báo cáo nhóm đề tài voice over ip

IP là một cơ chế truyền, một connectionless protocol nằm ở lớp network trong mô hình OSI Gói IP

Voice over IP

Thực hiện: Nhóm 7

Cao Đức Quân Nguyễn Thị Thanh Quyên Nguyễn Văn Tài

Trần Minh Tâm

Nhóm 7 2

Thay thế bằng VoIP

Internet Protocol (IP)

• IP là một cơ chế truyền, một connectionless

protocol nằm ở lớp network trong mô hình OSI

• Gói IP

Version IHL Type of Service Total length

Identification Flags Fragment

Offset Time to live Protocol Header Checksum

Source Address Destination Address Options (+Padding)

Giải nén

CODEC: Digital sang Analog

N e t w o r k

Nhóm 7 8

Kiến trúc tổng quát

• Các mô hình cơ bản: VoIP Forum (thuộc

IMTC) đã phát triển 3 cấu hình kết nối kết hợp giữa mạng IP và PSTN:

– PC to PC

– PC to phone

– Phone to phone

PC to phone

Nhóm 7 10

PC to PC

Phone to phone

Các thành phần của mạng VoIP

Excutive Phone

H.323 Terminal

(Connected via PPP)

H.323 Terminal (Connected via PPP)

PSTN

T1/E1 T3/E3 OC3 ISDN, ect

1 2 3

* 8 #

Telephone

Wireless Phone Wireless

ISDN Analog Line

Chất lượng dịch vụ (QoS)

• Thời gian trễ tối đa để duy trì chất lượng tiếng nói còn tốt

là 150 ms.

• Các phương pháp làm tăng QoS của VoIP:

– Tăng băng thông.

– cRTP: protocol truyền thời gian thực nén  giảm

header từ 40 byte còn 2-4 byte, một cuộc gọi IP chỉ còn cần đường truyền 11.2 kpbs thay vì 24 kbps.

– Tạo hàng đợi.

– Ưu tiên cho IP RTP.

– Phân mảnh.

Signaling Process

IP Telephone

VoIp PSTN Gateway

PSTN

Analog Telephone

VoIP Network Signaling Signaling (SS7)Inter-exchange Subscriber LoopSignaling

ITU-T H series

• H.320 : ISDN

• H.321: B-ISDN (ATM)

• H.322: LAN (provide a guaranteed QoS)

• H.323: LAN (not provide a guaranteed

QoS)

• H.324: low bit rate connection (PSTN and wireless applications)

H.323 Terminal

H.323 Terminal

H.323 Gatekeeper

H.323 Gateway to H.320 and H.324 Network

PSTN ISDN

Multipoint Control Unit

H.323 Gatekeeper

Các định nghĩa

• Multipoint Processor (MP): cung cấp khả năng xử lý tập trung các dịng dữ liệu,

audio, video trong hội thoại đa điểm

• MC: điều khiển tài nguyên, được gắn

trong terminal, gateway, gatekeeper hay MCU

• Multipoint Control Unit (MCU): gồm 1 MC (bắt buộc) và nhiều MP (tuỳ chọn)

Nhóm 7 18

H.323 Components

Nhóm 7 20

Gateway

• Cung cấp liên lạc 2 chiều, thời gian thực giữa

các H.323 terminals trên LAN và các terminal

khác trên WAN, hay H.323 gateway khác.

• Chuyển đổi định dạng truyền (PCM), các dòng điều khiển, âm thanh và dữ liệu từ các mạng

khác nhau

• Xử lý tín hiệu giữa 2 bên: khử tạp âm trên

đường truyền, mã hóa/giải mã tín hiệu analog, đưa thông tin chuyển đổi vào dạng IP và truyền.

• Kiểm soát mọi hoạt động trong một miền:

– Dịch địa chỉ:

E.164 telephone number  IP-based network address

– Cho phép truy nhập vào mạng dựa trên cuộc gọi, băng

thông hiện hữu và các tiêu chuẩn khác.

– Quản lý miền: Cung cấp các dịch vụ trên cho terminal,

– Ngoài ra còn có các chức năng tùy chọn khác…

- Trao đổi thông tin khả năng

- Báo hiệu kênh logic

- Điều khiển luồng

- Quyết định chủ tớ

- Các chỉ thị khác

H.323 Both Endpoints Registered, Same Gatekeeper - Gatekeeper Routed Call Signaling

Endpoint 1 Gatekeeper 1 Endpoint 2

RAS Messages Call Signaling Mssages Notes:

ARQ ACF

Connect

Call Proceeding

ACF/ARJ Alerting

ARQ

Setup

Call Proceeding

Alerting Connect

Setup

1 2 3 5

8 10

4 5 6 7 8 9

ARQ(1) AFC/ARJ(2)

Setup(3) Call processing (4) ARQ(5)

AFC/ARJ(6)

Alerting (7) Connect (8)

Ghi chú:

Nhĩm 7 28

Session Initiation Protocol (SIP)

• - User agent (UA): gồm User Agent Client (UAC) và User Agent Server (UAS)

• - Network Server: có các loại

• Proxy

• Redirect

• Registar

• Location

Thông điệp phản hồi

Proxy Redirect Registrar Location SIP Servers

UAC

UAS

UAC

UAS

Signaling messages between User

Agent and Servers

Ghi chú: (1) Server functions are not necessarily located in the same physical device

User Agent Registrar Server

REGISTER

200 OK

Nhóm 7 36

Location server

Redirect Server User Agent 1

Media Gateway Control Protocol

Điều khiển các gateway:

- Network access server

- Circuit hoặc packet switch

Nhĩm 7 38

MGCP

Gởi yêu cầu từ Call Agent đến các gateway

Các yêu cầu bao gồm:

- Endpoint Configuration (EPCF)

