PHẦN 2. Chuẩn H.323

Với chuẩn H.323, các sản phẩm và các ứng dụng đa phương tiện từ nhiều hãng khác nhau có thể hoạt động cùng với nhau

PHẦN 2

Chuẩn H323

Chuẩn H323

 Với chuẩn H.323, các sản phẩm và các ứng dụng đa phương tiện từ nhiều hãng khác

nhau có thể hoạt động cùng với nhau

 H.323 cho các tiêu chuẩn với các ứng dụng chính của điện thoại IP

 Tiêu chuẩn về độ trễ cho các tín hiệu âm thanh

 Mức ưu tiên trong việc chuyển tải các tín hiệu với yêu cầu thời gian thực trong mạng IP

Các tín hiệu truyền trong hệ thống H.323

 Audio (thoại): là tín hiệu thoại được số hoá

và mã hoá Có thể có VAD (Voice activity

detector) phát hiện tiếng nói nhằm giảm khối lượng truyền.

 Tín hiệu điều khiển thoại.

 Các tín hiệu tùy chọn

 Video (hình ảnh): là tín hiệu cũng được số hoá và

mã hoá Tín hiệu video được truyền cùng với tín hiệu điều khiển video

 Số liệu: bao gồm tín hiệu fax, tài liệu văn bản, ảnh tĩnh, file,

Các thành phần hệ thống H.323

 Thiết bị đầu cuối H.323

 Gateway

 Gatekeeper (không bắt buộc)

 MCU - Multipoint Control Unit (Đơn vị điều khiển liên kết đa điểm)

Các thành phần trong hệ thống H.323

H.323 Terminal

H.323 Terminal

H.323 Terminal

H.323 Terminal

H.323 Terminal

H.323 Terminal

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

Cấu trúc thiết bị đầu cuối H.323

 Bộ mã hóa và giải mã audio: mã hóa và giải mã tín hiệu audio theo chuẩn G.711, G.722, G.728, G.729, MPEG 1 audio và G.723

 Buffer có chức năng cộng thêm trễ vào các gói tín hiệu để đạt được đồng bộ Có thể dùng để thực

hiện đồng bộ giữa các luồng tín hiệu

 Khối điều khiển hệ thống: Có nhiệm vụ điều khiển

và giám sát mọi hoạt động của thiết bị trong mạng

 Điều khiển cuộc gọi

 Điều khiển RAS

 Điều khiển H.245

 Bộ mã hóa và giải mã video (tuỳ chọn)

Thiết bị đầu cuối H.323

Sử dụng dịch vụ trong mạng IP

 Sử dụng dịch vụ truyền tin cậy (dùng giao

thức TCP) cho kênh điều khiển H.245 và

kênh dữ liệu.

 Sử dụng dịch vụ truyền không tin cậy (với

giao thức UDP) cho các kênh Audio, các

kênh Video, và kênh điều khiển RAS.

 Các dịch vụ này có thể là song công hay bán song công, thông tin unicast hay multicast tuỳ thuộc vào ứng dụng, khả năng của thiết bị

đầu cuối và cấu hình của mạng IP.

Audio codec

 Chức năng mã/giải mã dòng thoại PCM 64kbps luật

A và luật  (theo khuyến nghị G.711)

 Có thể có thêm chức năng mã/giải mã thoại theo

các thuật toán khác gồm: CS-ACELP (khuyến nghị G.729 và G.729A), ADPCM (khuyến nghị G.723), LD-CEPT (G.728), mã hoá băng rộng (G.722)

 Với các bộ codec thoại có nhiều khả năng mã hoá, thuật toán được sử dụng cho mã/giải mã thoại sẽ được đàm phán giữa các đầu cuối, có khả năng

hoạt động không đối xứng

Vùng H.323 (H.323 Zone)

H.323 Zone

Terminal Terminal

H.323 gateway

nối khi cần giao tiếp từ mạng H.323 (ví dụ LAN hoặc

Switched Circuit Network).

