MỤC LỤC
Lời mở đầu
Chương I: Mạng Internet và công nghệ IP
1. Lịch sử và phát triển của mạng Internet 1
2.Tổng quan mạng Internet 2
3.Công nghệ IP 6
3.1. Tổng quan 6
3.2. Công nghệ IP version 6 (IPv6) 6
3.3. Chuyển đổi IPv4 tới IPv6 8
3.4. Những thuận lợi của mạng IP thế hệ mới sử dụng IPv6 9
4. Các ứng dụng của Internet 10
5. Các ứng dụng công nghệ IP tại Việt Nam 12
6. Mạng điện thoại công cộng trên mạng Viễn Thông Việt Nam 13
Chương II: Công nghệ Voice over IP
1. Khái niệm về công nghệ Voice over IP (VoIP) 16
2. Sự khác nhau giữa mạng chuyển mạch điện thoại công cộng chung và
thoại trên mạng IP (VoIP). 17
3.Các đặc trưng của VoIP 19
4. Kiến trúc họ giao thức H.323 21
5. Tổng quan về cấu hình của mạng VoIP 23
6. Gateway – Gatekeeper và các giao diện chuẩn trong mô hình H.323 24
7. Chức năng của các phần tử 26
8. Cấu trúc kết nối 32
9. Hoạt động của VoIP 38
10. Các ưu nhược điểm của VoIP 42
11. Dịch vụ 44
Chương III: Chất lượng dịch vụ và phương pháp đánh giá chất lượng dịch vụ VoIP
1. Khái niệm 47
2. Định nghĩa QoS và NP 50
3. Chất lượng dịch vụ thoại IP và đánh giá chất lượng dich vụ thoại IP 51
4.Phương pháp xác định chỉ tiêu đánh giá chất lượng dịch vụ 53
5. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng dịch vụ thoại IP 55
6. Thăm dò ý kiến khách hàng về chất lượng dịch vụ 56
7. Các tham số đảm bảo chất lượng dịch vụ TIPHON-ETSI 57
8. Các tiêu chuẩn chất lượng dịch vụ thoại IP 60
9. Dịch vụ VoIP tại Việt Nam. 68
Các thuật ngữ viết tắt 70
Tài liệu tham khảo 72
72 trang |
Chia sẻ: maiphuongdc | Lượt xem: 1870 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Mạng internet và công nghệ VoIP, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
in báo hiệu được truyền giữa hai gatekeeper.
+ Tính cước: trao đổi thông tin tính cước với nhau.
- Giao diện E: có hai loại giao diện E là Ea và Eb. Ea là giao diện giữa Media Gateway và Switched Circuit Network. Eb là giao diện giữa Signalling Gateway và Switched Circuit Network. Các thông tin chuyển qua giao diện E phải hỗ trợ:
+ Tại giao diện Ea: phải hỗ trợ các luồng dữ liệu kết nối giữa mạng IP và mạng Switched Circuit.
Tại giao diện Eb: phải hỗ trợ báo hiệu giữa mạng IP và Mạng SCN.
- Giao diện F: là giao diện giữa Backend và service và Media Gateway contooller.
- Giao diện G: là giao diện giữa Backend service và Gatekeeper.
- Giao diện H: là giao diện giữa đầu cuối H.323 hoặc gatekeeper và mạng truy cập IP.
- Giao diện I: là giao diện giữa mạng truy nhập IP và phần còn lại của mạng IP.
- Giao diện J: là giao diện giữa Singnalling Gateway và Međia Gateway Contooler.
- Giao diện N: là giao diện giữa Media Gateway Contooler và Media Gateway. Các thông tin trao đổi qua giao diện N phải hỗ trợ các chức năng sau:
+ Tạo, thay đổi, xoá một luồng dữ liệu kết nối qua MGW.
+ Xác định các thông số kỹ thuật được sử dụng của luồng dữ liệu truyền qua Media Gateway khi thiết lập một kết nối và sau đó là trong suốt khoảng thời gian kết nối đó tồn tại.
+ Yêu cầu chèn các âm và thông báo vào luồng dữ liệu theo yêu cầu trự tiếp của Media Gateway Controller hoặc bởi chỉ thị chèn các âm hoặc thông báo bắt đầu và kết thúc khi phát hiện một số sự cố trong bản thân Media Gateway.
+ Yêu cầu thông báo và có thể thực hiện hoạt đọng để khắc phục khi phát hiện lỗi trên luồng dữ liệu.
