أبرز هذه القياسات:
الـــ MOS هو مقياس لتقييم جودة الصوت في الاتصالات الصوتية. يتم تقييم الجودة على مقياس من 1 إلى 5، حيث 5 تعني جودة ممتازة. إليك تفاصيل المقاييس:
| MOS > 4.0: جودة صوت ممتازة. MOS بين 3.5 و4.0: جودة صوت جيدة. MOS < 3.5: جودة صوت مقبولة ولكنها قد تكون غير مرضية. |
من المهم مراعاة هذه المعايير التي تؤثر بشكل مباشر على وضوح المكالمات وجودتها:
تمتاز تقنية VoWi-Fi بمجموعة واسعة من الاستخدامات التي تلبي احتياجات الأفراد والشركات كما يلي:
تتّجه تقنية VoWiFi نحو تحسين أدائها، حيث تتكامل مع شبكات 5G و AI لتوفير تجربة أفضل للمستخدمين. وذلك من خلال:
لأنّ شبكات 5G توفّر سرعات أعلى وزمن وصول أقل، كان لـ VoWi-Fi أن يتكامل مع هذه الشبكات لتوفير تجربة اتصال سلسة بين الشبكتين. هذا يعني أن المستخدم يمكنه الانتقال بين Wi-Fi و5G دون انقطاع في المكالمة.
يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي (AI) لتحليل أنماط حركة المرور على الشبكة وتوقّع حالات الازدحام، مما يسمح بتحسين استهلاك الطاقة في الأجهزة المحمولة عن طريق ضبط إعدادات الشبكة تلقائياً.
VoIP و VoWi-Fi هما تقنيتان متشابهتان في المبدأ (نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت)، لكنهما تختلفان في نطاق الاستخدام والشبكات المستخدمة. لكنها تستخدمان لنقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت (IP)، لكنهما تختلفان في عدة جوانب رئيسية. سنشرح هنا الفروق بينهما بشكل مفصل من خلال الجدول التالي لتسهيل فهم هذه النقاط:
| من حيث | VoIP-Voice over Internet Protocol | VoWi-Fi-Voice over Wi-Fi |
| التعريف | هي تقنية عامة تسمح بنقل الصوت عبر شبكات تعتمد على بروتوكول الإنترنت (IP). يمكن استخدام VoIP عبر أي نوع من الشبكات، سواء كانت سلكية (مثل Ethernet) أو لاسلكية (مثل Wi-Fi أو LTE/5G) | هو تطبيق محدد لـ VoIP يعتمد بشكل حصري على شبكات Wi-Fi لنقل الصوت. بمعنى آخر، VoWi-Fi هو نوع من VoIP يعمل فقط عبر شبكات Wi-Fi. |
| نطاق الاستخدام | المكالمات الهاتفية عبر الإنترنت، المؤتمرات الصوتية، وأنظمة الاتصالات المؤسسية | في الأجهزة المحمولة التي تدعم Wi-Fi، مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية، لإجراء مكالمات صوتية عبر شبكات Wi-Fi بدلاً من الشبكات الخلوية |
| الشبكات المستخدمة | يمكن استخدام VoIP عبر أي نوع من الشبكات التي تدعم بروتوكول الإنترنت (IP)، بما في ذلك:
| يعتمد VoWi-Fi بشكل أساسي على شبكات Wi-Fi لنقل الصوت. يتم استخدام بروتوكولات IEEE 802.11 (مثل Wi-Fi 5 أو Wi-Fi 6) لتوفير الاتصال اللاسلكي |
| التغطية | يمكن استخدام VoIP في أي مكان تتوفر فيه شبكة تدعم بروتوكول الإنترنت، سواء كانت شبكة محلية (LAN) أو شبكة واسعة (WAN) | يرتكز VoWi-Fi على تغطية شبكة Wi-Fi. يتميز VoWi-Fi بتوفير تغطية ممتازة في الأماكن المغلقة (مثل المباني الكبيرة أو المنازل) حيث تكون إشارات الشبكات الخلوية ضعيفة |
