ĐIỆN tử VIỄN THÔNG nhom 1 d5 DTVT2 tổng đài asterisk và công nghệ VoIP khotailieu

1.2.3 Đặc điểm của điện thoại IPĐiện thoại IP ra đời nhằm khai thác tính hiệu quả của các mạng truyền sốliệu, khai thác tính linh hoạt trong phát triển các ứng dụng mới của giao thức IP

~~~  ~~~

ĐỒ ÁN VIỄN THÔNG

ĐỀ TÀI : TỔNG ĐÀI ASTERISK VÀ CÔNG NGHỆ

VoIP

Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Lê Cường

Sinh viên thực hiện : Nhóm 1 - D5 DTVT2

1 Bùi Trung Hưng (Nhóm trưởng)

MỤC LỤC

M C L C Ụ Ụ 1

M Đ U Ở Ầ 6

CH ƯƠ NG 1: T NG QUAN V VoIP Ổ Ề 8

1.1 Gi i thi u chớ ệ ươ 8ng 1.2 Khái quát v m ng VoIPề ạ 8

1.2.1 Gi i thi uớ ệ 8

1.2.2 Khái ni mệ 8

1.2.3 Đ c đi m c a đi n tho i IPặ ể ủ ệ ạ 10

1.2.4 Các hình th c truy n tho i qua IPứ ề ạ 13

1.2.4.1 Mô hình PC to PC 13

1.2.4.2 Mô hình PC to Phone 13

1.2.4.3 Mô hình Phone to Phone 14

1.2.5 Các thi t b dùng trong VoIPế ị 15

1.2.5.1 VoIP Phone 15

1.2.5.2 Softphone 15

1.2.5.3 Card giao ti p v i PSTNế ớ 15

1.2.5.4 ATA (Analog Telephone Adaptors) 16

1.2.6 u, nhƯ ược đi m c a VoIPể ủ 16

1.2.6.1 u đi mƯ ể 16

1.2.6.2 Nhược đi mể 17

1.2.7 M t s ng d ng VoIPộ ố ứ ụ 18

1.3 Ki n trúc và các thành ph n m ng VoIPế ầ ạ 20

1.3.1 Ki n trúc t ng quan m ng VoIPế ổ ạ 20

1.3.2 Mô hình phân l p ch c năngớ ứ 22

1.3.3 Các thành ph n trong m ng VoIPầ ạ 24

1.4 K t lu n chế ậ ươ 26ng CH ƯƠ NG 2: CÁC GIAO TH C BÁO HI U TRONG M NG VoIP Ứ Ệ Ạ 27

2.1 Gi i thi u chớ ệ ươ 27ng 2.2 Các giao th c trong m ng VoIPứ ạ 27

2.2.1 Giao th c H.323ứ 27

2.2.1.1 Thi t b đ u cu iế ị ầ ố 28

2.2.1.2 Gatekeeper 28

2.2.1.3 Kh i đi u khi n đa đi m MCUố ề ể ể 30

2.2.1.4 T p giao th c H.323ậ ứ 31

2.2.1.4.1 Báo hi u RASệ 31

2.2.1.4.2 Báo hi u đi u khi n cu c g i H.225ệ ề ể ộ ọ 32

2.2.1.4.3 Giao th c H.245ứ 32

2.2.1.5 Quá trình thi t l p cu c g i H.323ế ậ ộ ọ 34

2.2.2 Giao th c kh i t o phiên SIPứ ở ạ 35

2.2.2.1 Các thành ph n trong h th ng SIPầ ệ ố 36

2.2.2.2 Các b n tin c a SIPả ủ 37

2.2.2.3 Quá trình thi p l p cu c g iế ậ ộ ọ 39

2.2.2.4 So sánh gi a giao th c SIP và H.323ữ ứ 41

2.2.4 Real-time Transport Control Protocol (RTCP) 44

2.2.5 Resource Reservation Protocol (RSVP) 46

2.2.6 Giao th c SGCP (Simple Gateway Control Protocol)ứ 47

2.2.7 Giao th c MGCP (Media Gateway Control Protocol)ứ 48

2.3 K t lu n chế ậ ươ 49ng CH ƯƠ NG 3: T NG ĐÀI ASTERISK VÀ TRIXBOX Ổ 50

3.1 Gi i thi u chớ ệ ươ 50ng 3.2 T ng đài IP-PBXổ 51

3.2.1 M t s mô hình cu c g i s d ng t ng đài IP-PBXộ ố ộ ọ ử ụ ổ 54

3.3 T ng đài Asteriskổ 56

3.3.1 Ki n trúc h th ng Asteriskế ệ ố 58

3.3.2 M t s tính năng c b nộ ố ơ ả 60

3.3.2.1 Voicemail 60

3.3.2.2 Call Forwarding 60

3.3.2.3 Caller ID 60

3.3.2.4 Interactive Voice Response 61

3.3.2.5 Time and Date 61

3.3.2.6 Call Parking 61

3.3.2.7 Remote call pickupe 61

3.3.2.8 Privacy Manager 62

3.3.2.9 Backlist 62

3.3.3 Ng c nh ng d ngữ ả ứ ụ 62

3.3.3.1 T ng đài VoIP IP PBXổ 62

3.3.3.2 K t n i IP PBX v i PBXế ố ớ 63

3.3.3.3 K t n i gi a các server Asteriskế ố ữ 63

3.3.3.4 Các ng d ng IVR, VoiceMail, Conference Callứ ụ 64

3.3.3.5 Ch c năng phân ph i cu c g i t đ ng ACDứ ố ộ ọ ự ộ 65

3.3.4 Các giao th c VoIP đứ ược Asterisk h trỗ ợ 65

3.3.4.1 IAX ( Inter-Asterisk eXchange) 66

3.3.4.2 SIP (Session Initiation Protocol) 66

3.3.4.3 H.323 66

3.3.5 Các chu n nén và đ nh d ng fileẩ ị ạ 67

3.4 Gi i thi u v Trixboxớ ệ ề 68

3.5 K t lu n chế ậ ươ 71ng CH ƯƠ NG 4: TRI N KHAI H TH NG ASTERISK TRÊN MÁY O Ể Ệ Ố Ả VMWARE 72

4.1 Gi i thi u chớ ệ ươ 72ng 4.2 Mô t mô hình h th ngả ệ ố 72

4.3 Cài đ t ph n m mặ ầ ề 73

4.3.1 Cài đ t Trixboxặ 73

4.3.2 Cài đ t softphone X-Liteặ 75

4.4 C u hình h th ng Ateriskấ ệ ố 76

4.4.1 C u hình Asterisk g i n i bấ ọ ộ ộ 76

4.4.2 Blacklist 83

4.4.3 Trunk 84

4.4.5 Outbound Route 86 4.4.6 IVR 87 4.5 K t lu n chế ậ ươ 87ng

K T LU N VÀ H Ế Ậ ƯỚ NG PHÁT TRI N Đ TÀI Ể Ề 88 TÀI LI U THAM KH O Ệ Ả 89

MỞ ĐẦU

Những năm gần đây, số lượng người sử dụng Internet trên thế giới ngàymột tăng Mạng Internet đã phát triển thành một mạng số liệu toàn cầu cho phépnhiều loại hình thông tin truyền đi trên đó Ra đời sau mạng chuyển mạch kênh,

-o0o -sự phát triển của Internet liên quan nhiều đến các kỹ thuật của mạng PSTN Rấtnhiều người truy nhập vào Internet bằng modem thông qua đường dây điện thoại

và mạng điện thoại có thể trở thành môi trường để truyền đi những thông tin sốliệu Các dịch vụ Multimedia trên mạng Internet đang ngày càng phát triển,thông tin truyền trên Internet không chỉ còn là số liệu nữa mà bao gồm cả tiếngnói và hình ảnh Mạng Internet và mạng PSTN đang có xu hướng hội nhập lạivới nhau Một biểu hiện của sự hội nhập giữa mạng Internet và mạng PSTN làdịch vụ truyền thoại qua mạng IP Dịch vụ truyền thoại qua mạng IP trong vàinăm gần đây đang phát triển rất mạnh Nó hứa hẹn đem lại nhiều lợi ích baogồm giảm chi phí các cuộc gọi đường dài và tích hợp thoại và số liệu vào mộtmạng duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói Vì vậy, việc nghiên cứu vànắm bắt công nghệ VoIP đang được nhiều đối tượng quan tâm

Trong quá trình tìm hiểu nhóm em đã chọn đề tài : “Tổng đài ASTERISK và công nghệ VoIP” Nội dung đề tài gồm 4 chương:

Chương 1: Tổng quan về VoIP

Trong chương này sẽ tìm hiểu các khái niệm VoIP, ứng dụng của VoIP,trình bày các ưu, nhược điểm cũng như yêu cầu chất lượng đối với VoIP và tìmhiểu về kiến trúc mạng và các thành phần của mạng VoIP

Chương 2: Các giao thức báo hiệu trong mạng VoIP

Chương này sẽ trình bày các khái niệm, chức năng của giao thức báo hiệu

Chương 3: Tổng đài Asterisk và Trixbox

Giới thiệu về tổng đài Asterisk và Trixbox, trình bày kiến trúc, tính năng

và ngữ cảnh ứng dụng của tổng đài Asterisk, giới thiệu các giao thức VoIP củatổng đài Asterisk

