Giải pháp triển khai dịch vụ VoIP cho mạng internet ở việt nam

Nó sử dụng các gói dữ liệu IP trên mạng LAN, WAN, Internet với thông tin được truyền tải là mã hoá của âm thanh.Khác với dịch vụ thoại truyền thống,VoIP sử dụng kĩ thuật chuyển mạch gói

MÔN HỌC :CHUYÊN ĐỀ

Đề Tài:Giải pháp triển khai VoIP trên nền mạng Internet ở Việt

Nam

Giáo viên hướng dẫn : TS Đặng Thế Ngọc

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Xuân Khôi D12VT7

Mục Lục

I Tổng quan về VoIP(Voice over Internet Protocol)……….………3

1 Giới thiệu dịch vụ VoIP……….……….3

1.1 Kỹ thuật chuyển mạch kênh (CS-Circuit Switching)……… 3

1.2 Kỹ thuật chuyển mạch gói (Packet Switching)……….……….… 3

2 Đặc điểm của VoIP……… 4

2.1 Ưu điểm……….……… 4

2.2 Nhược điểm……… 5

3 Các thành phần trong mạng VoIP:……….6

3.1 Gateway: ……… 6

3.2 VoIP server:……….… 6

3.3 Thiết bị đầu cuối (End user equipments ): ……… 6

4 Các mô hình VoIP………7

4.1 Mô hình PC to PC……….…7

4.2 Mô hình PC to Phone……… 8

4.3 Mô hình Phone to Phone……….….8

II.Thực trạng mạng Internet ở Việt Nam……….……9

III.Giải pháp triển khai VoIP trên nền mạng Internet ở Việt Nam……… … 9

1.Nâng cấp hệ thống……….……… …….10

2.Thiết lập cấu hình……… ……

10 IV Tổng kết……… ……… 11

I.Tổng quan về VoIP (Voice over Internet Protocol)

1.Giới thiệu dịch vụ VoIP.

Dịch vụ VoIP là một dịch vụ truyền tín hiệu thoại qua mạng IP Nó sử dụng các gói dữ liệu IP (trên mạng LAN, WAN, Internet) với thông tin được truyền tải là

mã hoá của âm thanh.Khác với dịch vụ thoại truyền thống,VoIP sử dụng kĩ thuật chuyển mạch gói thay vì chuyển mạch kênh.Chúng ta cùng so sánh hai kĩ thuật chuyển mạch này

1.1Kỹ thuật chuyển mạch kênh (CS-Circuit Switching).

Chuyển mạch kênh là phương pháp truyền thông trong đó một kênh truyền dẫn dành riêng được thiết lập giữa hai thiết bị đầu cuối thông qua một hay nhiều nút chuyển mạch trung gian.Dòng thông tin truyền trên kênh này là dòng bit truyền liên tục theo thời gian.Băng thông của kênh dành riêng được đảm bảo và cố định trong quá trình liên lạc (64Kbps đối với mạng PSTN) và độ trễ thông tin là rất nhỏ,chỉ cỡ thời gian truyền thông tin trên kênh

H 1.1:Truyền thông tin trong mạng chuyển mạch kênh

1.2 Kỹ thuật chuyển mạch gói (Packet Switching)

Khác với mạng chuyển mạch kênh,mạng chuyển mạch gói sử dụng hệ thống lưu trữ rồi truyền (store-and-forward system) tại các nút mạng.Thông tin được chia thành các phần nhỏ (gọi là gói),mỗi gói được them các thông tin điều khiển cần thiết cho quá trình truyền như: điạ chỉ nơi gửi,địa chỉ nơi nhận ….Các gói thông tin đến nút mạng được xử lý và lưu trữ trong một thời gian nhất định rồi mới được truyền đến nút kế tiếp sao cho việc sử dụng kênh có hiệu quả nhất.Trong mạng chuyển mạch gói không có kênh dành riêng nào được thiết lập,băng thông kênh logic giữa hai thiết bị đầu cuối thường không cố định và độ trễ thông tin lớn hơn mạng chuyển mạch kênh

H 1.2:Truyền thông tin trong mạng chuyển mạch gói

2.Đặc điểm của VoIP

2.1 Ưu điểm.

