BÁO HIỆU TRONG MẠNG THẾ HỆ SAU

BÁO HIỆU TRONG MẠNG THẾ HỆ SAU

BÁO HIỆU TRONG MẠNG THẾ HỆ SAU

Nhóm: 12

Lớp: ĐHĐT7BLT

GVHD: Th.s Phù Trần Tín

Mục lục

 Chương 1: Giới thiệu

 Chương 2: Tổng quan về H.323

 Chương 3: Các giao thức thuộc H.323

 Chương 4: Xử lý cuộc gọi H.323

 Chương 5: Kết luận

 Chương 1: Giới thiệu

1.1 Lịch sử phát triển VoIP

triển năm 1995 bởi một công ty của Israel có tên là VocalTel

như: trễ lớn, chất lượng thoại còn thấp và không tương thích với các mạng ngoài

tổ chức chuẩn hoá liên quan như ITU có các chuẩn sau H.250.0, H.245, H.225 (Q.931) cho quản lý; H.261, H.263 cho mã hoá

video; các chuẩn G cho xử lý thoại…Có rất nhiều chuẩn nhưng đang có xu hướng hội tụ thành hai chuẩn H.323 của ITU và SIP của IETF

1.2 Ưu nhược điểm của VoIP so với PSTN

VoIP có nhiều ưu điểm so với PSTN như sau:

rất rẻ so với thoại thông thường do các cuộc gọi VoIP sử dụng lượng băng thông rất ít.

vụ thoại, dữ liệu và video.

thiết bị sử dụng IP được nhiều nhà sản xuất cung cấp với giá cạnh tranh và nó là giao thức phổ cập rộng rãi.

về chất lượng dịch vụ:

1.3 Giới thiệu về báo hiệu

Megaco/ H.248

 Các giao thức này có thể phân thành 2 loại: các giao thức ngang hàng

(H.323,SIP, BICC) và các giao thức chủ/tớ (MGCP, MEGACO/H.248)

Khai thác - Thiết bị cổng đơn giản.

- Các ứng dụng được đặt tại các Server.

- Thiết bị cổng thông minh, phức tạp.

- Tương tác ngang hàng.

Triển khai dịch vụ

- Chỉ triển khai dịch vụ trên các server.

- Thời gian triển khai dịch vụ trên mạng ngắn.

- Chỉ nâng cấp các Server điều khiển.

- Quản lý dịch vụ linh hoạt trên toàn mạng.

- Triển khai trên từng thiết bị -Thời gian triển khai trên mạng lớn.

- Phải nâng cấp toàn bộ các thiết

bị cổng khi khi triển khai một dịch

vụ mới trên toàn mạng.

Chi phí - Thiết bị cổng được tối ưu về chi

phí dẫn tới tổng chi phí giảm.

- Vòng đời sản phẩm của các thiết bị cổng dài hơn.

- Thiết bị cổng có giá thành cao làm chi phí tổng thể lớn.

- Theo thời gian, thiết bị cổng có thể phải thường xuyên nâng cấp.

Ví dụ về - Megaco/H.248 - SIP.

 Chương 1: Giới thiệu

 Chương 2: Tổng quan về H.323

2.1 Cơ sở xây dựng H.323

chức hội nghị Voice over IP nhằm thống nhất tiêu chuẩn cho các sản phẩm của các nhà cung cấp Đến tháng 5/1996, ITU-T phê chuẩn đặc

tả H.323

tiện từ nhiều hãng khác nhau có thể hoạt động cùng với nhau, cho phép người dùng có thể thông tin qua lại mà không phải quan tâm tới vấn đề tương thích

thông qua việc định nghĩa tiêu chuẩn về độ trễ cho các tín hiệu âm thanh, định nghĩa mức ưu tiên trong việc chuyển tải các tín hiệu yêu cầu thời gian thực trong truyền thông Internet

tin đa phương tiện và quản lý băng thông đồng thời còn cung cấp giao diện giữa mạng LAN và các mạng khác

nhất (Version 1) được thông qua vào năm 1996 và phiên bản thứ hai (Version 2) được thông qua vào tháng một năm 1998

