Đề tài Những thuận lợi của mạng IP thế hệ mới sử dụng IPv.6

ống tổng đài nội hạt (Local Exchange) và hệ thống đấu nối các tổng đài nội hạt với các tổng đài Tandem, và các tổng đài nội hạt với các tổng đài nhánh (tông đài vệ tinh và các tổng đài độc lập dung lượng nhỏ, còn gọi là tổng đài thuê bao). Các hệ thống ở đây là các hệ thống truyền dẫn cáp quang và viba dung lượng nhỏ. Nút mạng cấp 5: Đây là nút mạng gắn liền với truy cập thuê bao và kết nối trực tiếp với các thuê bao.Chúng thường là tổng đài độc lập dung lượng nhỏ kết nối với các nút mạng phía trên qua đường truyền trung kế sử dụng báo hiệu. Các kiểu nối mạng chủ yếu trong mạng Viễn thông hiện nay là các mạng hình sao, mắt lưới, mạng hỗn hợp. Mạng Viễn thông được kết nối với nhau bởi các đường nối cơ bản và các đường nối trực tiếp lưu lượng cao. Các đường nối cơ bản tạo ra mạng đảm bảo lưu thoát lưu lượng cơ bản và định hình mạng sao cho mọi thuê bao trên mạng có thể được thiết lập tuyến nối với nhau. Ngoài ra các tuyến nối trực tiếp lưu lượng cao hình thành giữa hai nút mạng có lưu lượng hấp dẫn (nhiều thuê bao), đảm bảo hiệu suất sử dụng và chất lượng truyền dẫn cao cũng như các ý nghĩa về mặt kinh tế. Dịch vụ thoại công cộng hiện nay đang sử dụng công nghệ số hoá truyền thống yêu cầu tốc độ 64Kbps thường được gọi là mạng thoại PCM 64 Kbps. PCM là tín hiệu điều xung mã, tín hiệu thoại PCM trong suốt thời gian đàm thoại và chiếm toàn bộ băng tần. Đây là bản chất của việc ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM) sử dụng trong mạng chuyển mạch kênh. Dưới đây là sơ đồ cấu trúc mạng điện thoại công cộng. Hà nội Đà nẵng TP. HCM International Gateway SW. National transit SW Local Tanden SW Local SW Remote Supscriber Unit Hình 1.2: Cấu trúc mạng điện thoại công cộng Việt Nam. II. Công nghệ Voice over IP 1. Khái niệm về công nghệ Voice over IP (VoIP) Công nghệ Voice over IP (VoIP) hay điện thoại Internet là một dịch vụ điện thoại sử dụng mạng công nghệ IP kết hợp với khả năng tính toán và sử lý dữ liệu của các thiết bị đầu cuối để thực hiện truyền tải các cuộc đàm thoại. Trong đó luồng thông tin sẽ được truyền trong các gói (packets). Các thuật ngữ như IP telephony, Internet telephony, packet-voice, packetized voice và Voice over IP được sử dụng với nghĩa tương tự nhau. Voice over IP (VoIP) là sự phân bố thời gian thực của tín hiệu thoại (và có thể là các kiểu số liệu của các thiết bị multimedia khác) giữa hai hoặc nhiều bên tham gia qua mạng dùng giao thức Internet và trao đổi thông tin yêu cầu để điều khiển sự phân phối này. VoIP là cơ hội tốt để thiết kế các hệ thống truyền thông multimedia toàn cầu có thể thay thế cơ sở hạ tầng mạng hiện tại mà không làm trở ngại đến di sản công nghệ cũ hàng thế kỷ trước. : PSTN H.323 Gatekeeper H.323 GateWay H.323 GateWay PSTN Mạng IP Hình 2.1: Mô hình cung cấp dịch vụ thoại IP theo chuẩn H.323. Trong đó: H.323 Gatekeeper: Giám sát cổng theo chuẩn H.323. PSTN: Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng. 2. Sự khác nhau giữa VoIP và mạng chuyển mạch điện thoại công cộng chung (GSTN). VoIP có một số khía cạnh khác với GSTN cả thuật ngữ, cấu trúc và các giao thức. Sự khác nhau là ảnh hưởng đến thiết kế của các dịch vụ VoIP. Về cơ bản VoIP dựa vào mô hình đầu cuối đến đầu cuối (end to end) cho sự phân phối dịch vụ. Các giao thức báo hiệu nằm giữa các hệ thống đầu cuối bao hàm trong các cuộc gọi; Các bộ định tuyến mạng xem các gói báo hiệu này giống như bất kỳ số liệu khác. Tuy nhien để VoIP có thể lợi dụng các bộ định tuyến báo hiệu hoặc proxy để hỗ trợ chức năng như xác định vị trí người sử dụng. Trong trường hợp này, các proxy chỉ sử dụng cho đinh tuyến của các thông điệp báo hiệu khởi động. Các thông điệp báo hiệu khởi động tiếp theo có thể trao đổi end to end, do tính liên tiếp của mô ình báo hiệu end to end, trạng thái cuộc gọi end to end được xem như là sự minh hoạ của nhiều đặc trưng điện thoại. Internet bản thân nó là da dịch vụ và độc lập dịch vụ. Nó cung cấp truyền tải mức gói end to end cho các dịch vụ nào đã triển khai tại các hệ thống đầu cuối qua giao thức và phần mềm ở tầng cao hơn. Điều này làm nó dẫn đầu trong khả năng mềm dẻo và mở rộng. VoIP tách rời thiết lập cuộc gọi với giữ trước tài nguyên. Trong Internet các giao thức RSVP (giao thức thiết lập tài nguyên dự trữ) dùng để giữ trước tài nguyên,các giao thức này là độc lập ứng dụng, sự giữ trước có thẻ xảy ra trước hoặc sau khi bắt đầu của đóng số liệu thức tế. Khi giao thức này dùng sau khi dòng số liệu thức tế đã bắt đầu, số liệu được xem như với sự cố gắng tốt nhất (best effort). Do đó dẫn tới VoIP có thể được dùng cho một cuộc gọi mà không cần giữ trước tài nguyên trong mạng khi khả năng của mạng là đủ. Mặc dù khả năng bào hiệu của hệ thống đầu cuối GSTN (General Switching Telephone Network) bị giới hạn. Các địa chỉ của GSTN (là số điện thoại) là quá tải với ít nhất bốn chức năng: nhận diện điểm đầu cuối, nhận diện dịch vụ, nhận diện ai trả cước cho cuộc gọi và nhà cung cấp dich vụ truyền tải. GSTN cũng trói buộc nguồn gốc cuộc gọi với việc thanh