Công nghệ VoIP

khả năng thiết lập các cuộc gọi điện thoại và gửi những bản fax qua mạng dữ liệu IP với chất lượng dịch vụ có thể chấp nhận được và với cước phí thấp hơn rất nhiều so với dịch vụ của mạn

Mục lục

Thuật ngữ viết tắt

ADPCM Adaptive Delta PCM Điều chế xung mã vi sai

ANSI American National Standards

API Application Programming

Interface Giao diện lập trình ứng dụngARJ Admission ReJect Từ chối yêu cầu đăng nhập

ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền tải không

đồng bộBCF Bandwith ConFirm Xác nhận yêu cầu băng tần

BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng ngoài

BRJ Bandwith ReJect Từ chối yêu cầu băng tần

CAS Channel Associated Signaling Báo hiệu kênh kết hợp

CCS Common Channel Signaling Báo hiệu kênh chung

CODEC COde and DECodec Mã hoá và giải mã

CELP Code Excited Line Predictor Dự đoán tuyến tính kích thích mã

CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra độ dư thừa có chu kỳCS-ACELP Conjugate-Structure ACELP Bảng mã đại số có cấu trúc liên

kết CTI Computer Telephony integration Tích hợp điện thoại máy tínhDCF Disengage ConFirm Xác nhận huỷ bỏ liên kết

DNS Domain Name Server Máy chủ dịch vụ tên miền

DRJ Disengage ReJect Từ chối huỷ bỏ liên kết

DRQ Disengage ReQuest Yêu cầu huỷ bỏ liên kết

DSP Digital Signal Processor Bộ xử lý tín hiệu số

DTMF Dial Tone Multi Frequency Quay số đa tần

DTX Discontinuous Transmission Kỹ thuật truyền gián đoạn

ETSI European telecommunications Viện tiêu chuẩn viễn thông châu

Standards Institute ÂuFEC Forward Error Correction Hiệu chỉnh lỗi trước

FIFO

Queuing First In First Out Queuing Xếp hàng vào trước ra trước

FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền file

GCF Gatekeeper ConFirm Xác nhận gatekeeper

IP Internet Protocol Giao thức Internet

IPX Internetwork Protocol Exchange Chuyển đổi giao thức

InternetworkIRJ Information ReJect Từ chối yêu cầu thông tin

IRQ Information ReQuest Yêu cầu thông tin

IRR Information Request Respond Đáp ứng yêu cầu thông tin

ISDN integrated Service Digital

ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ InternetITU-T

International telecommunication Union - telecommunication Standardization

Hiệp hội viễn thông quốc tế

IWF Inter Working Function Chức năng liên mạng

Kbps Kilobit per second Kil« bít trên giây

PL Line Predictor Bộ lọc dự đoán tuyến tính

LPC Line Predict Coder Bộ mã hoá dự báo tuyến tính LRJ Location ReJect Từ chối yêu cầu định vị

Mbps Megabit per second Mªga bít trên 1 giây

MC Multipoint Controller Bé điều khiển đa điểm

MCU Multipoint Control Unit Khối điều khiển đa điểm

MOS Mean Opinion Score Điểm đánh giá trung bình

MP Multipoint Processor Bộ xử lý đa điểm

MPE MultiPulse Excite Bộ kích thích đa xung

MP-MLQ Multipulse Maximum Likelihood

OSI Open System Interconnection Mô hình kết nối các hệ thống mởOSPF Open Shortest Path First Mở đường ngắn nhất đầu tiên

PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã

PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm tới điểm

PQ Priority Queuing Xếp hàng theo mức ưu tiên

PSTN Public Switching Telephone

PSVQ Predictive Split Vector Quantizer Lượng tử hoá vect¬ phân chia dự báo QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ

RAS Register Admission Status Kênh đăng ký, đăng nhập, trạng tháiRCF Registration ConFirm Xác nhận đăng ký

RIP Routing Information Protocol Giao thức thông tin định tuyếnRRJ Registration ReJect Từ chối đăng ký

RRQ Registration ReQuest Yêu cầu đăng ký

RTCP Real Time Control Protocol Giao thức điều khiển thời gian thựcRTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực

SDP Session Description Protocol Giao thức miêu tả phiên

SGCP Simple Gateway Control

SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi đầu phiên

SMTP Simple Mail Transfer Protocol Giao thức truyền tải mail

SS7 Signalling System No.7 Hệ thống báo hiệu số 7

STM Synchronous Tranfer Mode Chế độ truyền tải đồng bộ

TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải

TSAP Transport layer Service Access

Point Điểm truy nhập dịch vụ lớp truyền tải

UCF unregistered ConFirm Xác nhận yêu cầu không đăng kýUDP User Datagram Protocol Giao thức gói tin người dùngURJ unregistered ReJect Từ chối yêu cầu không đăng kýURQ unregistered ReQuest Yêu cầu không đăng ký

VAD Voice Activity Detector Bộ dò hoạt động thoại

VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo

VoIP Voice over Internet Protocol Thoại truyền qua giao thức

InternetWFQ Weighted Fair Queuing Xếp hàng theo công bằng trọng số

Danh mục sơ đồ bảng biểu

Lời nói đầu

Ngày nay, công nghiệp viễn thông đã đạt những thành tựu to lớn Nhờ sự phát triển của kỹ thuật số, kỹ thuật phần cứng và công nghệ phần mềm đã và đang đem lại cho người sử dụng các dịch vụ mới đa dạng và phong phú

Mạng IP và các dịch vụ ứng dụng công nghệ IP có các ưu điểm nh tính linh hoạt, khả năng mở rộng dễ dàng cũng hiệu quả sử dụng cao

đã và đang dần chiếm ưu thế trên thị trường viễn thông thế giới Nhiều nghiên cứu về công nghệ IP đã được thực hiện để đưa ra các giải pháp tiến đến một mạng hội tụ toàn IP Trong đó, bước triển khai đầu tiên chính là loại hình dịch vụ thoại qua giao thức Internet VoIP

Mạng IP vốn là mạng không đảm bảo chất lượng dịch vụ Chính vì vậy muốn chất lượng dịch vụ được đảm bảo thì người ta cần phải thêm vào mạng đó một số phần tư khác cũng nh thiết kế các giao thức phù hợp để có thể đảm bảo chất lượng dịch vụ cho người dùng, đây chính là công nghệ VoIP Việc nâng cao chất lượng dịch vụ trong VoIP là vấn đề không thể thiếu được nhằm cải thiện hơn nữa chất lượng dịch vụ cho người sử dụng Đứng trước sự phát triển nhanh chóng của các hệ thống VoIP, việc tìm hiểu và nghiên cứu về công nghệ VoIP nói chung và vấn đề nâng cao chất lượng dịch vụ trong VoIP nói riêng là một vấn đề rất quan trọng Chính vì vậy mà tôi lựa chọn đề tài này để thực hiện đồ án tốt nghiệp của

mình Đồ án đã tiến hành nghiên cứu "Công nghệ VoIP".