 Cung cấp tính năng chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu truyền và chuyển đổi thủ tục một cách thích hợp

giưa các loại mạng mà gateway kết nối tới, cụ thể:

 Thực hiện chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu thoại, video, số liệu.

 Thực hiện chức năng thiết lập cuộc gọi, huỷ cuộc gọi đối với cả hai phía mạng IP và mạng PSTN

Cấu trúc mạng VoIP-H.323

H.323 gateway

 Các gateway có thể liên kết với nhau thông qua mạng PSTN để cung cấp khả năng liên lạc giữa các thiết bị đầu cuối H.323 không

nằm trong cùng một mạng IP.

 Các thiết bị cuối H.323 trong cùng một mạng

IP có thể gọi trực tiếp không thông qua

Gateway

 Khi hệ thống không có yêu cầu thông tin với các đầu cuối ngoài mạng IP thì có thể không cần Gateway

Chức năng của Gateway

Cấu trúc của Gateway

 Đầu cuối giao tiếp với terminal H.323 (hoặc có MCU

để giao tiếp với nhiều terminal)

 Đầu cuối chuyển mạch kênh/mạng PSTN giao tiếp với mạng chuyển mạch kênh/PSTN

 Khối chức năng chuyển đổi, bao gồm chuyển đổi

khuôn dạng dữ liệu và chuyển đổi thủ tục

 Gateway liên kết với máy điện thoại thông thường phải tạo và nhận biết được tín hiệu DTMF (Dual

Tone Multiple Frequency) tương ứng với các phím nhập từ bàn phím điện thoại

Vùng (zone) H.323

 Gatekeeper là tách biệt với các thiết bị khác

trong hệ thống về mặt logic, tuy nhiên có thể được tích hợp với các thiết bị khác như

gateway, MCU

Cấu trúc mạng VoIP-H.323

 Khi có mặt gatekeeper trong hệ thống, mọi

thành phần trong hệ thống phải thực hiện thủ tục đăng ký với gatekeeper

 Tất cả các điểm cuối H.323 (terminal, gateway, MCU) đã đăng ký với gatekeeper tạo thành một vùng H.323 (H.323 zone) do gatekeeper đó

quản lý

Các chức năng Gatekeeper

 Dịch địa chỉ: Dịch từ địa chỉ ký danh và địa chỉ IP Ví dụ: địa chỉ ký danh là “Trung Tuan” thay vì phải gọi tới địa chỉ IP 212.17.10.105

hoạt động của các đầu cuối.

chối cấp một phần băng thông cho các cuộc gọi của các thiết bị trong hệ thống.

năng quản lý với các điểm cuối H.323 đã đăng ký với

gatekeeper (một vùng H.323)

Các chức năng xử lý báo hiệu cuộc gọi của Gatekeeper

 Gatekeeper có thể nhận và xử lý báo hiệu

cuộc gọi để điều khiển hoạt động của các thiết

bị đầu cuối hoặc định hướng các thiết bị đầu cuối nối trực tiếp với nhau qua kênh báo hiệu cuộc gọi (Call Signalling Channel)

 Tính cước (Billing))

MCU (Đơn vị điều khiển liên kết đa

điểm)

 MCU hỗ trợ việc thực hiện các cuộc đàm

thoại hội nghị giữa nhiều thiết bị đầu cuối bao gồm

MCU (Đơn vị điều khiển liên kết đa

điểm)

 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

thực hiện việc trộn, chuyển mạch, xử lý chúng và gửi ngược lại tới các điểm đầu cuối của hội nghị

NOTE – Gateway, Gatekeeper and MCU can be a single device.