2.2 Cấu trúc và các thành phần của H.323

hơn 1,5 Mbs hoặc 2 Mbs), B- ISDN sử dụng ATM (tốc độ nhỏ hơn 1,5 Mbs hoặc 2 Mbs) thậm chí một đầu cuối thoại cũng có thể tham gia vào H.323 nhưng chỉ với khả năng audio

H.321 dùng cho B- ISDN và ATM; H.322 cho QoS các mạng LAN; H.323 dùng cho hội nghị; H.324 dành cho các kết nối thoại 33,6 Kbs

sau:

cuối H.323, gateway, gatekeeper, MCU

2.2 Cấu trúc và các thành phần của H.323

2.2.1 Thiết bị đầu cuối H.323

Thiết bị đầu cuối H.323 là các điểm cuối phía khách hàng, cung cấp giao diện trực tiếp giữa người dùng và mạng

Bắt buộc)

Video Codec Camera/

hệ thống cho người

Các chức năng H.323

 Các phần tử nằm ngoài phạm vi H.323:

tuỳ thuộc vào từng ứng dụng Nền tảng của ứng truyền số liệu trong thiết

bị đầu cuối H.323 là chuẩn T.120

dạng thích hợp trong mạng IP sử dụng các dịch vụ TCP, UDP Như vậy nó phải hỗ trợ:

 Các phần tử nằm trong phạm vi H.323:

nhau:

Như vậy một thiết bị đầu cuối H.323 phải hỗ trợ các đặc tính sau:

Hiện tại, có 3 phương thức để thực hiện cuộc gọi VoIP là sử dụng máy tính với 1 kết nối Internet tốc độ càng cao càng tốt, điện thoại VoIP (IP phone) hoặc điện thoại bàn truyền thống kết nối đến VoIP adapter.

2.2.2 Gateway H.323

các phần tử H.323 và được sử dụng như là một cầu nối giữa các đầu cuối H.323 với các đầu cuối H.310, H.320, H.321, H.324M

cần kết nối trực tiếp vào đường truyền Internet, có 2 loại:

với nó.

 Các chức năng chính của Gateway là:

mạng IP) với mạng chuyển mạch kênh (ví dụ PSTN).

các tiến trình truyền thông, phiên dịch giữa các bộ mã hoá/giải mã hoặc phiên dịch giữa các đầu cuối theo chuẩn H.323 và các đầu cuối không theo chuẩn này

 Media Gateway: MGW

Media Gateway cung cấp phương tiện để thực hiện chức năng chuyển đổi mã hoá Nó chuyển đổi giữa các mã truyền trong mạng IP (truyền trên RTP/UDP/IP) với mã hoá truyền trong mạng SCN (PCM, GSM)…

Mỗi GW có phần điều khiển được gọi là Media Gateway Controler (MGC) đóng vai trò phần tử kết nối MGW, SGW và GK Nó cung cấp các chức năng xử lý cuộc gọi cho GW, điều khiển MGW, nhận thông tin báo hiệu SCN từ SGW và thông tin báo hiệu từ IP từ GK.

MG và MGC khác nhau ở các phần tử tài nguyên mức thấp và mức cao

MGC chịu trách nhiệm quản lý các tài nguyên mức cao ví dụ như các bộ triệt tiếng vọng được đặt trong GW VoIP chịu sự quản lí của MGC.

MG chịu trách nhiệm quản lý các tài nguyên mức thấp như là các thiết bị phần cứng để chuyển mạch và xử lý luồng thông tin trong một GW

 Signalling Gateway: SGW

SGW cung cấp kênh báo hiệu giữa mạng IP và mạng SCN Nó có thể hỗ trợ chức năng kênh báo hiệu giữa mạng IP (ví dụ như H.323) hoặc báo hiệu trong mạng SCN (ví dụ như R2, CCS7)

sử dụng chuyển mạch kênh

trao đổi khả năng hoạt động của terminal cũng như của GW, báo hiệu cuộc gọi H.225, báo hiệu RAS.

mạch kênh ( như SS7 sử dụng trong PSTN ).

Chồng giao thức của một Gateway

 Các chức năng của Gateway :

ảnh cũng như âm thanh.

phía mạng chuyển mạch SCN.

hoặc một MCU trong mạng LAN và có đặc điểm của một thiết bị đầu cuối trong SCN hoặc một MCU trong SCN.