Chương 1 : Kiến trúc TCP/IP

Chương 2 : Các kỹ thuật và giao thức hỗ trợ truyền tín hiệu qua mạng IP

Chương 3 : Đặc điểm của công nghệ VoIP

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của Thầy Lê Hải Nam cùng các ý kiến đóng góp quý báu của các bạn trong lớp §TVT5B

đã giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này

ra sự bùng nổ của mạng Internet toàn cầu trong thời gian gần đây Trong bộ giao thức này, hai giao thức được sử dụng chủ yếu đó là giao thức truyền tải tin cậy TCP (Transmission Control Protocol) và IP (Internet Protocol) Chóng cùng làm việc với nhau để cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng

Hình 1.1 Mối tương quan giữ kiến trúc TCP/IP và mô hình OSI

Điểm khác nhau cơ bản của TCP/IP so với OSI đó là tầng liên mạng

sử dụng giao thức kết nối mạng không liên kết (connectionless) IP, tạo thành hạt nhân hoạt động của Internet Cùng với các giao thức định tuyến

nh RIP, OSPF, BGP… tầng liên mạng IP cho phép kết nối một cách mềm dẻo và linh hoạt các loại mạng vật lý khác nhau nh: Ethernet, Token Ring, X25

Giao thức được sử dụng ở tầng trao đổi dữ liệu có thể là giao thức hướng liên kết TCP để đảm bảo tính chính xác và tin cậy cho các dịch vụ

số liệu hay giao thức không liên kết UDP được sử dụng cho các dịch vụ yêu cầu thời gian thực Trong mạng VoIP, giao thức TCP được sử dụng cho điều khiển và truyền số liệu trong khi giao thức UDP được sử dụng cho các dịch vụ thời gian thực nh thoại, audio và video

Các giao thức ở tầng ứng dụng hỗ trợ các dịch vụ phổ biến truy nhập

từ xa (telnet), chuyển tệp (FTP), dịch vụ Web, thư điện tử (SMTP) và dịch

vụ tên miền … Trong mạng VoIP, lớp ứng dụng sẽ hỗ trợ dịch vụ thoại Internet là các phần mềm điều khiển để triển khai thoại qua IP

1.1.1 Đóng gói dữ liệu

Cũng giống như tất cả các mạng gói khác, các gói tin trong mạng IP cũng được bổ sung thêm các trường tiêu đề ở đầu bản tin qua các lớp giao thức ở phía phát và được gì bỏ các trường tiêu để này ở phía thu để xử lý Quá trình đó được gọi là đóng gói dữ liệu (encapsulation) Trong ngăn xếp giao thức TCP/IP gồm bốn lớp Tại mỗi lớp, các gói dữ liệu được gửi tới từ lớp trên sẽ được bổ sung thêm một tiêu đề tương ứng mang các thông tin điều khiển cần thiết cho lớp này Quá trình đóng gói dữ liệu được mô tả trong hình vẽ 1.2 ở dưới

Các gói IP phải được nhóng trong các khung dữ liệu ở tầng liên kết dữ liệu tương ứng trước khi chuyển tiếp trong mạng Quá trình nhận một gói tin diễn ra ngược lại Độ dài tối đa của một gói dữ liệu liên kết là MTU (Maximum Transmit Unit) Khi cần chuyển một gói dữ liệu IP có độ dài lớn hơn MTU của một mạng cơ thể cần phải chia nhỏ gói dữ liệu IP đó thành những gói IP nhỏ hơn hoặc bằng MTU Quá trình này được gọi là phân mảnh (fragment) Trong phần tiêu đề của gói tin IP có thông tin về phân mảnh và xác định các mảnh có quan hệ phụ thuộc để hợp thành gói tin ban đầu tại phía thu

Hình 1.2 Đóng gói dữ liệu trong kiến trúc TCP/IP

1.1.2 Địa chỉ IP

Địa chỉ IP là địa chỉ lớp mạng, được sử dụng để định danh các máy trạm (host) trong liên mạng Địa chỉ IP có độ dài 32 bít đối với IPv4 và 48 bít với IPv6 Nó có thể được biểu thị dưới dạng thập phân, bát phân , thập lục phân và nhị phân

Có hai cách cấp phát địa chỉ IP phụ thuộc vào cách thức ta kết nối mạng Nếu mạng của ta kết nối vào mạng Internet, địa chỉ mạng được xác nhận bởi NIC (Network Information Center) Nếu mạng của ta không kết nối với Internet, người quản trị mạng sẽ cấp phát địa chỉ IP cho mạng này

Về cơ bản, khuôn dạng địa chỉ IP gồm hai phần: <Network Number, Host Number> Trong đó, phần Network Number là địa chỉ mạng còn Host Number là địa chỉ các máy trạm làm việc trong mạng đó

1.1.3 Bộ định tuyến IP

Trong quá trình truyền thông trong mạng IP, dữ liệu được đóng gói trong các datagram và được điều khiển để truyền qua các trạm trung gian giữa điểm cuối nguồn và điểm cuối đích Quá trình điều khiển các datagram để nó đến được đúng đích gọi là định tuyến

Cấu trúc mạng IP thường là cấu trúc liên mạng Do đó, có hai trường hợp xảy ra Nếu nh máy nguồn và máy đích ở trong cùng một mạng vật lý, gói tin sẽ được gửi trực tiếp từ máy nguồn tới máy đích và quá trình xác định đường nối giữa hai máy này được gọi là định tuyến trực tiếp Trong trường hợp, hai trạm làm việc không ở trong cùng một mạng vật lý, việc truyền tin giữa chóng phải thực hiện thông qua các trạm trung gian là các gateway Đó là định tuyến gián tiếp

Hình 1.3 Bộ định tuyến IP

Để kiểm tra xem trạm đích có nằm trên cùng một mạng vật lý với trạm nguồn hay không, trạm gửi phải tách lấy phần địa chỉ mạng trong phần địa chỉ IP và so sánh phần địa chỉ này với phần địa chỉ mạng của nó Nếu có sự trùng hợp, thì gói tin này được gửi tới một máy trạm ở trong cùng một

mạng vật lý với nó và gói tin sẽ được truyền trực tiếp Ngược lại, gói tin được yêu cầu gửi tới một mạng bên ngoài Khi đó, phải xác định một gateway để chuyển tiếp datagram

Nh vậy, tại các trạm làm việc, các gói tin được xử lý xuyên suốt qua

cả bốn lớp, còn tại các cổng truyền trung gian, các gói tin chỉ được xử lý tới lớp IP để quyết định tuyến đường tiếp theo để chuyển tiếp gói dữ liệu

1.1.4 Giao thức truyền tải tin cậy TCP

TCP (Transmission Control Protocol) là một giao thức hướng liên kết (connnection oriented) Do đó, các cập thực thể TCP phải thiết lập một kênh logic giữa chóng trước khi trao đổi dữ liệu với nhau Nhờ vào kênh logic này, TCP đảm bảo khả năng truyền dữ liệu an toàn giữa các máy trạm trong hệ thống các mạng Ngoài ra, nó còn cung cấp thêm các chức năng khác nhằm kiểm tra tính chính xác của dữ liệu khi có lỗi xảy ra Nó cung cấp các chức năng chính sau:

 Thiết lập, duy trì và kết thúc liên kết giữa hai thực thể TCP

 Phân phát gói tin một cách tin cậy

 Đánh số thứ tự (sequencing) các gói dữ liệu nhằm truyền dữ liệu một cách tin cậy

 Cho phép điều khiển lỗi

 Cung cấp khả năng đa kết nối thông qua việc sử dụng các cổng

 Truyền dữ liệu sử dụng cơ chế song công

Nh vậy có thể thấy rằng, TCP cung cấp đầy đủ các chức năng để đảm bảo truyền tải một cách tin cậy các gói số liệu qua liên mạng Do đó, TCP phù hợp để truyền tải các gói tin của dịch vụ truyền số liệu Tuy nhiên, do phần tiêu đề của TCP quá lớn và quá phức tạp nên độ trễ truyền tin qua liên mạng khá cao Mặt khác TCP cung cấp quá nhiều chức năng mà các dịch

vụ thời gian thực không cần đến Do đó, TCP không phù hợp để truyền tải

các dịch vụ này và cần thiết phải xây dựng một giao thức truyền tải mới bên cạnh TCP để đáp ứng cho các dịch vụ thời gian thực qua IP

