Chương 1: Khái niém co ban vé PSTN, SS7 va VoIP. Chương nay sé dé cap đến các vấn để cơ bản của mang điện thoai PSTN, SS7 va VoIP. Cac van dé co ban như: Khái niệm, mô hình mạng, các thành phân trong mạng, nguyên tắc hoạt động và đặc biệt tìm hiểu lịch sử ra đời VoIP ciing như các ưu nhược điểm của mạng. Chương 2: Các giao thức chính trong mạng VolIP.
Chương này đặc biệt quan trọng, để cập đến các giao thức chính trong việc thiết lập kết nối, duy trì và điều khiển thoại qua internet. Ngoài ra đi sâu phân tích chức năng các thành phần báo hiệu trong mỗi giao thức H. Đặc biệt mô tả cuộc gọi từ PC to PC, PC to PSTN. So sánh giao thức H323 với giao thifc SIP.
Chương 3: Các chuẩn nén va mã hoá trong VoIP. Chương này sẽ để cập tới vấn để kỹ thuật nén và giải mã, tốc độ bit, các đặc điểm chính của các chuẩn nén và mã hoá như: G.723, iLBC, Speex, GSM, G. Chương 4: Các thành phần và mô hình xử lý gọi qua IP. Chương này là khái niệm về các thành phần trong xử lý gọi qua internet như: media gateway, signaling gateway, media gateway controllers.
Dac biét 1a tìm hiểu về gateway báo hiệu. Chương 5: Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng thoại qua IP. Chương này cũng đặc biệt quan trọng quyết định sự sống con trong VoIP. Cac vấn để được để cập ở chương này như: Thời gian trễ, jitter, mất gói, các giao thức TCP/IP, UDP, RTP, RTCP, va QoS.
Chương 6: Triển khai hệ thống VoIP trên mã nguồn mở Asterisk. Chương này gồm một phần lý thuyết và một phần thực hành. Vấn đề được để cập ở chương này là: khái niệm về asterisk, dial plan. Cấu hình extention.
Chương 7: Tổng kết. Đánh giá hệ thống và hướng phát triển của để tài. SVTH: Nguyễn Văn Tiến & Trần Thái Vinh Quang Trang 1 LVTN: Voice over Internet Protocol — VoIP CHUONG 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CO BAN VE PSTN SS7 VA VoIP 1.1 Khai niém PSTN: Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (Public Switched Telephone Network - PSTN), được triển khai truyền thoại qua dây dẫn lần đầu tiên vào năm 1876, do Graham Bell thực hiện. PSTN có nhiệm vụ kết nối tất cả các mạng chuyển mạch mạch công cộng trên toàn thế giới lại với nhau, ban đầu mạng PSTN là những hệ thống điện thoại tương tu (analog telephone systems), va chi thoại một chiều — chỉ một người sử dụng có thể nói thành truyền hai chiều cả hai người sử dụng có thể nói và nghe được, nhưng giờ đây thì hầu như toàn bộ là bằng hệ thống số, nó bao gồm như hệ thống điện thoại di động (mobile telephone) và còn rất nhiều các tiện ích khác.
PSTN có một tầm ảnh hưởng lớn hay có thể nói là theo những tiêu chuẩn kỹ thuật nhất định tạo bởi ITU-T (ITU Telecommunication Standardization Sector), và sử dụng địa chỉ E.164 làm địa chỉ chính.1: Mang dién thoai PSTN co ban. Các mạng viễn thông xây dựng nhằm truyền tín hiệu đi từ nơi này đến nơi khác trong mạng. Các thành phần của một mạng viễn thông bao gồm các trạm hay còn gọi là các trung tâm truyển mạch và các liên kết truyền dẫn. Mức độ phức tạp của một mạng viễn thông phụ thuộc vào khối lượng thông tin cần chuyển tải và số lượng liên kết.
