CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ VOIP I. SỰ RA ĐỜI CỦA VOIP Voice over IP (VoIP) là mô hình truyền thoại sử dụng giao thức mạng Internet hay còn gọi là giao thức IP. VoIP đang trở thành một trong những công nghệ viễn thông hấp dẫn nhất hiện hay không chỉ đối với các doanh nghiệp mà còn cả với những ngƣời sử dụng dịch vụ. VoIP có thể thực hiện tất cả các cuộc gọi nhƣ trên mạng PSTN ví dụ truyền thoại, truyền fax, truyền dữ liệu trên cơ sở mạng dữ liệu có sẵn với tham số chất lƣợng dịch vụ (QoS) chấp nhận đƣợc.
Điều này tạo thuận lợi cho những ngƣời sử dụng có thể tiết kiệm chi phí bao gồm chi phí cho cở sở hạ tầng mạng và chi phí liên lạc nhất là liên lạc đƣờng dài. Đối với các nhà cung cấp dịch vụ, VoIP đƣợc xem nhƣ một mô hình mới hấp dẫn có thể mang lại lợi nhuận nhờ khả năng mở rộng và phát triển các loại hình dịch vụ với chi phí thấp. [7] Cấu trúc phân lớp của hệ thống VoIP đƣợc mô tả giống nhƣ cấu trúc phân /IP và đƣợc biểu diễn nhƣ sau: Hình 1: Mô hình mạng VoIP z Trang 13/118 Mạng truy nhập Hình 2: Cấu trúc phân lớp của hệ thống VoIP II. CÁC HÌNH THỨC TRUYỀN THOẠI TRÊN INTERNET 1.
Mô hình PC to PC Trong mô hình này, mỗi máy tính cần đƣợc trang bị một card âm thanh, một microphone, một speaker và đƣợc kết nối trực tiếp với mạng Internet thông qua modem hoặc card NIC (Network Interface Card). Mỗi máy tính đƣợc cung cấp một địa chỉ IP và hai máy tính đã có thể trao đổi các tín hiệu thoại với nhau thông qua mạng Internet. Tất cả các thao tác nhƣ lấy mẫu tín hiệu âm thanh, mã hoá và giải mã, nén và giải nén tín hiệu đều đƣợc máy tính thực hiện. Trong mô hình này chỉ có những máy tính đƣợc nối với cùng một mạng mới có khả năng trao đổi thông tin với nhau.
[7] Hình 3: Mô hình PC to PC 2. Mô hình PC to Phone Mô hình PC to Phone là một mô hình đƣợc cải tiến hơn so với mô hình PC to PC. Mô hình này cho phép ngƣời sử dụng máy tính có thể thực hiện cuộc gọi đến mạng PSTN thông thƣờng và ngƣợc lại. Trong mô hình này mạng Internet và mạng PSTN có thể giao tiếp với nhau nhờ một thiết bị đặc biệt đó là Gateway.
Đây là mô z Trang 14/118 hình cơ sở để dẫn tới việc kết hợp giữa mạng Internet và mạng PSTN cũng nhƣ các mạng GSM hay ISDN khác.[7] Hình 4: Mô hình PC to Phone 3. Mô hình Phone to Phone Là mô hình mở rộng của mô hình PC to Phone sử dụng Internet làm phƣơng tiện liên lạc giữa các mạng PSTN. Tất cả các mạng PSTN đều kết nối với mạng Internet thông qua các gateway. Khi tiến hành cuộc gọi mạng PSTN sẽ kết nối đến gateway gần nhất.
Tại gateway địa chỉ sẽ đƣợc chuyển đổi từ địa chỉ PSTN sang địa chỉ IP để có thể định tuyến các gói tin đến đƣợc mạng đích. Đồng thời gateway nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu thoại tƣơng tự thành dạng số sau đó mã hoá, nén, đóng gói và gửi qua mạng Mạng đích cũng đƣợc kết nối với gateway và tại gateway đích, địa chỉ lại đƣợc chuyển đổi trở lại thành địa chỉ PSTN và tín hiệu đƣợc giải nén, giải mã chuyển đổi ngƣợc lại thành tín hiệu tƣơng tự gửi vào mạng PSTN đến đích.[7] Hình 5: Mô hình Phone to Phone z Trang 15/118 III. CÁC ỨNG DỤNG VÀ ƢU ĐIỂM CỦA VOIP 1. Ƣu điểm - Tiết kiệm chi phí: Ƣu điểm nổi bật nhất của VoIP là tiết kiệm chi phí và tận dụng tài nguyên mạng mà không có bất cứ ràng buộc nào đối với ngƣời sử dụng.