Chương 4: Triển khai hệ thống Asterisk trên máy ảo Vmware

Thực hiện thử nghiệm hình thức truyền thoại qua môi trường IP để thấyđược các tính năng mà hệ thống Asterisk đem lại

Trong quá trình làm đồ án, nhóm em đã cố gắng rất nhiều song do kiếnthức hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Nhóm em rất mong nhậnđược sự góp ý, hướng dẫn và sự giúp đỡ của thầy Nhóm 1 – D5.DTVT2 xinchân thành gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Lê Cường – Trưởng Khoa Điện Tử-Viễn Thông trường Đại Học Điện Lực đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ ánnày

Nhóm em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2014

Sinh viên thực hiện Nhóm 1 –D5.DTVT2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VoIP 1.1 Giới thiệu chương

VoIP (Voice Over IP) - điện thoại internet hay thường gọi là dịch vụ điệnthoại dải rộng (Broadband Telephony) đang làm thay đổi ngành điện thoại thếgiới Trong môi trường doanh nghiệp đang dần dần thay thế kiểu điện thoạitruyền thống để tận dụng các lợi ích và đặc điểm mà điện thoại internet manglại Do đó để biết rõ hơn về VoIP, trong chương này ta lần lượt tìm hiểu kháiquát về VoIP, trình bày các khái niệm VoIP, mô hình truyền thoại qua mạng IP,ứng dụng của VoIP, trình bày các ưu, nhược điểm cũng như yêu cầu chất lượngđối với VoIP.Tìm hiểu về kiến trúc mạng và các thành phần của mạng VoIP

1.2 Khái quát về mạng VoIP

1.2.1 Giới thiệu

Ứng dụng VoIP đầu tiên được phát triển năm 1995 bởi một công ty củaIsraeli tên là VocalTel Ứng dụng này là phần mềm điện thoại internet chạytrên máy tính cá nhân giống như điện thoại PC ngày nay sử dụng card âm thanh,microm loa Ý tưởng của nó là sử dụng các phương pháp nén tín hiệu thoại rồichuyển chúng vào các gói IP và truyền qua mạng Internet Ứng dụng VoIP đầutiên này nói chung còn gặp phải nhiều vấn đề như : trễ , chất lượng còn thấp vàkhông tương thích với các mạng ngoài Mặc dù vậy, sự ra đời của nó cũng làmột bước đột phá quan trọng Kể từ đó đến nay, công nghệ VoIP phát triển ngàycàng nhanh

1.2.2 Khái niệm

VoIP ( Voice Over IP ) là công nghệ cho phép truyền thông tin thoại từ nơinày sang nơi khác thông qua các mạng sử dụng giao thức IP ( Internet Protocol )

như : điện thoại Internet, điện thoại IP, điện thoại dải rộng ( BroadbandTelephony ) vv…

Ở điện thoại thông thường, tín hiệu thoại được lấy mẫu với tần số 8 KHzsau đó lượng tử hóa 8 bit/mẫu và được truyền với tốc độ 64 KHz đến mạngchuyển mạch rồi truyền tới đích Ở phía thu, tín hiệu này sẽ được giải mã thànhtín hiệu ban đầu

Công nghệ VoIP cũng không hoàn toàn khác với điện thoại thông thường.Đầu tiên , tín hiệu thoại cũng được số hóa , nhưng sau đó thay vì truyền trênmạng PSTN qua các trường chuyển mạch , tín hiệu thoại được nén xuống tốc độthấp rồi đóng gói , truyền qua mạng IP Tại bên thu, các luồng thoại sẽ đượcgiải nén thành các luồng PCM 64 rồi truyền tới thuê bao bị gọi

Các cuộc gọi trong VoIP dựa trên cơ sở sử dụng kết hợp chuyển mạchkênh và chuyển mạch gói Trong mỗi loại chuyển mạch đều có ưu và nhượcđiểm:

+ Với chuyển mạch kênh dành riêng một kênh có tốc độ truyền dẫn cốđịnh (trong mạng PSTN, tốc độ này là 64Kbit/s) do đó có độ trễ nhỏ và độ chínhxác cao nên không thể xảy ra tắc nghẽn

+ Với chuyển mạch gói, các bản tin được chia thành các gói nhỏ, sử dụng

hệ thống lưu trữ và chuyển tiếp các gói thông tin trong nút mạng Đối với loạichuyển mạch gói này không tồn tại khái niệm kênh riêng và băng thông hoàntoàn có thể thay đổi được Tuy nhiên, kỹ thuật này lại cho độ trễ lớn vì trongchuyển mạch này không quy định thời gian mỗi gói tới đích do đó không đápứng được tính thời gian thực như trong thoại

Như vậy để truyền dẫn thoại trong môi trường mạng chuyển mạch gói,VoIP phải kết hợp cả ưu điểm của hai loại chuyển mạch trên

1.2.3 Đặc điểm của điện thoại IP

Điện thoại IP ra đời nhằm khai thác tính hiệu quả của các mạng truyền sốliệu, khai thác tính linh hoạt trong phát triển các ứng dụng mới của giao thức IP

và nó được áp dụng trên một mạng toàn cầu là mạng Internet Các tiến bộ củacông nghệ mang đến cho điện thoại IP những ưu điểm sau:

+ Giảm chi phí cuộc gọi: Ưu điểm nổi bật nhất của điện thoại IP so với

dịch vụ điện thoại hiện tại là khả năng cung cấp những cuộc gọi đường dài giá rẻvới chất lượng chấp nhận được Nếu dịch vụ điện thoại IP được triển khai, chiphí cho một cuộc gọi đường dài sẽ chỉ tương đương với chi phí truy nhậpinternet Nguyên nhân dẫn đến chi phí thấp như vậy là do tín hiệu thoại đượctruyền tải trong mạng IP có khả năng sử dụng kênh hiệu quả cao Đồng thời, kỹthuật nén thoại tiên tiến giảm tốc độ bít từ 64 Kbps xuống thấp tới 8 Kbps (theotiêu 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 thực là có thểthực hiện được với lượng tài nguyên băng thông thấp hơn nhiều so với kỹ thuậtcũ

So sánh một cuộc gọi trong mạng PSTN với một cuộc gọi qua mạng IP, tathấy: Chi phí phải trả cho cuộc gọi trong mạng PSTN là chi phí phải bỏ ra đểduy trì cho một kênh 64kbps suốt từ đầu cuối này tới đầu cuối kia thông qua một

hệ thống các tổng đài Chi phí này đối với các cuộc gọi đường dài (liên tỉnh,quốc tế) là khá lớn

Trong trường hợp cuộc gọi qua mạng IP, người sử dụng từ mạng PSTNchỉ phải duy trì kênh 64kbps đến Gateway của nhà cung cấp dịch vụ tại địaphương Nhà cung cấp dịch vụ điện thoại IP sẽ đảm nhận nhiệm vụ nén, đónggói tín hiệu thoại và gửi chúng đi qua mạng IP một cách có hiệu quả nhất để tới

được Gateway nối tới một mạng điện thoại khác có người liên lạc đầu kia Việckết nối như vậy làm giảm đáng kể chi phí cuộc gọi do phần lớn kênh truyền64Kbps đó được thay thế bằng việc truyền thông tin qua mạng dữ liệu hiệu quảcao.

