Báo hiệu trong NGN

Báo hiệu trong NGN

MỤC LỤC Trang 1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU Trang 3

1.1 Lịch sử phát triển VoIP Trang 3 1.2 Ưu nhược điểm của VoIP so với PSTN Trang 4 1.3 Giới thiệu về báo hiệu Trang 6

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ H.323 Trang 9

2.1 Cơ sở xây dựng H.323 Trang 9 2.2 Cấu trúc và các thành phần của H.323 Trang 11 2.2.1 Thiết bị đầu cuối H.323 Trang 13 2.2.2 Gateway H.323 Trang 18 2.2.3 Gatekeeper H.323 Trang 25 2.2.4 Bộ kết nối đa điểm MCU Trang 29 2.2.5 Vùng hoạt động Trang 31

CHƯƠNG 3: CÁC GIAO THỨC THUỘC H.323 Trang 32

3.1 Giao thức báo hiệu RAS Trang 35 3.2 Giao thức báo hiệu cuộc gọi H.225 Trang 37 3.3 Giao thức điều khiển cuộc gọi H.245 Trang 39 3.4 Giao thức truyền tải thời gian thực RTP Trang 41 3.5 Giao thức điều khiển thời gian thực RTCP Trang 41

- -CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

Mặc dù chất lượng chưa được tốt nhưng chi phí thấp so với điện thôngthường đã trở thành yếu tố cạnh tranh và giúp nó tồn tại

Bắt đầu phát triển lớn mạnh và kéo theo việc ra đời của các tổ chức chuẩnhoá liên quan như ITU có các chuẩn sau H.250.0, H.245, H.225 (Q.931) cho quảnlý; H.261, H.263 cho mã hoá video; các chuẩn G cho xử lý thoại…Có rất nhiềuchuẩn nhưng đang có xu hướng hội tụ thành hai chuẩn H.323 của ITU và SIP củaIETF

Voice over IP được hiểu là công nghệ truyền thoại qua môi trường IP Vìđặc điểm của mạng gói là tận dụng tối đa việc sử dụng băng thông mà ít quan tâmtới thời gian trễ lan truyền và xử lý trên mạng, trong khi tín hiệu thoại lại là mộtdạng thời gian thực, cho nên người ta đã bổ sung vào mạng các phần tử mới và

dùng Nó không chỉ truyền thoại mà còn truyền cho các dịnh vụ khác như truyềnhình và dữ liệu.

Do đặc điểm về mặt công nghệ mà chi phí giá thành của cuộc gọi VoIP rẻhơn rất nhiều so với giá thành của điện thoại chuyển mạch kênh truyền thống.Thay vì sử dụng một kênh logic cố định để truyền các tín hiệu thoại, thì công nghệVoIP đóng gói các tín hiệu thoại và gửi chúng qua mạng nền IP như mạngInternet Kết quả là chi phí tài nguyên cho cuộc gọi được tiết kiệm đáng kể Do cáctín hiệu thoại được truyền đi dưới dạng gói mà cuộc gọi chia sẻ tài nguyên với tất

cả các cuộc gọi khác Mạng có thể tận dụng các khoảng thời gian thuê bao ngừngnói để chèn các gói tin dữ liệu khác vào kênh truyền (như các gói tin của cuộc gọikhác hay các gói tin dữ liệu) Như vậy chi phí giá thành tài nguyên cho mạng chomột cuộc gọi sẽ giảm đi và người dùng phải trả ít tiền hơn Cũng do sử dụng mạnggói nên các dịch vụ đưa ra cũng phong phú hơn

1.2 Ưu nhược điểm của VoIP so với mạng điện thoại PSTN truyền thống

Với khả năng sử dụng hiệu quả và tiết kiệm độ rộng băng tần, VoIP cónhiều ưu điểm so với PSTN như sau:

• Giảm cước dịch vụ điện thoại đường dài

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

• Hỗ trợ thêm nhiều dịch vụ bổ sung khác và giúp triển khai các dịch vụmới nhanh chóng, dễ dàng, tự động dịch vụ…

• Sử dụng có hiệu quả nhất giao thức IP vì là giao thức mở nên các 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

