Mở đầu Giới thiệu đề tài Tóm tắt phương pháp triển khai Chương 2: Cơ sở lý thuyết Tổng quan về kỹ thuật VoIP và các yếu tố quan trọng đối với VoIP Tìm hiểu giao thức SIP Chương 3: Phân tích thiết kế hệ thống Xây dựng mô hình Use-case của hệ thống Xây dựng biểu đồ lớp cho các Use-case Xây dựng biểu đồ tuần tự và biểu đồ cộng tác các xử lý chính Chương 4: Xây dựng ứng dụng Sơ đồ triển khai hệ thống Thiết kế cơ sở dữ liệu Thiết kế giao diện Công cụ và môi trường phát triển Chương 5: Kết luận Trần Minh Ánh – Huỳnh Thanh Quang, LỚP 02T2 2 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT I. Tổng quan về kỹ thuật VoIP và các yếu tố quan trọng đối với VoIP I. VoIP là gì? VoIP là từ viết tắt của Voice Over Internet Protocol. Đúng như tên gọi của chúng, phương thức truyền âm thanh này sử dụng phương pháp truyền tín hiệu âm thanh thông qua truyền các gói tin thông qua mạng IP.
Bằng cách này, VoIP có thể sử dụng tốc độ của phần cứng để hoàn thành mục đích và có thể hữu dụng trên môi trường PC. Các lợi ích của VoIP Giảm chi phí: Một giá cước chung sẽ thực hiện được với mạng Internet và do đó tiết kiệm đáng kể các dịch vụ thoại và fax. Người ta ước tính có khoảng 70% các cuộc gọi đến Châu Á là để gửi fax, phần lớn trong số đó có thể được thay thế bởi FoIP (Fax over IP). Sự chia sẻ chi phí thiết bị và thao tác giữa những người sử dụng thoại và dữ liệu cũng tăng cường hiệu quả sử dụng mạng bởi lẽ dư thừa băng tần trên mạng của người này có thể được sử dụng cho một người khác.
Đơn giản hoá: Một cơ sở hạ tầng tích hợp hỗ trợ tất cả các hình thức thông tin cho phép chuẩn hoá tốt hơn và giảm tổng số thiết bị. Cơ sở hạ tầng kết hợp này có thể hỗ trợ việc tối ưu hoá băng tần động. Thống nhất: Vì con người là nhân tố quan trọng nhưng cũng dễ sai lầm nhất trong một mạng viễn thông, mọi cơ hội để hợp nhất các thao tác, loại bỏ các điểm sai sót và thống nhất các điểm thanh toán sẽ rất có ích. Trong các tổ chức kinh doanh, sự quản lý trên cơ sở giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP (Simple Network Management Protocol) có thể được cung cấp cho cả dịch vụ thoại và dữ liệu sử dụng VoIP.
Việc sử dụng thống nhất giao thức IP cho tất cả các ứng dụng hứa hẹn giảm bớt phức tạp và tăng cường tính mềm dẻo. Các ứng dụng liên quan như dịch vụ danh bạ và dịch vụ an ninh mạng có thể được chia sẻ dễ dàng hơn. Nâng cao ứng dụng: Thoại và fax chỉ là các ứng dụng khởi đầu cho VoIP, các lợi ích trong thời gian dài hơn được mong đợi từ các ứng dụng đa phương tiện và đa dịch vụ. Chẳng hạn các giải pháp thương mại Internet có thể kết hợp truy cập Web với việc truy nhập trực tiếp đến một nhân viên hỗ trợ khách hàng.
Trần Minh Ánh – Huỳnh Thanh Quang, LỚP 02T2 3 Nghiên cứu giao thức SIP và xây dựng ứng dụng Voice Chat I. Các ứng dụng của VoIP Giao tiếp thoại sẽ vẫn là dạng giao tiếp cơ bản của con người. Mạng điện thoại công cộng không thể bị đơn giản thay thế, thậm chí thay đổi trong thời gian tới. Mục đích tức thời của các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại IP là tái tạo lại khả năng của điện thoại với một chi phí vận hành thấp hơn nhiều và đưa ra các giải pháp kỹ thuật bổ sung cho mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PSTN (Public Switched Telephone Network).