7. Chức năng các phần tử trong VoIP
Mô hình chức năng cơ bản trên nền mô hình H.323 (Hình 2) được chia làm 3 thực thể: Gatekeeper, Gateway, Terminal.Trong đó Gateway được chia làm 3 nhóm chức năng: Signalling Gateway, Media Gateway và Media Gateway Controller.
- Signalling Gateway: Phần tử này chịu trách nhiệm về mặt hoạt động báo hiệu trong hệ thống. Ví dụ như nó làm chức năng dịch thông báo H.323 SETUP đến từ H.323 Gateway thành SS7 ISUP Initial Address Message đưa tới tổng đài. Các chức năng của SIgnalling gateway:
+ Kết nối các giao thức điều khiển cuộc gọi SNC.
+ Kết nối báo hiệu từ mạng SCN: phối hợp hoạt động với Media Gateway Controller.
+ Bảo mật kênh báo hiệu: đảm bảo tình bảo mật của kênh báo hiệu từ GW.
+ Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định và ghi các bản tin báo hiệu và các bản tin thông tin truyền nhận.
+ Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin sử dụng ra thiết bị ngoại vi.
+ OAM & P: vận hành, quản lý và bảo dưỡng, thông qua các giao diện logic cung cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới các phần tử quản lý hệ thống.
+ Chức năng quản lý, giao tiếp với hệ thống quản lý mạng.
+ Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết nối chuyển mạch gói.
Media Gateway Controller (MGC): cung cấp chức năng tín hiệu H.323 và thực hiện ánh xạ tín hiệu từ SCN thành tín hiệu H.323 tương ứng. MGC cũng thực hiện chức năng điều khiển Media Gateway và Signalling Gateway. MGC còn có nhiệm vụ giao tiếp với H.323 Gatekeeper, vì vậy nó có thể xử lý các thông báo H.245 và H.225. Đồng thời thực hiện một số chức năng khác như chứng thực và bảo mật, giám sát tài nguyên của toàn hệ thống, duy trì điều khiển tất cả các kết nối. Các khối chức năng của Media Gateway Cotroller gồm:
+ Chức năng gateway H.255.0: Truyền và nhận các bản tin H.255.0
+ chức năng Gateway H.245: Truyền và nhận các bản tin H.245
+ Chức năng xác nhận: thiết lập đặc điểm nhận dạng của người sử dụng, thiết bị hoặc phần tử mạng.
+ Chức năng điều khiển Gateway chấp nhận luồng dữ liệu: cho phép hoặc không cho phép một luồng dữ liệu.
+ Non-repudiation evidence gathering: thu thập các thông tin dùng để xác nhận là bản tin báo hiệu hoặc bản tin chứa thông tin đã được truyền hoặc nhận chưa.
+ Báo hiệu chuyển mạch gói: bao gồm tất cả loại báo hiệu cuộc gọi có thể thực hiện bởi các đầu cuối trong mạng. Ví dụ như: theo chuẩn H.323 thì bao gồm: H.255.0, Q.931, H.225.0 RAS và H.245. Đối với một đầu cuối H.323 chỉ nhận thì nó bao gồm H.225.0 RAS mà không bao gồm H.245
+ Giao diện báo hiệu chuyển mạch gói: Kết nối giao thức báo hiệu chuyển mạch gói (H.323, UNI.PNNI).
+ Điều khiển gateway: Thực hiện các chức năng như điều khiển kết nối logic, quản lý tài nguyên, chuyển đổi giao diện (ví dụ như từ SS7 sang H.225.0).
+ Giám sát tài nguyên từ xa: bao gatewayồm giám sát độ khả dụng của các kênh trung kế của Madia Gateway, giải thông và độ khả dụng của mạng IP, tỷ lệ định tuyến thành công cuộc gọi.
+ Chức năng điều khiển cuộc gọi: lưu giữ các trạng thái cuộc gọi của gateway. Chức năng điều khiển cuộc gọi bao gồm tất cả các điều khiển kết nối logic của Gateway.
+ Quản lý tài nguyên Madia Gateway: cấp phát tài nguyên cho Madia Gateway.
+ Chức năng báo hiệu: chuyển đổi chức năng báo hiệu giữa mạng IP và báo hiệu trong Switched Circuit Network trong phối hợp hoạt động với Signalling Gateway.
+ Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định và ghi các bản tin báo hiệu và các bản tin thông tin truyền nhận.
+ Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: xác định, ghi các bản tin báo hiệu và các thông tin truyền nhận.
+ Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin sử dụng ra thiết bị ngoại vi.
+ OAM & P: vận hành, quản lý và bảo dưỡng, thông qua các giao diện logic cung cấp các thông tin khong trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới các phần tử quản lý hệ thống.