Việc liên lạc đƣờng dài sử dụng kỹ thuật VoIP tiết kiệm đƣợc chi phí hơn là sử dụng mạng PSTN thông thƣờng, VoIP hiệu quả hơn PSTN trong các ứng dụng mới đặc biệt là các ứng dụng đa dịch vụ. Ƣu điểm của VoIP không chỉ là tiết kiệm chi phí liên lạc, sử dụng VoIP còn tiết kiệm đƣợc chi phí đầu tƣ vào hạ tầng mạng. Chúng ta có khả năng sử dụng một mạng số liệu duy nhất để phục vụ tất cả các loại hình dịch vụ nhƣ thoại, fax và truyền số liệu thay vì lắp đặt các mạng độc lập. Hơn nữa VoIP có thể thích hợp với bất cứ loại hình thiết bị thoại nào, chẳng hạn nhƣ PC hay điện thoại thông thƣờng.
VoIP có thể áp dụng cho bất kỳ loại hình thoại nào, chẳng hạn nhƣ thoại thông thƣờng hay thoại đa điểm cho tới điện thoại có hình hay truyền hình hội thảo. Việc chia sẻ trang thiết bị và chi phí vận hành cho cả thoại và số liệu có thể nâng cao hiệu quả sử dụng mạng vì phần băng thông dƣ của mạng này có thể đƣợc tận dụng trên mạng khác, do đó thu hẹp phạm vi kênh thoại trên băng thông và tăng dụng lƣợng truyền.[7] - Quản lý đơn giản: VoIP mang lại cho ngƣời sử dụng khả năng quản lý dễ dàng hơn. Việc kết hợp mạng thoại và mạng số liệu có thể giảm bớt gánh nặng cho việc quản lý. Chỉ cần phải quản lý một mạng số liệu thống nhất thay vì quản lý mạng thoại bên cạnh mạng số liệu nhƣ trƣớc đây.
Đối với doanh nghiệp, tất cả các cuộc gọi nội bộ có thể dùng kỹ thuật VoIP mà không gặp vấn đề gì về chất lƣợng dịch vụ. Còn khi cần gọi ra ngoài chỉ cần một số kết nối nhất định đến mạng PSTN thông qua các gateway. Đối với gia đình, áp dụng kỹ thuật VoIP không hề làm thay đổi cách sử dụng điện thoại. Việc sử dụng hoàn toàn nhƣ điện thoại thông thƣờng không có gì thay đổi (nếu có chỉ là cách bấm số có dài hơn).[7] - Sử dụng hiệu quả: Nhƣ đã biết VoIP truyền thoại qua mạng Internet và sử dụng giao thức IP.
Hiện nay IP là giao thức mạng đƣợc sử dụng rộng rãi nhất. Có rất nhiều ứng dụng đang đƣợc khai thác trên cơ sở các giao thức của mạng IP. VoIP có thể kết hợp sử dụng các ứng dụng này để nâng cao hiệu quả sử dụng mạng. Ví dụ có thể đƣa các địa chỉ của mạng VoIP lên trang Web và ngƣời sử dụng có thể thiết lập liên lạc khi đang khai thác trang Web của mình.