toán cước phí, ngoại trừ như thay đổi một số địa chỉ (như số 800) trong mạng thông minh hoặc các đặc trưng nhân công cụ thể (collect call). Các địa chỉ VoIP đưa vào công thức giống như dạng URL (Uniform Resource Loctor- đơn vị định vị tài nguyên), chúng được sử dụng duy nhất để nhận diện điểm đầu cuối và nhận diện chỉ dẫn dịch vụ cơ bản. Các chức năng khác như thanh toán cước và chọn nhà cung cấp dịch vụ truyền tải là dễ dàng hơn, lợi dụng bởi các giao thức như RSVP và RTSP theo các địa chỉ. VoIP đưa ra mức tự do lớn hơn để tìm các chức năng giữa các server mạng với người được cung cấp và các hệ thống đầu cuối đã khai thác. Ví dụ: vì báo hiệu end to end, các dịch vụ điện thoại như phân biệt chuông dựa trên cuộc gọi khẩn cấp, lựa chọn đầu cuối trên cơ sở phương thức và mã thành mật mã xác nhận, nhận diện người gọi (them vào đặc trưng sẵn có của điện thoại truyền thông như quay số nhanh và nhận diện người gọi) có thể hoàn thành một cách bình thường bởi ngay cả với hệ thông VoIP riêng rẽ, chính vì vậy nó cho nhiều kết quả mềm dẻo hơn. Hệ thống diện thoại dùng các giao thức báo hiệu khác nhau giữa một người dùng và mạng (User Network Interface- UNI) giống như so sánh giữa các phần tử mạng (Network-Network Interface – NNI). Điều này tạo ra một số đặc trưng nào đó (như sự chuyển dịch các số) là không sẵn sàng đối với đầu cuối người dùng, hoặc dẫn đến phân lớp đầu cuối người dùng như là “mạng”, với các ứng dụng an toàn mở rộng trong quá trình truy nhập đến cơ sở dữ liệu và tài nguyên mạng. Sự phân biệt giữa UNI và NNI là không tồn tại trên Internet, cả hai tại mức truyền tải số liệu và báo hiệu. SIP có thể thiết lập các cuộc gọi giữa hai hệ thống đầu cuối một cách dễ dàng tạo một “kênh” trên sự gộp các RTP (Realtime Protocol) lại. Tính mở, đa dịch vụ, end to end một cách tự nhiên của Internet cũng có nghĩa rằng các thành phần khác nhau của dịch vụ điện thoại sẽ được cung cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại khác nhau hoàn toàn. Điều này thuận tiện cho đầu vào cũng như sự cạnh tranh cao hơn trên thị trường của các dịch vụ Internet như là VoIP. Sự khác biệt của các chức năng cũng như sự đơn giản tiện lợi cho các khả năng chuyển đổi số. Do một tổ chức có thể cung cấp ánh xạ tên dịch vụ, một người sử dụng có thể thay đổi các nhà cung cấp dịch vụ mà không cần thay đổi trong tên. Tự động hoã các dịch vụ trang trắng, cho phép các tầng khác gián tiếp làm giảm hơn nữa vấn đề di chuyển số. 3. Các đặc trưng của VoIP. Sự khác nhau về kiến trúc được mô tả trong phần trước dẫn đến một số lợi điểm từ khía cạnh cả người dùng và nhà cung cấp dịch vụ truyền tải, tiến tới “các cuộc điện thoại rẻ tiền hơn”: Chất lượng có thể điều chỉnh được: Trong khi VoIP hiện tại chất lượng còn phụ thuộc từng phần (tin-can Quality) dù mã hoá và giải mã tốc độ bít thấp, riêng từng phần không có lý do (ngoại trừ thiếu của băng thông). Bởi vì Internet không phải là một mạng dịch vụ cụ thể, phương thức trao đổi là được bình chọn hoàn toàn bởi các hệ thống đầu cuối. Do vậy, các hệ thống đầu cuối có thể điều khiển số lượng nén trên cơ sở băng thông của mạng hoặc nội dung để truyền. Sự an toàn: Internet có tiếng là không an toàn, ngay cả một mắc rẽ nghe trộm một hộp điện thoại dễ dàng hơn là một router. Hiện tại SIP (Session Initiation Protocol) có thể mã thành mật mã của những phương thức truyền thông. Trên toàn trình được mã hoá thành mật mã đảm bảo truyền thông an toàn. Nhận diện người sử dụng: Các dịch vụ điện thoại truyền thông đơn giản và ISDN đưa ra nhận diện người gọi chỉ ra một số (rất hiếm khi là tên) của người gọi, những trong khi cầu nối hội thoại nhiều bên, không xác định được ai đang nói. Giao thức trao đổi thời gian thực RTP dùng cho VoIP hỗ trợ dễ dàng để chỉ ra người nói trong cả đa phát đáp (Multicast) và các cấu hình ghép nối và có thể truyền thông tin chi tiết hơn theo mong muốn của người gọi. Giao diện người sử dụng: Các hệ thống đầu cuối VoIP có nhiều khả năng báo hiệu phong phú hơn, giao diện đồ họa cung cấp bởi VoIP có thể thay đổi dễ dàng cho phù hợp hơn và đưa ra các đặc trưng chỉ dẫn phong phú hơn. Liên kết điện thoại - máy tính: Khả năng kết nối từ điện thoại vào máy tính hiện nay đã có rất phong phú các sản phẩm để giải quyết kết nối phức tạp này. Đặc trưng có mặt nhiều nơi: VoIP không chịu ảnh hưởng bởi các vấn đề cơ sở hạ tầng mạng cố định. Ngày nay giao thức Internet là được dùng quốc tế và vì vậy các dịch vụ được định nghĩa rộng bởi các hệ thống đầu cuối. Đa phương tiện (multimedia): Tăng thêm các phương tiện truyền thông phụ trợ như video, whiteboards chia sẻ, hoặc các ứng dụng chia sẻ là dễ hơn nhiều trong môi trường Internet so với mạng điện thoại truyền thông đơn giản và ISDN. Làm các giao thức báo hiệu đơn giản hơn, các vấn đề như phân phối kênh –B và đồng bộ là không tồn tại trong Internet. Lợi ích cho các nhà truyền tải: Triệt và nén im lặng: gửi âm thanh như các gói làm nó dẽ dàng triệt tiêu đi trong thời gian im lặng, vì thế thu nhỏ băng thông tiêu tốn, đặc biệt trong hội thoại nhiều bên tham gia hoặc hệ thống thông