+ Chức năng quản lý: giao diện với hệ thống quản lý.
+ Giao diện chuyển mạch gói: kết nối mạng chuyển mạch gói.
- Madia Gateway: phần tử này thực hiện viếc chuyển đổi, mã hoá, giải mã, nén tín hiệu multimedia giữa mạng IP và mạng thoại. Madia Gateway bao gồm các chức năng sau:
+ Chức năng chuyển đổi địa chỉ kênh thông tin: cung cấp địa chỉ IP cho các kênh thông tin truyền và nhận.
+ Chức năng chuyển đổi hướng: chuyển đổi giữa các luồng thông tin giữa mạng IP và mạng SCN.
+ Bảo mật kênh thông tin: đảm bảo tính riêng tư của kênh thông tin kết nối với GW.
+ Kết chuyển mạch kênh: bao gồm tất cả các phần cứng và giao diện cần thiết để kết nối cuộc gọi chuyển mạch kênh, nó bao gồm các bộ mã hoá và giải mac PCM luật A và PCM luật M.
+ Kết nối chuyển mạch gói: chứa tất cả các giao thức liên quan đến việc kết nối kênh thông tin trong mạng chuyển mạch gói bao gồm các bộ mã hoá và giải mã RTP/RTCP và các bộ Coder như G711,G723.1.
+ Giao diện với mạng SCN: Kết cuối và điều khiển các kênh mang (ví dụ DSO) từ mạng Switched Circuit Netwok.
+ Chức năng chuyển đổi kênh thông tin giữa IP và SCN: chuyển đổi giữa kênh mang thông tin thoại, Fax, dữ liệu của SCN và các gói dữ liệu trong mạng chuyển mạch gói. Nó cũng thực hiện chức năng xử lý tín hiệu thích hợp như: nén tín hiệu thoại, triệt tiếng vọng, triệt khoảng lặng, mã hoá chuyển đổi tín hiệu fax và điều tiết tốc độ modem tương tự. Thêm vào đó nó còn thực hiện chuyển đổi giữa tín hiệu DTMF. Trong mạng SCN và các tín hiệu thích hợp trong mạng chuyển mạch gói khi mà các bộ mã hoá tín hiệu thoại không mã hoá tín hiệu DTMF. Chức năng chuyển đổi kênh thông tin giữa mạng IP và Switched Circuit Network, thu thập thông tin về lưu lượng gói và chất lượng kênh đối với mỗi cuộc gọi để sử dụng trong việc báo cáo chi tiết và điều khiển cuộc gọi.
+ Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định và ghi các bản tin báo hiệu và các bản tin thông tin truyền, nhận.
+ Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: Báo cáo các bản tin sử dụng ra thiết bị ngoại vi.
+ OAM&P: Vận hành, quản lý và bảo dưỡng, thông qua giao diện logic cung cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới các phần tử quản lý hệ thống.
+ Chức năng quản lý: Giao diện với hệ thống quản lý mạng.
+ Giao diện mạng chuyển mạch gói: Kết nối mạng chuyển mạch gói.
H.323 Gatekeeper: Vùng của mạng trên cơ sở IP (giống như một topology gần kề) là được nhóm vào một vùng cho các mục đích quản trị. Một gatekeeper quản trị mỗi vùng khác nhau. Gatekeeper đóng vai trò giám sát tất cả các cuộc gọi H.323 trong vùng của nó trên mạng và cung cấp hai dịch vụ chính: thu nạp cuộc gọi và chuyển đổi địa chỉ. Nó bao gồm các chức năng cụ thể sau:
+ Chuyển đổi địa chỉ E.164: Chuyển đổi từ địa chỉ E.164 sang tên gọi H.323.
+ Chuyển đổi tên gọi H.323: Chuyển đổi từ tên gọi H.323 sang số E.164.
+ Chuyển đổi địa chỉ H.225.0: Chuyển từ tên gọi H.323 sang địa chỉ IP để truyền các bản tin H.225.0, hoặc nhận và truyền địa chỉ IP để truyền các bản tin H.225.0 bao gồm cả mã lựa chon và nhà cung cấp mạng.
+ Dịch địa chỉ kênh thông tin: Nhận và truyền địa chỉ IP của các kênh truyền tải thông tin, bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp mạng.
+ Dịch địa chỉ kênh H.245: Nhận và truyền địa chỉ IP phục vụ cho báo hiệu H.245, bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp mạng.
+ GK H.225.0: Truyền và nhận các bản tin H.225.0.