2.2.3 Gatekeeper H.323

tâm cho mọi cuộc gọi trong mạng H.323 để:

các thiết bị đầu cuối H.323, các Gateway và các MCU

mạng trên như quản lý băng thông, tính cước, định tuyến cuộc gọi hay định vị các Gateway.

vùng mạng H.323 được hiểu như một tập hợp các node như đầu cuối, Gateway hay MCU

Gatekeeper

GW

GW GW

GW

Zone 2

Telephone Telephone

Các chức năng của một Gatekeeper được phân làm 2 loại:

 Các chức năng bắt buộc:

 Biên dịch địa chỉ: GK có thể biên dịch từ địa chỉ định danh sang địa chỉ truyền

tải Điều đó được thực hiện bằng một bảng biên dịch Bảng này thường xuyên được cập nhật bằng các bản tin đăng ký của các điểm cuối trong vùng quản lý của Gatekeeper.

 Điều khiển đăng nhập: GK quản lý quá trình truy nhập mạng của các điểm

 Các chức năng không bắt buộc:

 Báo hiệu điều khiển cuộc gọi: GK quyết định có tham gia vào quá trình báo

hiệu cho cuộc gọi hay không.

 Cấp phép cho cuộc gọi: GK GK quyết định có cho phép cuộc gọi được tiến

hành hay không.

 Quản lý băng tần

 Quản lý cuộc gọi

 Sửa đổi địa chỉ định danh

 Biên dịch số được quay: GK sẽ chuyển các số được quay sang số E.164 hay

số mạng riêng.

 Quản lý cấu trúc dữ liệu

 Gatekeeper hoạt động ở hai chế độ:

không tham gia vào các hoạt động kết nối khác.

thông tin trao đổi giữa các bên.

 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.

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.

IP QoS Network Gatekeeper

RTP (UDP)

H 25 R A ( UP )

H 2 2 5 R A S ( U D P )

2.2.4 MCU - Multipoint Control Unit

từ 2 terminal H.323 trở lên, mọi Terminal tham gia vào hội nghị đều phải thiết lập một kết nối với MCU

tiếng và hình

MC) và bộ xử lý đa điểm (Multipoint Processor – MP)

H.245 Báo hiệu cuộc gọi

Multipoint Controller

Multipoint Processor

RTP

H.245 Báo hiệu cuộc gọi Multipoint Controller

Multipoint Processor

RTP

Các giao thức truyền tải và giao diện mạng

Controller – MC) có nhiệm vụ thiết lập và quản lý hội thoại nhiều bên qua H.245 MC có thể được đặt trong GK, GW, đầu cuối hoặc MCU.

Processor – MP): đóng vai trò trộn tín hiệu, phân kênh và lưu chuyển dòng bit quá trình giao tiếp giữa các bên tham gia hội thoại.

 Đối với MCU tập trung thì có đầy đủ MC và MP Đối với MCU phân quyền thì chỉ còn chức năng của MC Sự khác biệt là ở chỗ trong hội thoại phân quyền các bên trao đổi trực tiếp với nhau mà không cần phải thông qua MCU Ngoài ra, có thể kết hợp giữa hai loại này tạo thành MCU lai ghép.

H.245 Báo hiệu cuộc gọi Multipoint Controller

Multipoint Processor

RTP

Các giao thức truyền tải và giao diện mạng

Thiết bị Cisco TelePresence MCU 4505

Mô hình dịch vụ hội nghị đa điểm

2.2.5 Vùng hoạt động

quản lý duy nhất của một GK Một zone bao gồm ít nhất một đầu cuối và có thể bao gồm Gateway hay MCU

mạng thực tế và có thể bao gồm nhiều đoạn mạng ( segment ) nối với nhau qua router hay các thiết bị khác.