Điện thoại có thể được áp dụng cho gần như mọi yêu cầu của giao tiếp thoại, từ một cuộc đàm thoại đơn giản cho đến một cuộc gọi hội nghị nhiều người phức tạp. Chất lượng âm thanh được truyền cũng có thể biến đổi tuỳ theo ứng dụng. Ngoài ra, với khả năng của Internet, dịch vụ điện thoại IP sẽ cung cấp thêm nhiều tính năng mới. Điện thoại thông minh: Hệ thống điện thoại ngày càng trở nên hữu hiệu: rẻ, phổ biến, dễ sử dụng, cơ động.
Nhưng nó hoàn toàn “ngớ ngẩn”, 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 đến các server. Nhưng mọi cố gắng đều thất bại do sự tồn tại của các hệ thống có sẵn. Internet sẽ thay đổi điều này.
Kể từ khi Internet được triển khai, nó đã được sử dụng để tăng thêm tính thông minh cho mạng điện thoại toàn cầu. Giữa mạng máy tính và mạng điện thoại tồn tại một mối liên hệ. Internet cung cấp cách giám sát và điều khiển các cuộc thoại một cách tiện lợi hơn. Chúng ta có thể thấy được khả năng kiểm soát và điều khiển các cuộc thoại thông qua mạng Internet.
Dịch vụ điện thoại web: "World Wide Web" đã làm cuộc cách mạng trong cách giao dịch với khách hàng của các doanh nghiệp. Điện thoại Web hay " bấm số" (click to dial) cho phép các nhà doanh nghiệp có thể đưa thêm các phím bấm lên trang web để kết nối tới hệ thống điện thoại của họ. Dịch vụ bấm số là cách dễ nhất và an toàn nhất để đưa thêm các kênh trực tiếp từ trang Web của chúng ta vào hệ thống điện thoại. Truy cập các trung tâm trả lời điện thoại.
Truy nhập đến các trung tâm phục vụ khách hành qua mạng Internet sẽ thúc đẩy mạnh mẽ thương mại điện tử. Dịch vụ này sẽ cho phép một khách hàng có câu hỏi về một sản phẩm được chào hàng qua Internet được các nhân viên của công ty trả lời trực tuyến. Dịch vụ fax qua IP: Nếu chúng ta gửi nhiều fax từ PC, đặc biệt là gửi ra nước ngoài thì việc sử dụng dịch vụ Internet faxing sẽ giúp chúng ta tiết kiệm được tiền và cả kênh thoại. Dịch vụ này sẽ chuyển trực tiếp từ PC của chúng ta qua kết nối Internet.
Hàng năm, thế giới tốn hơn 30 tỷ USD cho việc gửi fax đường dài. Nhưng ngày nay Internet fax đã làm thay đổi điều này. Việc sử dụng Internet không những được mở rộng cho thoại mà còn cho cả dịch vụ fax. Trần Minh Ánh – Huỳnh Thanh Quang, LỚP 02T2 4 Nghiên cứu giao thức SIP và xây dựng ứng dụng Voice Chat Khi sử dụng dịch vụ thoại và fax qua Internet, có hai vấn đề cơ bản : Những người sử dụng dịch vụ thoại qua Internet cần có chương trình phần mềm được cung cấp bởi các công ty dịch vụ.
Cấu hình này cung cấp cho người sử dụng khả năng sử dụng thoại qua Internet thay cho sử dụng điện thoại để bàn truyền thống. Kết nối một gateway thoại qua Internet với hệ thống điện thoại hiện hành. Cấu hình này cung cấp dịch vụ thoại qua Internet giống như việc mở rộng hệ thống điện thoại hiện hành của chúng ta. Các yếu tố quan trọng đối với VoIP I.