Ưu điểm chính của dịch vụ VoIP đối với khách hàng là giá cước rất rẻ sovới thoại thông thường do các cuộc gọi VoIP sử dụng lượng băng thông rất ít

lượng băng thông cố định cho một kênh thoại là 64kb/s thì VoIP sử dụng kiểu sốhoá nguồn như CS-CELP theo chuẩn G.729 (8kb/s), G.723 (5.3kb/s hoặc 6.3kb/s).Như vậy rõ ràng là lượng băng thông sử dụng đã giảm một cách đáng kể Hơn nữatrong thực tế khi hai người nói chuyện với nhau thì thường là một người nói vàngười kia nghe chứ không phải hai bên cùng nói Vả lại ngay cả đối với ngườiđang nói thì người này cũng có lúc dừng do hết câu hoặc lấy hơi… khi ấy không

có thông tin thoại thực sự cần phải truyền đi và người ta gọi là khoảng lặng VoIP

sử dụng cơ chế triệt khoảng lặng cho nên có thể tiết kiệm thêm lượng băng thông

“khoảng lặng” này để truyền các dạng thông tin khác Đấy là một ưu điểm lớn củaVoIP so với mạng điện thoại chuyển mạch kênh truyền thống Thông thường băngthông truyền dẫn cần thiết cho một cuộc gọi PSTN có thể sử dụng cho 4-6 thậmchí 8 cuộc gọi VoIP với chất lượng cao

Nếu để ý chi phí cho cuộc gọi theo từng phút ta sẽ thấy lượng tiền tiết kiệmđược quả là không nhỏ Tuy nhiên việc tiết kiệm này còn tuỳ thuộc vào vùng địa lý

và khoảng cách Đối với các cuộc gọi nội hạt thì việc tiết kiệm này có vẻ khôngquan trọng nhưng đối với các cuộc gọi đường dài nhất là các cuộc gọi quốc tế thì

nó thật sự là đáng kể Điều này được thể hiện ở giá cước mà các nhà cung cấp dịch

vụ đưa ra, thông thường giảm còn 1/10 đối với các cuộc gọi quốc tế

Ưu điểm nữa của VoIP là khả năng dễ dàng kết hợp các loại dịch vụ thoại,

dữ liệu và video Mạng IP đang phát triển một cách bùng nổ trên toàn thế giới vàcàng ngày càng có nhiều ứng dụng đã và đang được phát triển trên nền IP nhưInternet trở nên gần gũi với cuộc sống con người Để giải quyết vấn đề thời gianthực là vấn đề chính cần quan tâm trong các dịch vụ thời gian thực qua mạng gói,

tổ chức IETF phát triển giao thức truyền tải thời gian thực RTP/RTCP là công cụcho việc truyền tải thoại và video trên mạng IP Sử dụng giao thức này các gói tin

sẽ đảm bảo được mức độ trễ cho phép khi truyền trên mạng nhờ sử dụng các cơchế ưu tiên và các dạng format gói tin RTP thích hợp Bộ giao thức H.323, SIP

gọi VoIP, đã được chẩn hoá quốc tế sử dụng cho việc cung cấp dịch vụ thông tin

đa phương tiện trên nền IP Việc triển khai VoIP không đòi hỏi nâng cấp cơ sở hạtầng mạng một cách phức tạp, các thiết bị bổ sung là Gateway, Gatekeeper và bộđiều khiển đa điểm MCU Chi phí cho các thiết bị này tương đối rẻ và việc cài đặt,bảo dưỡng cũng không phức tạp lắm Hiện nay có nhiều hãng viễn thông lớn trênthế giới cung cấp thiết bị cho thoại VoIP như Cisco, Acatel, Siemen…Các thiết bịnày có thể tương thích với hầu hết các chuẩn giao thức hiện nay

Bên cạnh các ưu điểm, VoIP còn có những nhược điểm đặc biệt là về chấtlượng dịch vụ:

• Do dựa trên nền IP là kiểu mạng best effort và không tin cậy

• Độ trễ không đồng nhất giữa các gói tin

1.3 Giới thiệu về báo hiệu

Trong viễn thông, báo hiệu là quá trình trao đổi thông tin về để thiết lập và điều khiển một kết nối hoặc để quản lí mạng Trong mạng thế hệ sau NGN có các loại báo hiệu sau:

- Báo hiệu cuộc gọi: SIP, H.323

- Báo hiệu giữa MGC – MG hay giữa MGC – server: MGCP, Megaco/ H.248

- Báo hiệu cho PSTN: SIGTRAN

- Báo hiệu QoS

SIP được xây dựng bởi IETF, là một giao thức báo hiệu điểu khiển thuộc lớp ứng dụng dùng để thiết lập, điều chỉnh và kết thúc phiên làm việc của một hay nhiều người tham gia