+ GK H.245.0: Truyền và nhận các bản tin H.245.
+ Giao tiếp giữa các GK: Thực hiện việc trao đổi thông tin giữa các gatekeeper.
+ Đăng ký: Cung cấp các thông tin cần đăng ký khi yêu cầu dịch vụ.
+ Xác nhận: Thiết lập các đặc điểm nhận dang của khách hàng, thiết bị đầu cuối hoặc các phần tử mạng.
+ Điều khiển Gatekeeper chấp nhận kênh thông tin: Cho phép hoặc không cho phép sử dụng các kênh truyền tải thông tin.
+ Non – repudiation evidence gathering: Thu nhập các thông tin dùng để xác nhận là bản tin báo hiệu hoặc là bản tin chứa thông tin đã được truyền hoặc nhận chưa.
+ Bảo mật kênh báo hiệu: Bảo đảm tính bảo mật của kênh báo hiệu kết nối GK với thiết bị đầu cuối.
+ Tính cước: Thu thập các thông tin để tính cước.
+ Điều chỉnh tốc độ và giá cước: Xác định tốc độ và giá cước sử dụng.
+ Chức năng quản lý: Giao tiếp với hệ thống quản lý mạng.
+ Chức năng ghi các bản tin sử dụng: Xác định hoặc ghi lại các thông tin về sự kiện (truy nhập, cảnh báo) và tài nguyên.
+ Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: Báo cáo các bản tin sử dụng đã được ghi ra thiết bị ngoại vi.
Backend: Được sử dụng bởi Gateway và Gatekeeper để cung cấp các chức năng như tính cước, quản trị cơ sở dữ liệu, chọn đường…
Thiết bị đầu cuối H.323: Thiết bị đầu cuối H.323 là một trạm cuối trong mạng LAN đảm nhận việc cung cấp truyền thông hai chiều theo thời gian thực. Các thành phần chức năng của một thiết bị đầu cuối:
+ Các phần giao tiếp với người sử dụng: như máy tính, loa, tai nghe…
+ Các bộ CODEC (Audio và Video): Bộ CODEC thoại đảm nhận chức năng mă hoá và giải mã tín hiệu thoại, chức năng mã hoá và giải mã dòng thoại PCM 64Kbps luật Avà luật m là bắt buộc (giao thức G.711), ngoài ra bộ CODEC có thể thêm các chức năng mã hoá và giải mã theo các kiểu như : G729, G.729A, G.723… Đối với bộ CODEC Video: đây là thành phần tuỳ chọn, nó cung cấp cho thiết bị đầu cuối khả năng truyền nhận tín hiệu Video.
+ Giao diện với mạng LAN: Giao diện với mạng LAN cung cấp các dịch vụ sau cho lớp trên (lớp đóng gói dữ liệu multimedia H.225.0):
- Dịch vụ thông tin tin cậy đầu cuối đến đầu cuối (end to end). Dịch vụ này phục vụ cho kênh điều khiển H.245 và kênh dữ liệu.
- Dịch vụ truyền thông không tin cậy end to end. Dịch vụ này phục vụ các kênh Audio, Video, các kênh điều khiển RAS.
+ Chức năng Receive Path Delay: Chức năng này làm nhiệm vụ thêm vào dòng thông tin thời gian thực một độ trễ đảm bảo, duy trì sự đồng bộ và bù độ Jitter của các gói đến. Độ trễ thêm vào phải được tính đến thời gian trễ đo xử lý tín hiệu khi thu. Dòng tín hiệu chiều phát không được làm trễ.
Đơn vị điều khiển đa điểm (MCU):
MCU hỗ trợ việc thực hiện các cuộc đàm thoại hội nghị giữa nhiều thiết bị đầu cuối.Trong chuẩn H.323, MCU bắt buộc phải có bộ điều khiển đa điểm (multipoint Controller) và có hoặc không có một vài Multipion Processor (MP). MC và MP không tồn tại trong các thiết bị độc lập mà được phân tán trong các thiết bị khác. Ví dụ như một thiết bị đầu cuối có thể mang một bộ MC để có thể thực hiện một lúc nhiều cuộc gọi, một gateway có thể mang trong nó một MC và một vài MP để thực hiện tới một vài thiết bị đầu cuối.
MC thực hiện việc điều khiển giữa điểm đầu cuối trong hệ thống bao gồm:
- Xử lý việc đàm phán giữa các thiết bị đầu cuối để quyết định một khả năng xử lý dòng dữ liệu media chung giữa các thiết bị đầu cuối.