báo thoại. Không giống như GSTN, nói chung triệt im lặng qua các liên kết giữa toàn cầu vì VoIP thực hiện triệt im lặng tại các điểm đầu cuối. Các mạng gói là thích hợp hơn nhiều để ghép kênh, sự nén được dùng tại các hệ thống đầu cuối để thu nhỏ băng thông thiêu thụ qua toàn thể mạng, tất nhiên nén cũng góp phần cản trở tới việc nâng cao chất lượng dịch vụ thoại. Tuy nhiên đã có bộ mã hoá và giải mã tốc độ thấp, chúng đưa ra cả chất lượng tuyệt hảo và băng thông thu nhỏ so GSTN. Vì vậy sự triệt im lặng và bù nén để tăng hiệu quả của chuyển mạch gói. Chia sẻ thuận lợi: Đặc trưng của mạng IP là chia sẻ tất cả các tài nguyên của mạng các kênh truyền thông không tạo ra cố đinh như các mạng thoại riêng, mạng số liệu và mạng báo hiệu riêng rẽ. Các dịch vụ tiên tiến: Sử dụng giao thức đơn giản hơn cho việc phát triển và triển khai các dịch vụ điện thoại tiên tiến ở trong môi trường chuyển mạch gói hơn là trong môi trường GSTN. Chúng thực hiện đầy đủ các chức năng của các giao thức như báo hiệu người dùng đến mạng báo hiệu số 7. Tách biệt của thoại và điều khiển luồng: Trong điện thoại, luồng báo hiệu truyền tải trên mạng tách biệt, phải duyệt tất cả các chuyển mạch trung gian để thiết lập mạch. Trong khi đó gửi gói trong Internet không yêu cầu thiết lập, điều khiển cuộc gọi, Internet có thể tập trung ở trên chức năng cuộc gọi (hơn là trên kết nối). Ví dụ nó dễ dàng để tránh định tuyến tam giác khi gửi hoặc chuyển giao các cuộc gọi. 4. Kiến trúc của họ giao thức H.323. 4.1.Giới thiệu về kiến trúc của họ giao thức H.323. Chuẩn H.323 cung cấp nền tảng kỹ thuật cho truyền thoại, hình ảnh và số liệu một cách đồng thời qua mạng IP và mạng Internet. Tuân theo chuẩn H.323, các sản phẩm và ứng dụng đa phương tiện từ nhiều hãng khác nhau có thể hoạt động cùng với nhau, cho phép người dùng có thể thông tin qua lại mà không phải quan tâm đến vần đề tương thích. Là một khuyến nghị được Hiệp Hội Viễn Thông Quốc Tế (ITU) đề xuất, H.323 đề ra các tiêu chuẩn cho truyền thông đa phương tiện qua các mạng không đảm bảo truyền thông tuỳ thuộc chất lượng dịch vụ (non-Guaranteed Quality of Server). Những mạng máy tính ngày nay đa phần đều là loại mạng này bao gồm các mạng gói sử dụng giao thức TCP/IP hoặc IPX dựa trên các công nghệ Ethernet, Fast Ethernet và TakenRing. Do vậy H.323 là một chuẩn rất quan trọng cho rất nhiều ứng dụng cộng tác mới cũng như các ứng dụng truyền thông đa phương tiện trên mạng nội bộ. Đến nay H.323 đã phát triển thông qua 2 phiên bản. Phiên bản thứ nhất được thông qua vào năm 1996, phiên bản này đưa ra điểm hội tụ cho công nghiệp và hạn chế sự phát triển của nhiều sản phẩm không tương thích trên tỉ lệ lớn. Giao thức H.323 được phát triển bằng việc sử dụng hoặc đưa vào cân đối với công nghệ đang tồn tại để đủ khả năng và sự phù hợp: RTP/RTCP, và các chuẩn mã hoá dùng lại mà không cần thay đổi; H.323 và H.245-dịch vụ bổ xung, là được cải tiến bao gồm ghép nối để lợi dụng mức trung bình đang tồn tại và đạt được chất lượng dịch vụ (QoS). Cho phép người quản trị mạng điều khiển (mạng) các tài nguyên sử dụng bởi các cấu hình H.323 và các giao thức liên quan tạo ra phiên bản năm 1998 đã tăng thêm các khuyến nghị liên quan mới (H.235: cơ cấu an ninh; H.332: mở rộng cho các hội thoại nhóm lớn; H.450.x). ứng dụng của chuẩn này rất rộng bao gồm cả các thiết bị hoạt động độc lập (stand-alone) cũng như những ứng dụng truyền thông nhúng trong môi trường máy tính cá nhân, có thể áp dụng cho đàm thoại điểm-điểm cũng như cho truyền thông hội nghị. H.323 còn bao gồm cả chức năng điều khiển cuộc gọi, quản lý thông tin đa phương tiện và quản lý băng thông đồng thời còn cung cấp giao diện giữa mạng LAN và các mạng khác. 4.2 Chồng giao thức H.323 (H.323 Protocol Stack) Khuyến nghị của ITU-T về chuẩn H.323 đã đưa ra cấu trúc giao thức cho các ứng dụng H.323 bao gồm các khuyến nghị: H.245: khuyến nghị về báo hiệu điều khiển truyền thông Multimedia. H.225.0: đóng gói và đồng bộ các dòng thông tin đa phương tiện (thoại, truyền hình, số hiệu). Khuyến nghị này bao gồm giao thức RIP/RTCP (giao thức vận chuyển thời gian đọc/giao thức điều khiển vận chuyển thời gian đọc) và các thủ tục điều khiển cuộc gọi Q.931. Các chuẩn nén tín hiệu thoại: G.711 (PCM 64 kbps); G:722; G.723, G.728, G.729. Các chuẩn nén tín hiệu video:H.261, H.263. I-120: Các chuẩn cho các ứng dụng chia sẻ số liệu. G.711 G.722 G.723 G.728 G.729 H.261 H.263 T.120 RAS Call Cotroll H.245 RTP/RTCP UDP TCP IP Hình 2: Cấu trúc giao thức ứng dụng H.323 4.3 Các thuận lợi khi tuân theo chuẩn H.323 - Thống nhất các chuẩn codec: H.323 sử dụng các tiêu chuẩn nén dãn tín hiệu audio và video do ITU đề xuất. Điều này đảm bảo các thiết bị từ các hãng sản xuất khác nhau có thể giao tiếp được với nhau. - Đảm bảo sự hoạt động qua lại (Interoperability): Giúp cho người sử dụng không phải quan tâm đến tính tương thích của thiết bị. Để đảm bảo bên thu giải mã đúng tín hiệu media H.323 cung cấp một cơ cấu cho phép bên thu báo cho bên phát các kiểu mã hoá, nén tín hiêuh mà nó hỗ trợ. - Độc lập đối với nền phần cứng và hệ điều hành. - Hỗ trợ kết nối đa điểm và truyền thông multicast. - Độc lập đối với kiến trúc mạng. - Có khả năng quản lý băng thông. 