Mạng điện thoại là mạng tiêu biểu cho hệ thống SVTH: Nguyễn Văn Tiến & Trần Thái Vinh Quang Trang 2 LVTN: Voice over Internet Protocol — VoIP viễn thông và cũng là đối tượng nghiên cứu chủ yếu trong mạng viễn thông. Mạng điện thoại cũng bao gồm các trung tâm chuyển mạch hay còn gọi là tổng đài và các dây dẫn tạo nên liên kết. Trong quá trình phát triển thì các mạng nhỏ và các mạng mới luôn phải liên kết được với mạng quốc gia hay những mạng lớn. Chính vì lẽ đó mà ta có thể thoại trên toàn cầu.
C D Mang Hgp nối trung gian H Hình 1.2: Mạng điện thoại nối trung gian 1.2 Những vấn đề cơ bản của PSTN: Những vấn đề về PSTN là rất rộng, tuy nhiên ở phần này xin giới thiệu một vài vấn để chính trong việc thoại qua đường truyền.1 Báo hiệu tương tự và báo hiệu số: Tất cả những gì ta nghe được và kể cả lời nói của con người là đều ở dạng tương tự (analog). Chính vì vậy mạng điện thoại ra đời đầu tiên cũng là truyền tương tự, việc sử dụng truyễển thông tương tự thì không có khả năng phục hồi nhiễu đường truyền vì vậy cần được đưa vào đường truyền các bộ khuyếch đại để khuyếch đại tín hiệu. Nhưng việc đưa vào các bộ khuyếch đại đã kéo theo việc khuyếch đại tín hiệu giọng nói và cả nhiễu đường truyền. Truyền thông tương tự là sự kết hợp giữa thời gian và biên độ.
Nếu khi ta gọi hoặc nghe điện thoại ở một đường dây cách xa tổng đài thì khi đó ta phải cần đến các bộ khuyếch đại tín hiệu tương tự (giọng nói). Điều này như đã nói ở trên khi đó nó sẽ kèm theo các tín hiệu nhiễu trên đường truyền, và người nghe có thể nhận thấy điều này rõ nhất. Nhưng điều này không gặp trong các mạng số, nhiễu SVTH: Nguyễn Văn Tiến & Trần Thái Vinh Quang Trang 3 LVTN: Voice over Internet Protocol — VoIP đường truyền được giảm hẳn do các thiết bị lặp lại tín hiệu không chỉ khuyếch đại tín hiệu mà còn làm rõ tín hiệu so với trạng thái gốc của nó. Do đó khi tín hiệu được lặp lại, một âm thanh rõ được duy trì.
Khi các lợi ích của việc biểu diễn số (digital) trở nên hiển nhiên, mạng điện thoại chuyển sang điều chế xung mã PCM (Pulse Code Modulation).2 Các tín hiệu thoại digital: PCM là một phương pháp phổ biến nhất một tín hiệu thoại analog thành luồng đigital tương ứng với các bit 1 hay 0. Quá trình PCM như sau: e Dang séng analog được cho qua một bộ lọc tần số âm để loại bỏ đi tất cả các thành phần tần số lớn hơn 4000Hz. Các tần số này được lọc đến 4000 Hz để hạn chế lượng xuyên âm trong mạng thoại. Khi đó ta sẽ lấy mẫu 8000 mẫu trong một giây để đạt được chất lượng truyền dẫn tốt nhất.
e©_ Tín hiệu analog được lọc lấy mẫu 8000 lần trong một giây. e Sau dạng sóng được lấy mẫu được đổi sang dạng digital rời rạc. Mẫu được biểu diễn bởi mã, mã này chỉ ra biên độ của sóng tại thời điểm mà hành động lấy mẫu xảy ra. Dạng PCM của điện thoại dùng 8 bit cho mã và một phương pháp nén logarithm, gán nhiều bit hơn cho các tín hiệu có biên độ thấp hơn.
Khi đó ta nhân các từ 8 bit với 8000 lần (trong một giây) ta sẽ có được 64000bps. Luồng bit cơ bản cho hạ tầng cơ sở của điện thoại là 64.3 Báo hiệu PSTN: Thông thường có hai kiểu phương pháp báo hiệu được sử dụng trong các phương tiện truyền dẫn. Các phương pháp báo hiệu được chia thành các nhóm sau: e_ Báo hiệu người sử dụng với mạng: Báo hiệu này chỉ ra phương pháp người sử dụng đầu cuối truyền thông với PSTN như thế nào. Thông thường khi dùng cặp cáp xoán để truyền tin, người sử dụng kết nối với PSTN qua đường dây tương tự, mạng số liên kết đa dịch vụ (ISDN) hoặc qua luồng T1.