VoIP có nhiều ưu điểm so với cách gọi truyền thống PSTN.Dưới đây ta xét đến một số ưu điểm của nó:

 Giảm chi phí cuộc gọi:Ưu điểm nổi bật nhất của VoIP so với mạng PSTN

là khả năng cung cấp những cuộc gọi đường dài giá rẻ với chất lượng chấp nhận được.Nếu dịch vụ VoIP được triển khai,chi phí cho một cuộc gọi đường dài sẽ chỉ tương đương chi phí truy cập Internet.Nguyên nhân dẫ đến chi phí thấp như vậy là do tín hiệu thoại được truyền tải trong mạng IP có khả năng sử dụng kênh hiệu quả cao.Đồng thời tốc

độ nén thoại tiên tiến giảm tốc độ bít từ 64Kbps xuống thấp tới 8Kbps (theo tiêu chuẩn nén thoại G.729A của ITU-T) kết hợp với tốc độ xử lý nhanh của các bộ vi xử lý ngày nay cho phép việc truyền tiếng nói theo thời gian cjlaf có thể thực hiện được với lượng tài nguyên bang thông thấp hơn nhiều so với các kỹ thuật cũ

 Tiết kiệm chi phí đầu tư khi triển khai trên nền mạng IP sẵn có thay vì phải xây dựng một mạng riêng rẽ

 Khả năng mở rộng,nâng cấp và phát triển:Nếu như các hệ thoongstoongr đài thường là những hệ thống kín,rất khó để them vào các tính năng thì các thiết bị trong mạng Internet thường có khả năng thêm vào những tính năng mới.Chính tính mềm dẻ đó mang lại cho dịch vụ VoIP khả năng mở rộng,nâng cấp và phát triển dễ dàng so với thoại truyền thống

 Không cần thông tin điều khiển để thiết lập kênh truyền vật lý:Gói thông tin trong mạng IP truyền đến đích mà không cần một sự thiết lập kênh nào.Gói tin chỉ cần mang địa chỉ của nơi nhận cuối cùng là thông tin đã có thể đến được đích.Do vậy việc điều khiển cuộc gọi trong mạng IP chỉ cần tập trung vào chức năng cuộc gọi mà không cần tập trung vào chức năng thiết lập kênh

 Quản lý bang thông:Trong mạng thoại cũ,tài nguyên bang thông cung cấp cho một cuộc liên lạc là cố định (một kênh 64Kbps) nhưng trong VoIP việc phân chia tài nguyên cho các cuộc thoại linh hoạt hơn nhiều.Khi một cuộc liên lạc được diễn ra,nếu chất lượng mạng thấp,bang thông dành riêng cho liên lạc sẽ cho chất lượng tốt nhất có thể,nhưng khi chất lượng mạng tốt mà lại có nhiều cuộc gọi được thực hiện thì mạng sẽ hạn chế bang thông của từng cuộc gọi ở mức duy trì chất lượng thoại chấp nhận được để điều tiết bang thông cho nhiều người dung khác

 Khả năng đa phương tiện:Trong một cuộc gọi,người sử dụng có thể vừa nói chuyện,vừa sử dụng các dịch vụ khác như truyền file,chia sẻ

dữ liệu hay xem hình ảnh của người nói chuyện bên kia

2.2 Nhược điểm.

Ngoài những ưu điểm vượt trội so với thoại truyền thống,VoIP cũng có các mặt hạn chế nhất định:

 Kỹ thuật phức tạp:Truyền tín hiệu thời gian thực trên mạng chuyển mạch gói rất khó thực hiện do thất lạc gói tin trong mạng là không thể tránh được và độ trễ không cố định của các gói thông tin khi truyền trên mạng.Để có được một dịch vụ thoại chấp nhận được,cần thiết phải có một kỹ thuật nén tín hiệu đạt được những yêu cầu khắt khe: tỉ số nén lớn (để giảm tốc độ bit),có khả năng suy đoán và tạo lại thông tin của các gói tin thất lạc…Tốc độ xử lý của các bộ Codec (Coder và Decoder) phải đủ nhanh để không làm cuộc đàm thoại bị gián đoạn.Đồng thời cơ

sở hạ tầng của mạng cũng cần được nâng cấp lên các công nghệ mới như Frame Relay,ATM… để có tốc độ cao hơn và phải có một cơ chế thực hiện chức năng QoS.Tất cả những điều này làm cho kỹ thuật thực hiện VoIP trở lên phức tạp và không thể thực hiện được trong những năm trước đây