- Quyết định dòng dữ liệu nào sẽ là dòng dữ liệu multicast.
MC không xử lý trực tiếp một dòng dữ liệu media nào, việc xử lý sẽ cho MP đảm nhận, MP thực hiện việc trộn, chuyển mạch, xử lý từng dòng thời gian thực hiện trong hội nghị.
8. Cấu trúc kết nối
Về cơ bản có thể chia thành cấu trúc kết nối trong các ứng dụng dịch vụ Internet thành 3 loại:
- Kết nối PC-PC.
- Kết nối PC-máy thoại.
- Kết nối máy thoại với nhau.
Hình 2 thể hiện các thành phần cơ bản của mạng phục vụ cho dịch vụ thoại Internet:
Hình 2: Các thành phần cơ bản của mạng điện thoại Internet.
1.
H.323 terminal
2.
H.323 gatekeepeR
3.
H.225 RAS (UDP/IP)
4.
Q.931 (TCP/IP)
5.
H.225 (TCP/IP)
6.
H.245 Audio Channels (RTP/UDP/IP)
7.
H.245 call control (RTCP/UDP/IP)
8.
H.323 gateway
9.
PSTN
8.1 Kết nối PC-PC
Khi thực hiện kết nối PC-PC về hình thức có thể chia làm hai loại:
- Kết nối thông qua mạng LAN hoặc một IP, như thể hiện trên hình 2.
- Kết nối giữa một PC trong mạng IP này với một PC trong mạng IP khác thông qua mạng PSTN như thể hiện trên hình 2.
Điểm khác nhau giữa 2 cấu hình kết nối này là:
Trong cấu hình 2 có điểm chuyển tiếp từ mạng IP sang mạng PSTN nên tại mỗi điểm sẽ có gateway.
Đối với các PC trong kết nối này chúng đóng vai trò như một đầu cuối H.323 Vì vậy nó phải có chức năng Multimedia, có phần mềm phục vụ cho dịch vụ thoại Internet. (Ví dụ như NetMeeting của Micsoft).
Mạng IP
Đầu cuối H.323
Đầu cuối H.323
DNS Server
H.323 Gatekeeper
Hình 2. : Kết nối PC – PC nằm trong cùng một mạng IP
ISDN/PSTN
Gateway
Gateway
Mạng IP
Mạng IP
Modem
Modem
Đầu cuối
Đầu cuối
Hình 2. : Kết nối PC – PC nằm trong hai mạng IP khác nhau
8.2 Kết nối PC và máy điện thoại
Đối với các kết nối PC và máy điện thoại, do có sự chuyển tiếp từ mạng Internet sang mạng SCN nên bao giờ cũng có sự tham gia của Gateway. Hình 2 thể hiện các thành phần chính của mạng được sử dụng trong kết nối giữa một PC và một máy điện thoại
Mạng IP
H.323 Gatekeeper
DNS Server
Đầu cuối H.323
PSTN
H.323 Gateway
Hình2 : Các thành phần chính của mạng trong kết nối PC –máy điện thoại.
Sau đây là một số tình huống kết nối một PC và một máy thoại.
Một mạng LAN/Một nhà quản trị vùng
Đây là kết nối giữa một đầu cuối IP là một PC và một máy điện thoại. Trong đó, mạng LAN có cấu trúc đơn giản nhất gồm một Gatekeeper, một Gateway và các đầu cuối IP tạo thành một phần mạng LAN (Hình 2).
Trong trường hợp này các đầu cuối IP và Gateway muốn hoạt động đều đăng ký Gatekeeper và báo hiệu để thực hiện cuộc gọi đều do Gatekeeper điều khiển.
SCN
Gatekeeper
Đầu cuối IP
Mạng IP
Gateway
Hình 2 : Các phần tử liên quan nằm trong một phần của mạng LAN.
Hai mạng LAN/ Một Gatekeeper/ Một nhà quản trị vùng
SCN
Gatekeeper
Đầu cuối IP
Mạng IP
Gateway
Mạng IP
Trong trường hợp này các phần tử H.323 trong hai mạng LAN nhưng cuộc gọi chỉ do một Gatekeeper giứ vai trò làm nhà quản trị vùng điêù khiển (Hình 2). Cấu hình này thích hợp cho việc xây dựng mạnh của một công ty.
Hình 2: Giữa hai mạng LAN/Một nhà quản trị vùng.
c.Hai mạng LAN/Hai Gatekeeper/ Một nhà quản trị vùng.