MCU (MC+MP)

MCU

(MC+MP)

media stream (unicast)

control message

Hội nghị theo mô hình trung tâm

Hội nghị theo mô hình phân tán

 MCU chỉ điều khiển còn các luồng dữ liệu đi trực tiếp, MCU chỉ có MC

MCU (MC)

Hội nghị đa điểm kiểu lai

MCU (MC+MP)

MCU

(MC+MP)

video stream (multicast)

video stream (multicast)

video stream (multicast)

Hội nghị đa điểm phức hợp

Terminal Terminal

Terminal Terminal

Terminal

Terminal

MCU (MC+MP)

MCU (MC+MP)

multicast audio and video unicast audio and video

Decentralized side Centralized side

IP Telephone

VoIp PSTN Gateway

PSTN

Analog Telephone

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

Báo hiệu cuộc gọi

Báo hiệu và xử lý cuộc gọi

 Có 3 kênh báo hiệu tồn tại độc lập nhau liên quan đến báo hiệu và xử lý cuộc gọi:

 Kênh đăng ký H.225 RAS (Registration/Admision/Status)

 Kênh báo hiệu cuộc gọi H225 (Q.931)

 Kênh điều khiển H.245

Chồng giao thức trong H.323

Các tín hiệu điều khiển

 Tín hiệu điều khiển cuộc gọi (Call control

signals):

 Thiết lập cuộc gọi

 Kết thúc cuộc gọi

 Tín hiệu điều khiển kênh RAS:

 Đăng ký tham gia vào một vùng H.323

 Kết nạp/thoát một điểm cuối (endpoint) khỏi vùng

 Thay đổi băng thông

 Các chức năng quản lý hoạt động của các điểm cuối trong một vùng H.323

Đăng ký cuộc gọi

 Trong mạng không có Gatekeeper

 Các bản tin báo hiệu cuộc gọi được truyền trực tiếp giữa thuê bao gọi và bị gọi bằng cách truyền báo hiệu địa chỉ trực tiếp

Kênh H.225 RAS

 Kênh báo hiệu dùng giao thức UDP để truyền tải

các bản tin giữa gatekeeper và các phần tử khác trong mạng để thực hiện các thủ tục như: tìm

gatekeeper, đăng ký đầu cuối

 Các bản tin này được đặt một khoảng thời gian timeout và

số lần phát lại khi không nhận được hồi âm

 Một điểm cuối hoặc gatekeeper không thể đáp ứng lại một yêu cầu trong thời gian timeout thì nó phải trả lời bằng bản tin RIP (Request In Progress) để cho biết nó đang xử lý yêu cầu

 Khi nhận được bản tin RIP, chúng phải khởi động lại

timeout và số lần phát lại.

Tìm gatekeeper

 Thủ tục này được thực hiện khi một đầu cuối tìm

một gatekeeper để đăng ký Thủ tục này phải được thực hiện ngay khi đầu cuối đó hoạt động

 Trong cấu hình của đầu cuối có địa chỉ của

gatekeeper (có thể đặt trong tập tin khởi động)

 Đầu cuối truyền multicast bản tin GRQ theo địa chỉ multicast để tìm Gatekeeper

 GRQ (Gatekeeper Request): Bản tin được gởi bởi đầu cuối tới gatekeeper.

 GCF (Gatekeeper Confirm): Trả lời từ gatekeeper đến đầu cuối để xác nhận địa chỉ truyền của kênh RAS gatekeeper.

 GRJ (Gatekeeper Reject): Trả lời từ gatekeeper tới đầu

cuối để từ chối.

Tìm gatekeeper

 Nếu đầu cuối nhận được bản tin GRJ (GK-Reject)

hoặc không nhận được trả lời trong thời gian

timeout nó phải thực hiện lại thủ tục tìm gatekeeper

Đăng ký với gatekeeper

 Tham gia vào miền H.323 do gatekeeper quản lý

 Đầu cuối gửi bản tin RRQ (Registration Request) đến gatekeeper trên kênh H225 RAS (RAS

signaling port: 1719), có thể đăng kí thời hạn sử

dụng bởi yêu cầu timeToLive (tính bằng giây)

Hủy bỏ đăng ký

 Đầu cuối gửi bản tin URQ (Unregistration

Request) đến gatekeeper

 Gatekeeper trả lời

 Bản tin UCF (Unregistration Confirm)

 Bản tin URJ (Unregistration Reject) nếu thấy điểm cuối chưa đăng kí

Đăng ký với gatekeeper

Định vị điểm cuối

 Một đầu cuối hoặc gatekeeper có địa chỉ của một điểm cuối khác và muốn biết thông tin liên lạc của điểm cuối này