 Vấn đề bảo mật: VoIP  tồn tại các vấn đề về bảo mật vốn có của mạng Internet do sử dụng chung thiết bị và môi trường truyền dữ liệu; kể cả các giao thức mới dành riêng cho VoIP cũng chưa thể giải quyết được các vấn đề về bảo mật, chẳng hạn nguy cơ nghe lén cuộc gọi VoIP khá cao do các gói dữ liệu phải chuyển tiếp qua nhiều trạm trung gian trước khi đến người nghe hoặc vấn đề truy cập trái phép (unauthorized access attack), hacker có thể lợi dụng các lỗ hổng bảo mật để xâm nhập vào hệ thống mạng

3 Các thành phần trong mạng VoIP:

Các thành phần cốt lõi của 1 mạng VoIP bao gồm: Gateway, VoIP Server, IP network, End User Equipments

3.1 Gateway:

Là thành phần giúp chuyển đổi tín hiệu analog sang tín hiệu số (và ngược lại)

a VoIP gateway: là các gateway có chức năng làm cầu nối giữa mạng điện thoại thường (PSTN) và mạng VoIP

b VoIP GSM Gateway: Là các gateway có chức năng làm cầu nối cho các mạng

IP, GSM và cả mạng analog

3.2 VoIP server:

Là các máy chủ trung tâm có chức năng định tuyến và bảo mật cho các cuộc gọi VoIP

a Trong mạng H.323 chúng được gọi là gatekeeper

b Trong mạng SIP các server được gọi là SIP server

3.3 Thiết bị đầu cuối (End user equipments ):

a Softphone và máy tính cá nhân (PC): Bao gồm 1 headphone, 1 phần mềm và

1 kết nối Internet Các phần mềm miễn phí phổ biến như Skype, Ekiga, GnomeMeeting, Microsoft Netmeeting, SIPSet,

b Điện thoại truyền thông với IP adapter: Để sử dụng dịch vụ VoIP thì máy điện thoại thông dụng phải gắn với 1 IP adapter để có thể kết nối với VoIP server Adapter là 1 thiết bị có ít nhất 1 cổng RJ11 (để gắn với điện thoại) , RJ45 (để gắn với đường truyền Internet hay PSTN) và 1 cổng cắm nguồn

c IP phone: Là các điện thoại dùng riêng cho mạng VoIP.Các IP phone không cần VoIP Adapter bởi chúng đã được tích hợp sẵn bên trong để có thể kết nối trực tiếp với các VoIP server

4.Các mô hình truyền thoại qua VoIP.

Trong điện thoại thông thường,tín hiệu thoại có tần số nằm trong khoảng từ 0 đến 4khz được lấy mẫu với tần số 8khz Sau đó các mẫu sẽ được lượng tử hóa với 8 bit/mẫu và được truyền với tuốc độ 64kbps đến mạng chuyển mạch rrồi được truyền đến nơi nhận.Ở bên nhận dòng 64kbps này cũng được giải mã để đạt được tín hiệu thoại tương tự

Thực chất thoại qua mạng IP cũng không hoàn toàn khác biệt so với thoại thông thường.Đầu tiên tín hiệu thoại cũng được số hóa nhưng sau đó thay vì truyền trên mạng PSTN qua những đường chuyển mạch,chúng sẽ được nén xuống tốc

độ thấp,đóng gói và chuyển qua mạng IP.Sự khác nhau ở thoại thông thường

và thoại IP chính là mạng truyền dẫn và khuôn dạng thông tin truyền dẫn

4.1 Mô hình PC to PC

TRong mô hình này,mỗi máy tính được trang bị một sound card,một

microphone,một speaker và được kết nối trực tiếp đến mạng Internet.Mỗi máy tính được cung cấp một địa chỉ IP và có thể trao đổi cac stins hiệu thoại với nhau thông qua mạng Internet.Tất cả các thao tác như lấy mẫu tín hiệu âm thanh,mã hóa và giải mã,nén và giải nén tín hiệu đều được máy tính thực hiện.Trong mô hình này chỉ có những máy tính được nối với cùng một mạng mới có khả năng trao đổi thông tin với nhau