Trong trường hợp này các phần tử H.323 nằm trong hai mạng LAN (hình 2). Về đặc điểm thì nó gần giống với trường hợp trên, nhưng nhờ có Gatekeeper thứ hai nên mỗi mạng LAN có một Gatekeeper điều khiển. Nhờ đó phương pháp điều khiển sẽ mềm dẻo hơn cho phép nhà quản trị vùng điều khiển lưu lượng trong các mạng LAN và lưu lượng chuyển giao giữa chúng. Toàn bộ báo hiệu cuộc gọi do Gatekeeper nối trực tiếp với đầu cuối IP đóng vai trò làm nhà quản trị vùng điều khiển.
SCN
Gatekeeper
Đầu cuối IP
Mạng IP
Gateway
Mạng IP
Gatekeeper
Hình 2: Giữa hai mạng LAN/Một nhà quản trị vùng.
d. Hai mạng LAN/ Hai nhà quản trị vùng/ Có kết nối trực tiếp với nhau.
SCN
Gatekeeper
Đầu cuối IP
Mạng IP
Gateway
Mạng IP
Gatekeeper
Liên vùng
Trường hợp này thực hiện kết nối có liên quan đến 2 mạng LAN do 2 nhà quản trị mạng khác nhau quanr lý (hình 2.). Trao đổi bản tin báo hiệu cuộc gọi giữa chúng thông qua kênh báo hiệu nối trực tiếp giữa hai Gatekeeper theo thủ tục được trình bày trong các phần trên.
Hình 2: Giữa hai vùng có kết nối trực tiếp với nhau.
e. Hai mạng LAN/ Hai nhà quản trị vùng/ Kết nối thông qua Gatekeeper trung gian.
Trong trường hợp kết nối có liên quan đến hai mạng LAN mà các Gatekeeper của chúng không có kênh báo hiệu nối trực tiếp với nhau ( Hình 2) thì để thực hiện cuộc gọi chúng phải thông qua một hay nhiều Gatekeeper khác đóng vai trò làm cầu nối.
SCN
Gatekeeper
Đầu cuối IP
Mạng IP
Gateway
Mạng IP
Gatekeeper
Liên vùng
Gatekeeper
Mạng IP
Liên vùng
Hình 2 : Kết nối thông qua Gatekeeper trung gian.
8.3 Kết nối giữa một máy điện thoại và một máy điện thoại
Cấu hình cơ bản trong kết nối giữa một máy thoạivà một máy thoại được thể hiện trên hình 2. Trong đó kết nối giữa hai máy điện thoại thay vì được kết nối trong mạng PSTN, kết nối này được thực hiện thông qua mạng IP.
Hình 2 . Các thành phần chính trong kết nối giữa điện thoại và điện thoại.
H.323 Gatekeeper
DNS Server
PSTN
Gateway
PSTN
Gateway
Mạng IP
9. Hoạt động của VoIP
9.1 Quay số truy nhập dịch vụ
Quay số truy nhập dịch vụ liên quan đến vấn đề làm thế nào để định hướng cuộc gọi đi qua mạng IP mà không qua mạng PSTN. Để truy nhập dịchvụ IP có hai cách để truy nhập tuỳ thuộc vào khả năng của hệ thống:
- Quay số hai giai đoạn: Người sử dụng quay số để liên lạc tới IP Gateway, Quá trình giao tiếp với gateway sẽ quyết định việc định hướng tiếp đến terminal nào ở đầu bên kia.
- Quay số một giai đoạn: Người sử dụng quay một mã truy nhập đặc biệt kèm theo số điện thoại đích. Căn cứ vào mã truy nhập, hệ thống báo hiệu sẽ quyết định việc định tuyến cuộc gọi thông qua mạng IP hay PSTN.
9.2 Xử lý cuộc gọi
Theo tiêu chuẩn TS 101 322 v.1.0.0 của ETSI[11], quá trình xử lý cuộc gọi được chia làm 3 giai đoạn: đăng ký, thiết lập và giải phóng cuộc gọi. Thủ tục báo hiệu cuộc gọi trong mạng VoIP tuân theo các khuyến nghị H.323, H.225.0 và H.245 của ITU_T, trong trường hợp cuộc gọi có thêm yêu cầu mã hoá và bảo mật thì quá trình báo hiệu và xử lý cuộc gọi còn phải tuân theo khuyến nghị H.235 của ITU.
Các thủ tục báo hiệu cuộc gọi.
Một cuộc gọi trong hệ thống được tiến hành chia làm năm giao đoạn:
- Giai đoạn thiết lập kênh báo hiệu cuộc gọi: Một kết nối TCP được thiết lập để truyền các thông điệp Q.931 của kênh báo hiệu cuộc gọi.