Thời gian trễ (Time Delay) Thời gian trễ là khoảng thời gian cần thiết để tiếng nói thoát ra khỏi miệng người nói và đến được tai người nghe. Có 3 dạng trễ vốn có trong hệ thống điện thoại ngày nay: trễ do lan truyền, trễ do nối tiếp hóa, trễ do xử lý. Trễ lan truyền do tốc độ tín hiệu trong mạng các mạng truyền thông. Ánh sáng chạy qua chân không với tốc độ 300.000 km/s, và các điện tử di chuyển trong cáp đồng xấp xỉ 200.
Một mạng cáp kéo dài liên tục qua nửa vòng trái đất một chiều có trễ lan truyền khoảng 70ms. Lượng trễ này không đáng kể nhưng nếu cộng thêm trễ xử lý có thể làm chất lượng thoại không đảm bảo đến mức không chấp nhận được. Trễ xử lý liên quan đến nhiều yếu tố, có thể do việc xử lý, việc truy cập đường truyền, hoặc do định tuyến trên mạng như là: quá trình đóng gói, nén gói tin, chuyển mạch…gây ra bởi các thiết bị chuyển tiếp qua mạng. Các trễ xử lý có thể ít tác động đến các mạng điện thoại truyền thống nhưng nó trở nên là vấn đề lớn trong các mạng chuyển mạch gói.
Khi các gói được giữ trong một hàng đợi vì nghẽn trên giao tiếp ngõ ra, từ đó dẫn đến trễ xếp hàng. Có một số hệ điều hành giải quyết rất tốt việc di chuyển và xác định đích của gói. Chúng ta nên giữ giá trị trễ này nhỏ hơn 10ms bất cứ khi nào có thể bằng các giải thuật xếp hàng tối ưu. Chất lượng vệ tinh Chất lượng cao Fax Relay, Broadcast 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Hình 1 – Thời gian trễ của một số truyền dẫn.
Một vài loại trễ là dài nhưng có thể chấp nhận được bởi không có sự lựa chọn nào khác. Trong truyền dẫn vệ tinh, phải mất đến gần 250 ms để hoạt động truyền đến được vệ tinh, và cần 250 ms để quay về mặt đất. Điều này làm tổng trễ lên đến trên Trần Minh Ánh – Huỳnh Thanh Quang, LỚP 02T2 5 Nghiên cứu giao thức SIP và xây dựng ứng dụng Voice Chat 500 ms. Mặc dù như vậy là vượt quá cho phép nhưng vẫn có nhiều cuộc đàm thoại diễn ra hằng ngày qua vệ tinh.
Trong một mạng không quản lý được nghẽn, trễ hàng đợi có thể lên đến 2s, kết quả là mất gói. Khoảng thời gian này là không thể chấp nhận được trong bất kỳ mạng điện thoại nào. Một yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến tổng thời gian trễ là jitter. Sự thay đổi thời điểm gói đến (Jitter) Phát biểu đơn giản của jitter là sự thay đổi khoảng thời gian giữa các gói.
Jitter là vấn đề chỉ tồn tại trong mạng chuyển mạch gói. Người gởi mong đợi truyền các gói thoại một cách tin cậy vào một khoảng thời gian không đổi, ví dụ một khung tin sau mỗi 20 ms. Các gói thoại này có thể trì hoãn và không đến đích vào các thời điểm cách đều nhau như đã gởi đi. Độ lệch giữa thời điểm mong đợi và thời điểm nhận được gói thực sự là jitter.
A B C Sender A B C Recipient D1 D2=D1 D3≠D2 Hình 2 – Sự thay đổi thời điểm gói đến Hình vẽ cho thấy rằng thời gian cần để gởi gói A và B là bằng nhau (D1=D2). Gói C nhận được vào thời điểm trễ hơn so với dự định. Đây là lý do tồn tại bộ đệm jitter, bộ đệm này che đi sự thay đổi thời gian trễ giữa các gói. Cần lưu ý là jitter và trễ không phải là một, cho dù có nhiều jitter sẽ làm tăng tổng thời gian trễ trong mạng.