MGCP là một giao thức ở mức ứng dụng dùng để điều khiển hoạt động của

MG sử dụng phương thức master/slave

SIGTRAN dùng để truyền tin báo hiệu của mạng PSTN qua mạng IP

và cổng gateway, tuy nhiên Megaco hỗ trợ đa dạng hơn các loại mạng, ví dụ như

ATM

Báo hiệu QoS sử dụng giao thức SIP để yêu cầu chất lượng dịch vụ

Hình 1.1: Các giao thức báo hiệu tương ứng trên các thiết bị của NGN

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) Các giao

thức ngang cấp thực hiện chức năng mạng ở cấp cao hơn, quy định cách thức giao

tiếp giữa các thực thể cùng cấp để cùng phối hợp thực hiện cuộc gọi hay các ứng

dụng khác Trong khi đó các giao thức chủ tớ là sản phẩm của việc phân bố không

đồng đều trí tuệ mạng, phần lớn trí tuệ mạng được tập trung trong các thực thể

chức năng điều khiển (đóng vai trò là master), thực thể này sẽ giao tiếp điều khiển

với nhiều thực thể khác qua các giao thức chủ tớ nhằm cung cấp dịch vụ

Khai thác - Thiết bị cổng đơn giản - Thiết bị cổng thông minh, phức

- 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

giao thức - Megaco/H.248.- MGCP - SIP.- H.323

Bảng 1: So sánh hai giao thức chủ/tớ và ngang hàng

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ H.323Điện thoại IP ngày càng trở nên hiệu quả nhờ vào sự phát triển mạnh mẽ của mạng máy tính Trong việc xử lý tín hiệu, kỹ thuật nén cho phép tín hiệu thoại được nén ở tốc độ bit rất thấp mà vẫn giữ được chất lượng Băng thông rộng cho phép điện thoại IP tăng khả năng tìm đường và thực hiện các dịch vụ như chuyển mạng Thêm vào đó sự phát triển các thiết bị IP với công nghệ ngày càng cao cho phép mô hình IP ngày càng mở rộng.

Mặt khác, mạng điện thoại truyền thống PSTN (Public Switched Telephone

Network) đã tồn tại và phát triển từ trước đến nay bảo đảm độ tin cậy cao và dễ sử dụng Người dùng vốn đã quen với hình thức sử dụng điện thoại thông thường là nhấc máy, nhận được tín hiệu chuông từ tổng đài rồi quay số điện thoại cần gọi tới.Điện thoại PSTN lại có thể sử dụng rộng rãi trong xã hội Với những ưu điểm và thế mạnh của PSTN, mô hình điện thoại IP không thể dễ dàng thay thế trong một thời gian ngắn mà trước hết đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa hai mô hình này và đócũng là mục tiêu phát triển chủ yếu của công nghệ viễn thông hiện tại Việc kết nốigiữa hai mạng chủ yếu dựa trên nền tảng chuẩn H.323 của tổ chức ITU-T

2.1 Cơ sở xây dựng H.323

Đầu năm 1996 một nhóm các công ty lớn (Microsoft, Intel ) đã tổ chứchội nghị Voice over IP nhằm thống nhất tiêu chuẩn cho các sản phẩm của các nhàcung cấp Đến tháng 5/1996, ITU-T phê chuẩn đặc tả H.323 Chuẩn H.323 cungcấp nền tảng kỹ thuật cho truyền thoại, hình ảnh và số liệu một cách đồng thời quacác mạng IP, bao gồm cả Internet Tuân theo chuẩn H.323, các sản phẩm và cácứng dụng đa phương 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 đềtương thích

H.323 cũng đồng thời giải quyết các ứng dụng cốt lõi của điện thoại IPthông qua việc định nghĩa tiêu chuẩn về độ trễ cho các tín hiệu âm thanh, địnhnghĩa mức ưu tiên trong việc chuyển tải các tín hiệu yêu cầu thời gian thực trongtruyền thông Internet (H.324 định nghĩa việc truyền tải các tín hiệu âm thanh, hìnhảnh và dữ liệu qua mạng điện thoại truyền thống, trong khi đó H.320 định nghĩatiêu chuẩn cho truyền tải các tín hiệu âm thanh, hình ảnh và dữ liệu qua mạng tổhợp đa dịch vụ ISDN)

Đến nay H.323 đã phát triển thông qua hai phiên bản Phiên bản thứ nhất(Version 1) được thông qua vào năm 1996 và phiên bản thứ hai (Version 2) đượcthông qua vào tháng một năm 1998 ứng dụng của chuẩn này rất rộng bao gồm cảcác thiết bị hoạt động độc lập (stand-alone) cũng như những ứng dụng truyềnthông nhúng trong môi trường máy tính cá nhân, có thể áp dụng cho đàm thoạiđiểm-điểm cũng như cho truyêng thông hội nghị H.323 còn bao gồm cả chức năngđiều khiển cuộc gọi, quản lý thông tin đa phương tiện và quản lý băng thông đồngthời còn cung cấp giao diện giữa mạng LAN và các mạng khác