+ Tích hợp mạng thoại, mạng số liệu và mạng báo hiệu: Trong điện

thoại IP, tín hiệu thoại, số liệu và ngay cả báo hiệu đều có thể cùng đi trên cùngmột mạng IP Điều này sẽ tiết kiệm được chi phí đầu tư để xây dựng nhữngmạng riêng rẽ

+ Khả năng mở rộng (Scalability): Nếu như các hệ tổng đài thường là

những hệ thống kín, rất khó để thêm vào đó những tính năng thì các thiết bịtrong mạng internet thường có khả năng thêm vào những tính năng mới Chínhtính mềm dẻo đó mang lại cho dịch vụ điện thoại IP khả năng mở rộng dễ dànghơn so với điện 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 kênhnào Gói chỉ cần mang địa chỉ của nơi nhận cuối cùng là thông tin đó có thể đếnđược đích Do vậy, việc điều khiển cuộc gọi trong mạng IP chỉ cần tập trung vàochức năng cuộc gọi mà không phải tập trung vào chức năng thiết lập kênh

+ Quản lý băng thông: Trong điện thoại chuyển mạch kênh, tài nguyên

băng thông cung cấp cho một cuộc liên lạc là cố định (một kênh 64Kbps) nhưngtrong điện thoại IP việc phân chia tài nguyên cho các cuộc thoại linh hoạt hơnnhiều Khi một cuộc liên lạc diễn ra, nếu lưu lượng của mạng thấp, băng thôngdành cho liên lạc sẽ cho chất lượng thoại tốt nhất có thể; nhưng khi lưu lượngcủa mạng cao, mạng sẽ hạn chế băng thông của từng cuộc gọi ở mức duy trì chấtlượng thoại chấp nhận được nhằm phục vụ cùng lúc được nhiều người nhất.Điểm này cũng là một yếu tố làm tăng hiệu quả sử dụng của điện thoại IP Việcquản lý băng thông một cách tiết kiệm như vậy cho phép người ta nghĩ tới

những dịch vụ cao cấp hơn như truyền hình hội nghị, điều mà với công nghệchuyển mạch cũ người ta đó không thực hiện vì chi phí quá cao.

+ Nhiều tính năng dịch vụ: Tính linh hoạt của mạng IP cho phép tạo ra

nhiều tính năng mới trong dịch vụ thoại Ví dụ cho biết thông tin về người gọitới hay một thuê bao điện thoại IP có thể có nhiều số liên lạc mà chỉ cần mộtthiết bị đầu cuối duy nhất (Ví dụ như một thiết bị IP Phone có thể có một số điệnthoại dành cho công việc, một cho các cuộc gọi riêng tư)

+ Khả năng multimedia: 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

Điện thoại IP cũng có những hạn chế:

+ Kỹ thuật phức tạp: Truyền tín hiệu theo thời gian thực trên mạng

chuyển mạch gói là rất khó thực hiện do mất gói trong mạng là không thể tránhđược và độ trễ không cố định của các gói thông tin khi truyền trên mạng Để cóđược một dịch vụ thoại chấp nhận được, cần thiết phải có một kỹ thuật nén tínhiệu đạt được những yêu cầu khắt khe: tỉ số nén lớn (để giảm được tốc độ bitxuống), có khả năng suy đoán và tạo lại thông tin của các gói bị thất lạc Tốc độ

xử lý của các bộ Codec (Coder and Decoder- Bộ mó hóa và giải mó) phải đủnhanh để không làm cuộc đàm thoại bị gián đoạn Đồng thời cơ sở hạ tầng củamạng 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(Quality of Service- Chất lượng dịch vụ) Tất cả các điều này làm cho kỹ thuậtthực hiện điện thoại IP trở nên phức tạp và không thể thực hiện được trongnhững năm trước đây

+ Vấn đề bảo mật (security): Mạng Internet là một mạng có tính rộng

khắp và hỗn hợp (hetorogenous network) Trong đó có rất nhiều loại máy tính

khác nhau cùng các dịch vụ khác nhau cùng sử dụng chung một cơ sở hạ tầng.

Do vậy không có gì đảm bảo rằng thông tin liên quan đến cá nhân cũng như sốliên lạc truy nhập sử dụng dịch vụ của người dùng được giữ bí mật

Như vậy, điện thoại IP chứng tỏ nó là một loại hình dịch vụ mới rất cótiềm năng Trong tương lai, điện thoại IP sẽ cung cấp các dịch vụ hiện có củađiện thoại trong mạng PSTN và các dịch vụ mới của riêng nó nhằm đem lại lợiích cho đông đảo người dựng Tuy nhiên, điện thoại IP với tư cách là một dịch

vụ sẽ không trở nên hấp dẫn hơn PSTN chỉ vì nó chạy trên mạng IP Khách hàngchỉ chấp nhận loại dịch vụ này nếu như nó đưa ra được một chi phí thấp vànhững tính năng vượt trội hơn so với dịch vụ điện thoại hiện tại

1.2.4 Các hình thức truyền thoại qua IP

1.2.4.1 Mô hình PC to PC

Trong mô hình này, mỗi máy tính cần được trang bị một sound card, mộtmicrophone, một speaker và được kết nối trực tiếp với mạng Internet thông quamodem hoặc card mạng Mỗi máy tính được cung cấp một địa chỉ IP và hai máytính đã có thể trao đổi các tín hiệu thoại với nhau thông qua mạng Internet Tất

cả các thao tác như lấy mẫu tín hiệu âm thanh, mã hoá và giải mã, nén và giảinén tín hiệu đều được máy tính thực hiện Trong mô hình này chỉ có những máytính nối với cùng một mạng mới có khả năng trao đổi thông tin với nhau

Hình 1.1 Mô hình PC to PC

1.2.4.2 Mô hình PC to Phone

Mô hình PC to Phone là một mô hình được cải tiến hơn so với mô hình

PC to PC Mô hình này cho phép người sử dụng máy tính có thể thực hiện cuộcgọi đến mạng PSTN thông thường và ngược lại Trong mô hình này mạngInternet và mạng PSTN có thể giao tiếp với nhau nhơ một thiết bị đặc biệt đó làGateway Đây là mô hình cơ sở để dẫn tới việc kết hợp giữa mạng Internet vàmạng PSTN cũng như các mạng GSM hay đa dịch vụ khác

Hình 1.2 Mô hình PC to Phone

1.2.4.3 Mô hình Phone to Phone

Đây là mô hình mở rộng của mô hình PC to Phone sử dụng Internet làmphương tiện liên lạc giữa các mạng PSTN Tất cả các mạng PSTN đều kết nốivới mạng Internet thông qua các gateway Khi tiến hành cuộc gọi mạng PSTN sẽkết nối đến gateway gần nhất Tại gateway địa chỉ sẽ được chuyển đổi từ địa chỉPSTN sang địa chỉ IP để có thể định tuyến các gói tin đến được mạng đích.Đồng thời gateway nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu thoại tương tự thànhdạng số sau đó mã hoá, nén, đóng gói và gửi qua mạng Mạng đích cũng đượckết nối với gateway và tại gateway đích, địa chỉ lại được chuyển đổi trở lại thànhđịa chỉ PSTN và tín hiệu được giải nén, giải mã chuyển đổi ngược lại thành tínhiệu tương tự gửi vào mạng PSTN đến đích

Hình 1.3 Mô hình Phone to Phone

1.2.5 Các thiết bị dùng trong VoIP

1.2.5.1 VoIP Phone

Là thiết bị phần cứng kết nối với VoIP giống như máy điện thoại cố địnhthông thường Tuy nhiên để sử dụng cho VoIP cần phải cấu hình trước khi sửdụng

Một số tính năng khi thực hiện mua thiết bị điện thoại VoIP:

+ Low Bandwidth: hỗ trợ cho loại Codec nào, thường hiện nay người ta

Đối với hệ thống Asterisk, nên dùng softphone với công nghệ giao thứcmới dành cho Asterisk là IAX

1.2.5.3 Card giao tiếp với PSTN

Để các máy điện thoại nội bộ trong hệ thống Asterisk kết nối và thực hiệncuộc gọi với mạng PSTN, chúng ta cần phải có thiết bị phần cứng tương thích.Thiết bị phần cứng sử dụng cho hệ thống Asterisk do chính tác giả lập công tyDigium phân phối, xuất phát từ ý tưởng phân phối phần mềm Asterisk và hệthống nguồn mở miễn phí.