| المدى | يتوقّف مدى VoIP على نوع الشبكة المستخدمة. على سبيل المثال، في الشبكات السلكية، يمكن أن يكون المدى محدوداً بمدى الكابلات، بينما في الشبكات اللاسلكية، يعتمد المدى على قوة الإشارة اللاسلكية | إنّ مدى VoWi-Fi محدود بمدى شبكة Wi-Fi، والذي عادةً ما يكون في حدود 100 متر في الأماكن المفتوحة وأقل من ذلك في الأماكن المغلقة بسبب العوائق مثل الجدران. |
| الأداء | يعتمد أداء VoIP على نوع الشبكة المستخدمة. في الشبكات السلكية، عادةً ما يكون الأداء مستقراً مع زمن انتقال منخفض وفقدان حزم قليل. في الشبكات اللاسلكية، قد يتأثر الأداء بالتداخل والازدحام. | يستند أداء VoWi-Fi بشكل كبير إلى جودة شبكة Wi-Fi. في الشبكات المزدحمة أو التي تعاني من التداخل، قد تتأثر جودة الصوت |
| جودة الصوت | يمكن أن توفر VoIP جودة صوت عالية جداً (مثل جودة HD Voice) إذا كانت الشبكة توفر نطاق ترددي كافياً وتم تطبيق بروتوكولات QoS-Quality of Service | يمكن أن توفر VoWi-Fi جودة صوت ممتازة إذا تم تطبيق بروتوكولات QoS مثل IEEE 802.11e. ومع ذلك، قد تتأثر الجودة في حالات الازدحام أو التداخل. |
| التكلفة | تعتمد تكلفة VoIP على نوع الشبكة المستخدمة. في الشبكات السلكية، تكون التكلفة عادةً منخفضة نظراً لعدم الحاجة إلى تراخيص ترددية. في الشبكات اللاسلكية (مثل LTE أو 5G)، قد تكون التكلفة أعلى بسبب رسوم الاشتراك في الخدمات الخلوية | يعتمد على شبكات Wi-Fi، والتي عادةً ما تكون أقل تكلفة من الشبكات الخلوية. يمكن للمستخدمين إجراء مكالمات صوتية عبر Wi-Fi دون الحاجة إلى استخدام دقائق الاتصال الخلوية، مما يقلل من التكاليف |
قبل أن نبدأ في استعراض الفروقات المتعلقة بالتحديات بين تقنيتي VoIP و VoWi-Fi، نود أن نوضّح لكم أن كل من هاتين التقنيتين تواجهان مجموعة من التحديات الخاصة بهما التي تؤثر على جودتهما وكفاءتهما في مختلف السيناريوهات. دعونا نوضح الآن هذه التحديات:
الآن سنقدّم نظرة عامة على بعض حالات الاستخدام المختلفة لتقنيتي VoIP و VoWi-Fi. لكل تقنية تطبيقات محددة تناسب احتياجات معينة بناءً على البيئة التكنولوجية والمكانية. من خلال الفهم العميق لهذه الحالات، يمكن تحديد الأنسب لكل بيئة. لنلقي نظرة على حالات الاستخدام:
VoIP :
VoWi-Fi :
فيما يلي بعض الأسئلة الشائعة حول خدمة VoWi-Fi في المملكة العربية السعودية، وكيف ساهمت في تحسين تجربة المكالمات الصوتية عبر الإنترنت
في الختام، تمثل تقنية VoWi-Fi الخدمة الرائعة لتحسين جودة المكالمات الصوتية وتقليل التكاليف، خصوصًا في الأماكن التي تعاني من ضعف التغطية أو أثناء السفر. من خلال استخدام شبكة Wi-Fi بدلاً من الشبكة الخلوية، حيث يستطيع المستخدمين إجراء مكالمات عالية الجودة آمنة ومجانية.
في أكاديمية اتصالاتي، نواصل تقديم أحدث المعلومات والمقالات لضمان استفادتكم القصوى من هذه التقنيات المتقدمة وتحسين تجربتك في عالم هندسة الاتصالات.
Optimized by Seraphinite Accelerator