Hiện nay, hầu hết các nhà sản xuất, các ITSP (Internet Telephony Service

Provider: Nhà cung cấp dịch vụ điện thoại Internet) đều chấp nhận sử dụng tiêu

chuẩn H.323 của ITU-T làm nền tảng để phát triển công nghệ VoIP Điều này chophép các thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau có thể làm việc tương thích vớinhau Đây là một vấn đề lớn khi triển khai bất kì một công nghệ mới nào

H.323 là chuẩn của ITU-T quy định về các thiết bị, giao thức và thủ tục đểcung cấp các dịch vụ thông tin đa phương tiện thời gian thực trên các mạng chuyểnmạch gói, bao gồm cả mạng IP H.323 là một tập hợp các khuyến nghị, bao gồmcác chuẩn nén tiếng nói như G.729, G.723.1, chuẩn truyền dẫn thời gian thực như

RTP (Real Time Protocol), các chuẩn báo hiệu như H.225, H.245.

Hình 2.1: Đầu cuối H.323 trên chuyển mạch gói

Tuy nhiên, do H.323 là chuẩn của truyền thông tin multimedia trên mạngchuyển mạch gói, cụ thể ban đầu là các mạng LAN, nên cần phải bổ sung một sốđiểm để phù hợp với mục đích truyền tin thoại thời gian thực trên các mạng IP, đặcbiệt là mạng Internet Vấn đề nén tiếng nói, các sản phẩm hiện nay trên thị trườngthường dùng đồng thời các chuẩn G.729, G.711, G.723.1 để truyền mỗi kênhthoại với tốc độ khoảng 10 kbit/s (chuẩn H.323 ban đầu là 64 kbit/s) Phía phát vàphía thu sẽ có một cơ chế trao đổi để xác định chuẩn nén tiếng nói được sử dụng

2.2 Cấu trúc và các thành phần của H.323

Cấu trúc H.323 có thể được sử dụng một cách thông dụng ở mạng LANhoặc mạng gói diện rộng Bất kỳ một mạng gói không đủ tin cậy không có đảmbảo về chất lượng dịch vụ hoặc có độ trễ đều có thể sử dụng H.323 Không nhữngthế, các khả năng của H.323 có thể mở rộng cho WAN nếu các kết nối được thiếtlập giữa các thiết bị H.323, đây chính là chức năng chính của các thiết bịGatekeeper H.323, các thiết bị này là tuỳ chọn ở H.323, nếu không có cácGatekeeper tất cả các thiết bị phải có khả năng tự đưa ra các bản tin báo hiệu trựctiếp Mọi kết nối WAN đều được xử lý bằng một hoặc nhiều GATEWAY H.323

và các GATEWAY H.323 có thể phù hợp hoạt động với các loại thiết bị khác nhautrong các cấu trúc mạng khác nhau

H.323 có thể được sử dụng với PSTN toàn cầu, N- ISDN (tốc độ nhỏ hơn1,5 Mbs hoặc 2 Mbs), B- ISDN sử dụng ATM (tốc độ nhỏ hơn 1,5 Mbs hoặc 2Mbs) thậm chí một đầu cuối thoại cũng có thể tham gia vào H.323 nhưng chỉ vớikhả năng audio.

Khi H.323 được sử dụng với N- ISDN điện thoại ISDN hoặc các kết nốiH.320 cũng được sử dụng H.320 mô tả sự sắp xếp các kết cuối đối với hệ thốngthoại N-ISDN, các thiết bị này thường được dùng cho các dịch vụ videoconference và video phone Nếu có một mạng LAN được gắn liền với ISDN đảmbảo chất lượng mặc định của các tham số dịch vụ, khi đó H.323 là đầu cuối gắnliền với mạng trong đó đường truyền bao gồm 1 hoặc nhiều mạng LAN, mỗi mạngLAN được cấu tạo để cung cấp một chất lượng dịch vụ QoS tương ứng với chấtlượng N- ISDN

Những mạng B-ISDN dựa trên ATM có thể dùng để kết cuối H.321video/audio B - ISDN cũng có thể dùng cấu hình kết cuối H.310 hoạt động trongH.321 Các kết cuối H.310 là một kiểu kết cuối audio/visual tận dụng được cả B -ISDN và ATM về mặt dịch vụ và báo hiệu