1.1.5 Giao thức truyền tải không tin cậy UDP

Cùng với giao thức TCP, tại mức 4 của bộ giao thức TCP/IP còn một giao thức nữa hoạt động đó là giao thức dữ liệu người dùng UDP (User Datagram Protocol) Đây là một giao thức phi liên kết và không cung cấp chức năng tuần tự (sequencing) và xác nhận (acknowledgment) Nó được

sử dụng bên cạnh TCP trong trường hợp các dịch vụ đầy đủ của TCP là không cần thiết Một ứng dụng điển hình của UDP đó là sử dụng để truyền tải các gói tin thời gian thực của những dịch vụ như thoại gói hay lưu lượng video – những dịch vụ chỉ cần độ trễ thấp mà không yêu cầu quá cao về chất lượng dữ liệu nhận được tại phía thu

Một gói tin UDP gồm hai phần: phần tiêu đề và phần dữ liệu:

Hình 1.4 Cấu trúc gói dữ liệu UDP

Ưu điểm của UDP đó là do không cung cấp các chức năng tin cậy, điều khiển luồng, khôi phục lỗi… nên tiêu đề của UDP rất nhỏ so với TCP

và nó rất phù hợp với các dịch vụ thời gian thực yêu cầu độ trễ thấp

 Cổng nguồn và cổng đích là các giá trị 16 bít dùng cho các cổng giao thức UDP được sử dụng để tách các gói tin trong tiến trình đang đợi

để nhận chóng Cổng nguồn là một trường dữ liệu tuỳ chọn, khi được sử dụng, nó xác định địa chỉ cổng để gửi các bản tin xác nhận Ngược lại, nỊu không được sử dụng nó sẽ nhận giá trị 0

 Trường độ dài chứa độ dài bản tin UDP tính theo octet bao gồm cả tiêu đề UDP và dữ liệu

 Trường tổng kiểm tra là tổng CRC của phần tiêu đề bản tin UDP

Nó là trường tuỳ chọn cho phép có thể đơn giản các thủ tục trong các mạng

có độ tin cậy cao

Nh vậy, so với bản tin giao thức truyền tải TCP, bản tin giao thức dữ liệu người sử dụng UDP có cấu trúc đơn giản hơn rất nhiều Phần tiêu đề bản tin chỉ xác định rõ giá trị cổng giao thức bên gửi và bên nhận Các thủ tục kiểm tra lỗi cũng được đơn giản hoá và là tuỳ chọn cho phép giảm tới tối đa thời gian trễ khi truyền dữ liệu qua giao thức lớp truyền tải UDP Do

đó UDP rất phù hợp để truyền tải các dữ liệu yêu cầu tính thời gian thực cao và khi lại cho phép tư lệ lỗi nhất định Trong khi đó, TCP sẽ phù hợp với để truyền tải các thông tin số liệu yêu cầu tính chính xác rất cao mà lại không yêu cầu qua lớn về thời gian trễ Nh vậy, có thể thấy rằng hai giao thức lớp truyền tải TCP và UDP là hai giao thức bổ sung cho nhau Chóng cùng tồn tại và không thể thay thế cho nhau Hai giao thức này toạ nên tính linh hoạt của bộ giao thức IP và cho phép nó có thể tương thích với tất cả các loại hình dịch vụ trong hiện tại cũng như của tương lai Đây chính là điểm mạnh của giao thức IP trước các bộ giao thức khác trong quá trình triển khai mạng thế hệ sau NGN

1.2 Giới thiệu chung về công nghệ VoIP

VoIP (Voice over Internet Protocol) là một thuật ngữ dùng để chỉ một phương thức truyền thoại mới, đó là truyền tín hiệu thoại qua mạng gói sử dụng giao thức Internet Đây là một ứng dụng mở rộng của bộ giao thức IP

để tiến tới một mạng đa phương tiện hội tụ toàn IP trong tương lai

Trong công nghệ điện thoại IP thông tin thoại sẽ được đóng trong các gói và truyền đi trên một đường truyền chung thay vì các kênh riêng nh trong mạng PSTN truyền thống Chóng ta có thể nhìn nhận VoIP như là

khả năng thiết lập các cuộc gọi điện thoại và gửi những bản fax qua mạng

dữ liệu IP với chất lượng dịch vụ có thể chấp nhận được và với cước phí thấp hơn rất nhiều so với dịch vụ của mạng PSTN thông thường Để thực hiện truyền thoại qua mạng IP, trước hết tại phía phát tín hiệu thoại phải được số hoá, nén và đóng gói để truyền qua mạng IP nh những gói dữ liệu thông thường Tại phía thu, các gói thoại được mở gói, giải nén và chuyển

từ tín hiệu số sang tín hiệu tương tự để đưa đến tai nghe của người dùng

Vì đặc điểm của một mạng gói là một mạng tận dụng tối đa hiệu quả

sử dụng băng tần mà ít quan tâm đến thời gian trễ lan truyền trong mạng, trong khi tín hiệu thoại lại là một dạng thời gian thực Do đó, người ta phải

bổ sung vào mạng các phần tư mới và thiết kế các giao thức phù hợp để có thể đảm bảo được chất lượng dịch vụ cho người dùng Các thành phần này tạo thành một mạng gọi là mạng VoIP

Công nghệ VoIP đã và đang mở ra một viễn cảnh mới trong ngành Viễn Thông trên toàn thế giới Với ưu điểm rất lớn về giá cước, dịch vụ VoIP thực sự đang thu hút rất nhiều sự quan tâm của các nhà kinh doanh bao gồm cả các nhà đầu tư cung cấp dịch vụ và các nhà tiêu dùng dịch vụ Việc đưa dịch vụ VoIP vào phục vụ có thể coi là một cuộc cách mạng trong ngành Viễn Thông và thực tế đã cho thấy sức cạnh tranh rất lớn của công nghệ này so với công nghệ thoại chuyển mạch kênh truyền thống Mặc dù mới ra đời và được triển khai chưa lâu, nhưng dịch vụ VoIP đã chiếm một thị phần rất đáng kể trên thị trường quốc tế nói chung và nước ta nói riêng.Điểm cốt lõi để tạo nên các ưu điểm của mạng VoIP đó là khả năng sử dụng hiệu quả và tiết kiệm độ rộng băng tần Đó là do sự kết hợp các đặc tính vốn có của một mạng số liệu gói với các kỹ thuật mã hoá nén số hiện đại Kĩ thuật này cho phép giảm được đáng kể số bít phải truyền đi Do đó

giảm được băng thông truyền dẫn mà vẫn đảm bảo được chất lượng dịch vụ theo yêu cầu

Nói chung VoIP là một hình ảnh mới cho mạng Viễn Thông hiện đại

Nó đang được nghiên cứu và triển khai và đang hứa hẹn rất nhiều triển vọng trong tương lai gần