Thiết bị phần cứng thường ký hiệu bắt đầu bằng cụm từ TDMxyB trong

đó x là số lượng port FXS, y là số lượng port FXO.Giá trị tối đa của cả x và y là4

1.2.5.4 ATA (Analog Telephone Adaptors)

ATA là thiết bị kết nối với điện thoại Analog thông thường đến mạngVoIP, một thiết bị ATA gồm có hai loại port:

+ RJ-11 để kết nối với máy analog thông thường

+ RJ-45 để kết nối với mạng VoIP

ATA là thiết bị FXS chuyển đổi tín hiệu Analog sang tín hiệu số, nó sửdụng cho mạng VoIP để tận dụng thiết bị Analog kết nối VoIP

Thiết bị ATA sử dụng với giao thức IAX được Digium phân phối và thiết

bị ATA này được sử dụng rộng rãi với Asterisk có tên gọi là IAXy

1.2.6 Ưu, nhược điểm của VoIP

1.2.6.1 Ưu điểm

 Giảm chi phí: Đây là ưu điểm nổi bật của VoIP so với điện thoại

đường dài thông thường Chi phí cuộc gọi đường dài chỉ bằng chi phí cho truynhập Internet Một giá cước chung sẽ thực hiện được với mạng Internet và do đótiết kiệm đáng kể các dịch vụ thoại và fax Sự chia sẻ chi phí thiết bị và thao tácgiữa những người sử dụng thoại và dữ liệu cũng tăng cường hiệu quả sử dụng

xuống dưới 8Kbps, tức là một kênh 64Kbps lúc này có thể phục vụ đồng thời 8kênh thoại độc lập Như vậy, lý dó lớn nhất giúp cho chi phí thực hiện cuộc gọiVoIP thấp chính là việc sử dụng tối ưu băng thông.

 Tính thống nhất : Hệ thống VoIP có thể tích hợp cả mạng thoại , mạng

số liệu và mạng báo hiệu Các tín hiệu thoại, dữ liệu, báo hiệu có thể cùng đitrên một mạng IP Việc này sẽ giảm đáng kể chi phí đầu tư

 Vấn đề quản lý băng thông: Trong PSTN, băng thông cung cấp cho

một cuộc gọi là cố định Trong VoIP, băng thông được cung cấp một cách linhhoạt và mềm dẻo hơn nhiều Chất lượng của VoIP phụ thuộc vào nhiều yếu tố,quan trọng nhất là băng thông Do đó không có sự bắt buộc nào về mặt thônglượng giữa các thiết bị đầu cuối mà chỉ có các chuẩn tuỳ vào băng thông có thểcủa mình, bản thân các đầu cuối có thể tự điều chỉnh hệ số nén và do đó điềuchỉnh được chất lượng cuộc gọi Nâng cao ứng dụng và khả năng mở rộng:Thoại và fax chỉ là các ứng dụng khởi đầu cho VoIP, các lợi ích trong thời giandài hơn được mong đợi từ các ứng dụng đa phương tiện (multimedia) và đa dịch

vụ Tính linh hoạt của mạng IP cho phép tạo ra nhiều tính năng mới trong dịch

vụ thoại Đồng thời tính mềm dẻo còn tạo khả năng mở rộng mạng và các dịchvụ

 Tính bảo mật cao: VoIP được xây dựng trên nền tảng Internet vốn

không an toàn, do đó sẽ dẫn đến khả năng các thông tin có thể bị đánh cắp khicác gói tin bị thu lượm hoặc định tuyến sai địa chỉ một cách cố ý khi chúngtruyền trên mạng Các giao thức SIP (Session ineitiation Protocol – giao thứckhởi đầu phiên) có thể thành mật mã và xác nhận các thông điệp báo hiệu đầucuối RTP (Real Time Protocol) hỗ trợ mã thành mật mã của phương thức truyềnthông trên toàn tuyến được mã hoá thành mật mã đảm bảo truyền thông an toàn

1.2.6.2 Nhược điểm

 Chất lượng dịch vụ chưa cao: Các mạng số liệu vốn dĩ không phải

xây dựng với mục đích truyền thoại thời gian thực, vì vậy khi truyền thoại quamạng số liệu cho chất lượng cuộc gọi không được đảm báo trong trường hợpmạng xảy ra tắc nghẽn hoặc có độ trễ lớn Tính thời gian thực của tín hiệu thoạiđòi hỏi chất lượng truyền dữ liệu cao và ổn định Một yếu tố làm giảm chấtlượng thoại nữa là kỹ thuật nén để tiết kiệm đường truyền Nếu nén xuống dunglượng càng thấp thì kỹ thuật nén càng phức tạp, cho chất lượng không cao vàđặc biệt là thời gian xử lý sẽ lâu, gây trễ

 Vấn đề tiếng vọng: Nếu như trong mạng thoại, độ trễ thấp nên tiếng

vọng không ảnh hưởng nhiều thì trong mạng IP, do trễ lớn nên tiếng vọng ảnhhưởng nhiều đến chất lượng thoại

 Kỹ thuật phức tạp: Truyền tín hiệu theo thời gian thực trên mạng

chuyển mạch gói là rất khó thực hiện do mất gói trong mạng là không thể tránhđược và độ trễ không cố định của các gói thông tin khi truyền trên mạng Để cóđược một dịch vụ thoại chấp nhận được, cần thiết phải có một kỹ thuật nén tínhiệu đạt được những yêu cầu khắt khe: tỉ số nén lớn (để giảm được tốc độ bitxuống), có khả năng suy đoán và tạo lại thông tin của các gói bị thất lạc Tốc

độ xử lý của các bộ Codec (Coder and Decoder) phải đủ nhanh để không làmcuộc đàm thoại bị gián đoạn Đồng thời cơ sở hạ tầng của mạng cũng cần đượcnâng cấp lên các công nghệ mới như Frame Relay, ATM, để có tốc độ cao hơnhoặc phải có một cơ chế thực hiện chức năng QoS (Quality of Service) Tất cảcác điều này làm cho kỹ thuật thực hiện điện thoại IP trở nên phức tạp và khôngthể thực hiện được trong những năm trước đây

Ngoài ra có thể kể đến tính phức tạp của kỹ thuật và vấn đề bảo mật thôngtin (do Internet nói riêng và mạng IP nói chung vốn có tính rộng khắp và hỗnhợp, không có gì bảo đảm rằng thông tin cá nhân được giữ bí mật)

1.2.7 Một số ứng dụng VoIP

Giao tiếp thoại sẽ vẫn là dạng giao tiếp cơ bản của con người.Mạng điệnthoại công cộng không thể bị đơn giản thay thế, thậm chí thay đổi trong thờigian tới Mục đích tức thời của các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại IP là tái tạolại khả năng của điện thoại với một chi phí vận hành thấp hơn nhiều và đưa racác giải pháp kỹ thuật bổ sung cho mạng PSTN

Điện thoại có thể được áp dụng cho gần như mọi yêu cầu của giao tiếpthoại, từ một cuộc đàm thoại cơ bản cho đến một cuộc gọi hội nghị nhiều ngườiphức tạp Chất lượng âm thanh được truyền cũng có thể biến đổi tuỳ theo ứngdụng Ngoài ra, với khả năng của Internet, dịch vụ điện thoại IP sẽ cung cấpthêm nhiều tính năng mới

Ta có thể xem xét một vài ứng dụng của điện thoại :

 Thoại thông minh

Hệ thống điện thoại ngày càng trở nên hữu hiệu: rẻ, phổ biến, dễ sử dụng,

cơ động Nó chỉ có một số phím để điều khiển Trong những năm gần đây, người

ta đã cố gắng để tạo ra thoại thông minh, đầu tiên là các thoại để bàn, sau là đếncác server Nhưng mọi cố gắng đều thất bại do sự tồn tại của các hệ thống cósẵn

Internet sẽ thay đổi điều này Kể từ khi Internet phủ khắp toàn cầu, nó đãđược sử dụng để tăng thêm tính thông minh cho mạng điện thoại toàn cầu Giữamạng máy tính và mạng điện thoại tồn tại một mối liên hệ Internet cung cấpcách giám sát và điều khiển các cuộc thoại VoIP một cách tiên lợi hơn Chúng ta

có thể thấy được khả năng kiểm soát và điều khiển các cuộc gọi thông qua mạngInternet

 Dịch vụ điện thoại Web

World Wide Web đã làm cuộc cách mạng trong cách giao dịch với kháchhàng của các doanh nghiêp Điện thoại Web hay “bấm số” (click to dial) chophép các doanh nghiệp có thể đưa thêm các phím bấm lên trang web để kết nốitới hệ thống điện thoại của họ.

