GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VOIP

PHẦN 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VOIP

PHẦN 1

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VOIP

Công nghệ thoại IP

Voice over Internet Protocol

 Công nghệ thoại IP là công nghệ truyền/nhận các dữ liệu thoại (âm thanh) với thời gian thực bằng giao thức IP (Internet Protocol)

 Mục đích của việc sử dụng công nghệ thoại IP là:

 Tiết kiệm được chi phí so với sử dụng hệ thống điện thoại thông thường đặc biệt là khi gọi điện thoại

đường dài

 Có thể đưa vào nhiều loại dịch vụ một cách dễ dàng như: quản lý cuộc gọi, hội thoại hội nghị …

Giới thiệu chung về VoIP

 Tháng 2 năm 1995 hãng Vocaltec đã thực hiện truyền thoại qua Internet với phần mềm nén tín hiệu thoại và chuyển đổi thông tin thành các gói tin IP để truyền dẫn qua môi trường Internet.

 Phần mềm kết nối PC cá nhân với card âm

thanh, headphone, mic…

 Có rất nhiều chuẩn cho truyền thoại trên nền IP nhưng có hai chuẩn được sử dụng rộng rãi nhất

là H.323 của ITU và SIP của IETF

Nguyên tắc hoạt động của VoIP

hoá, chia tín hiệu thành các gói

giải mã ra tín hiệu analog để phục hồi âm

thanh

được nén xuống dung lượng thấp (tuỳ theo

kỹ thuật nén), vì vậy sẽ làm giảm được lưu lượng mạng

Nén lại nhỏ hơn 32Kbps

Chuyển vận trên mạng thông qua Routers, LAN Switches …, sử dụng các giao thức IP

VoIP

…

Digital

Voic e

CODEC: Analog  Digital Nén

Tạo Voice Datagram

Thêm Header (RTP, UDP, IP, etc)

Network

Chuyển từ Analog sang Digital

Số hoá tiếng nói chuẩn PCM

Voice

Chuyển từ Digital sang Analog

Ưu điểm của điện thoại IP

 Đối với điện thoại Internet có các cơ chế để phát hiện khoảng lặng (khoảng thời gian không có tiếng nói) nên

sẽ làm tăng hiệu suất mạng

 Nhiều cuộc gọi hơn, giảm độ rộng băng thông cho mỗi kết nối

 Hỗ trợ thêm nhiều dịch vụ bổ sung và giúp triển khai các dịch vụ mới nhanh chóng, dễ dàng, tự động dịch

vụ, pháthiện trạng thái, quản lý thông tin, mã hoá bảo mật

 Tận dụng đầu tư, thiết bị sẵn có… với nhà điều hành mạng và cung cấp dịch vụ

Nhược điểm của điện thoại IP

trước được do được truyền trên các mạng IP được xây dựng với mục đích truyền dữ liệu

 Các gói tin truyền trong mạng có thời gian trễ thay đổi trong phạm vi lớn (~100-300ms), có khả năng mất mát thông tin trong mạng trong quá trình truyền

nếu nén xuống dung lượng càng thấp thì kỹ thuật nén càng phức tạp, cho chất lượng không cao và đặc biệt là thời gian xử lý sẽ lâu, gây trễ

tiếng vọng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng thoại

Mạng điện thoại chuyển mạch công

phủ khăp toàn cầu

Phương thức hoạt động của mạng PSTN

mode) theo kiểu kết nối có hướng

(connection-oriented)

hiệu.

 Thiết lập kết nối (setup)

 Duy trì kết nối (conversation)

 Xoá kết nối (released)

Đặc điểm của mạng PSTN

thiết bị chuyển mạch

300-3400Hz đối với chuyển mạch analog

hạn chế bởi đường dây

N-ISDN

Điện thoại cố định - Telephone

song công (Full Duplex), thiết bị này tạo ra

hai kênh tiếng nói ngược chiều nhau

qua một quá trình chuyển đổi nào.

hiệu thuê bao Analog giống như modem, fax, cardphone

vòng thuê bao)

Máy Fax

một trang giấy

từ hình ảnh trên văn bản ra dữ liệu số nhờ

một thiết bị quét ảnh (scanner)

(origin) để chuyển qua một kết nối của mạng PSTN đến máy thu để in hình ảnh trên giấy

Tổng đài điện thoại riêng - PBX

phân phối cuộc gọi trong toàn hệ thống

Tổng đài điện thoại riêng - PBX

Các đường ra ngoài được gọi là các đường trung kế

Các hệ thống PBX kết nối qua mạng PSTN và mạng IP

IP network

PSTN

VoIP Gateway VoIP

Gateway

Các loại hình dịch vụ thoại qua IP

trực tiếp qua mạng IP hoặc qua mạng trung gian

PSTN và mạng trung gian IP

Máy tính tới máy tính

dụng các phần mềm dùng riêng cho việc truyền

thoại giữa các máy tính

(gói) để truyền đi trong mạng đến máy tính đích

 Máy tính đích sẽ thực hiện chuyển đổi các gói thoại thành tín hiệu thoại ban đầu để truyền đến tai người nghe

hoặc công ty nhằm đáp ứng các nhu cầu liên lạc nội

bộ

Máy tính tới máy tính (PC-to-PC)