1.3 Cấu hình của mạng điện thoại IP

Theo các nghiên cứu của ETSI, cấu hình chuẩn của mạng điện thoại IP

- Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng chuyển mạch kênh

Trong các kết nối khác nhau cÂu hình mạng có thể thêm hoặc bớt một

số phần tư trên

Cấu hình chung của mạng điện thoại IP gồm các phần tử Gatekeeper, Gateway, các thiết bị đầu cuối thoại và máy tính Mỗi thiết bị đầu cuối giao tiếp với một Gatekeeper và giao tiếp này giống với giao tiếp giữa thiết bị đầu cuối và Gateway Mỗi Gatekeeper sẽ chịu trách nhiệm quản lý một vùng, nhưng cũng có thể nhiều Gatekeeper chia nhau quản lý một vùng trong trường hợp một vùng có nhiều Gatekeeper

Trong vùng quản lý của các Gatekeeper, các tín hiệu báo hiệu có thể được chuyển tiếp qua một hoặc nhiều Gatekeeper Do đó các Gatekeeper phải có khả năng trao đổi các thông tin với nhau khi cuộc gọi liên quan đến nhiều Gatekeeper

1.3.1 Thiết bị đầu cuối

Thiết bị đầu cuối là một nút cuối trong cÂu hình của mạng điện thoại

IP Nó có thể được kết nối với mạng IP sử dụng một trong các giao diện truy nhập Một thiết bị đầu cuối có thể cho phép một thuê bao trong mạng

IP thực hiện cuộc gọi tới một thuê bao khác trong mạng chuyển mạch kênh Các cuộc gọi đó sẽ được Gatekeeper mà thiết bị đầu cuối hoặc thuê bao đã đăng ký giám sát

Một thiết bị đầu cuối có thể gồm các khối chức năng sau:

- Chức năng đầu cuối: Thu và nhận các bản tin

- Chức năng bảo mật kênh truyền tải: đảm bảo tính bảo mật của kênh truyền tải thông tin kết nối với thiết bị đầu cuối

- Chức năng bảo mật kênh báo hiệu: đảm bảo tính bảo mật của kênh báo hiệu kết nối với thiết bị đầu cuối

- Chức năng xác nhận: thiết lập đặc điểm nhận dạng khách hàng, thiết bị hoặc phần tử mạng, thu nhập các thông tin dùng để xác định bản tin báo hiệu hay bản tin chứa thông tin đã được truyền hoặc nhận chưa

- 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 đã được sử dụng ra thiết bị ngoại vi

1.3.2 Gatekeeper

Gatekeeper là phần tử của mạng chịu trách nhiệm quản lý việc đăng

ký, chấp nhận và trạng thái của các thiết bị đầu cuối và Gateway Gatekeeper có thể tham gia vào việc quản lý vùng, xử lý cuộc gọi và báo hiệu cuộc gọi Nó xác định đường dẫn để truyền báo hiệu cuộc gọi và nội dung đối với mỗi cuộc gọi Gatekeeper có thể bao gồm các khối chức năng sau:

- Chức năng chuyển đổi địa chỉ E.164 (Số E.164 là số điện thoại tuõn thủ theo cấu trỳc và kế hoạch đỏnh số được mụ tả trong khuyến nghị E.164 của Liờn minh viễn thụng quốc tế ITU) : chuyển đổi địa chỉ E.164 sang địa chỉ IP và ngược lại để truyền cỏc bản tin, nhận và truyền địa chỉ IP

để truyền cỏc bản tin, bao gồm cả mó lựa chọn nhà cung cấp

- Chức năng 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

- Chức năng dịch địa chỉ kênh: nhận và truyền địa chỉ IP phục

vụ cho báo hiệu, bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp

- Chức năng giao tiếp giữa các Gatekeeper: thực hiện trao đổi thông tin giữa các Gatekeeper

- Chức năng đăng ký: cung cấp các thông tin cần đăng ký khi yêu cầu dịch vụ

- Chức năng xác nhận: thiết lập các đặc điểm nhận dạng của khách hàng, thiết bị đầu cuối hoặc các phần tử mạng

- Chức năng bảo mật kênh thông tin: đảm bảo tính bảo mật của kênh báo hiệu kết nối Gatekeeper với thiết bị đầu cuối

- Chức năng tính cớc: thu thập thông tin để tính cớc

- Chức năng điều chỉnh tốc độ và giá cớc: xác định tốc độ và giá cớc

- 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 đã đợc sử dụng ra thiết bị ngoại vi

1.3.3 Gateway

Gateway là một phần tư khụng nhất thiết phải cú trong một giao tiếp H.323 Nú đúng vai trũ làm phần tử cầu nối và chỉ tham gia vào một cuộc gọi khi cú sự chuyển tiếp từ mạng H.323 (vớ dụ nh mạng LAN hay mạng

Internet) sang mạng phi H.323 (vớ dụ mạng chuyển mạch kờnh hay PSTN) Một Gateway cú thể kết nối vật lý với một hay nhiều mạng IP hay với một hay nhiều mạng chuyển mạch kờnh Một Gateway cú thể bao gồm: Gateway bỏo hiệu, Gateway truyền tải kờnh thoại, Gateway điều khiển truyền tải kờnh thoại Một hay nhiều chức năng này cú thể thực hiện trong một Gatekeeper hay một Gateway khỏc

- Gateway báo hiệu SGW: cung cấp kênh báo hiệu giữa mạng IP và mạng chuyển mạch kênh Gateway báo hiệu là phần tử trung gian chuyển

đổi giữa báo hiệu trong mạng IP (vớ dụ H.323) và bỏo hiệu trong mạng chuyển mạch kờnh (vớ dụ R2, CCS7) Gateway bỏo hiệu cú cỏc chức năng sau:

+Chức năng kết cuối các giao thức điều khiển cuộc gọi

+ Chức năng kết cuối báo hiệu từ mạng chuyển mạch kênh: phối hợp hoạt động với các chức năng báo hiệu của Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại

+ Chức năng báo hiệu: chuyển đổi báo hiệu giữa mạng IP với báo hiệu mạng chuyển mạch kênh khi phối hợp hoạt động với Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại

+ Chức năng giao diện mạng chuyển mạch gói: kết cuối mạng chuyển mạch gói

+ Chức năng bảo mật kênh báo hiệu: đảm bảo tính bảo mật của kênh báo hiệu kết nối với thiết bị đầu cuối

+ 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 đã đợc

sử dụng ra thiết bị ngoại vi

- Gateway truyền tải kênh thoại MGM: cung cấp phơng tiện để thực hiện chức năng chuyển đổi mã hoá Nó sẽ chuyển đổi giữa các mã hoá

+ Chức năng dịch mã hoá: định tuyến các luồng thông tin giữa mạng

IP và mạng chuyển mạch kênh

+ Chức năng giao diện với mạng chuyển mạch kênh: kết cuối và

điều khiển các kênh mang thông tin từ mạng chuyển mạch kênh

+ 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 đã đợc

sử dụng ra thiết bị ngoại vi

- Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại MGWC: đóng vai trò phần tử kết nối giữa Gateway báo hiệu và Gatekeeper Nó cung cấp chức năng xử lý cuộc gọi cho Gateway, điều khiển Gateway truyền tải kên thoại, nhận thông tin báo hiệu của mạng chuyển mạch kênh từ Gateway báo hiệu và thông tin báo hiệu của mạng IP từ Gatekeeper Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại bao gồm các chức năng sau:

+ Chức năng truyền và nhận các bản tin

+ Chức năng xác nhận: thiết lập các đặc điểm nhận dạng của ngời

sử dụng, thiết bị hoặc các phần tử mạng

+ Chức năng điều khiển cuộc gọi: lu giữ các trạng thái cuộc gọi của Gateway Chức năng này bao gồm tất cả các điều khiển kết nối logic của Gateway

+ Chức năng báo hiệu: chuyển đổi giữa báo hiệu mạng IP và báo hiệu mạng chuyển mạch kênh trong quá trình phối hợp hoạt động với Gateway báo hiệu

+ Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng

+ Chức năng ghi cỏc bản tin sử dụng: xỏc định hoặc ghi lại cỏc thụng tin về sự kiện (truy nhập, cảnh bỏo) và tài nguyờn

+ Chức năng bỏo cỏo cỏc bản tin sử dụng: bỏo cỏo cỏc bản tin đó được sử dụng ra thiết bị ngoại vi

Chương II:

Các kỹ thuật và giao thức hỗ trợ truyền tín hƯu thoại qua mạng IP

Để có thể thiết lập và quản lý cuộc gọi VoIP, các giao thức điều khiển phải được bổ sung Các giao thức điển hình đang được sử dụng rất rộng rãi hiện nay đó là giao thức thời gian thực, giao thức khởi đầu phiên SIP của IETF và H.323 tham chiếu tới các giao thức báo hiệu H.225 và điều khiển H.245 của ITU-T Các giao thức này cho phép các đầu cuối đăng ký, đăng nhập mạng và thực hiện các cuộc gọi tới các đầu cuối khác Bên cạnh đó, chóng cũng cho phép thực hiện các chức năng quản lý cuộc gọi như thay đổi băng thông cho cuộc gọi, mở rộng cuộc gọi đa điểm

2.1 Giao thức thời gian thực RTP

Luồng tín hiệu thoại VoIP và các tín hiệu Video có một số yêu cầu chung để phân biệt với các dịch vụ internet truyền thống khác ở một số đặc điểm sau :

Sự liên tục: Các gói phải được sắp xếp lại theo thứ tự thời gian thực ở

bên nhận, có thể các gói bị mất trên đường truyền, khi đó phải thực hiện dò tìm và bù lại cho sự mất này mà không truyền lại

Sự đồng bộ bên trong phương thức truyền thông: thời gian truyền giữa

các gói phải đều đặn Nghĩa là nếu không có tín hiệu thì cũng phải tìm cách lấp đầy các khoảng im lặng đó

Sự đồng bộ giữa các phương thức truyền thông: Nếu có nhiều

phương thức truyền thông cùng được sử dụng trong một phiên truyền thông thì các phương thức đó phải đồng bộ với nhau Ví dụ nh việc truyền đồng thời tín hiệu âm thanh và tín hiệu hình thì hai tín hiệu này phải đồng bộ với nhau, gọi là sự đồng bộ hình và tiếng

Sự nhận diện payload: Trong internet, thông thường cần sự thay đổi

sự mã hoá cho các phương thức truyền tải (payload) trên đường truyền để hiệu chỉnh thay đổi băng thông sẵn sàng hoặc đủ khả năng cho người dùng mới liên kết vào Do đó cần có một vài cơ chế nhận diện sự mã hoá cho mỗi gói

Nhận diện khung: Tín hiệu âm thanh và tín hiệu truyền hình được gửi

trong một đơn vị dữ liệu logic đó là các khung Tín hiệu nhận dạng khung dùng để chỉ cho bên nhận chỗ nào bắt đầu và kết thúc của các khung, để giúp cho sự phân phối đồng bộ tới các tầng cao hơn

Để thực hiện điều này thì cần có các giao thức thời gian thực Thực tế các dịch vụ này được cung cấp bởi các giao thức tầng truyền tải (transport layer) Các giao thức thời gian thực bao gồm: giao thức dòng thời gian thùc RTSP (Real Time Stream Protocol), giao thức điều khiển thời gian thực RTCP (Real Time Control Protocol), giao thức khởi đầu phiên SIP (Session Initiation Protocol), giao thức giữ trước tài nguyên RSVP (Resources Reservation Set - up Protocol) Các giao thức này đưa ra một vài chức năng liên tục và tìm sự mất gói rất tốt

Đa phát đáp thuận tiện (Multicast of friendly): RTSP và RTCP là các

kỹ thuật cho phát đáp (Multicast) Trên thực tế, chóng được thiết kế để hoạt động trong cả các các nhóm phát đáp nhỏ phù hợp cho các cuộc gọi điện ba người Đôi với các nhóm lớn thì phải dùng phát đáp quảng bá

Độc lập thiết bị: RTSP cung cấp các dịch vụ cần thiết cho các dịch vụ

thời gian thực nói chung như thoại và video, bất kỳ một bộ mã hoá và giải

mã nào và giải mã cơ thể nào được thêm các trường thông tin tiêu đề và ngữ nghĩa sẽ định nghĩa cho mỗi phương thức mã hoá và giải mã theo một tiêu chuẩn kỹ thuật riêng

Các bộ trôn và chuyển đổi: các bộ trộn là các thiết bị nắm giữ phương

thức truyền từ một vài người sử dụng để trộn và nối chóng vào dòng

phương thức truyền thông, và gửi kết quả đến dòng đầu ra bộ chuyển đổi

sẽ nắm giữ một dòng các phương thức truyền thông, chuyển đổi chóng vào các khuôn dạng khác nhau và gửi đi Các bộ chuyển đổi có vai trò thu nhỏ băng thông yêu cầu của dòng số liệu so với yêu cầu băng thông trước khi được chuyển đổi mà không cần nguồn phát thu nhỏ tốc độ bit của nó, điều này cho phép bên nhận thực hiện kết nối nhanh mà không bị giảm về chất lượng dịch vụ so với băng thông ban đầu Các bộ trộn sẽ giới hạn băng thông nếu có vài người đồng thời gửi một lúc, đáp ứng chức năng cầu hội thoại RTPTS hỗ trợ cả bộ trộn lẫn bộ chuyển đổi

Chất lượng dịch vụ phản hồi: RTCP cho phép bên nhận có thể đưa ra

phản hồi về chất lượng nhận được đến tất cả các thành viên của nhóm Các nguồn phát có thể dùng thông tin này để điều chỉnh tốc độ bit số liệu, trong khi các bên nhận khác có thể xác định xem chất lượng này là toàn mạng hay cục bộ Người quan sát ở ngoài có thể dùng thông tin này để thực hiện quản lý chất lượng dịch vụ

Điều khiển phiên lỏng: RTCP cũng cho phép các bên tham gia có thể

trao đổi thông tin nhận diện nh tên, email, số điện thoại và các thông điệp vắn tắt

Mã hoá thành mật mã: các dòng phương thức truyền thông RTSP có

thể mã hoá thành mật mã dùng các khoá Các khoá đó là sự trao đổi một vài phương pháp không phải RTP ví dụ nh SIP hoặc giao thức mô tả phiên SDP (session Describe Protocol)

2.1.1 Giao thức dòng thời gian thực RTSP (Real Time Stream Protocol)

RTSP nói chung được dùng trong liên kết với UDP(User Datagram Protocol) Nhưng có thể lợi dụng bất kỳ một giao thức nào của tầng thấp hơn trên cơ sở gói tin Khi một trạm chủ muốn gửi một gói, thì cần phải biết phương thức truyền thông cụ thể để tạo khuôn dạng gói, thêm vào phần

tiêu đề của gói phương thức truyền thông đó Công việc này phải thực hiện

để quyết định trước tiêu đề của RTSP và đưa vào phương thức truyền tầng thấp hơn Sau đó chóng được gửi vào mạng (dùng một trong hai cách đa phát đáp hay đơn phát đáp) đến các thành viên khác tham dự

Synchronization source identifier (SSRC)