 Truy cập các trung tâm trả lời điện thoại

Truy cập đến các trung tâm phục vụ khách hàng qua mạng Internet sẽ thúcđẩy mạnh mẽ thương mại điện tử Dịch vụ sẽ cho phép một khách hàng có câuhỏi về một sản phẩm được chào hàng qua Internet được các nhân viên của công

ty trả lời trực tiếp

 Dịch vụ fax qua IP

Việc sử dụng Internet không những được mở rộng cho thoại mà còn cho

cả dịch vụ fax Nếu bạn gởi nhiều fax từ PC, đặc biệt là gởi ra nước ngoài thì việc sử dụng dịch vụ Internet faxing sẽ giúp bạn tiết kiệm được tiền và cả kênh thoại Dịch vụ này sẽ chuyển trực tiếp từ PC của bạn qua kết nối Internet.

1.2.8 Yêu cầu chất lượng đối với VoIP

Từ những nhược điểm chính của mạng chuyển mạch gói đã đặt ra nhữngyêu cầu cho VoIP như sau:

 Chất lượng thoại phải ổn định, độ trễ chấp nhận được.

 Mạng IP cơ bản phải đáp ứng được những tiêu chí hoạt động khắt khe

gồm giảm thiểu việc không chấp nhận cuộc gọi, mất mát gói và mất liên lạc.Điều này đòi hỏi ngay cả trong trường hợp mạng bị nghẽn hoặc khi nhiều người

sử dụng chung tài nguyên của mạng cùng một lúc

 Việc báo hiệu có thể tương tác được với báo hiệu của mạng PSTN.

 Quản lý hệ thống an toàn, địa chỉ hoá và thanh toán phải được cung

cấp, tốt nhất là được hợp nhất với các hệ thống hỗ trợ hoạt động PSTN

1.3 Kiến trúc và các thành phần mạng VoIP

1.3.1 Kiến trúc tổng quan mạng VoIP

Hình 1.4 Mô hình kiến trúc tổng quan của mạng VoIP

Trong mô hình này là sự có mặt của ba thành phần chính trong mạng VoIP

đó là:

IP Phone (hay còn gọi là SoftPhone): là thiết bị giao diện đầu cuối phíangười dùng với mạng VoIP Cấu tạo chính của một IP Phone gồm hai thành phầnchính:Thành phần báo hiệu mạng VoIP: báo hiệu có thể là H.323 sử dụng giaothức TCP hay SIP sử dụng UDP hoặc TCP làm giao thức truyền tải của mình.Thành phần truyền tải media: sử dụng RTP để truyền luồng media với chấtlượng thời gian thực và được điều khiển theo giao thức RTCP

VoIP Server: chức năng chính của Server trong mạng VoIP tùy thuộc vàogiao thức báo hiệu được sử dụng Nhưng về mô hình chung thì VoIP Server thựchiện các chức năng sau:

 Định tuyến bản tin báo hiệu trong mạng VoIP

 Đăng kí, xác thực người sử dụng

 Dịch địa chỉ trong mạng

Nói chung, VoIP Server trong mạng như là đầu não chỉ huy mọi hoạt độngcủa mạng Server có thể tích hợp tất cả các chức năng (SoftSwitch) hoặc nằmtách biệt trên các Server chức năng khác nhau ( Location Server, RegistrarServer, Proxy Server,…)

1.3.2 Mô hình phân lớp chức năng

Về mặt chức năng, công nghệ VoIP có thể được chi làm ba lớp như sau:

Hình 1.5 Mô hình phân cấp chức năngLớp cơ sở hạ tầng mạng gói thực hiện chức năng truyền tải lưu lượngthoại Trong VoIP, cơ sở hạ tầng là các mạng IP Giao thức truyền tải thời gianthực RTP (Realtime Transport Protocol) kết hợp với UDP và IP giúp truyền tảithông tin thoại qua mạng IP RTP chạy trên UDP, còn UDP hoạt động trên IPhình thành lên cơ chế truyền RTP/UDP/IP trong VoIP.

Trong các mạng IP, hiện tượng các gói IP thất lạc hoặc đến không theo thứ

tự thường xuyên xảy ra Cơ chế truyền TCP/IP khắc phục việc mất gói bằng cơchế truyền lại không phù hợp với các ứng dụng thời gian thực vốn rất nhạy cảmvới trễ RTP với trường tem thời gian (timestamp) được dùng để bên thu nhậnbiết và xử lí các vấn đề như trễ, sự thay đổ độ trễ(jitter) và sự mất gói

Lớp điều khiển cuộc gọi thực hiện chức năng báo hiệu, định hướng cuộcgọi trong VoIP Sự phân tách giữa mặt phẳng báo hiệu và truyền tải đã được thựchiện ở PSTN với báo hiệu kênh chung SS7, nhưng ở đây nhấn mạnh một thực tế

có nhiều chuẩn báo hiệu cho VoIP cùng tồn tại như H323, SIP hay SGCP/MGCP(Simple Gateway Control Protocol/ Media Gateway Control Protocol) Các giaothức báo hiệu này có thể hoạt động cùng nhau, được ứng dụng để phù hợp với

những nhu cầu cụ thể của mạng Ngoài ra lớp này còn cung cấp chức năng truynhập tới dịch vụ bên trên cũng như các giao diện lập trình mở để phát triển ứngdụng.