Máy tính tới máy điện thoại

được trang bị phần mềm truyền thoại trên mạng đến bất kì một máy điện thoại nào trên mạng PSTN

thông qua đường liên kết IP

thống phải trang bị các Gateway- Gateway là thành phần giao tiếp giữa mạng PSTN truyền thống với

mạng VoIP

số điện thoại thường dùng và ngược lại Cũng nhờ thực hiện các cơ chế chuyển đổi giao thức báo hiệu giữa 2 mạng IP và PSTN

Máy tính tới máy điện thoại (Telephone-to-PC)

Máy điện thoại tới máy điện thoại

như báo hiệu giữa mạng thoại PSTN và mạng thoại qua IP

cách quay số thông thường để thực hiện cuộc gọi qua mạng IP

mã số đặc biệt gọi là giá trị cổng kết nối giữa PSTN

và mạng IP rồi nhấn số điện thoại cần gọi

mạng IP sẽ được thực hiện tại Gateway

Máy điện thoại tới máy điện thoại Telephone-to-Telephone

Chuẩn H.323

 H.323 thiết kế cho việc truyền audio, video và data qua mạng IP

truyền thông đa phương tiện trên các mạng LANs, các mạng này không đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS)

truyền và điều khiển đa phương tiện và điều khiển băng thông cho kết nối điểm-điểm và điểm-đa điểm

Chồng giao thức trong H.323

Các giao thức thuộc chuẩn H.323

 H.225 về các phục vụ trong quá trình thiết lập và huỷ bỏ cuộc gọi cho các phục vụ của H.323.

 H.225 RAS (Registration/Admision/Status) thực hiện các chức năng đăng kí, thu nhận với gatekeeper.

 H.245 về các báo hiệu dùng trong điều khiển truyền

thông.

 RTP/RCTP để truyền và kết hợp các gói tin audio,

video với thời gian thực

 G.7xxx: các chuẩn nén tín hiệu thoại như: G.711 (PCM

64 kbps), G.722, G.723, G.728, G.729.

H.323 và SIP

chặt chẽ, phức tạp và phù hợp với việc thực thi các dịch vụ thoại truyền thống

kế kiểu modul, dựa trên giao thức HTTP và

MIME, đơn giản và dễ dàng mở rộng với các

ứng dụng thoại trên mạng IP.

SIP (Session Initiation Protocol)

thúc các phiên truyền thông như: điện thoại hội nghị, học từ xa, điện thoại Internet và các ứng dụng tương tự khác liên quan đến

multimedia

người dùng qua địa chỉ tương tự như email, xác định các tham số phiên truyền thông có thể qua thương lượng giữa 2 phía

SIP

SIP signaling messages

Các thông điệp như các yêu cầu được gửi đi, các phản hồi được nhận lại có thể gửi qua lại giữa các điện thoại IP với giao thức SIP hoặc giữa điện thoại

IP với một máy chủ SIP (SIP Proxy)

Các thông điệp yêu cầu

người dùng (tên máy, IP)

năng của các điện thoại SIP gọi và nghe trong phiên

Các thông điệp phản hồi

là đang đổ chuông

Ví dụ một vài thông điệp phản hồi

Ví dụ một vài thông điệp phản hồi

 301 Đã dời đi vĩnh viễn

 302 Đã tạm thời dời đi

 380 Dịch vụ thay thế

này chưa được khai báo ở đây

Buffer và VoIP

playout buffer

20 ms packet

read

speaker

20 ms packet

Received packet

recvfrom() put

RTP - Real Time Transport Protocol

RTCP - Real Time Transport Protocol

 RTP một chuẩn định dạng gói tin dùng để truyền âm thanh và hình ảnh qua mạng Internet Chuẩn này

được khai báo trong RFC 1889

 RTP được phát triển bởi nhóm Audio Video Transport Working và được ban hành lần đầu tiên vào năm

1996

 RTP và RTCP liên kết rất chặt chẽ với nhau – RTP truyền dữ liệu với thời gian thực và RTCP được dùng

để nhận thông tin phản hồi về chất lượng dịch vụ

 Thông thường có 2 UDP Port liền nhau được mở với Port chẵn dành cho RTP và Port lẻ dành cho RTCP

Cấu trúc gói tin chuyển vận của RTP

Tem thời gian (time-stamping)

trong các ứng dụng với thời gian thực

điểm byte đầu tiên của gói được lấy Time-stamping tăng dần theo thời gian đối với mọi gói tin phù hợp với thời gian của dữ liệu phát

thời gian gốc nhằm phát các dữ liệu với tốc độ thích hợp

dòng dữ liệu khác nhau như giữa video và audio

Các loại gói tin RTCP

việc truyền và nhận thông tin những máy có trạng thái tích cực gửi

việc nhận thông tin từ những máy không ở trạng thái tích cực gửi

miêu tả máy phát gói tin RTP

 BYE: chỉ thị sự kết thúc tham gia vào phiên giao dịch

HẾT PHẦN 1