Contributing source identifiers (CSRC)

nó được biểu thị bởi trường chiều dài của đồng bộ phân tán, ghi danh sách tất cả các nguồn đồng bộ để ”phân tán” vào nội dung của gói Đối với thoại thì trường này ghi vào danh sách toàn bộ người đang tham gia hôi thoại.RTSP hỗ trợ khái niệm phương thức truyền thông phụ thuộc vào việc đặt tên để giúp trong quá trình xây dựng lại và phát gói ra Bit người ghi M cung cấp thông tin cho mục đích này Đối với âm thanh, gói đầu tiên trong tiếng nói phát ra có thể được đưa vào để lập thời gian biểu phát đi một cách độc lập, nếu gói đó nằm trong tiếng nói phát ra trước đó Bit M trong trường hợp này dùng để đánh dấu gói đầu tiên trong tiếng nói Đối với

video, một khung video chỉ có thể được phát đi khi gói cuối cùng đã đến

Do đó trong trường hợp này M dùng để đánh dấu gói cuối cùng trong một khung video Trường payload type nhận dạng phương thức mã hoá trong gói Trường sequence number tăng mỗi khi gói được phát ra để dò sự mất gói và khôi phục thứ tự Trường Timestamp, sẽ tăng liên tục theo tần số của phương tiện lấy mẫu để chỉ ra rằng khi nào khung được tạo ra

2.1.2 Giao thức điều khiển thời gian thực RTCP

Giao thức điều khiển thời gian thực RTCP là giao thức điều khiển đi kèm với RTSP Phương thức truyền thông người giữa người gửi và người nhận thực hiện theo chu kỳ các gói RTCP đến cùng một nhóm đa phát đáp

nh dùng để phân phát các gói RTSP Mỗi gói RTCP có chứa một số các phần tử thông thường là các bản tin người gửi hoặc bản tin người nhận tiếp theo ngay sau mô tả tài nguyên Mỗi loại phục vụ một chức năng riêng

Các bản tin người dùng: Được tạo ra bởi người sử dụng đồng thời

cũng kèm theo các phương thức truyền thông (các nguồn RTSP) Chóng

mô tả số lượng dữ liệu được gửi giống nh tương quan với gán nhãn thời gian lấy mẫu RTSP và thời gian tuyệt đối để cho phép đồng bộ giữa các phương tiện khác nhau

Các bản tin người nhận: được tạo ra bởi các thành phần tham gia

phiên RTSP chóng là phương thức truyền thông nhận Mỗi bản tin nh vậy

có chứa một khối cho các nguồn RTSP trong nhóm Mỗi khối mô tả hệ số mất tích luỹ tức thời và sự trôi từ nguồn đó Khối cũng đồng thời chỉ ra nhãn cuối cùng và trễ từ lúc nhận một báo cáo người gửi, cho phép các nguồn ước lượng khoảng cách của chúng để hạ thấp dần

Các gói ký hiệu nguồn (source describe - SDES) dùng cho điều khiển phiên Nó có chứa tên chuẩn (Canonical name – CNAME), một nhận dạng duy nhất giống nh khuôn dạng của một địa chỉ trên mạng internet Tên chuẩn dùng để giải quyết xung đột trong giá trị nguồn đồng bộ và các dòng

nh khởi tạo một cuộc hôi thoại riêng Chính điều này cũng làm thuận tiện hơn trong việc liên lạc với một người sử dụng Nếu một người ngừng tham gia phiên thông tin, người đó sẽ có thông điệp BYTE Cuối cùng các phần

tử ứng dụng (APP) có thể dùng để đưa thêm các thông tin cụ thể vào các gói tin RTCP

Các bản tin người nhận và người gửi và các gói SDES có chứa các thông tin, các thông tin này có thể thay đổi thường xuyên do đó phải gửi các gói này một cách định kỳ Nếu các thành phần phiên RTSP đơn giản gửi các thông điệp theo một chu kỳ cố định sẽ gây nên hậu quả là băng thông của nhóm đa phát đáp sẽ lớn tỉ lệ tuyến tính với kích thước của nhóm đó- không có lợi Để khắc phục điều này, mỗi thành viên đếm số thành viên

mà nó nghe được (theo các goi RTCP) Chu kỳ giữa các gói RTCP từ mỗi người sử dụng sau đó được cân đối tỉ lệ với với số các thành viên của nhóm, đảm bảo băng thông dành cho các bản tin RTCP vẫn cố định, không phụ thuộc vào kích thước của nhóm Từ khi kích thước của nhóm ước lượng thu được bởi đếm số các thành phần khác, nó chiếm giữ thời gian cho mỗi thành viên tham gia mới để tiến gần đến kích thước nhóm một cách chính xác Nếu nhiều người sử dụng cùng tham gia nhập vào một nhóm, mỗi người sử dụng sẽ có sai lệch trong việc ước lượng kích thước của nhóm Do đó có thể dẫn đến sự tràn các bản tin RTCP

2.1.3 Giao thức giữ trước tài nguyên RSVP

Dựa vào sự quan trọng của các dịch vụ thoại cùng với sự đoán trước tư lệ cần thiết băng thông trong internet dùng bởi thoại và video người ta sử dụng giao thức RSVP Đó cũng là biện pháp để đảm bảo cho chất lượng của dịch

vụ thời gian thực (QoS - Quality of Service) Tuy nhiên các đề xuất xung quanh RSVP còn rất phức tạp, chưa triển khai được trên diện rộng

Người ta đã đề xuất bỏ giao thức giữ trước tài nguyên và đơn giản là dùng các thông điệp RTCP để thông báo cho các router dọc theo đường truyền để giữ trước tài nguyên Để định ra số lượng băng thông cần giữ trước, các bản tin bên gửi RTCP có thể dùng bằng sự quan sát sự khác nhau giữa hai sự đến trước (các số đếm byte của bản tin người gửi), hoặc có thể chèn thêm vào một trường mang theo các đặc trưng đó thể hiện mong muốn chất lượng dịch vụ dưới dạng chi tiết hơn Các thông điệp RTCP mang các yêu cầu giữ trước được đánh dấu để sử dụng riêng biệt bởi một tuỳ chọn linh hoạt của router Các bản tin người nhận sẽ quay lại xem sự giữ trước đã được thực hiện hoàn tất hay từng phần

Điều khiển cuộc gọi Q.931 (DSS 1)

Các chuẩn nén tín hiệu thoại: G.711 (PCM 64 kbps), G.722, G.723, G.728, G.729

2.2.2 Chuyển đổi địa chỉ

2.2.2.1 Địa chỉ mạng

Mỗi một thiết bị H.323 được gán ít nhất một địa chỉ mạng để nhận dạng Một vài thiết bị H.323 có thể cùng chia sẻ một địa chỉ mạng, các mạng khác nhau thì khuôn dạng địa chỉ mạng cũng khác nhau Trong cùng một cuộc gọi, điểm cuối có thể sử dụng các địa chỉ mạng khác nhau trên các kênh khác nhau

2.2.2.2 Định danh điểm truy nhập dịch vụ giao vận TSAP

Đối với mỗi địa chỉ mạng, mỗi thiết bị H.323 có thể có vài điểm truy nhập dịch vụ lớp giao vận TSAP (Transport layer Service Access Point) Các TSAP này cho phép dồn một vài kênh có cùng chung địa chỉ mạng với nhau Các điểm cuối có một TSAP mặc định là TSAP kênh báo hiệu cuộc gọi TSAP kênh điều khiển RAS là TSAP mặc định của Gatekeeper Các điểm cuối và thiết bị H.323 sử dụng định danh TSAP động đối với kênh điều khiển H.245, kênh Audio, Video và Data Gatekeeper sử định danh TSAP động đối với các kênh báo hiệu cuộc gọi Trong quá trình đăng ký điểm cuối, các kênh RAS và báo hiệu có thể được định tuyến lại tới TSAP động