Phương pháp báo hiệu phổ biến nhất cho giao diện người sử dụng với mạng trong truyền thông tin tương tự đó là phương pháp đa tần kết hợp SVTH: Nguyễn Văn Tiến & Trần Thái Vinh Quang Trang 4 LVTN: Voice over Internet Protocol — VoIP (Dual Tone Multi Frequency - DTMF). DTMF dugc hiéu 1a bdo hiéu trong băng vì các tín hiệu tone được truyền đi trên kênh tín hiệu thoại. Tín hiệu DTMF được phát khi ta nhấc máy và bấm số, tín hiệu tone được truyền từ máy điện thoại của mình đến tổng đài trung tâm mà ta kết nối và báo cho tổng đài này biết số điện thoại mà ta muốn gọi. Báo hiệu ngoài băng mang lại rất nhiều lợi ích như sau: > Báo hiệu được ghép vào một kênh chung.
> Giảm đối đầu (glare) hiện tượng glare xảy ra khi hai người trên cùng một mạng cùng lúc chiếm hai đầu ngược nhau. > Trễ quay số giảm. Các đặc tính bổ xunh như băng thông rộng hơn, có độ tin cậy hon. Vv > Vì các thông tin thiết lập cuộc gọi không bị tác động của nhiễu đường truyén như các tone đa tân kết hợp (DTMF), nên khả năng thiết lập thành công cuộc gọi tăng lên rất lớn.
Báo hiệu trong băng có một số vấn để tồn tại, phần lớn là do khả năng mất tín hiệu tone. e© Báo hiệu mạng với mang: Kiểu báo hiệu này nhìn chung cho biết phương pháp truyền thông liên lạc giữa các tổng đài trong mạng PSTN. Kết nối mạng với mạng thường được truyền qua một số phương tiện truyền dan sau: > Kênh truyền T1/EI truyền qua cặp cáp xoắn: TI là kiểu kết nối truyền dẫn số có tốc độ 1.544 Mbps thường được sử dụng ở Bắc Mỹ và Nhật Bản. E1 là kiểu kết nối truyền dẫn số có tốc độ 2.048 Mbps thường được sử dụng ở Châu Âu.
> Kênh truyền T3/E3, T4 truyển qua cáp đồng trục. T2 mang 28 T1 hoặc 672 kết nối tốc độ 64 kpbs và T2 có tốc độ 44. E3 mang 16 EI hoặc 5122 kết nối tốc độ 64 kbps và E3 có tốc độ 34. T4 xử lý 168 gói T1 hoặc 4032 kết nối tốc độ 4 kbps và T4 có tốc độ 274.
> Phương tiện mang T3, T4 qua một kết nối vi ba. SVTH: Nguyễn Văn Tiến & Trần Thái Vinh Quang Trang 5 LVTN: Voice over Internet Protocol — VoIP > Mang quang déng b6 (Synchronous Optical Network — SONET) di qua môi trường truyền sợi quang. SONET thường được triển khai tại tốc độ OC-3, OC-12, OC-48 tương đương với tốc độ 155. Kiểu báo hiệu liên mạng bao gồm các phương pháp báo hiệu trong băng như đa tần (Multi Frequecy - MF) và báo hiệu bắt bit (Robbed Bit Signaling - RBS).
Các kiểu báo hiệu này cũng được sử dụng cho các phương pháp báo hiệu trong mạng. Hệ thống đường truyền số (T1,T3) sử dụng bit A và B để chỉ báo giám sát tình trạng nhấc máy, gác máy. Các bit A/B được thiết lập để mô phỏng các tín hiệu tone đơn tần (SF sử dụng sự tổn tại hay không tổn tại của một tín hiệu để báo hiệu sự chuyển đổi bit A/B). Các bit này có thể lấy ra từ các kênh thông tin hoặc bị ghép vào thành một kênh riêng (trường hợp sau được áp dụng ở Châu Âu).
MF tương tự như DTMF nhưng nó sử dụng bởi một tần số khác.