- Notification Request (RQNT)

- Notify (NTFY)

- Create Connection (CRCX)

- Modify Connection (MDCX)

- Delete Connection (DLCX)

- Audit Endpoint (AUEP)

- Audit Connection (AUCX)

- Restart In Progress (RSIP)

Nhĩm 7 40

Một số Protocol hỗ trợ VoIP

Multicast IP, RTP , RTCP , RSVP , RTSP, ENUM ,SDP ………

Multicast IP

• Đây là giao thức sử dụng cơ chế

one-to-many packet transport nghĩa là :sender

gởi đi dữ liệu và cho phép nhiều receiver trong nhóm được phép nhận dữ liệu đó

• Hình minh hoạ:

Nhĩm 7 42

Multicast IP

• Một số ứng dụng mà giao thức hỗ trợ như:

Audio and video conferencing , news

broadcast , distance learning ……

Multicast IP

Nhĩm 7 44

Real-Time Protocol

• Chia làm 2 phần:

– Real-Time transport protocol(RTP)

– Real-Time Control protocol(RTCP)

• RTP:có nhiệm vụ mang các dữ liệu có tính chất thời gian thực (real-time)

• RTCP:có nhiệm vụ giám sát chất lượng dịch vụ và mang các thông tin về các thành viên đang tham gia trong nhóm

Real-Time Transport Protocol

(RTP)

o Cung cấp những dịch vụ phân phối dữ liệu

end-to-end mà đòi hỏi hỗ trợ thờigian thực

như interactive audio and video

o Các dịch vụ được giao thức cung cấp là:

Payload type identification Sequence number

Timestampinng Delivery monitoring

Nhóm 7 46

Real-Time Transport Protocol(RTP)

The RTP header format

Timestamp Synchronization Source (SSRC) identifier

Contributing Source(CSRC) identifier

Real-Time Transport Protocol(RTP)

The RTP header format

• Version(V,2bits):cho biết phiên bản RTP

nào được sử dụng

• Padding(p,1bit):cần thiết cho một số giải

thuật mật mã

• Extension(x,1):qui định có hay không header mở rộng theo sau

• CSRC count(CC,4bits):chứa số danh định

(identifiers) của CSRC

Nhĩm 7 48

Real-Time Transport Protocol(RTP)

The RTP header format

• Marker(M,1bit):báo hiệu các sự kiện quan trọng

như các frame biên (đầu /cuối trong 1 gói tin)

• Payload type(PT,7bits):nhận dạng format của dữ

liệu và quyết định cách biên dịch chúng

• Sequence number(16 bits)

• Timestamp(32 bits):cho biết cách lấy mẫu cụ thể trong byte đầu tiên ở phần dữ liệu

• SSRC(32 bits): cho biết nguồn để đồng bộ đươc lấy từ đâu.

Real-Time Control Protocol

– Đồng bộ môi trường

– Điều chỉnh thông tin điều khiển

Nhĩm 7 50

RTCP Function

• Giám sát chất lượng và điều khiển tắc

nghẽn:cung cấp thông tin về chất lượng phân phối dữ liệu cho ứng dụng.Qua đó bên

phát/thu sẽ điều chỉnh cách truyền cho phù hợp cũng như xác định tắc nghẽn là cục

bộ,từng phần từ đó tính được hiệu suất

mạng

• Xác định nguồn :cho biết tên người sử dụng , địa chỉ e-mail, điện thoại …

dụng nhiều tài nguyên mạng.

Nhóm 7 52

Ưu - Nhược điểm

Ưu điểm

– Thông tin được nén dung lượng thấp giảm

được lưu lượng mạng

– Có cơ chế phát hiện khoảng lặng không có

tiếng nói làm tăng hiệu suất so với mạng

PSTN.

…

 Tiết kiệm băng thông

Ưu - Nhược điểm

Ưu điểm

- Truyền voice dưới dạng số nên chống nhiễu tốt

Ưu - Nhược điểm

Ưu điểm

Dịch vụ đa dạng:

Có thể áp dụng cho hầu hết các yêu cầu của giao tiếp thoại, từ cuộc đàm thoại đơn giản cho đến

cuộc gọi hội nghị nhiều người phức tạp

Fax over IP (FoIP)

Click-2-Dial

Video Conference, voice chat, voice mail …

Nhóm 7 56

Ưu - Nhược điểm

Ưu điểm

Cơ động

Giao thức DHCP (Dynamic Host

Configuration Protocol) cho phép thay đổi vị trí của điện thoại bất cứ nơi nào ta muốn mà vẫn không thay đổi số điện thoại

Chỉ cần click chuột để thực hiện cuộc gọi

…

Ưu - Nhược điểm

Tiếng vọng

Nhóm 7 58

Lợi ích

• Giảm chi phí điện thoại đường dài (ghép

kênh thống kê thay TDM,v.v…)

• Đơn giản hóa: Mạng voice và dữ liệu

dùng chung tối thiểu hóa các thiết bị trong một cơ sở hạ tầng

• Các ứng dụng đa dịch vụ và đa phương

tiện

VoIP trong tương lai

• FoIP thay thế nhanh chóng dịch vụ Fax

truyền thống

• Khi hệ thống đa phương tiện ngày càng

được phát triển, khi Camera trở thành một thiết bị chuẩn của máy tính cá nhân

 Nhu cầu truyền voice, video qua mạng càng cao

Nhĩm 7 60

Tài liệu tham khảo

• Voice over IP: protocols and standards – Rakest Arora

• H.323 – Web proforum tutorials

http://www.iec.org

• Voice over IP: Fundamentals – Jonathan

Davidson, James Peters

• Voice over IP technologies: Building the

Converged Network – Mark A Miller

• Configuring Cisco Voice over IP – Cisco Press