- Giai đoạn thiết lập kênh điều khiển truyền thông: Mở thêm một kết nối TCP dành cho kênh điều khiển truyền thông H.245.
- Giai đoạn thiết lập kênh media: Thủ tục mở kênh logic cho tín hiệu media của kênh H.245 được thực hiện.
- Giai đoạn dịch vụ cuộc gọi: Người dùng trao đổi thông tin với nhau, các dịch vụ giám sát chất lượng hoạt động, điều khiển thông lượng đường truyền và các dịch vụ bổ trợ khác.
- Giai đoạn kết thúc cuộc gọi: Kết thúc cuộc gọi giữa hai điểm cuối (2 thiết bị đầu cuối).
Một giai đoạn thiết lập kênh báo hiệu cuộc gọi:
- Trong trường hợp cả hai điểm cuối đều chưa đăng ký với gatekeeper, thủ tục thiết lập cuộc gọi được miêu tả như sau:
Terminal1
Terminal2
Mở kết nối TCP
Gửi bản tin setup
Gửi bản tin call Proceding
Gửi bản tin Alert
Thiết lập kết nối
+ Điểm cuối gọi thiết lập một kết nối TCP tới điểm cuối bị gọi tại cổng 1720 (cổng dành riêng cho kênh báo hiệu cuộc gọi).
+ Điểm cuối gọi gửi ra kết nối này thông điệp Setup để chỉ thị yêu cầu thiết lập cuộc gọi.
- Trong trường hợp yêu cầu thiết lập gọi được chấp nhận, điểm cuối bị gọi lần lượt trả về các thông điệp.
+ Call Proceding: Thông báo cuộc gọi đã được bên bị gọi tiến hành và không nhận thêm một yêu cầu thiết lập nào nữa.
+ Alerting: Thông báo hồi âm chuông.
+ Connect: Mang địa chỉ trường H.245 của điểm bị gọi dành cho kênh điều khiển H.245. Thông tin này được dành cho giai đoạn hai.
- Trong trường hợp yêu cầu thiết lập cuộc gọi không được chấp nhận, điểm cuối bị gọi sẽ trả về thông điệp Release Complete, kênh báo hiệu cuộc gọi bị đóng lại.
- Trường hợp thiết lập cuộc gọi có sự tham gia của gatekeeper:
Trong trường hợp này những điểm cuối đã đăng ký đều phải thực hiện thủ tục điều khiển kết nạp với gatekeeper (Admission Control) để thoả thuận:
+ Thông lượng ban đầu dành cho cuộc gọi.
+ Mô hình cuộc gọi sử dụng (Báo hiệu truyền trực tiếp hay gián tiếp qua gatekeeper).
Điểm cuối gửi thông điệp ARQ (Admission Raquest) tới gatekeeper mà nó đã đăng ký để chỉ thị yêu cầu kết nạp cuộc gọi. Thông tin ARQ mang các nội dung sau:
+ Thông lượng điểm cuối yêu cầu gatekeeper cấp cho cuộc gọi.
+ Mô hình cuộc gọi điểm cuối yêu cầu gatekeeper thực hiện gatekeeper trả lời lại thông điệp ACF (Addmission Cnfirm) mang các thông tin gatekeeper trả lời.
+ Thông lượng gatekeeper cấp cho cuộc gọi. Thông lượng này có thể thấp hơn hoặc bằng thông lượng yêu cầu.
+ Mô hình cuộc gọi gatekeeper lựa chọn.
+ Địa chỉ trả về để thiết lập kênh điều khiển cuộc gọi.
- Trong trường hợp thiết lập cuộc gọi cả hai điểm cuối cùng đăng ký với một gatekeeper:
+ Điểm cuối gọi trao đổi các thông tin ARQ và ACF với gate keeper để thực hiện điều khiển kết nạp.
+ Nếu gatekeeper chọn mô hình báo hiệu cuộc gọi là báo hiệu trực tiếp thì nó sẽ trả về địa chỉ kênh báo hiệu trong ACF. Nếu gatekeeper chọn mô hình báo hiệu qua gatekeeper thì nó trả về địa chỉ kênh báo hiệu của chính nó trong ACF.
+ Điểm cuối thiết lập một kết nối TCP sử dụng địa chỉ có được ở bước trước để làm kênh báo hiệu cuộc gọi.
+ Điểm cuối gọi gửi thông điệp Setup ra kênh báo hiệu cuộc gọi để chỉ thị yêu cầu thiết lập cuộc gọi.