2.2.2.3 Địa chỉ thuế

Một điểm cuối có thể được liên kết tới một hoặc nhiều địa chỉ thỊ (alias address) Một địa chỉ thỊ có thể đại diện cho điểm cuối hoặc phiên hội nghị mà điểm cuối chủ trì Các địa chỉ thỊ cung cấp một phương pháp đánh địa chỉ khác cho điểm cuối Trong một vùng, các địa chỉ thế là duy nhất Gatekeeper, MC và MP không có địa chỉ định danh Khi hệ thống không có Gatekeeper, thì điểm cuối phía chủ gọi sẽ đánh địa chỉ điểm cuối

bị gọi bằng cách sử dụng “địa chỉ lớp giao vận" kênh báo hiệu cuộc gọi

của điểm cuối bị gọi Khi có Gatekeeper trong hệ thống, điểm cuối chủ gọi

có thể đánh địa chỉ điểm cuối bị gọi thông qua "địa chỉ lớp giao vận” kênh

báo hiệu cuộc gọi của nó hoặc địa chỉ thỊ Một điểm cuối có thể có nhiều

hơn một địa chỉ thỊ được truyền tới cùng "địa chỉ lớp giao vận”.

2.2.3 Các kênh điều khiển

2.2.3.1 Kênh RAS

Kênh RAS dùng để truyền tải các bản tin sử dụng trong quá trình đăng

ký điểm cuối và tìm kiếm Gatekeeper mà liên kết một địa chỉ định danh của

điểm cuối với “địa chỉ lớp giao vận” kênh báo hiệu cuộc gọi của nó Kênh

RAS là kênh không tin cậy, vì thế trong khuyến nghị H.225 đã khuyến nghị thời gian giới hạn định trước và số lần gửi yêu cầu cho một vài loại bản tin Khi một điểm cuối hoặc Gatekeeper không trả lời yêu cầu trong khoảng thời gian định trước, thì có thể sử dụng bản tin RIP (Request In Progress) để chỉ

ra rằng nó đang xử lý yêu cầu Khi nhận được bản tin RIP, điểm cuối hoặc Gatekeeper sẽ xoá thời gian giới hạn định trước và bộ đếm số lần gửi lại

1 Tìm kiếm Gatekeeper

Điểm cuối sẽ tìm kiếm Gatekeeper mà nó đăng ký, việc tìm kiếm này

có thể được thực hiện bằng thủ công hoặc tự động Việc tìm kiếm thủ công dựa vào các phương pháp không thuộc phạm vi của khuyến nghị này để xác định Gatekeeper liên kết với điểm cuối Điểm cuối được cài đặt theo

"địa chỉ lớp giao vận” của Gatekeeper liên kết với điểm cuối đó Phương

pháp tìm kiếm Gatekeeper tự động cho phép liên kết Điểm cuối - Gatekeeper thay đổi theo thời gian, điểm cuối có thể không biết Gatekeeper nào là của nó hoặc có thể cần để nhận dạng Gatekeeper khác nêu lỗi xẩy ra Việc tìm kiếm tự động chú ý đến chi phí quản trị thấp hơn trong cấu hình các điểm cuối riêng lẻ, hơn nữa nó còn cho phép thay thỊ Gatekeeper mà không phải cài đặt lại các điểm cuối liên kết với nó

2 Đăng ký điểm cuối

Điểm cuối sẽ gửi yêu cầu đăng ký RRQ(Registration Request) tới Gatekeeper, RRQ này được gửi tới địa chỉ truyền kênh RAS của Gatekeeper Sau khi tìm được Gatekeeper, điểm cuối sẽ có được địa chỉ mạng của Gatekeeper này và sử dụng bộ nhận dạng TSAP kênh RAS điển hình Nếu chấp nhận sự đăng ký của điểm cuối, Gatekeeper sẽ trả lời lại

bằng xác nhận đăng ký RCF (Registration Confirmation), ngược lại nó sẽ trả lời bằng tín hiệu từ chối RRJ (Registration Reject) Hình 2.2 minh họa quá trình điểm cuối chỉ đăng ký Gatekeeper đơn lẻ

Hỡnh 2.2 Quỏ trỡnh đăng ký Gatekeeper

Một điểm cuối cú thể hủy bỏ việc đăng ký Gatekeeper của nú bằng việc gửi bản tin “Yờu cầu khụng đăng ký” URQ (Unregistered Request) tới Gatekeeper của nú Sau khi nhận được URQ, Gatekeeper sẽ gửi trả lời bản tin UCF (Unregistered Confirmation) Lỳc này điểm cuối được phộp thay đổi địa chỉ định danh liờn kết với địa chỉ lớp giao vận của nú Trường hợp điểm cuối chưa đăng ký với Gatekeeper trước đú, nú sẽ gửi bản tin URJ tới điểm cuối Gatekeeper cũng cú thể hủy bỏ việc đăng ký của điểm cuối bằng việc gửi bản tin “Yờu cầu khụng đăng ký” URQ (Unregistered Request) tới điểm cuối, điểm cuối sẽ trả lời bản tin UCF (unregistered Confirmation) Khi cần thực hiện một vài cuộc gọi nào đú, điểm cuối phải đăng ký lại với Gatekeeper trước đú hoặc Gatekeeper mới

3 Định vị điểm cuối

Điểm cuối hoặc Gatekeeper cú địa chỉ định danh của một điểm cuối và muốn liờn lạc với nú, thỡ cú thể dựng bản tin “Yờu cầu định vị” LRQ Bản tin LRQ này sẽ được gửi tới bộ nhận dạng TSAP kờnh RAS của Gatekeeper định trước, hoặc cú thể gửi bản tin GRQ quảng bỏ tới địa chỉ

Điểm cuối khởi động Yêu cầu khụng đăng ký (URQ)

Gatekeeper khởi động Yêu cầu khụng đăng ký (URQ)

RRQ

UCF/URJ URQ

UCF URQ

quảng bá điển hình của Gatekeeper Gatekeeper tương ứng sẽ gửi trả lời bản tin LCF chứa thông tin cần thiết của điểm cuối hoặc Gatekeeper của điểm cuối Thông tin này bao gồm địa chỉ kênh báo hiệu cuộc gọi và kênh RAS

4 Mã thông báo truy nhập

Mã thông báo truy nhập là một xâu đã được kiểm tra ở bản tin cài đặt

và các bản tin RAS Có hai lợi ích khi dùng mã truy nhập

Thứ nhất, chóng cung cấp khả năng bảo mật địa chỉ lớp giao vận và địa chỉ định danh của điểm cuối đối với chủ gọi Khi tìm điểm cuối, người dùng chỉ cần gửi mã thông báo truy nhập cho phía chủ gọi Gatekeeper biết điểm cuối tương ứng với mã truy nhập thông báo thông qua quá trình đăng

ký, vì thế thông qua Gatekeeper, những cuộc gọi sử dụng mã thông báo truy nhập có thể định tuyến tới điểm cuối bị gọi

Lợi ích thứ hai của việc sử dụng mã thông báo truy nhập là khẳng định chắc chắn các cuộc gọi được định tuyến chính xác thông qua các thiết bị H.323 Mã truy nhập do Gatekeeper trả lại sẽ được dùng ở các bản tin cài đặt gửi bởi điểm cuối Mã thông báo truy nhập này có thể được Gateway sử dụng để khẳng định rằng điểm cuối được phép sử dụng tài nguyên của Gateway