Mô hình PC to PC

4.2 Mô hình PC to Phone.

Mô hình PC to Phone là mô hình được cải tiến so với PC to PC.Mô hình này cho phép người sử dụng máy tính có thể gọi đến mạng PSTN thông thường hoặc ngược lại.Trong mô hình này mạng Internet và mạng PSTN có thể giao tiếp với nhau nhờ một thiết bị đặc biệt đó là cổng phương tiện (MG) đây là một mô hình cơ sở để dẫn tới việc kết hợp giữa mạng PSTN cũng như các mạng GSM hay dịch vụ khác

Mô hình PC to Phone

4.3 Mô hình Phone to Phone.

Là một mô hình mở rộng của mô hình PC to Phone sử dụng Internet làm

phương tiện liên lạc giữa các mạng PSTN.Tất cacsr các mạng PSTN đều kết nối với mạng Internet thông qua các Gatewway.Khi tiến hành cuộc gọi mạng PSTN

sẽ kết nối đến Gateway gần nhất.Tại Gateway địa chỉ sẽ được chuyển đổi từ địa chỉ mạng PSTN sang địa chỉ mạng IP Để có thể địch tuyến các gói tin đến được mạng đích.Đồng thời Gateway nguồn có nhiệm vụchuyển đổi tín hiệu thoại tương tự thành tín hiệu số sau đó mã hóa,nén ,đóng gói và gửi qua mạng.Mạng đích cũng được kết nối với Gateway và tại Gateway đích, địa chỉ lại được

chuyển đổi trở thành địa chỉ PSTN và tín hiệu được giải nén,giải mã hóa chuyển đổi ngược lại thành tín hiệu tương tự và gửi vào mạng PSTN đến đích

Mô hình Phone to Phone

II.Thực trạng mạng Internet ở Việt Nam.

Mạng đường trục (backbone) internet ở Việt Nam do công ty điện toán và truyền số liệu VDC (Vietnam Datacommunication Company) chịu trách nhiệm điều hành và quản lí có cấu hình như sau:

 Mạng có cấu hình vòng (ring) với 3 trung tâm tại Hà Nội,Đà Nẵng,TP.HCM

 Nối giữa các trung tâm là những đường liên kết tạo thành từ hai luồng

@Mbps thuê của công ty viễn thông liên tỉnh (VTN) Các luồng này chạy trong mạng cáp quang do công ty Viễn thông liên tỉnh quản lý

 Tại hai trung tâm Hà Nội và TP.HCM có các gateway kết nối ra Internet quốc tế:

 Gateway tại Hà Nội có ba đường:

o Một đường đi Nhật, dung lượng 2Mbps

o Một đường đi Hongkong, dung lượng 2Mbps

o Một đường đi Australia, dung lượng 64Kbps

 Gateway tại TP.HCM có hai đường:Một đường đi Mỹ và một đường đi Singapore Các đường này đều có dung lượng 2Mb



 Đường backhome trong nước được nối qua các router đặt tại 3 trung tâm.Các router này là các Cisco Router 7513 với phần mềm Cisco IOS version 11.3(ở Hà Nội) và version 12.0 (ở TP.HCM)

 Các thuê bao trực tiếp thuê các đường leased line nối đến các router này để truy nhập vào internet.Các thuê bao trực tiếp có thể là các tỉnh,các tổ chức,các trường đại học hay các công ty lớn

 Các thuê bao quay số sử dụng các modem truy nhập vào Access Server rồi qua mạng LAN nội bộ của các trung tâm nối tới các Cisco Router Trên đường trục backbone của mạng Internet Việt Nam sử dụng các thiết bị Cisco Router 7531 do hang Cisco sản xuất.Nó có thể hoạt động với hai bộ xử lý chuyển mạch định tuyến RSP2 hoặc RSP4 (Router Swich Processor) và 11 card

xử lý giao diện.Hệ thống bus bên trong thiết bị có tốc độ cao cho phép truyền thông tin với tốc độ 2.134 Gbps

III.Giải pháp triển khai VoIP trên nền mạng Internet ở Việt Nam.