 Chương 1: Giới thiệu

 Chương 3: Các giao thức thuộc H.323

 Giao thức H.323 là chuẩn do ITU-T phát triển cho phép truyền thông đa

phương tiện qua các hệ thống dựa trên mạng chuyển mạch gói

Đặc điểm Giao thức Báo hiệu cuộc gọi H.225

Điều khiển phương tiện H.245

Bộ codec audio G.711 64kbps, G.722 48kbps,

G.723 5,3 hoặc 6,3 kbps, G.728, G.729 8kbps

Bộ codec video H.261, H.263

Chia sẻ dữ liệu T.120

Phương tiện truyền tải RTP/RTCP

Có thể phân chia thành 2 nhóm giao thức :

thành phần của mạng H.323, đảm bảo cho một endpoint có thể thiết lập được cuộc thoại với một endpoint khác

gian thực qua mạng, cộng thêm một số thông tin trạng thái và điều khiển giúp cho việc nâng cao chất lượng cuộc thoại

Báo hiệu cuộc gọi H.225

Điều khiển phương tiện H.245

 Nhóm thứ nhất bao gồm:

nguồn và địa chỉ IP đích, cổng, mã vùng, và thông tin cổng của giao thức H.245.

endpoint và thiết lập kênh logic để dữ liệu tiếng nói truyền qua kênh này.

 Nhóm thứ hai bao gồm:

G.711 Một trong số codecs lâu đời nhất, G.711 không sử dụng sự nén, vì thế giọng nói

có chất lượng tuyệt vời.Codec này tiêu thụ nhiều dải thông nhất Đây là codec tương tự được dùng bởi PSTN và ISDN.

G.723.1 codec này được thiết kế cho tổ chức hội nghị video/ kỹ thuật điện thoại thông qua các đường điện thoại tiêu chuẩn và được tối ưu hóa cho việc mã hóa và giải mã nhanh chóng, chất lượng thoại thuộc loại trung bình.

G.729 codec này được sử dụng chủ yếu trong những ứng dụng VoIP bởi vì nhu cầu băng thông của nó thấp.

sự tới phía nhận.

thái và điều khiển chất lượng cuộc thoại tới các bên tham gia.

Mô hình bộ giao thức H.323

3.1 Giao thức báo hiệu RAS H.225.0

hiện việc đăng ký, quản lý việc tham gia của các điểm cuối, thay đổi băng thông, trao đổi trạng thái và loại bỏ đăng ký giữa các điểm cuối với GK.

cho phép, thay đổi băng thông, các thủ tục huỷ bỏ cuộc gọi.

báo cho GK biết địa chỉ truyền vận và địa chỉ bí danh của nó

là thành phần trung gian bằng cơ chế hỏi/đáp GK căn cứ vào tình trạng của mạng để từ chối hoặc cho phép yêu cầu đó được thực hiện.

Tên thông báo Chức năng

Yêu cầu quyền truy

Yêu cầu băng thông

(Bandwidth Request-

BRQ)

Đầu cuối gửi yêu cầu để thay đổi băng thông, Gatekeeper có thể chấp nhận (BCF) hoặc loại bỏ (BRJ) Gatekeeper cũng có thể hỏi lại cơ chế truyền băng thông thấp hay cao.

Yêu cầu giải phóng cuộc

có thể từ chối (DRJ) nếu đầu cuối chưa đăng ký với nó.

Yêu cầu thông tin trạng

thái

(InfoRequest- IRQ)

Gatekeeper gửi yêu cầu tới Terminal

để lấy thông tin trạng thái Terminal trả lời qua IRR.

3.2 Giao thức báo hiệu cuộc gọi H.225.0

cho một cuộc gọi, được sử dụng để thiết lập kênh kết nối giữa các điểm cuối.

cuộc gọi, là kênh truyền tin cậy sử dụng giao thức TCP.

mạng H.323 Nếu trong mạng có GK, các bản tin này có thể được truyền trực tiếp giữa các điểm cuối hay được truyền thông qua GK để tới các điểm cuối.

Thông báo (Alerting)

Người được gọi gửi thông báo nhận được một yêu cầu kết nối từ phía người gọi.

Tiến hành cuộc gọi (Call Proceeding)

Người được gọi gửi thông báo yêu cầu thiết lập cuộc gọi của người gọi đã được khởi tạo và nó không chấp nhận một yêu cầu kết nối nào khác.

Kết nối (Connect)

Người được gọi gửi thông báo chấp nhận kết nối từ phía người gọi.