5. Các phần tử của mạng VOIP. 5.1 Tổng quan về cấu hình chuẩn của mạng VOIP Theo ETSI[12], cấu hình chuẩn của mạng VOIP bao gồm các phần tử sau: - Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP: điện thoại, Fax, PC… - Mạng truy nhập IP: PPP Acces Server. - Mạng xương sống IP. - Gateway - Media Gateway Contrller. - Media Gateway. - Gatekeeper. - Mạng SCN (Switched Circuit Network): Hub, router… - Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng SCN. - Dịch vụ Back-end. 6. Gateway-Gatekeeper và các giao diện chuẩn trong mô hình H.323 GateWay Gatekeeper Gatekeeper Back end H.323 Terminal Media GW controller Signalling GW Media GW E.b SCN E.a A D C B F G J N Hình2: Cấu hình và các giao diện chuẩn của mạng VOIP’ - Giao diệnA: A là giao diện giữa đầu cuối H.323 và gatekeeper. Các thông tin chuyển qua giao diện A phải hỗ trợ báo hiệu cuộc gọi và thong tin cuộc gọi bao gồm H.225.0 và H.245 như trong khuyến nghị H.323. - Giao diện B: B là giao diện giữa đầu cuối của H.323 và Media Gateway. Các thông tin chuyển qua giao diện B phải hỗ trợ luồng dữ liệu giữa thiết bị đầu cuối H.323 và Media Gateway, bao gồm giao thức RTP, có thể coi RPCP như trong khuyến nghị H.225.0 và H.245 như được trình bày trong khuyến nghị H.323. - Giao diện C: C là giao diện giữa Media Gateway Contooller và Gatekeeper. Các thông tin chuyển qua giao diện C phải hỗ trợ báo hiệu cuộc gọi và thông tin cuộc gọi bao gồm H.225.0 và H.245 như được trình bày trong khuyến nghị H.323. - Giao diện D: D là giao diện giữa hai gatekeeper. Các thông tin chuyển qua giao diện D phải hỗ trợ các chức năng sau: + Tìm kiếm: là cơ chế để một gatekeeper tìm kiếm một gatekeeper khác. + Thông tin trao đổi: khi mà một gatekeeper thông báo cho một gatekeeper khác là nó hỗ trợ quay số kiểu khác để các thiết bị có thể sử dụng dịch vụ. + Xác nhận: khi hai gatekeeper xác nhận đặc điểm nhận dạng lẫn nhau để chấp nhận trao đổi thông tin. + Bảo mật: khi hai gatekeeper bảo mật các thông tin trao đổi. + Xác nhận với Proxy: khi một gatekeeper xác nhận đặc điểm nhận dạng của một phần tử với một gatekeeper khác. Chức năng này thường được sử dụng trong điều kiện phải đăng ký và xác nhận với Proxy. + Đăng ký với Proxy: khi một gatekeeper đăng ký đại diện cho một phần tử với một gatekeeper khác. + Quy tắc chấp nhận: khi một gatekeeper được phép yêu cầu cho phép một vài hoạt động đại diện cho một phần tử hoặc một gatekeeper khác. + Cho phép Proxy: khi một gatekeeper cho phép một phần tử hoạt động (thực hiện cuộc gọi, đại diện cho một phần tử khác) trao đổi thông tin với một gatekeeper khác. + Báo hiệu cuộc gọi: xác định kênh và bản tin báo hiệu được truyền giữa hai gatekeeper. + Tính cước: trao đổi thông tin tính cước với nhau. - Giao diện E: có hai loại giao diện E là Ea và Eb. Ea là giao diện giữa Media Gateway và Switched Circuit Network. Eb là giao diện giữa Signalling Gateway và Switched Circuit Network. Các thông tin chuyển qua giao diện E phải hỗ trợ: + Tại giao diện Ea: phải hỗ trợ các luồng dữ liệu kết nối giữa mạng IP và mạng Switched Circuit. Tại giao diện Eb: phải hỗ trợ báo hiệu giữa mạng IP và Mạng SCN. - Giao diện F: là giao diện giữa Backend và service và Media Gateway contooller. - Giao diện G: là giao diện giữa Backend service và Gatekeeper. - Giao diện H: là giao diện giữa đầu cuối H.323 hoặc gatekeeper và mạng truy cập IP. - Giao diện I: là giao diện giữa mạng truy nhập IP và phần còn lại của mạng IP. - Giao diện J: là giao diện giữa Singnalling Gateway và Međia Gateway Contooler. - Giao diện N: là giao diện giữa Media Gateway Contooler và Media Gateway. Các thông tin trao đổi qua giao diện N phải hỗ trợ các chức năng sau: + Tạo, thay đổi, xoá một luồng dữ liệu kết nối qua MGW. + Xác định các thông số kỹ thuật được sử dụng của luồng dữ liệu truyền qua Media Gateway khi thiết lập một kết nối và sau đó là trong suốt khoảng thời gian kết nối đó tồn tại. + Yêu cầu chèn các âm và thông báo vào luồng dữ liệu theo yêu cầu trự tiếp của Media Gateway Controller hoặc bởi chỉ thị chèn các âm hoặc thông báo bắt đầu và kết thúc khi phát hiện một số sự cố trong bản thân Media Gateway. + Yêu cầu thông báo và có thể thực hiện hoạt đọng để khắc phục khi phát hiện lỗi trên luồng dữ liệu. 7. Chức năng các phần tử trong VoIP Mô hình chức năng cơ bản trên nền mô hình H.323 (Hình 2) được chia làm 3 thực thể: Gatekeeper, Gateway, Terminal.Trong đó Gateway được chia làm 3 nhóm chức năng: Signalling Gateway, Media Gateway và Media Gateway Controller. - Signalling Gateway: Phần tử này chịu trách nhiệm về mặt hoạt động báo hiệu trong hệ thống. Ví dụ như nó làm chức năng dịch thông báo H.323 SETUP đến từ H.323 Gateway thành SS7 ISUP Initial Address Message đưa tới tổng đài. Các chức năng của SIgnalling gateway: + Kết nối các giao thức điều khiển cuộc gọi SNC. + Kết nối báo hiệu từ mạng SCN: phối hợp hoạt động với Media Gateway Controller. + Bảo mật kênh báo hiệu: đảm bảo tình bảo