+ Nều điểm cuối bị gọi muốn chấp nhận cuộc gọi thì nó phải thực hiện thủ tục điều khiển kết nạp vơí gatekeeper.
+ Trong trường hợp điểm cuối bị gọi nhận được thông điệp ART (loại bỏ) từ gatekeepr thì nó trả lại thông điệp Release Complete (sự trả lại), nếu không thì nó trả lời lại bằng thông điệp Connect (nối, đóng) mang địa chỉ của kênh điều khiển H.245.
2. Giai đoạn thiết lập kênh điều khiển truyền thông
Khi cả hai bên gọi và bị gọi thiết lập thành công kênh báo hiệu cuộc gọi. Giai đoạn thiết lập kênh điều khiển truyền thông bắt đầu:
Terminal1
Terminal2
Mở kết nối TCP
Điều khiển kiểu mã hoá (Sự tương thích)
Xác định vai trò master or slave
Thiêt lập kênh Media
Thiêt lập kênh Media
+ Điểm cuối gọi thiết lập một kết nối TCP dành cho thủ tục H.245.
+ Trao đổi khả năng tương thích nhằm đảm bảo cho tín hiệu media giữa hai phia phát và thu hoàn toàn tương thích với nhau. Quá trình này được thực hiện trước khi thiết lập kênh truyền tín hiệu media.
+ Xác định vai trò chủ tớ giữa hai điểm cuối nhằm mục đích tránh các xung đột không cần thiết xảy ra.
+ Thiết lập kênh logic cho tín hiệu media.
3. Giai đoạn thiết lập kênh media
Các thủ tục thiết lập kênh logic cho các tín hiệu media được thực hiện bằng cách trao đổi các thông điệp OpenLogicalChannel và OperLogicalChannel Ack giữa hai điểm cuối. Hầu hết các kênh media là đơn hướng (chiều thu và phát là độc lập nhau và có thể sử dụng các phương pháp mã hoá khác nhau). Các kênh media được truyền tải nhờ vào giao thức RTp với mục đích đảm bảo thời gian thực cho các giám sát chất lượng của kênh RTP.
Terminal1
Terminal2
Kênh media (RTP)
Kênh điều khiển media (RTCP)
Kênh media (RTP)
Kênh điều khiển media (RTCP)
4. Giai đoạn dịch vụ cuộc gọi
Trong khi người dùng trao đổi thông tin với nhau, các dịch vụ giám sát chất lượng hoạt động, thay đổi thông lượng cuộc gọi, điều khiển thông lượng đường truyền, thông báo trạng thái, các dịch vụ bổ trợ khác được tiến hành một hành một đồng thời.
5. Giai đoạn kết thúc cuộc gọi
Cuộc gọi có thể được giải phóng bởi trong các thiết bị: thiết bị đầu cuối H.323, gateway (khi đầu cuối trong mạng Swith Circuit Network kicks hoạt giải phóng cuộc gọi ), gatekeeper. Có nhiều nguyên nhân kết thúc cuộc gọi như kết thúc cuộc gọi một cách bình thường, phát hiện ra lỗi trong khi thực hiện cuộc gọi.
10. Các ưu, nhược điểm của VoIP
10.1 Các ưu điểm của VoIP
Điện thoại IP ra đời nhằm khai thác tính hiệu quả của các mạng truyền số liệu và tính linh hoạt trong phát triển các ứng dụng mới của giao thức IP và nó được áp dụng trên một mạng toàn cầu là Internet. Điện thoại IP có các ưu điểm sau:
- Giảm cho phí cuộc gọi: Đây là ưu điểm nổi bật của điện thoại IP so với dịch vụ điện thoại thông thường đối với các cuộc gọi đường dài. Nếu dịch vụ điện thoại IP được triển khai thì chi phí cho một cuộc gọi đường dài chỉ tương đương với chi phí truy nhập Internet do tín hiệu thoại được truyền tải trong mạng IP có khả năng sử dụng kênh hiệu quả cao, đồng thời kỹ thuật nén thoại tiên tiến giảm tốc độ bít từ 64kbps xuống dưới 8kbps trong khi đó đối với một cuộc gọi thông thường qua mạng PSTN, sẽ có một kênh 6kbps được duy trì suốt từ đầu cuối này tới đầu cuối kia thông qua một hệ thống các tổng đài. Chi phí này đối với một cuộc gọi đường dài (liên tỉnh, quốc tế) là khá lớn.
Trong trường hợp cuộc gọi qua mạng IP, người sử dụng từ mạng PSTN phải duy trì kênh 64kbps đến Gateway