Thông tin (Information)

Cung cấp thêm các thông tin trong quá trình thiết lập cuộc gọi hoặc các thông tin thêm về cuộc gọi.

Quá trình cuộc gọi (Progress)

Được gửi từ Gateway tới SCN, đưa ra tiến trình cuộc gọi trong quá trình trao đổi.

Hoàn thành giải phóng cuộc gọi (Release Complete)

Terminal đưa thông báo giải phóng cuộc gọi, thu hồi lại tài nguyên đã cung cấp cho cuộc gọi.

Thiết lập (Setup)

Người gọi gửi thông báo yêu cầu muốn được kết nối với người được gọi.

Trạng thái (Status)

Đáp ứng lại thông báo thẩm tra trạng thái hoặc một thông báo không xác định được loại thông báo báo hiệu cuộc gọi.

Thẩm tra trạng thái (Status Inquiry)

Thông báo yêu cầu các thông tin trạng thái cuộc gọi.

Quá trình báo hiệu cuộc gọi cơ bản sử dụng H.225

3.3 Giao thức điều khiển cuộc gọi H.245

các điểm cuối H.323 Các bản tin H.245 được truyền trên kênh điều khiển H.245 Kênh này là kênh luận lý số 0 và luôn luôn được mở (mở thường trực).

là hai bên thống nhất một cách thức hội thoại phù hợp bao gồm các công việc sau: thỏa thuận về bộ CODEC được sử dụng, mở hai cổng UDP kề nhau cho các kênh logic truyền

và điều khiển dòng thông tin đa phương thức, quản lý kênh logic thông qua việc xác lập máy chủ/máy khách, điều khiển tốc độ truyền dòng bit…

 Có 4 loại bản tin H.245 là bản tin yêu cầu (Request), bản tin đáp ứng

(Response), bản tin lệnh (Command) và bản tin chỉ định (Indication) Một bản tin yêu cầu cần phải được đi kèm theo sau là một bản tin đáp ứng, trong khi đó bản tin lệnh thì không nhất thiết cần có bản tin đáp ứng

3.3 Giao thức truyền tải thời gian thực RTP

gian từ đầu đến cuối

datagram của người dùng (UDP)

chuyển tải (Transport protocol)

dãy, đếm nhịp thời gian, và ghi thông báo vô tuyến

3.4 Giao thức điều khiển thời gian thực RTP

lượng cuộc thoại tới các bên tham gia

của việc phân phối dữ liệu

truyền tải cho một tài nguyên RTP ((đồng bộ hóa thoại và hình ảnh)

 Chương 1: Giới thiệu

 Chương 4: Xử lý cuộc gọi H.323

 Báo hiệu H.323 là một quá trình phức tạp Một cuộc gọi trải qua các bước như sau:

Chương 4: Xử lý cuộc gọi H.323

 Trong giai đoạn này các phần tử trao đổi với nhau các bản tin được định nghĩa trong khuyến cáo H.225.0 theo một trong các thủ tục được trình bày sau đây:

bị đầu cuối trao đổi trực tiếp với nhau

xảy ra là Gatekeeper chọn phương thức truyền báo hiệu trực tiếp giữa 2 thuê bao hoặc báo hiệu cuộc gọi được định tuyến qua

Gatekeeper

cuộc gọi được truyền trực tiếp giữa hai thuê bao

ngược lại thì phải thông qua Gateway Về cơ bản có thể phân biệt cuộc gọi qua Gateway thành 2 loại: cuộc gọi từ một thuê bao điện thoại vào mạng LAN và cuộc gọi từ một thuê bao trong mạng LAN ra một thuê bao trong mạng thoại PSTN

Giai đoạn 1: Thiết lập cuộc gọi

Trong giai đoạn 1, sau khi trao đổi tín hiệu thiết lập cuộc gọi, các đầu cuối sẽ thiết lập kênh điều khiển H.245 Kênh điều khiển này có thể do thuê bao bị gọi hoặc thuê bao gọi thiết lập Trong trường hợp không nhận được tín hiệu kết nối hoặc một đầu cuối gửi tín hiệu kết thúc thì kênh điều khiển H.245 sẽ

bị đóng

Giai đoạn 2: Thiết lập kênh điều khiển