2.2.3.2 Kênh báo hiệu

Có 3 kênh báo hiệu tồn tại độc lập với nhau liên quan đến báo hiệu và

xử lý cuộc gọi là: kênh điều khiển H.245, kênh báo hiệu cuộc gọi và kênh báo hiệu RAS Trong mạng không có gatekeeper, các bản tin báo hiệu cuộc gọi được truyền trực tiếp giữa hai đầu cuối chủ gọi và bị gọi bằng cách truyền báo hiệu địa chỉ trực tiếp Trong cấu hình mạng này, thuê bao chủ gọi phải biết địa chỉ báo hiệu của thuê bao bị gọi trong mạng Nếu trong mạng có gatekeeper, trao đổi báo hiệu giữa thuê bao chủ gọi và gatekeeper được thiết lập bằng cách sử dụng kênh RAS của gatekeeper để truyền địa

chỉ Sau khi đã thiết lập được việc trao đổi bản tin báo hiệu, thì gatekeeper mới xác định truyền các bản tin trực tiếp giữa hai đầu cuối hay định tuyến chóng qua gatekeeper Các bản tin báo hiệu cuộc gọi có thể được truyền theo 1 trong 2 phương thức và việc lựa chọn giữa các phương thức này do Gatekeeper quyết định:

Thứ nhất là các bản tin báo hiệu của cuộc gọi được truyền từ thuê bao

nọ tới thuê bao kia thông qua Gatekeeper giữa hai thiết bị đầu cuối (hình 2.3)

Hình 2.3 Bản tin báo hiệu của cuộc gọi được định tuyến qua

Hình 2.4 Bản tin báo hiệu được truyền trực tiếp giữa các thiết bị đầu cuối

Trong phương thức Gatekeeper định tuyến các bản tin thì nó có thể đóng kênh báo hiệu cuộc gọi khi việc thiết lập cuộc gọi hoàn thành hoặc vẫn duy trì kênh này để hỗ trợ các dịch vô bổ xung Chỉ có Gatekeeper mới

có thể đóng kênh báo hiệu cuộc gọi, nhưng khi Gateway tham gia vào cuộc gọi thì các kênh này không được phép đóng

2.2.3.3 Kênh điều khiển

Khi các bản tin báo hiệu cuộc gọi được Gatekeeper định tuyến thì sau

đó kênh điều khiển H.245 sẽ được định tuyến theo 2 cách thể hiện trên hình 2.6 và 2.7.Kênh điều khiển H.245 được thiết lập một cách trực tiếp giữa các thiết bị đầu cuối, (hình 2.5) Khi đó chỉ cho phép kết nối trực tiếp 2 thiết bị đầu cuối

Hình 2.5 Kênh điều khiển H.245 kết nối trực tiếp hai thiết bị đầu cuối

Kênh điều khiển H.245 được thiết lập từ thiết bị đầu cuối này tới thiết bị đầu cuối kia thông qua Gatekeeper (hình 2.6) Khi đó cho phép Gatekeeper định tuyến lại kênh điều khiển H.245 tới một MC khi thực hiện dịch vụ hội nghị

Hình 2.6 Gatekeeper định tuyến kênh điều khiển H.245

2.2.4 Các thủ tục báo hiệu

Người ta chia một cuộc gọi làm 5 giai đoạn gồm:

- Giai ®o¹n 1: thiÕt lËp cuéc gäi

- Giai đoạn 2: thiết lập kênh điều khiển

- Giai đoạn 3: thiết lập kênh thoại ảo

- Giai đoạn 4: dịch vụ

- Giai đoạn 5: kết thúc cuộc gọi

2.2.4.1 Bước 1 - Thiết lập cuộc gọi

Việc thiết lập cuộc gọi sử dụng cỏc bản tin được định nghĩa trong khuyến nghị H.225.0 Cú thể xẩy ra 6 trường hợp, đú là :

- Cuộc gọi cơ bản - Cả hai thiết bị đầu cuối đều không đăng ký

- Cả hai thuê bao đều đăng ký tới một Gatekeeper

- Chỉ có thuê bao chủ gọi có đăng ký với Gatekeeper

- Chỉ có thuê bao bị gọi có đăng ký với Gatekeeper

- Hai thuê bao đăng ký với hai Gatekeeper khác nhau

- Thiết lập cuộc gọi qua Gateway

Trong hầu hết giao thức/bỏo hiệu phục vụ cỏc ứng dụng thời gian thực, yờu cầu về ngưỡng thời gian xử lý cho phộp (Tout - Time Out) của từng tớn hiệu và của cả quỏ trỡnh bỏo hiệu là bắt buộc ở phương thức bỏo hiệu trực tiếp, quỏ trỡnh bỏo hiệu diễn ra nhanh hơn dẫn đến xỏc xuất thời gian xử lý bỏo hiệu vượt quỏ Tout ớt, làm cho tư lệ lỗi cuộc gọi giảm, hơn nữa việc bỏo hiệu trực tiếp giỳp cho quỏ trỡnh đồng bộ mạng chớnh xỏc Tuy nhiờn, ở phương thức này, yờu cầu cỏc đầu cuối tham gia vào cuộc gọi phải cú sự tớnh tương thớch về bỏo hiệu ở phương thức bỏo hiệu giỏn tiếp thụng qua Gatekeeper, quỏ trỡnh bỏo hiệu diễn ra chậm hơn dẫn đến xỏc xuất thời gian xử lý bỏo hiệu vượt quỏ Tout lớn hơn, và vỡ thế tư lệ lỗi cuộc gọi cũng nhiều hơn Vỡ phải thụng qua (cỏc) Gatekeeper nờn cấu trỳc mạng

sẽ phức tạp, vấn đề tổ chức và đồng bộ mạng cần phải quan tõm hơn ở phương thức này, vỡ bỏo hiệu thụng qua Gatekeeper trung gian, vỡ thế vấn

đề tương thích báo hiệu chỉ liên quan đến đầu cuối và Gatekeeper, làm tăng khả năng lựa chọn đầu cuối cho người dùng

2.2.4.2 Bước 2 - Thiết lập kênh điều khiển

Khi kết thúc giai đoạn 1 tức là cả chủ gọi lẫn bị gọi đã hoàn thành việc trao đổi các bản tin thiết lập cuộc gọi, thì các đầu cuối sẽ thiết lập kênh điều khiển H.245 Bản tin đầu tiên được trao đổi giữa các đầu cuối là

terminalCapabilitySet để các bên thông báo cho nhau khả năng làm việc của mình Mỗi một thiết bị đầu cuối đều có đặc tính riêng nói lên khả năng chế

độ mã hoá, truyền, nhận và giải mã các tín hiệu đa dịch vụ Kênh điều khiển này có thể do thuê bao bị gọi thiết lập sau khi nó nhận được bản tin Set-up hoặc do thuê bao chủ gọi thiết lập khi nó nhận được bản tin Alerting hoặc Call Proceeding 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

2.2.4.3 Bước 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 master-slave trong giao tiếp ở giai đoạn 2, thủ tục điều 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.

1 Thay đổi chế độ hoạt động

Trong giai đoạn này các thiết bị đầu cuối có thể thực hiện thủ tục thay đổi cấu trúc kênh, thay đổi khả năng và chế độ truyền cũng như nhận (Chế

độ truyền và nhận là thông báo và ghi nhận của các đầu cuối để xác định

khả năng làm việc giữa chóng)

2 Trao đổi các luồng tín hiệu video