mật của kênh báo hiệu từ GW. + Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định và ghi các bản tin báo hiệu và các bản tin thông tin truyền nhận. + Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin sử dụng ra thiết bị ngoại vi. + OAM & P: vận hành, quản lý và bảo dưỡng, thông qua các giao diện logic cung cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới các phần tử quản lý hệ thống. + Chức năng quản lý, giao tiếp với hệ thống quản lý mạng. + Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết nối chuyển mạch gói. Media Gateway Controller (MGC): cung cấp chức năng tín hiệu H.323 và thực hiện ánh xạ tín hiệu từ SCN thành tín hiệu H.323 tương ứng. MGC cũng thực hiện chức năng điều khiển Media Gateway và Signalling Gateway. MGC còn có nhiệm vụ giao tiếp với H.323 Gatekeeper, vì vậy nó có thể xử lý các thông báo H.245 và H.225. Đồng thời thực hiện một số chức năng khác như chứng thực và bảo mật, giám sát tài nguyên của toàn hệ thống, duy trì điều khiển tất cả các kết nối. Các khối chức năng của Media Gateway Cotroller gồm: + Chức năng gateway H.255.0: Truyền và nhận các bản tin H.255.0 + chức năng Gateway H.245: Truyền và nhận các bản tin H.245 + Chức năng xác nhận: thiết lập đặc điểm nhận dạng của người sử dụng, thiết bị hoặc phần tử mạng. + Chức năng điều khiển Gateway chấp nhận luồng dữ liệu: cho phép hoặc không cho phép một luồng dữ liệu. + Non-repudiation evidence gathering: thu thập các thông tin dùng để xác nhận là bản tin báo hiệu hoặc bản tin chứa thông tin đã được truyền hoặc nhận chưa. + Báo hiệu chuyển mạch gói: bao gồm tất cả loại báo hiệu cuộc gọi có thể thực hiện bởi các đầu cuối trong mạng. Ví dụ như: theo chuẩn H.323 thì bao gồm: H.255.0, Q.931, H.225.0 RAS và H.245. Đối với một đầu cuối H.323 chỉ nhận thì nó bao gồm H.225.0 RAS mà không bao gồm H.245 + Giao diện báo hiệu chuyển mạch gói: Kết nối giao thức báo hiệu chuyển mạch gói (H.323, UNI.PNNI). + Điều khiển gateway: Thực hiện các chức năng như điều khiển kết nối logic, quản lý tài nguyên, chuyển đổi giao diện (ví dụ như từ SS7 sang H.225.0). + Giám sát tài nguyên từ xa: bao gatewayồm giám sát độ khả dụng của các kênh trung kế của Madia Gateway, giải thông và độ khả dụng của mạng IP, tỷ lệ định tuyến thành công cuộc gọi. + Chức năng điều khiển cuộc gọi: lưu giữ các trạng thái cuộc gọi của gateway. Chức năng điều khiển cuộc gọi bao gồm tất cả các điều khiển kết nối logic của Gateway. + Quản lý tài nguyên Madia Gateway: cấp phát tài nguyên cho Madia Gateway. + Chức năng báo hiệu: chuyển đổi chức năng báo hiệu giữa mạng IP và báo hiệu trong Switched Circuit Network trong phối hợp hoạt động với Signalling Gateway. + Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định và ghi các bản tin báo hiệu và các bản tin thông tin truyền nhận. + Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: xác định, ghi các bản tin báo hiệu và các thông tin truyền nhận. + Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin sử dụng ra thiết bị ngoại vi. + OAM & P: vận hành, quản lý và bảo dưỡng, thông qua các giao diện logic cung cấp các thông tin khong trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới các phần tử quản lý hệ thống. + Chức năng quản lý: giao diện với hệ thống quản lý. + Giao diện chuyển mạch gói: kết nối mạng chuyển mạch gói. - Madia Gateway: phần tử này thực hiện viếc chuyển đổi, mã hoá, giải mã, nén tín hiệu multimedia giữa mạng IP và mạng thoại. Madia Gateway bao gồm các chức năng sau: + Chức năng chuyển đổi địa chỉ kênh thông tin: cung cấp địa chỉ IP cho các kênh thông tin truyền và nhận. + Chức năng chuyển đổi hướng: chuyển đổi giữa các luồng thông tin giữa mạng IP và mạng SCN. + Bảo mật kênh thông tin: đảm bảo tính riêng tư của kênh thông tin kết nối với GW. + Kết chuyển mạch kênh: bao gồm tất cả các phần cứng và giao diện cần thiết để kết nối cuộc gọi chuyển mạch kênh, nó bao gồm các bộ mã hoá và giải mac PCM luật A và PCM luật M. + Kết nối chuyển mạch gói: chứa tất cả các giao thức liên quan đến việc kết nối kênh thông tin trong mạng chuyển mạch gói bao gồm các bộ mã hoá và giải mã RTP/RTCP và các bộ Coder như G711,G723.1. + Giao diện với mạng SCN: Kết cuối và điều khiển các kênh mang (ví dụ DSO) từ mạng Switched Circuit Netwok. + Chức năng chuyển đổi kênh thông tin giữa IP và SCN: chuyển đổi giữa kênh mang thông tin thoại, Fax, dữ liệu của SCN và các gói dữ liệu trong mạng chuyển mạch gói. Nó cũng thực hiện chức năng xử lý tín hiệu thích hợp như: nén tín hiệu thoại, triệt tiếng vọng, triệt khoảng lặng, mã hoá chuyển đổi tín hiệu fax và điều tiết tốc độ modem tương tự. Thêm vào đó nó còn thực hiện chuyển đổi giữa tín hiệu DTMF. Trong mạng SCN và các tín hiệu thích hợp trong mạng chuyển mạch gói khi mà các bộ mã hoá tín hiệu thoại không mã hoá tín hiệu DTMF. Chức năng chuyển đổi kênh thông tin giữa mạng IP và Switched Circuit Network, thu thập thông tin về lưu lượng gói và chất lượng kênh đối với mỗi cuộc gọi để sử dụng trong việc báo cáo chi tiết và điều khiển cuộc gọi. + Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định và