Kỹ thuật VoIP đƣợc sử dụng chủ yếu kết hợp với các mạng máy tính do đó có thể tận dụng đƣợc sự phát triển của công nghệ thông tin để nâng cao hiệu quả sử dụng. Các phần mềm sẽ hỗ trợ rất nhiều cho việc khai thác các dịch vụ của mạng VoIP. Công nghệ thông tin càng phát z Trang 16/118 triển thì việc khai thác càng có hiệu quả, sẽ xuất hiện nhiều dịch vụ mới hỗ trợ ngƣời sử dụng trong mọi lĩnh vực. Ứng dụng - Internet Telephone: là thiết bị giống nhƣ điện thoại thông thƣờng nhƣng không kết nối vào mạng điện thoại công cộng PSTN mà kết nối vào các mạng máy tính (có thể là mạng Internet).
Internet Telephone có khả năng truyền và nhận tín hiệu âm thanh trực tiếp từ các mạng số liệu. Internet Telephone còn có thể sử dụng đƣợc nhƣ một thiết bị truy cập Internet thông thƣờng. Internet Telephone trong tƣơng lai sẽ phát triển với mô hình doanh nghiệp.[7] - Gateway IP – PSTN: để có thể sử dụng mạng VoIP hiệu quả cùng với mạng điện thoại công cộng PSTN. Gateway IP – PSTN là một cổng kết nối cho phép trao đổi các thông tin trên hai mạng.
Gateway có thể kết nối trực tiếp hai mạng nói trên hoặc có thể sử dụng kết hợp với các PBX. Gateway IP – PSTN có hai giao diện chính, giao diện thứ nhất là giao diện với mạng PSTN và giao diện thứ hai là giao diện với mạng Internet. Gateway có nhiệm vụ chuyển đổi các tín hiệu cũng nhƣ chuyển đổi và xử lý các bản tin báo hiệu sao cho phù hợp ở các giao diện. Gateway là thiết bị có ý nghĩa rất lớn đối với mô hình Phone to Phone và sự phát triển rộng rãi của kỹ thuật VoIP.[7] - Các ứng dụng mở rộng: trên cở sở gateway IP – PSTN.
Chúng ta có thể phát triển thiết kế gateway IP – Mobile để có thể trực tiếp trao đổi thông tin giữa mạng di động với mạng Internet. Điều này có ỹ nghĩa hết sức to lớn trong thời điểm thông tin di động đang phát triển rộng khắp trên toàn cầu. Ngƣời sử dụng máy di động không chỉ có thể liên lạc đƣợc mà còn có khả năng truy cập thông tin và sử dụng các dịch vụ trên Internet. Có thể mở rộng kết hợp các ứng dụng WWW với các ứng dụng VoIP cho phép ngƣời sử dụng có thể liên lạc trực tiếp từ trang Web của mình.
Ngoài ra có thể phát triển các ứng dụng VoIP phục vụ truy cập từ xa nhƣ truyền hình hội thảo hay điện thoại có hình.[7] z Trang 17/118 CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH CHUẨN MẠNG VOIP I. CẤU HÌNH CHUẨN VÀ GIAO DIỆN CHUẨN CỦA MẠNG VOIP 1. Cấu hình chuẩn của mạng VoIP Theo tiêu chuẩn của tổ chức ETSI, cấu hình chuẩn của mạng VoIP có thể bao gồm các phần tử sau: - Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP - Mạng truy nhập IP - Mạng xƣơng sống IP - Gateway điều khiển phƣơng tiện (MGWC) - Gateway phƣơng tiện (MGW) - Gateway báo hiệu (SGW) - Gatekeeper (GK) - Mạng chuyển mạch (SCN) - Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng SCN - Các dịch vụ đầu cuối (Back-end service) Gatekeeper D Gatekeeper G Dịch vụ đầu cuối B F Điều khiển GW J Gateway báo hiệu Eb A đa phƣơng tiện B Đầu cuối B GW đa phƣơng Ea tiện Hình 6: Cấu hình và các giao diện chuẩn của mạng VoIP z Trang 18/118 2. Các giao diện chuẩn của mạng VoIP Các giao diện chuẩn của của mạng VoIP gồm có: - Giao diện A: giao diện giữa thiết bị đầu cuối H.323 với GK - Giao diện B: giao diện giữa thiết bị đầu cuối với MGW - Giao diện C: giao diện giữa MGWC và GK - Giao diện D: giao diện giữa hai GK - Giao diện E: có hai loại giao diện E là Ea và Eb.