Tóm lại, bên cạnh H.323 còn có thêm một số giao diện khác có một số ứngdụng khác nhau và người ta phân chúng ra cho các ứng dụng cụ thể: H.320 dùngcho xác định các loại đầu cuối; H.321 dùng cho B- ISDN và ATM; H.322 choQoS các mạng LAN; H.323 dùng cho hội nghị; H.324 dành cho các kết nối thoại33,6 Kbs Khi dùng cho thoại IP, H.323 gồm cả các cuộc gọi VoIP được thực hiệngiữa các kết cuối H.323 và GATEWAY H.323

 Các dòng thông tin trong hệ thống H.323 được chia thành các loại sau:

- Audio (thoại): là tín hiệu thoại được số hoá và mã hoá Để giảm tốc độ trung bìnhcủa tín hiệu thoại, cơ chế phát hiện tích cực thoại có thể được sử dụng Tín hiệuthoại được đi kèm với tín hiệu điều khiển thoại

- Video (hình ảnh): là tín hiệu hình ảnh động cũng được số hoá và mã hoá Tínhiệu video cũng đi kèm với tín hiệu điều khiển video.

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

- Tín hiệu điều khiển truyền thông (Communication Control Signals) là các thôngtin điều khiển trao đổi giữa các thành phần chức năng trong hệ thống để thực hiệnđiều khiển truyền thông giữa chúng như: trao đổi khả năng, đóng mở các kênhlogic, các thông điệp điều khiển luồng và các chức năng khác

- Tín hiệu điều khiển cuộc gọi (Call Control Signals) được sử dụng cho các chứcnăng điều khiển cuộc gọi như thiết lập cuộc gọi, kết thúc cuộc gọi

- Tín hiệu kênh RAS (Random Access Signal) được sử dụng để thực các chứcnăng: đăng ký tham gia vào một vùng H.323, kết nạp/ tháo gỡ một điểm cuối khỏivùng Thay đổi băng thông và các chức năng khác liên quan đến quản lý hoạt độngcủa các điểm cuối trong một vùng H.323

 Về mặt logic, hệ thống H.323 bao gồm các thành phần: thiết bị đầu cuối

H.323, gateway, gatekeeper, MCU

Hình 2.2: Các thành phần H.323

2.2.1 Thiết bị đầu cuối H.323

Video Codec Camera/

Thiết bị đầu cuối H.323 là các điểm cuối phía khách hàng, cung cấp giao

diện trực tiếp giữa người dùng và mạng Mạng VoIP sẽ cung cấp các khả năng

truyền thông thời gian thực hai chiều giữa đầu cuối với đầu cuối khác, với

Gateway hay MCU để trao đổi các tín hiệu điều khiển chỉ thị, audio, hình ảnh

động hay dữ liệu giữa hai thiết bị

Hình 2.3: Cấu trúc thiết bị đầu cuối H.323

Hình 2.3 mô tả một cách tổng quát các khối chức năng của một đầu cuối H.323 Các phần tử này có thể được chia làm 2 loại: Các phần tử không nằm trong phạm vi của khuyến cáo H.323 và phần tử thuộc phạm vi khuyến cáo H.323.

Các phần tử nằm ngoài phạm vi H.323

o Thiết bị vào/ra video (Video I/O Equipment) bao gồm: camera, màn hình và các

thiết bị điều khiển xử lý nén tín hiệu video và thực hiện chức năng phân chia khung hình

o Thiết bị vào/ra audio (Audio I/O Equipment) bao gồm: micro, loa, máy điện

thoại, thiết bị trộn ghép các kênh audio và thiết bị khử tiếng vọng

o Thiết bị vào/ra dữ liệu: Kênh dữ liệu trong thiết bị đầu cuối H.323 là không bắt

buộc Kênh dữ liệu có thể là đơn hướng hay hai hướng tuỳ thuộc vào từng ứng dụng Nền tảng của ứng truyền số liệu trong thiết bị đầu cuối H.323 là chuẩn T.120

o Giao tiếp mạng LAN: Có chức năng chuyển đổi dạng bản tin H.323 thành dạng

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

• Giao thức báo hiệu cuộc gọi H.225

• Giao thức báo hiệu kênh điều khiển H.245

• Các giao thức RTP/RTCP cho các gói phương tiện

• Các bộ mã hoá/giải mã thoại: là phần tử bắt buộc trong thiết

bị đầu cuối H.323 Các chuẩn mã hoá thường gặp là G.711,G.728 và G.723.1 Không bắt buộc có các bộ mã hoá/giải mãVideo Bộ này có chức năng mã hoá tín hiệu Video từ nguồn