ghi các bản tin báo hiệu và các bản tin thông tin truyền, nhận. + Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: Báo cáo các bản tin sử dụng ra thiết bị ngoại vi. + OAM&P: Vận hành, quản lý và bảo dưỡng, thông qua giao diện logic cung cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới các phần tử quản lý hệ thống. + Chức năng quản lý: Giao diện với hệ thống quản lý mạng. + Giao diện mạng chuyển mạch gói: Kết nối mạng chuyển mạch gói. H.323 Gatekeeper: Vùng của mạng trên cơ sở IP (giống như một topology gần kề) là được nhóm vào một vùng cho các mục đích quản trị. Một gatekeeper quản trị mỗi vùng khác nhau. Gatekeeper đóng vai trò giám sát tất cả các cuộc gọi H.323 trong vùng của nó trên mạng và cung cấp hai dịch vụ chính: thu nạp cuộc gọi và chuyển đổi địa chỉ. Nó bao gồm các chức năng cụ thể sau: + Chuyển đổi địa chỉ E.164: Chuyển đổi từ địa chỉ E.164 sang tên gọi H.323. + Chuyển đổi tên gọi H.323: Chuyển đổi từ tên gọi H.323 sang số E.164. + Chuyển đổi địa chỉ H.225.0: Chuyển từ tên gọi H.323 sang địa chỉ IP để truyền các bản tin H.225.0, hoặc nhận và truyền địa chỉ IP để truyền các bản tin H.225.0 bao gồm cả mã lựa chon và nhà cung cấp mạng. + Dịch địa chỉ kênh thông tin: Nhận và truyền địa chỉ IP của các kênh truyền tải thông tin, bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp mạng. + Dịch địa chỉ kênh H.245: Nhận và truyền địa chỉ IP phục vụ cho báo hiệu H.245, bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp mạng. + GK H.225.0: Truyền và nhận các bản tin H.225.0. + GK H.245.0: Truyền và nhận các bản tin H.245. + Giao tiếp giữa các GK: Thực hiện việc trao đổi thông tin giữa các gatekeeper. + Đăng ký: Cung cấp các thông tin cần đăng ký khi yêu cầu dịch vụ. + Xác nhận: Thiết lập các đặc điểm nhận dang của khách hàng, thiết bị đầu cuối hoặc các phần tử mạng. + Điều khiển Gatekeeper chấp nhận kênh thông tin: Cho phép hoặc không cho phép sử dụng các kênh truyền tải thông tin. + Non – repudiation evidence gathering: Thu nhập các thông tin dùng để xác nhận là bản tin báo hiệu hoặc là bản tin chứa thông tin đã được truyền hoặc nhận chưa. + Bảo mật kênh báo hiệu: Bảo đảm tính bảo mật của kênh báo hiệu kết nối GK với thiết bị đầu cuối. + Tính cước: Thu thập các thông tin để tính cước. + Điều chỉnh tốc độ và giá cước: Xác định tốc độ và giá cước sử dụng. + Chức năng quản lý: Giao tiếp với hệ thống quản lý mạng. + Chức năng ghi các bản tin sử dụng: Xác định hoặc ghi lại các thông tin về sự kiện (truy nhập, cảnh báo) và tài nguyên. + Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: Báo cáo các bản tin sử dụng đã được ghi ra thiết bị ngoại vi. Backend: Được sử dụng bởi Gateway và Gatekeeper để cung cấp các chức năng như tính cước, quản trị cơ sở dữ liệu, chọn đường… Thiết bị đầu cuối H.323: Thiết bị đầu cuối H.323 là một trạm cuối trong mạng LAN đảm nhận việc cung cấp truyền thông hai chiều theo thời gian thực. Các thành phần chức năng của một thiết bị đầu cuối: + Các phần giao tiếp với người sử dụng: như máy tính, loa, tai nghe… + Các bộ CODEC (Audio và Video): Bộ CODEC thoại đảm nhận chức năng mă hoá và giải mã tín hiệu thoại, chức năng mã hoá và giải mã dòng thoại PCM 64Kbps luật Avà luật m là bắt buộc (giao thức G.711), ngoài ra bộ CODEC có thể thêm các chức năng mã hoá và giải mã theo các kiểu như : G729, G.729A, G.723… Đối với bộ CODEC Video: đây là thành phần tuỳ chọn, nó cung cấp cho thiết bị đầu cuối khả năng truyền nhận tín hiệu Video. + Giao diện với mạng LAN: Giao diện với mạng LAN cung cấp các dịch vụ sau cho lớp trên (lớp đóng gói dữ liệu multimedia H.225.0): - Dịch vụ thông tin tin cậy đầu cuối đến đầu cuối (end to end). Dịch vụ này phục vụ cho kênh điều khiển H.245 và kênh dữ liệu. - Dịch vụ truyền thông không tin cậy end to end. Dịch vụ này phục vụ các kênh Audio, Video, các kênh điều khiển RAS. + Chức năng Receive Path Delay: Chức năng này làm nhiệm vụ thêm vào dòng thông tin thời gian thực một độ trễ đảm bảo, duy trì sự đồng bộ và bù độ Jitter của các gói đến. Độ trễ thêm vào phải được tính đến thời gian trễ đo xử lý tín hiệu khi thu. Dòng tín hiệu chiều phát không được làm trễ. Đơn vị điều khiển đa điểm (MCU): MCU hỗ trợ việc thực hiện các cuộc đàm thoại hội nghị giữa nhiều thiết bị đầu cuối.Trong chuẩn H.323, MCU bắt buộc phải có bộ điều khiển đa điểm (multipoint Controller) và có hoặc không có một vài Multipion Processor (MP). MC và MP không tồn tại trong các thiết bị độc lập mà được phân tán trong các thiết bị khác. Ví dụ như một thiết bị đầu cuối có thể mang một bộ MC để có thể thực hiện một lúc nhiều cuộc gọi, một gateway có thể mang trong nó một MC và một vài MP để thực hiện tới một vài thiết bị đầu cuối. MC thực hiện việc điều khiển giữa điểm đầu cuối trong hệ thống bao gồm: - Xử lý việc đàm phán giữa các thiết bị đầu cuối để quyết định một khả năng xử lý dòng dữ liệu media chung giữa các thiết bị đầu cuối. - Quyết định dòng dữ liệu nào sẽ là dòng dữ liệu multicast. MC không xử lý trực tiếp một dòng dữ liệu media nào, việc xử lý sẽ cho MP đảm nhận, MP thực hiện việc trộn, chuyển mạch, xử lý từng dòng thời gian thực hiện trong hội nghị. 8. Cấu trúc kết nối Về cơ bản có thể chia thành cấu trúc kết nối trong các ứng dụng dịch vụ Internet thành 3 loại: - Kết nối PC-PC. - Kết nối PC-máy thoại. - Kết nối máy thoại với nhau. Hình 2 thể hiện các thành phần cơ bản của mạng phục vụ cho dịch vụ thoại Internet: Hình 2: Các thành phần cơ bản của mạng điện thoại Internet. 