Lớp ứng dụng dịch vụ đảm nhiệm chức năng cung cấp dịch vụ trongmạng với cả dịch vụ cũ tưong tự như trong PSTN và dịch vụ mới thêm vào Cácgiao diện mở cho phép các nhà cung cấp phần mềm độc lập phát triển ra nhiềuứng dụng mới Đặc biệt là các ứng dụng dựa trên Web, các ứng dụng kết hợpgiữa thoại và dữ liệu, các ứng dụng liên quan tới thương mại điện tử Sự phântách lớp dịch vụ làm cho các dịch vụ mới được triển khai nhanh chóng Ngoài

ra, các chức năng như quản lí, nhận thực cuộc gọi và chuyển đổi địa chỉ cũngđược thực hiện ở lớp này

Do các giao diện giữa các lớp là mở và tuân theo chuẩn, tạo ra nhiều sựlựa chọn khi xây dựng thiết kế mạng Ví dụ, ứng với lớp cơ sở hạ tầng mạng ta

có thể dùng các router và switch của hãng Cisco, điều khiển cuộc gọi thực hiệnbằng các gatekeeper của VocalTec và các dịch vụ được cung cấp bởi server dịch

vụ của Netspeak Do đó mô hình trên không chỉ có giá trị về mặt lí thuyết

1.3.3 Các thành phần trong mạng VoIP

Hình 1.6 Cấu hình mạng VoIP trong xu hướng mạng thế hệ mới NGNMạng VoIP phải có khả năng thực hiện các chức năng mà mạng điện thoạicông cộng thực hiện, ngoài ra phải thực hiện chức năng của một gateway giữamạng IP và mạng điện thoại công cộng Thành phần của mạng điện thoại IP cóthể gồm các phần tử sau đây:

+ Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP: Là một nút cuối cùng trong mạngđiện thoại IP, một thiết bị đầu cuối có thể cho phép một thuê bao trong mạng IPthực hiện cuộc gọi Cuộc gọi đó sẽ được gatekeeper mà đầu cuối hoặc thuê bao

đã đăng ký giám sát

+ Mạng truy nhập IP: Là các loại mạng dữ liệu sử dụng chồng giao thứcTCP/IP trong đó sử dụng giao thức IP cho lớp mạng (lớp 3) còn ở lớp truy nhậpmạng (lớp 2) có thể là giao thức của mạng LAN, x25, Frame Relay, PPP

+ Gateway: Là thiết bị có chức năng kết nối hai mạng không giống nhau,hầu hết các trường hợp đó là mạng IP và mạng PSTN Có 3 loại gateway là:

Gateway truyền tải kênh thoại, Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại vàGateway báo hiệu.

- Gateway báo hiệu (SGW- Signalling Gateway): chức năng trung chuyểngiữa báo hiệu trong mạng chuyển mạch kênh (như là SS7 hay R2) và báo hiệutrong mạng IP (H.323), phối hợp hoạt động với Gateway truyền tải và hệ thốngquản lý mạng Gateway báo hiệu có thể đứng độc lập hoặc có thể kết hợp vớiGateway truyền tải thoại thành một Gateway duy nhất

- Gateway truyền tải kênh thoại( MGW- Media Gateway): Chức năngchuyển đổi khuôn dạng thông tin từ thông tin ghép kênh theo thời gian (TDM)trong mạng chuyển mạch gói thành các gói tin IP và ngược lại, nén tín hiệu thoại(voice compression), nén khoảng lặng (silent comppression) triệt tiếng vọng(echo cancellation) Ngoài ra còn cung cấp các giao diện vật cho các kết nối củacác mạng (như E1/T1 với mạng chuyển mạch kênh, ethernet/frame relay vớimạng IP)

- Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại (MGWC-Media GatewayController): Vai trò như là phần tử kết nối giữa Gateway báo hiệu và gatekeeper

Nó nhận thông tin báo hiệu từ mạng chuyển mạch kênh thông qua gateway báohiệu, từ mạng IP thông qua gatekeeper thực hiện việc điều khiển gateway truyềntải kênh thoại

+ Gatekeeper: Có thể xem gatekeeper như là bộ não của hệ thống mạngđiện thoại IP Nó cung cấp chức năng quản lý cuộc gọi một cách tập trung vàmột số các dịch vụ quan trọng khác như là: nhận dạng các đầu cuối và gateway,quản lý băng thông, chuyển đổi địa chỉ (từ địa chỉ IP sang địa chỉ E.164 vàngược lại), đăng ký hay tính cước Mỗi gatekeeper sẽ quản lý một vùng baogồm các đầu cuối đã đăng ký, nhưng cũng có thể nhiều gatekeeper cùng quản lýmột vùng trong trường hợp một vùng có nhiều gatekeeper

1.4 Kết luận chương

Sự phát triển nhảy vọt của mạng chuyển mạch gói IP hiện nay không chỉđem lại cho chúng ta những dịch vụ mới đa dạng mà còn là cơ hội cải thiện cácdịch vụ viễn thông trước kia với chất lượng tốt hơn và giá thành rẻ hơn Trên cơ

sở đó, mạng VoIP ra đời và ngày càng đáp ứng tốt hơn các yêu cầu đặt ra nhưchất lượng dịch vụ, giá thành, số lượng tích hợp các dịch vụ thoại lẫn phithoại.Chương 1 ta đã tìm hiểu khái niệm kiến trúc mạng VoIP, những ưu, nhượcđiểm của mạng VoIP, những yêu cầu về chất lượng của VoIP để đảm bảo chấtlượng cuộc gọi Chương 2 ta sẽ tìm hiểu về các giao thức truyền tải và báo hiệutrao đổi giữa các thiết bị đầu cuối trong kết nối VoIP

CHƯƠNG 2: CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU TRONG MẠNG VoIP 2.1 Giới thiệu chương

Công nghệ VoIP là công nghệ truyền tín hiệu thoại trên nền IP, chính vìthế mà hệ thống VoIP phải được hỗ trợ các giao thức được sử dụng trên mạngInternet và phải có kiến trúc thích ứng với kiến trúc mạng IP Chương 2 trìnhbày các khái niệm, chức năng của giao thức báo hiệu trong mạng VoIP

2.2 Các giao thức trong mạng VoIP

2.2.1 Giao thức H.323

Khi đề cập đến thoại IP, tiêu chuẩn quốc tế thường được đề cập đến làH.323 Giao thức H.323 là chuẩn do ITU-T SG16 phát triển cho phép truyềnthông đa phương tiện qua các hệ thống dựa trên mạng chuyển mạch gói, ví dụnhư Internet Nó được ITU-T ban hành lần đầu tiên vào năm 1996 và gần đâynhất là năm 1998 H.323 là chuẩn riêng cho các thành phần mạng, các giao thức

và các thủ tục cung cấp dịch vụ thông tin multimedia như : audio thời gian thực,video và thông tin dữ liệu qua các mạng chuyển mạch gói , bao gồm các mạngdựa trên giao thức IP Tập giao thức H.323 được thiết kế để hoạt động trên tầngvận chuyển của các mạng cơ sở Tuy nhiên, khuyến nghị H.323 rất chung chungnên ít được coi là tiêu chuẩn cụ thể Trong thực tế, hoàn toàn có thể thiết kế một

hệ thống thoại tuân thủ H.323 mà không cần đến IP Khuyến nghị này chỉ đưa rayêu cầu về “giao diện mạng gói” tại thiết bị đầu cuối Ban đầu, H.323 dự địnhdành cho X.25, FrameRelay sau đó là ATM, nhưng giờ đây lại là TCP/IP, trongkhi đó có rất ít H.323 được vận hành trên mạng X.25 và ATM