 Bản tin LRQ (Location Request)

 Trả lời lại bằng bản tin LCF (Location

Confirm) hoặc LRJ (LocationReject)

Cuộc gọi giữa hai điểm cuối trong mạng H.323

 Cần được đồng ý của các Gatekeeper

 Đầu cuối A (gọi) gửi bản tin SETUP tới đầu cuối B (nhận)

 Đầu cuối B trả lời bằng bản tin Call Proceeding và đồng thời liên lạc với Gatekeeper để xác nhận

quyền thiết lập cuộc gọi

 Đầu cuối B gửi bản tin cảnh báo và kết nối

 Hai đầu cuối trao đổi một số bản tin H.245 để xác định chủ tớ, khả năng xử lý của đầu cuối và thiết lập kết nối RTP

Cuộc gọi giữa hai

điểm cuối trong

mạng H.323

Pict ureTel

RAS Channel

1 ARQ (alias address/bandwidth)

2 ACF (call signaling channel address/bandwidth)

5.

ARQ

6 ACF

OpenLogicChannelACK

Logical Channel (RTP Stream)

Báo hiệu và xử lý cuộc gọi

 Trong mạng không có Gatekeeper, các bản tin báo hiệu cuộc gọi được truyền trực tiếp giữa thuê bao chủ gọi và bị gọi bằng cách truyền báo hiệu địa chỉ trực tiếp, vì vậy có thể giao tiếp một cách trực tiếp

 Nếu trong mạng có Gatekeeper, trao đổi báo hiệu thuê bao chủ gọi và Gatekeeper được thiết lập bằng cách sử dụng kênh RAS của Gatekeeper để truyền địa chỉ, sau khi trao đổi bản tin trực tiếp giữa hai

đầu cuối hay định tuyến chúng qua Gatekeeper

Địa chỉ H.323

 Đối với điểm đầu cuối và gateway

 Có thể có 1 hay nhiều aliases

 Có thể có nhiều dạng nhưng phải là duy nhật trong 1 vùng

 Có thể dùng số theo chuẩn E.164 tương đương như số điện thoại

 Địa chỉ mạng, an IP address

 Với lớp TSAP, Transport Service Access Point

 Có một id (2 bytes) cho kênh logic

 Địa chỉ Socket

 Gatekeeper UDP Discovery Port = 1718

 Gatekeeper UDP Reg and Status Port = 1719

 Call-signaling TCP or UDP Port =1720

Các giai đoạn xử lý cuộc gọi

 Thiết lập cuộc gọi

 Thiết lập kênh điều khiển

 Thiết lập kênh thoại

 Dịch vụ

 Kết thúc cuộc gọi

Giai đoạn 1: Thiết lập cuộc gọi

 Trong giai đoạn này các thành phần trao đổi với nhau các bản tin được định nghĩa trong khuyến cáo H.225.0

 Nếu hai thiết bị đầu cuối đều không đăng ký với Gatekeeper: Hai thiết bị đầu cuối trao đổi trực tiếp với nhau

 Nếu cả hai có đăng ký với Gatekeeper: Báo hiệu cuộc gọi do các Gatekeeper quyết định

Cuộc gọi cơ bản - hai đầu cuối không

đăng ký

 Khi cả hai đầu cuối đều không đăng ký với Gatekeeper, thì chúng sẽ trao đổi trực tiếp các bản tin với nhau

 Khi đó đầu cuối gọi sẽ gửi bản tin thiết lập cuộc gọi tới lớp TSAP trên kênh báo hiệu đã biết trước địa chỉ của đầu cuối nhận

Cuộc gọi cơ bản

Hai đầu cuối đăng ký một gatekeeper

 Gatekeeper chọn phương thức truyền báo hiệu trực tiếp giữa 2 thuê bao

 Đầu cuối gọi trao đổi với Gatekeeper thông qua cặp bản tin ARQ (1)/ACF (2) để thiết lập báo hiệu