1. H.323 terminal 2. H.323 gatekeepeR 3. H.225 RAS (UDP/IP) 4. Q.931 (TCP/IP) 5. H.225 (TCP/IP) 6. H.245 Audio Channels (RTP/UDP/IP) 7. H.245 call control (RTCP/UDP/IP) 8. H.323 gateway 9. PSTN 8.1 Kết nối PC-PC Khi thực hiện kết nối PC-PC về hình thức có thể chia làm hai loại: - Kết nối thông qua mạng LAN hoặc một IP, như thể hiện trên hình 2. - Kết nối giữa một PC trong mạng IP này với một PC trong mạng IP khác thông qua mạng PSTN như thể hiện trên hình 2. Điểm khác nhau giữa 2 cấu hình kết nối này là: Trong cấu hình 2 có điểm chuyển tiếp từ mạng IP sang mạng PSTN nên tại mỗi điểm sẽ có gateway. Đối với các PC trong kết nối này chúng đóng vai trò như một đầu cuối H.323 Vì vậy nó phải có chức năng Multimedia, có phần mềm phục vụ cho dịch vụ thoại Internet. (Ví dụ như NetMeeting của Micsoft). Mạng IP Đầu cuối H.323 Đầu cuối H.323 DNS Server H.323 Gatekeeper Hình 2. : Kết nối PC – PC nằm trong cùng một mạng IP ISDN/PSTN Gateway Gateway Mạng IP Mạng IP Modem Modem Đầu cuối Đầu cuối Hình 2. : Kết nối PC – PC nằm trong hai mạng IP khác nhau 8.2 Kết nối PC và máy điện thoại Đối với các kết nối PC và máy điện thoại, do có sự chuyển tiếp từ mạng Internet sang mạng SCN nên bao giờ cũng có sự tham gia của Gateway. Hình 2 thể hiện các thành phần chính của mạng được sử dụng trong kết nối giữa một PC và một máy điện thoại Mạng IP H.323 Gatekeeper DNS Server Đầu cuối H.323 PSTN H.323 Gateway Hình2 : Các thành phần chính của mạng trong kết nối PC –máy điện thoại. Sau đây là một số tình huống kết nối một PC và một máy thoại. Một mạng LAN/Một nhà quản trị vùng Đây là kết nối giữa một đầu cuối IP là một PC và một máy điện thoại. Trong đó, mạng LAN có cấu trúc đơn giản nhất gồm một Gatekeeper, một Gateway và các đầu cuối IP tạo thành một phần mạng LAN (Hình 2). Trong trường hợp này các đầu cuối IP và Gateway muốn hoạt động đều đăng ký Gatekeeper và báo hiệu để thực hiện cuộc gọi đều do Gatekeeper điều khiển. SCN Gatekeeper Đầu cuối IP Mạng IP Gateway Hình 2 : Các phần tử liên quan nằm trong một phần của mạng LAN. Hai mạng LAN/ Một Gatekeeper/ Một nhà quản trị vùng SCN Gatekeeper Đầu cuối IP Mạng IP Gateway Mạng IP Trong trường hợp này các phần tử H.323 trong hai mạng LAN nhưng cuộc gọi chỉ do một Gatekeeper giứ vai trò làm nhà quản trị vùng điêù khiển (Hình 2). Cấu hình này thích hợp cho việc xây dựng mạnh của một công ty. Hình 2: Giữa hai mạng LAN/Một nhà quản trị vùng. c.Hai mạng LAN/Hai Gatekeeper/ Một nhà quản trị vùng. Trong trường hợp này các phần tử H.323 nằm trong hai mạng LAN (hình 2). Về đặc điểm thì nó gần giống với trường hợp trên, nhưng nhờ có Gatekeeper thứ hai nên mỗi mạng LAN có một Gatekeeper điều khiển. Nhờ đó phương pháp điều khiển sẽ mềm dẻo hơn cho phép nhà quản trị vùng điều khiển lưu lượng trong các mạng LAN và lưu lượng chuyển giao giữa chúng. Toàn bộ báo hiệu cuộc gọi do Gatekeeper nối trực tiếp với đầu cuối IP đóng vai trò làm nhà quản trị vùng điều khiển. SCN Gatekeeper Đầu cuối IP Mạng IP Gateway Mạng IP Gatekeeper Hình 2: Giữa hai mạng LAN/Một nhà quản trị vùng. d. Hai mạng LAN/ Hai nhà quản trị vùng/ Có kết nối trực tiếp với nhau. SCN Gatekeeper Đầu cuối IP Mạng IP Gateway Mạng IP Gatekeeper Liên vùng Trường hợp này thực hiện kết nối có liên quan đến 2 mạng LAN do 2 nhà quản trị mạng khác nhau quanr lý (hình 2.). Trao đổi bản tin báo hiệu cuộc gọi giữa chúng thông qua kênh báo hiệu nối trực tiếp giữa hai Gatekeeper theo thủ tục được trình bày trong các phần trên. Hình 2: Giữa hai vùng có kết nối trực tiếp với nhau. e. Hai mạng LAN/ Hai nhà quản trị vùng/ Kết nối thông qua Gatekeeper trung gian. Trong trường hợp kết nối có liên quan đến hai mạng LAN mà các Gatekeeper của chúng không có kênh báo hiệu nối trực tiếp với nhau ( Hình 2) thì để thực hiện cuộc gọi chúng phải thông qua một hay nhiều Gatekeeper khác đóng vai trò làm cầu nối. SCN Gatekeeper Đầu cuối IP Mạng IP Gateway Mạng IP Gatekeeper Liên vùng Gatekeeper Mạng IP Liên vùng Hình 2 : Kết nối thông qua Gatekeeper trung gian. 8.3 Kết nối giữa một máy điện thoại và một máy điện thoại Cấu hình cơ bản trong kết nối giữa một máy thoạivà một máy thoại được thể hiện trên hình 2. Trong đó kết nối giữa hai máy điện thoại thay vì được kết nối trong mạng PSTN, kết nối này được thực hiện thông qua mạng IP. Hình 2 . Các thành phần chính trong kết nối giữa điện thoại và điện thoại. H.323 Gatekeeper DNS Server PSTN Gateway PSTN Gateway Mạng IP 9. Hoạt động của VoIP 9.1 Quay số truy nhập dịch vụ Quay số truy nhập dịch vụ liên quan đến vấn đề làm thế nào để định hướng cuộc gọi đi qua mạng IP mà không qua mạng PSTN. Để truy nhập dịchvụ IP có hai cách để truy nhập tuỳ thuộc vào khả năng của hệ thống: - Quay