Cấu trúc của H.323:

Hình 2.1 Cấu trúc của H.323

2.2.1.1 Thiết bị đầu cuối

Thực hiện các chức năng đầu cuối : thực hiện gọi hoặc nhận cuộc gọi

2.2.1.2 Gatekeeper

Một miền H.323 trên cơ sở mạng IP là tập hợp tất cả các đầu cuối đượcgán với một bí danh Mỗi miền được quản trị bởi một Gatekeeper duy nhất, làtrung tâm đầu não, đóng vai trò giám sát mọi hoạt động trong miền đó Đây làthành phần tuỳ chọn trong hệ thống VoIP theo chuẩn H.323 Tuy nhiên nếu cómặt Gatekeeper trong mạng thì các đầu cuối H.323 và các Gateway phải hoạtđộng theo các dịch vụ của Gatekeeper đó Gatekeeper hoạt động ở hai chế độ :

- Chế độ trực tiếp: Gatekeeper chỉ có nhiệm vụ cung cấp địa chỉ đích màkhông tham gia vào các hoạt động kết nối khác

- Chế độ chọn đường : Gatekeeper là thành phần trung gian, chuyển tiếpmọi thông tin trao đổi giữa các bên

Gatekeeper phải thực hiện các chức năng sau:

 Chức năng dịch địa chỉ : Gatekeeper sẽ thực hiện chuyển đổi địa chỉ

hình thức (dạng tên gọi hay địa chỉ hộp thư ) của một đầu cuối hay Gatewaysang địa chỉ truyền dẫn (địa chỉ IP) Việc chuyển đổi được thực hiện bằng cách

sử dụng bản đối chiếu địa chỉ được cập nhật thường xuyên bởi các bản tin đăngký

 Điều khiển truy cập : Gatekeeper cho phép một truy cập mạng LAN

bằng cách sử dụng các bản tin H.225 là ARQ/ACF/ARJ Việc điều khiển nàydựa trên sự cho phép cuộc gọi, băng thông, hoặc một vài thông số khác do nhàsản xuất quy định Nó có thể là chức năng rỗng có nghĩa là chấp nhận mọi yêucầu truy nhập của đầu cuối

 Điều khiển độ rộng băng thông: Gatekeeper hỗ trợ các bản tin

BRQ/BRJ/BCF cho việc quản lý băng thông Nó có thể là chức năng rỗng nghĩa

là chấp nhận mọi yêu cầu thay đổi băng thông

 Quản lý vùng: Ở đây chữ vùng là tập hợp tất cả các phần tử H.323 gồm

thiết bị đầu cuối, Gateway, MCU có đăng ký hoạt động với Gatekeeper để thựchiện liên lạc giữa các phần tử trong vùng hay từ vùng này sang vùng khác

Các chức năng không bắt buộc của Gatekeeper:

 Điều khiển báo hiệu cuộc gọi: Gatekeeper có thể lựa chọn hai phương

thức điều khiển báo hiệu cuộc gọi là: hoàn thành báo hiệu cuộc gọi với các đầucuối và xử lý báo hiệu cuộc gọi chính bản thân nó, hoặc Gatekeeper có thể ralệnh cho các đầu cuối kết nối một kênh báo hiệu cuộc gọi hướng tới nhau Theophương thức này thì Gatekeeper không phải giám sát báo hiệu trên kênh H.225

 Cho phép cuộc gọi : Thông qua việc sử dụng báo hiệu H.225,

Gatekeeper có thể loại bỏ các cuộc gọi không được phép Những nguyên nhân từ

chối bao gồm hạn chế tới hoặc từ một đầu cuối cụ thể, hay các Gateway, và hạnchế truy nhập trong các khoảng thời gian nhất định.

 Quản lý băng thông : Gatekeeper có thể hạn chế một số các đầu cuối

H.323 cùng một lúc sử dụng mạng.Thông qua việc sử dụng kênh báo hiệuH.225, Gatekeeper có thể loại bỏ các các cuộc gọi từ một đầu cuối do sự hạn chếbăng thông Điều đó có thể xảy ra nếu Gatekeeper thấy rằng không đủ băngthông sẵn có trên mạng để trợ giúp cho cuộc gọi Việc từ chối cũng có thể xảy rakhi một đầu đang tham gia một cuộc gọi yêu cầu thêm băng thông Nó có thể làmột chức năng rỗng nghĩa là mọi yêu cầu truy nhập đều được đồng ý

 Quản lý cuộc gọi : Một ví dụ cụ thể về chức năng này là Gatekeeper có

thể lập một danh sách tất cả các cuộc gọi H.323 hướng đi đang thực hiện để chỉthị rằng một đầu cuối bị gọi đang bận và cung cấp thông tin cho chức năng quản

lý băng thông

2.2.1.3 Khối điều khiển đa điểm MCU

Khối điều khiển đa điểm (MCU) đwợc sử dụng khi một cuộc gọi hay hộinghị cần giữ nhiều kết nối hoạt động Do có một số hữu hạn các kết nối đồngthời, nên các MCU giám sát sự thoả thuận giữa các đầu cuối và sự kiểm tra mọiđầu cuối về các khả năng mà chúng có thể cung cấp cho hội nghị hoặc cuộc gọi.Các MCU gồm hai phần: Bộ điều khiển đa điểm (MC) và Bộ xử lý đa điểm(MP)

Bộ điều khiển đa điểm (MC) có trách nhiệm trong việc thoả thuận và

quyết định khả năng của các đầu cuối Trong khi đó bộ xử lý đa điểm được sửdụng để xử lý đa phương tiện (multimedia), các luồng trong suốt quá trình củamột hội nghị hoặc một cuộc gọi đa điểm

Bộ xử lý đa điểm ( MP ) có thể không có hoặc có rất nhiều vì chúng có

trách nhiệm trộn và chuyển mạch các luồng phương tiện truyền đạt và việc xử lý

các bit dữ liệu âm thanh và hình ảnh MC không phải tương tác trực tiếp với cácluồng phương tiện truyền đạt, đó là công việc của MP Các MC và MP có thể càiđặt như một thiết bị độc lập hoặc là một phần của các phần tử khác của H.323.

2.2.1.4 Tập giao thức H.323

Hình 2.2 Tập các giao thức H.323

2.2.1.4.1 Báo hiệu RAS

Cung cấp các thủ tục điều khiển tiền cuộc gọi trong mạng H.323 có GK.Kênh báo hiệu RAS được thiết lập giữa các đầu cuối và các GK trước các kênhkhác Nó độc lập với kênh báo hiệu cuộc gọi và kênh điều khiển H.245 Các bảntin RAS được truyền qua mạng thông qua kết nối UDP, thực hiện việc đăng ký,cho phép, thay đổi băng thông, trạng thái vμ các thủ tục huỷ bỏ cuộc gọi Báohiệu RAS gồm những quá trình sau:

- Tìm GateKeeper

- Đăng ký : Đăng ký là một quá trình cho phép GW, các đầu cuối và MCUtham gia vào một vùng và báo cho GK biết địa chỉ truyền vận và địa chỉ bí danhcủa nó

- Định vị đầu cuối.

- Cho phép, thay đổi băng thông, trạng thái và huỷ quan hệ

2.2.1.4.2 Báo hiệu điều khiển cuộc gọi H.225

Trong mạng H.323, thủ tục báo hiệu cuộc gọi được dựa trên khuyến nghịH.225 của ITU Khuyến nghị này chỉ rõ cách sử dụng và trợ giúp của các bản tinbáo hiệu Q.931 Sau khi khởi tạo thiết lập cuộc gọi Các bản tin điều khiển cuộcgọi và các bản tin giữ cho kênh báo hiệu cuộc gọi tồn tại (keepalive) đượcchuyển tới các cổng

Các bản tin Q.931 thường được sử dụng trong mạng H.323:

 Setup: Được gửi từ thực thể chủ gọi để thiết lập kết nối tới thực thểH.323 bị gọi

 Call Proceeding: chỉ thị rằng thủ tục thiết lập cuộc gọi đã được khởitạo

 Alerting: chỉ thị rằng chuông bên đích bắt đầu rung.