 Bản tin ACF do Gatekeeper trả lời cho thuê đầu

cuối gọi có chứa địa chỉ kênh báo hiệu của đầu cuối nhận

 Đầu cuối gọi gửi bản tin Set-up (3) theo địa chỉ này tới đầu cuối nhận

 Nếu đầu cuối nhận chấp nhận, nó sẽ trao đổi cặp bản tin ARQ (5)/ ACF (6) với Gatekeeper

 Nếu đầu cuối nhận có được ARJ (6) thì nó sẽ gửi bản tin tới đầu cuối gọi

Hai đầu cuối đăng ký một gatekeeper

Hai thuê bao đăng ký với hai gatekeeper khác nhau

 Có 4 trường hợp xảy ra:

1) Cả hai Gatekeeper đều chọn cách định tuyến báo hiệu trực tiếp giữa hai thuê bao,

2) Gatekeeper 1 phía đầu cuối gọi truyền báo hiệu theo

phương thức trực tiếp còn Gatekeeper 2 phía đầu cuối

nhận định tuyến báo hiệu cuộc gọi qua nó,

3) Gatekeeper 1 phía đầu cuối gọi định tuyền báo hiệu qua nó còn Gatekeeper 2 phía đầu cuối nhận chọn phương thức truyến báo hiệu trực tiếp,

4) Hai đầu cuối đăng ký với 2 Gatekeeper và cả hai

Gatekeeper này đều chọn phương thức định tuyến báo

hiệu cuộc gọi qua chúng

Hai gatekeeper đều truyền báo hiệu trực tiếp giữa hai thuê bao

Gatekeeper 1

phía đầu cuối

gọi định tuyền báo hiệu qua nó Gatekeeper 2 phía đầu cuối

nhận chọn

phương thức

báo hiệu trực

tiếp

Định tuyến qua hai gatekeeper.

Hai đầu cuối và hai Gatekeepers chọn phương

thức định tuyến báo hiệu qua

Gatekeepers

Giai đoạn 2: Thiết lập kênh điều khiển

H.245

 Bản tin terminalCapabilitySet được trao đổi để các

bên thông báo cho nhau khả năng làm việc của

 Trong trường hợp không nhận được bản tin

Connect hoặc một đầu cuối gửi Release Complete, thì kênh điều khiển H.245 sẽ được giải phóng

Giai đoạn 3: Thiết lập kênh truyền thông

 Sau khi trao đổi khả năng (tốc độ nhận tối đa,

phương thức mã hoá ) và xác định quan hệ slave trong giao tiếp ở giai đoạn 2, thủ tục điều

master-khiển kênh H.245 sẽ thực hiện việc mở kênh logic

để truyền số liệu

 Các kênh này là kênh H.225 Sau khi mở kênh logic

để truyền tín hiệu là âm thanh và hình ảnh thì mỗi đầu cuối truyền tín hiệu sẽ truyền đi một bản tin

h2250MaximumSkewIndication để xác định thông

số truyền

Giai đoạn 4: cung cấp dịch vụ trong quá trình cuộc gọi

 Thay đổi độ rộng băng tần: Độ rộng băng tầng của một cuộc gọi được Gatekeeper thiết lập trong thời gian thiết lập trao đổi Một đầu cuối phải chắc chắn rằng tổng tất cả luồng truyền/nhận âm thanh và hình ảnh đều phải nằm trong độ rộng băng tần đã thiết lập Sử dụng các bản tin RAS:

 BRQ(bandwidth request),

 BCF (bandwidth confirm)

 BRJ(bandwidth reject)

 Giám sát trạng thái: Để giám sát trạng thái hoạt

động của đầu cuối, Gatekeeper liên tục trao đổi tín hiệu với các đầu cuối do nó kiểm soát

khiển H.245 để báo cho thuê bao đầu kia biết nó muốn kết thúc cuộc gọi Sau đó nó dừng truyền các bản tin H.245 và đóng kênh điều khiển H.245.

kênh điều khiển H.245.

Release Complete sau đó đóng kênh báo hiệu.

HẾT PHẦN 2