để truyền đi và giải mã tín hiệu Video nhận được để đưa tớithiết bị hiện thị Các chuẩn thường dùng là H.261, và H.263

o Giao tiếp người dùng: Cung cấp giao tiếp cho việc điều khiển hệ thống và sử

dụng các dịch vụ

Các phần tử nằm trong phạm vi H.323

o Bộ mã hóa và giải mã video: Mã hóa và giải mã tín hiệu video theo chuẩn

H.261 QCIF (Quarter Common Intermediate Format) Ngoài ra, còn có các chuẩn H.261 CIF, H.263 SQCIF, SQCIF, CIF, 4CIF và 16CIF Phần tử này là tuỳ chọn cung cấp cho thiết bị đầu cuối khả năng truyền video

o Bộ mã hóa và giải mã audio: Tất cả các thiết bị đầu cuối H.323 đều phải có

thành phần này Nó đảm nhận chức năng mã hoá và giải mã tín hiệu thoại Chức năng mã/giải mã dòng thoại PCM 64kbps luật A và luật µ (theo khuyến nghị G.711) là bắt buộc Ngoài ra bộ codec 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)

o Bộ đệm nhận tín hiệu: Có tác dụng điều khiển trễ trên đường nhận tín hiệu,

thực hiện chức năng cộng thêm trễ vào các gói tín hiệu để đạt được đồng bộ Ngoài

ra nó cũng có thể dùng để thực hiện đồng bộ giữa các luồng tín hiệu

o Khối điều khiển hệ thống: Có nhiệm vụ điều khiển và giám sát mọi hoạt động

của thiết bị trong mạng Khối điều khiển hệ thống gồm có 3 chức năng điều khiển độc lập nhau:

• Điều khiển H.245

• Điều khiển cuộc gọi H.225.0

• Điều khiển RAS H.225.0

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

• H.245 cho việc trao đổi khả năng của đầu cuối và để tạo các kênh thông tin

• H.225 cho quá trình báo hiệu và thiết lập cuộc gọi

• RAS cho việc đăng ký và điều khiển các hoạt động quản lý khác với GK

• RTP/RTCP được sử dụng cho việc truyền các gói thông tin thoại và hình

• G.711 cho quá trình mã hóa và giải mã tiếng nói, T.120 cho hội thảo dữliệu và hỗ trợ khả năng tương tự của MCU

Hình sau minh họa các giao thức mà một đầu cuối H.323 phải hỗ trợ:

Hình 2.4: Chồng giao thức tại thiết bị đầu cuối H.323

Hiện tại, có 3 phương thức để thực hiện cuộc gọi VoIP là sử dụng máy tính với 1kết nối Internet tốc độ càng cao càng tốt, điện thoại VoIP (IP phone) hoặc điện thoại bàntruyền thống kết nối đến VoIP adapter Nếu sử dụng máy tính, bạn cần cài đặt phần mềmVoIP và headphone có micro để thực hiện cuộc gọi Với điện thoại VoIP, bạn chỉ việc gắntrực tiếp thiết bị vào kết nối Internet, đăng ký dịch vụ VoIP trước khi sử dụng Trường hợpdùng VoIP adapter, bạn cần gắn thiết bị vào kết nối Internet và điện thoại bàn, đăng kýdịch vụ VoIP, sau đó thực hiện cuộc gọi bằng điện thoại bàn Nếu router ADSL hay routerbăng rộng (broadband router) tích hợp VoIP, bạn chỉ cần gắn điện thoại bàn vào cổngPhone trên router, đăng ký dịch vụ VoIP để sử dụng

Hình 2.5: Các thiết bị đầu cuối VoIP

2.2.2 Gateway H.323

Gateway là phần tử không nhất thiết phải có trong một giao tiếp của các phần tử H.323, nó đóng vai trò làm phần tử cầu nối và chỉ tham gia vào cuộc gọi khi có sự chuyển tiếp từ mạng H.323 (ví dụ LAN hoặc Internet) sang mạng phi H.323 (ví dụ mạng chuyển mạch kênh SCN - Switched Circuit Network hoặc mạng chuyển mạch điện thoại PSTN) Trong khuyến nghị H.323, Gateway H.323 là một phần tử tuỳ chọn và được sử dụng như

là một cầu nối giữa các đầu cuối H.323 với các đầu cuối H.310 (cho B-ISDN), H.320 (ISDN), H.321 (ATM), H.324M (Mobile)

trực tiếp vào đường truyền Internet, có 2 loại:

• Tương tự: thiết bị tương tự dùng để kết nối đường điện thoại tương tự thông thường với nó Các VOIP gateway tương tự thường có từ 2-24 cổng cắm dâyđiện thoại

Hình 2.6: VoIP gateway tương tự của Mediatrix

• Kỹ thuật số: thiết bị số cho phép bạn kết nối các đường dây số, có thể là một hoặc nhiều đường BRI ISDN (châu Âu), một hoặc nhiều đường PRI/E1 (châu Âu) hoặc một hoặc nhiều đường T1(Mỹ)