 Connect: thông báo rằng bên bị gọi đã trả lời cuộc gọi

 Release Complete: chỉ thị rằng cuộc gọi đang bị giải phóng

 Facility: Đây là một bản tin Q.932 dùng để yêu cầu hoặc phúc đáp cácdịch vụ bổ sung Nó cũng được dùng để cảnh báo rằng một cuộc gọi sẽ đượcđịnh tuyến trực tiếp hay thông qua GK

thiết lập giữa 2 đầu cuối, một đầu cuối với một MC hoặc một đầu cuối với GK.Đầu cuối chỉ thiết lập duy nhất một kênh điều khiển H.245 cho mỗi cuộc gọi mà

nó tham gia Một đầu cuối, MCU, GK có thể hỗ trợ nhiều cuộc gọi cùng một lúc

do vậy có nhiều kênh điều H.245 tương ứng Khuyến nghị H.245 định nghĩa một

số thực thể giao thức độc lập trợ giúp cho báo hiệu từ đầu cuối đến đầu cuối nhưsau:

 Trao đổi khả năng : Bao gồm những bản tin cho phép xác định khả

năng trao đổi dữ liệu và âm thanh của từng đầu cuối tham gia cuộc gọi Nó đảmbảo cho bên thu đủ khả năng nhận và xử lý thông tin đầu vào mà không bị xungđột gì Khi biết được khả năng thu của đầu cuối nhận, thì đầu cuối phát sẽ giớihạn nội dung thông tin mà nó truyền đi trong khuôn khổ khả năng thu trên.Ngược lại, khả năng truyền cho phép đầu cuối nhận lựa chọn chế độ thu thíchhợp Với tín hiệu âm thanh, khả năng trao đổi bao gồm các bộ giải mã tín hiệuthoại như họ tiêu chuẩn G: G.729 8kbps, G.711 64kbps, G.723 5,3 hoặc 6,3kbps, G.722 48kbps

 Quyết định chủ - tớ: Là các thủ tục quyết định đầu cuối nào là chủ đầu

cuối nào là tớ trong một cuộc gọi xác định Mối quan hệ này được duy trì trongsuốt thời gian cuộc gọi

 Trễ vòng (Round Trip delay) : Là các thủ tục dùng để xác định trễ giữa

đầu cuối nguồn và đầu cuối đích Bản tin RounđTripDelayRequest đo trễ vàkiểm tra thực thể giao thức H.245 ở đầu cuối bên kia có còn hoạt động haykhông

 Báo hiệu kênh logic (Logical channel signaling) : Báo hiệu kênh logic

sử dụng các bản tin OpenLogicalChannel và CloseLogicalChannel và các thủtục của H.245 để đóng mở các kênh logic Khi một kênh logic được mở, mộtbản tin OpenLogical sẽ miêu tả đầy đủ nội dung của kênh logic đó bao gồm kiểu

truyền thông (media type), thuật toán sử dụng, các chức năng và mọi thông tinkhác để bên thu có thể dịch được nội dung của kênh logic

 Các thủ tục kết nối nhanh : Có hai thủ tục để thiết lập kênh truyền

thông là H.245 và kết nối nhanh Kết nối nhanh cho phép sự thiết lập kết nốitruyền thông cho các cuộc gọi cơ bản điểm tới điểm với chỉ một lần trao đổi bảntin vòng (bản tin đi từ đầu cuối nguồn tới đầu cuối đích rồi lại trở về đầu cuốinguồn)

 H245 ngầm (Tuneling H.245) : Các bản tin H.245 có thể được đóng gói

ở trong kênh báo hiệu cuộc gọi H.225 thay vì tạo ra một kênh điều khiển H.245riêng biệt Phuơng pháp này cải thiện được thời gian thiết lập cuộc gọi và thờigian định vị tài nguyên Đồng thời nó cho phép sự đồng bộ giữa báo hiệu cuộcgọi và điều khiển Có thể đóng gói nhiều bản tin H.245 vào bất kỳ bản tin H.225nào Vào một thời điểm bất kỳ, mỗi đầu cuối có thể chuyển sang một kết nốiH.245 riêng biệt

2.2.1.5 Quá trình thiết lập cuộc gọi H.323

Một cuộc gọi trải qua các bước như sau:

 Thiết lập cuộc gọi.

 Khởi tạo truyền thông và trao đổi khả năng.

 Thiết lập kênh truyền thông nghe nhìn.

 Dịch vụ cuộc gọi.

 Kết thúc cuộc gọi.

2.2.2 Giao thức khởi tạo phiên SIP

SIP (Session Initiation Protcol ) là giao thức báo hiệu điều khiển lớp ứngdụng được dùng để thiết lập, duy trì, kết thúc các phiên truyền thông đa phươngtiện (multimedia) Các phiên multimedia bao gồm thoại Internet, hội nghị, vàcác ứng dụng tương tự có liên quan đến các phương tiện truyền đạt (media) như

âm thanh, hình ảnh, và dữ liệu

SIP sử dụng các bản tin mời (INVITE) để thiết lập các phiên và để mangcác thông tin mô tả phiên truyền dẫn SIP hỗ trợ các phiên đơn bá (unicast) vàquảng bá (multicast) tương ứng các cuộc gọi điểm tới điểm và cuộc gọi đa điểm

Có thể sử dụng năm chức năng của SIP để thiết lập và kết thúc truyền dẫn là :định vị thuê bao, khả năng thuê bao, độ sẵn sàng của thuê bao, thiết lập cuộc gọi

và xử lý cuộc gọi

SIP được IETF đưa ra trong RFC 2543 Nó là một giao thức dựa trên ýtưởng và cấu trúc của HTTP(HyperText Transfer Protocol)-giao thức trao đổithông tin của World Wide Web- và là một phần trong kiến trúc multimedia của

IETF Các giao thức có liên quan đến SIP bao gồm giao thức RSVP (ResourceReservation Protocol), giao thức truyền vận thời gian thực (Real-time TransportProtocol), giao thức cảnh báo phiên SAP (Session Announcement Protocol),giao thức miêu tả phiên SDP (Session Description Protocol) Các chức năng củaSIP độc lập, nên chúng không phụ thuộc vào bất kỳ giao thức nào thuộc các giaothức trên Mặt khác, SIP có thể hoạt động kết hợp với các giao thức báo hiệukhác như H.323

SIP là một giao thức theo thiết kế mở do đó nó có thể được mở rộng đểphát triển thêm các chức năng mới Sự linh hoạt của các bản tin SIP cũng chophép đáp ứng các dịch vụ thoại tiên tiến bao gồm cả các dịch vụ di động

2.2.2.1 Các thành phần trong hệ thống SIP

Hình 2.3 Các thành phần cơ bản trong hệ thống SIP

Hai phần tử cơ bản trong hệ thống SIP là tác nhân người sử dụng (useragent) và các máy phục vụ mạng (network server) Bên chủ gọi và bị gọi đượcnhận dạng bằng các địa chỉ SIP.

- Redirect server: xác định server chặng tiếp theo rồi thông báo cho client

để nó tự gửi yêu cầu Redirect server không tạo và gửi yêu cầu

- Registrar server: tiếp nhận và xử lý các yêu cầu REGISTER (vd, khi bậtmáy thuê bao), thực hiện nhận thực thuê bao

2.2.2.2 Các bản tin của SIP

SIP là một giao thức dựa trên ký tự văn bản với cú pháp bản in và cáctrường mào đầu đồng nhất với giao thức truyền siêu văn bản HTTP (HypperText Transfer Protocol) Các bản tin của SIP truyền trên cùng một kết nối TCPhoặc bó dữ liệu UDP

Tổng đài Asterisk và công nghệ VoIP SVTH: Nhóm 1 – D5 DTVT2

38

SIP Header

INVITE sip:5120@192.168.36.180 SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP 192.168.6.21:5060 From: sip:5121@192.168.6.21 To: <sip:5120@192.168.36.180>

-Call-ID: c2943000-e0563-2a1ce-2e323931@192.168.6.21 CSeq: 100 INVITE

Expires: 180

Hình 2.4 Các bản tin của SIP

Một số trường mào đầu đơn giản :

- INVITE : Để chỉ thị rằng thuê bao hoặc dịch vụ được mời tham gia vàomột phiên Nó bao gồm một mô tả phiên và đối với các cuộc gọi song công thìbên chủ gọi chỉ thị phương thức truyền thông (media) trong bản tin này Theophương pháp đơn giản này các bên có thể xác định được các khả năng của bên