1.Nâng cấp hệ thống.

Các thiết bị Cisco router 7513 hiện nay sử dụng các router có khả năng cung cấp bang thông của mạng tùy theo chất lượng dịch vụ.Vì vậy có thể triển khai Voip ngay trên đường backbone hiện tại.Để thực hiện điều này cần tiến hành các bước nâng cấp hệ thống

 Sử dụng các router VoIP nối đến hai Router 7513 tại hai trung tâm Hà Nội

và TP.HCM

 Nâng cấp phần mềm Cisco IOS của router 7513 lên version 12.x để hỗ trợ đầy đủ tính năng QoS

Các router VoIP trong hệ thống sẽ hoạt động như một media gateway đảm nhận việc cung cấp giao diện với mạng PSTN và mạng IP.Các router VoIP có thể được sử dụng là model 1750 chạy hệ điều hành IOS Release 12.0T.Các router này phải được thiết lập cấu hình phù hợp cho dịch vụ thoại IP

Các router 7513 sẽ đảm nhận việc điều khiển chất lượng dịch vụ cho toàn mạng,thực hiện dành sẵn dải thông cho các dịch vụ thoại thời gian thực,định tuyến các gói thoại và tính cước.Nó sẽ đảm nhận vai trò của một trung tâm điều khiển cuộc gọi (Call Control Center)

2.Thiết lập cấu hình.

Các bước cần thiết để thiết lập cấu hình hệ thống cho dịch vụ VoIP

2.1Thiết lập cấu hình mạng hỗ trợ dịch vụ VoIP.

Giai đoạn thiết lập cấu hình mạng để hỗ trợ cho các dịch vụ thoại thời gian thực là rất cần thiết vì các ứng dụng này nhạy cảm với độ trễ,nhất thiết phải được thực hiện trên một mạng được quản lý tốt về chất lượng dịch vụ.Việc đặt cấu hình mạng cho dịch vụ thoại IP liên quan đến việc lựa chọn sử dụng các

công cụ điều khiển QoS cho các router backbone và các router rìa (edge router) của dịch vụ

2.2 Cài đặt các card giao diện thoại (Voice Interface Card-VIC) và router VoIP.

Các card VIC của Cisco cung cấp các loại cổng thoại tương tự:

2.3 Đặt cấu hình của các VoIP router cho các giai đoạn thiết lập cuộc gọi (call

leg).

Việc đặt cấu hình của VoIP router cho các giai đoạn thiết lập cuộc gọi thiết để xác định nguồn và đích của cuộc gọi và để chỉ ra các thuộc tính cần thiết cho từng giai đoạn kết nối

IV Tổng kết

VoIP (Voice over Internet Protocol) là phương thức truyền thông sử dụng giao thức TCP/IP dựa trên cơ sở hạ tầng sẵn có của mạng Internet Công nghệ này dựa trên kỹ thuật chuyển mạch gói, thay thế công nghệ truyền thoại cũ dùng chuyển mạch kênh Tương tự cách thức gửi/nhận email, phần mềm hay

dữ liệu, VoIP cũng chia nhỏ tín hiệu thoại thành các gói dữ liệu để gửi đi và ráp lại trước khi đến người nghe Ngoài ra, VoIP cũng có thể ghép nhiều kênh thoại trên 1 đường tín hiệu truyền qua mạng Internet, giúp tiết giảm chi phí đáng kể

so với cách gọi điện thoại thông thường

VoIP có các ưu điểm vượt trội so với công nghệ điện thoại cũ như:Giá thành thấp,triển khai dễ dàng vì sử dụng chung hạ tầng mạng Internet,tính linh động cao,có thể mở rộng,nâng cấp và phát triển.Tuy nhiên nó cũng có một số hạn chế nhất định như tính bảo mật,yêu cầu khắt khe về trễ,đảm bảo tránh thất lạc gói tin

Để triển khai VoIP trên mạng Internet ở Việt Nam ta cần nâng cấp hệ thống

và thiết lập cấu hình hệ thống