Hình 2.7: VoIP gateway số của Mediatrix

Các chức năng chính của Gateway là:

• Cung cấp phiên dịch giữa các thực thể trong mạng chuyển gói (ví dụ mạngIP) với mạng chuyển mạch kênh (ví dụ PSTN)

• Các Gateway cũng có thể phiên dịch khuôn dạng truyền dẫn, phiên dịch cáctiến trình truyền thông, phiên dịch giữa các bộ mã hoá/giải mã hoặc phiên

• Ngoài ra, nó còn tham gia vào việc thiết lập và huỷ bỏ cuộc gọi

Các thành phần của một Gateway được mô tả trong hình sau:

Hình 2.8: Chức năng cơ bản của Gateway H.323

2.2.2.1 Media Gateway: MGW

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

MGW bao gồm các chức năng sau:

• Chức năng chuyển đổi địa chỉ kênh thông tin: cung cấp địa chỉ IP cho các

kênh thông tin truyền và nhận

• Chức năng chuyển đổi luồng: chuyển đổi giữa các luồng thông tin giữa

mạng IP và mạng SCN bao gồm việc chuyển đổi mã hoá và triệt tiếng vọng

• Chức năng dịch mã hoá: định tuyến các luông thông tin giữa mạng IP và

mạng SCN

• Bảo mật thông tin: đảm bảo tính riêng tư của kênh thông tin kết nối với GW.

thiết để kết cuối cuộc gọi chuyển mạch kênh, nó phải bao gồm các bộ mãhoá và giải mã PCM luật A và PCM luật µ.

• Kết cuối chuyển mạch gói: chứa tất cả các giao thức liên quan đến việc kết

nối kênh thông tin trong mạng chuyển mạch gói bao gồm các bộ mã hoá/giải

mã có thể sử dụng được Theo chuẩn H.323 thì nó bao gồm RTP/RTCP vàcác bộ mã hoá giải mã như G.711, G.723.1, G.729…

• Giao diện với mạng SCN: Kết cuối các kênh mang (ví dụ như DSO) từ mạng

SCN và chuyển nó sang trạng thái có thể điều khiển bởi chức năng xử lýkênh thông tin

• Chức năng chuyển đổi kênh thông tin giữa IP và SCN: chuyển đổi giữa kênh

mang thông tin thoại, fax, dữ liệu của SCN và các gói dữ liệu trong mạngchuyển mạch gói Nó cũng thực hiện chức năng xử lý tín hiệu thích hợp ví

dụ như: nén tín hiệu thoại, triệt tiếng vọng, triệt khoảng lặng, mã hoá,chuyển đổi tín hiệu fax và điều tiết tốc độ modem tương tự Thêm vào đó, nócũng thực hiện chuyển đổi giữa tín hiệu DTMF trong mạng SCN và các tínhiệu thích hợp trong mạng chuyển mạch gói khi mà các bộ mã hoá tín hiệuthoại không mã hoá tín hiệu DTMF Chức năng chuyển đổi kênh thông tingiữa IP và SCN cũng có thể thu thập thông tin về lưu lượng gói và chấtlượng kênh đối với mỗi cuộc gọi để sử dụng trong việc báo cáo chi tiết vàđiều khiển cuộc gọi

• OA&M: vận hành, quản lý và bảo dưỡng, thông qua các giao diện logic cung

cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới cácphần tử quản lý hệ thống

• Chức năng quản lý: giao diện với hệ thống quản lý mạng.

• Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết cuối mạng chuyển mạch gói.

2.2.2.2 Media Gateway Controler: MGC

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

tin báo hiệu từ IP từ GK.

MGWC có thể bao gồm các khối chức năng sau:

• Chức năng GW H.225.0: truyền và nhận các bản tin H.225.0.

• Chức năng GW H.245: truyền và nhận các bản tin H.245.

• Chức năng xác nhận: thiết lập đặc điểm nhận dạng của người sử dụng thiết

bị hoặc phần tử mạng

• Chức năng điều khiển GW chấp nhận luồng dữ liệu: cho phép hoặc không

cho phép một luồng dữ liệu

• Báo hiệu chuyển mạch gói: bao gồm tất cả các loại báo hiệu cuộc gọi có thể

thực hiện bởi các đầu cuối trong mạng Ví dụ như theo chuẩn H.323 thì baogồm: H.225.0, Q.931, H.225.0 RAS và H.245 Đối với một đầu cuốiH.323chỉ nhận thì nó bao gồm H.225.0 RAS mà không bao gồm H.245

• Giao diện báo hiệu chuyển mạch gói: kết cuối giao thức báo hiệu chuyển

mạch gói (ví dụ như H.323, UNI, PNNI) Nó chỉ lưu lại vừa đủ các thông tintrạng thái để quản lí giao diện Về thực chất, giao diện báo hiệu chuyểnmạch gói trong MGWC không kết nối trực tiếp với MGW như là các thôngtin truyền từ MGWC tới MGW thông qua chức năng điều khiển cuộc gọi

• Điều khiển GW: bao gồm các chức năng điều khiển kết nối logic, quản lý tài

nguyên, chuyển đổi giao diện (ví dụ như từ SS7 sang H.225.0)

• Giám sát tài nguyên từ xa: bao gồm giám sát độ khả dụng của các kênh

trung kế của MGW, giải thông và độ khả dụngcủa mạng IP, tỉ lệ định tuyếnthành công cuộc gọi

• Quản li tài nguyên MGW: cấp phát tài nguyên cho MGW.

• Chức năng báo hiệu: chuyển đổi giữa báo hiệu mạng IP và báo hiệu mạng

SCN trong phối hợp hoạt động với SGW

• Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định và ghi các bản tin báo hiệu và

các bản thông tin truyền và nhận

bị ngoại vi.

• OA&M: vận hành, quản lí và bảo dưỡng thông qua các giao diện logic cung

cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới cácphần tử quản lí hệ thống

• Chức năng quản lí: giao diện với hệ thống quản lí mạng.

• Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết cuối mạng chuyển mạch gói.

MG và MGC khác nhau ở các phần tử tài nguyên mức thấp và mức cao MGC chịu tráchnhiệm quản lý các tài nguyên mức cao, nó có thể hiểu được tính sẵn sàng của các tàinguyên và quyết định sử dụng chúng một cách hợp lý (ví dụ như các bộ triệt tiếng vọngđược đặt trong GW VoIP chịu sự quản lí của MGC) MG chịu trách nhiệm quản lý các tàinguyên mức thấp ví dụ như các thiết bị phần cứng để chuyển mạch và xử lý luồng thôngtin trong một GW

2.2.2.3 Signalling Gateway: SGW

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

SGW có thể bao gồm các khối chức năng sau:

• Kết nối các giao thức điều khiển cuộc gọi SCN.

• Kết nối báo hiệu từ mạng SCN: phối hợp hoạt động với các chức năng báo

hiệu của MGWC

• Chức năng báo hiệu: chuyển đổi giữa báo hiệu mạng IP với báo hiệu mạng

SCN khi phối hợp hoạt động với MGWC

• Bảo mật kênh báo hiệu: bảo đảm tính bảo mật của kênh báo hiệu từ GW.

• Chức năng thông báo: ghi các bản tin sử dụng, xác định và ghi các bản tin

thông báo ra thiết bị ngoại vi

cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới cácphần tử quản lý hệ thống.

• Chức năng quản lý: giao diện với hệ thống quản lý mạng.

• Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết nối mạng chuyển mạch gói.

SG sẽ làm nhiệm vụ phân tích và chuyển các bản tin báo hiệu trong mạng PSTNvào mạng H.323 Các bản tin báo hiệu như ISUP, SCCP, TSUP được chuyển đổi thànhdạng hợp lý tại GW báo hiệu và chuyển vào mạng IP

- Về phía SCN, GW phải hỗ trợ các giao thức hoạt động trong mạng chuyển mạchkênh ( như SS7 sử dụng trong PSTN )

Các giao thức mà một GW phải hỗ trợ được minh họa trong hình vẽ :

Hình 2.9: Chồng giao thức của một Gateway

Các chức năng của Gateway :

- Chuyển đổi giữa các dạng khung truyền dẫn

- Chuyển đổi giữa các thủ tục giao tiếp

- Chuyển đổi giữa các dạng mã hoá khác nhau của các luồng tín hiệu hình ảnh cũngnhư âm thanh

- Thực hiện việc thiết lập và xoá cuộc gọi ở cả phía mạng LAN cũng như phía mạngchuyển mạch SCN

- Gateway khi hoạt động sẽ có đặc điểm của một thiết bị đầu cuối H.323 hoặc mộtMCU trong mạng LAN và có đặc điểm của một thiết bị đầu cuối trong SCN hoặc mộtMCU trong SCN

2.2.3 Gatekeeper H.323

Một Gatekeeper được xem là bộ não của mạng H.233, nó chính là điểm trung tâmcho mọi cuộc gọi trong mạng H.323 Gatekeeper là một thành phần tuỳ chọn trong mạng