số hai giai đoạn: Người sử dụng quay số để liên lạc tới IP Gateway, Quá trình giao tiếp với gateway sẽ quyết định việc định hướng tiếp đến terminal nào ở đầu bên kia. - Quay số một giai đoạn: Người sử dụng quay một mã truy nhập đặc biệt kèm theo số điện thoại đích. Căn cứ vào mã truy nhập, hệ thống báo hiệu sẽ quyết định việc định tuyến cuộc gọi thông qua mạng IP hay PSTN. 9.2 Xử lý cuộc gọi Theo tiêu chuẩn TS 101 322 v.1.0.0 của ETSI[11], quá trình xử lý cuộc gọi được chia làm 3 giai đoạn: đăng ký, thiết lập và giải phóng cuộc gọi. Thủ tục báo hiệu cuộc gọi trong mạng VoIP tuân theo các khuyến nghị H.323, H.225.0 và H.245 của ITU_T, trong trường hợp cuộc gọi có thêm yêu cầu mã hoá và bảo mật thì quá trình báo hiệu và xử lý cuộc gọi còn phải tuân theo khuyến nghị H.235 của ITU. Các thủ tục báo hiệu cuộc gọi. Một cuộc gọi trong hệ thống được tiến hành chia làm năm giao đoạn: - Giai đoạn thiết lập kênh báo hiệu cuộc gọi: Một kết nối TCP được thiết lập để truyền các thông điệp Q.931 của kênh báo hiệu cuộc gọi. - Giai đoạn thiết lập kênh điều khiển truyền thông: Mở thêm một kết nối TCP dành cho kênh điều khiển truyền thông H.245. - Giai đoạn thiết lập kênh media: Thủ tục mở kênh logic cho tín hiệu media của kênh H.245 được thực hiện. - Giai đoạn dịch vụ cuộc gọi: Người dùng trao đổi thông tin với nhau, các dịch vụ giám sát chất lượng hoạt động, điều khiển thông lượng đường truyền và các dịch vụ bổ trợ khác. - Giai đoạn kết thúc cuộc gọi: Kết thúc cuộc gọi giữa hai điểm cuối (2 thiết bị đầu cuối). Một giai đoạn thiết lập kênh báo hiệu cuộc gọi: - Trong trường hợp cả hai điểm cuối đều chưa đăng ký với gatekeeper, thủ tục thiết lập cuộc gọi được miêu tả như sau: Terminal1 Terminal2 Mở kết nối TCP Gửi bản tin setup Gửi bản tin call Proceding Gửi bản tin Alert Thiết lập kết nối + Điểm cuối gọi thiết lập một kết nối TCP tới điểm cuối bị gọi tại cổng 1720 (cổng dành riêng cho kênh báo hiệu cuộc gọi). + Điểm cuối gọi gửi ra kết nối này thông điệp Setup để chỉ thị yêu cầu thiết lập cuộc gọi. - Trong trường hợp yêu cầu thiết lập gọi được chấp nhận, điểm cuối bị gọi lần lượt trả về các thông điệp. + Call Proceding: Thông báo cuộc gọi đã được bên bị gọi tiến hành và không nhận thêm một yêu cầu thiết lập nào nữa. + Alerting: Thông báo hồi âm chuông. + Connect: Mang địa chỉ trường H.245 của điểm bị gọi dành cho kênh điều khiển H.245. Thông tin này được dành cho giai đoạn hai. - Trong trường hợp yêu cầu thiết lập cuộc gọi không được chấp nhận, điểm cuối bị gọi sẽ trả về thông điệp Release Complete, kênh báo hiệu cuộc gọi bị đóng lại. - Trường hợp thiết lập cuộc gọi có sự tham gia của gatekeeper: Trong trường hợp này những điểm cuối đã đăng ký đều phải thực hiện thủ tục điều khiển kết nạp với gatekeeper (Admission Control) để thoả thuận: + Thông lượng ban đầu dành cho cuộc gọi. + Mô hình cuộc gọi sử dụng (Báo hiệu truyền trực tiếp hay gián tiếp qua gatekeeper). Điểm cuối gửi thông điệp ARQ (Admission Raquest) tới gatekeeper mà nó đã đăng ký để chỉ thị yêu cầu kết nạp cuộc gọi. Thông tin ARQ mang các nội dung sau: + Thông lượng điểm cuối yêu cầu gatekeeper cấp cho cuộc gọi. + Mô hình cuộc gọi điểm cuối yêu cầu gatekeeper thực hiện gatekeeper trả lời lại thông điệp ACF (Addmission Cnfirm) mang các thông tin gatekeeper trả lời. + Thông lượng gatekeeper cấp cho cuộc gọi. Thông lượng này có thể thấp hơn hoặc bằng thông lượng yêu cầu. + Mô hình cuộc gọi gatekeeper lựa chọn. + Địa chỉ trả về để thiết lập kênh điều khiển cuộc gọi. - Trong trường hợp thiết lập cuộc gọi cả hai điểm cuối cùng đăng ký với một gatekeeper: + Điểm cuối gọi trao đổi các thông tin ARQ và ACF với gate keeper để thực hiện điều khiển kết nạp. + Nếu gatekeeper chọn mô hình báo hiệu cuộc gọi là báo hiệu trực tiếp thì nó sẽ trả về địa chỉ kênh báo hiệu trong ACF. Nếu gatekeeper chọn mô hình báo hiệu qua gatekeeper thì nó trả về địa chỉ kênh báo hiệu của chính nó trong ACF. + Điểm cuối thiết lập một kết nối TCP sử dụng địa chỉ có được ở bước trước để làm kênh báo hiệu cuộc gọi. + Điểm cuối gọi gửi thông điệp Setup ra kênh báo hiệu cuộc gọi để chỉ thị yêu cầu thiết lập cuộc gọi. + Nều điểm cuối bị gọi muốn chấp nhận cuộc gọi thì nó phải thực hiện thủ tục điều khiển kết nạp vơí gatekeeper. + Trong trường hợp điểm cuối bị gọi nhận được thông điệp ART (loại bỏ) từ gatekeepr thì nó trả lại thông điệp Release Complete (sự trả lại), nếu không thì nó trả lời lại bằng thông điệp Connect (nối, đóng) mang địa chỉ của kênh điều khiển H.245. 2. Giai đoạn thiết lập kênh điều khiển truyền thông Khi cả hai bên gọi và bị gọi thiết lập thành công kênh báo hiệu cuộc gọi. Giai đoạn thiết lập kênh điều khiển truyền thông bắt đầu: Terminal1 Terminal2 Mở kết nối TCP Điều khiển kiểu mã hoá (Sự tương thích) Xác định vai trò master or slave Thiêt lập kênh Media Thiêt lập kênh Media + Điểm cuối gọi thiết lập một kết nối TCP dành cho thủ tục H.245. + Trao đổi khả năng tương thích nhằm đảm bảo cho tín hiệu media giữa hai phia phát và thu hoàn toàn tương thích với nhau. Quá trình này được thực hiện trước khi thiết lập kênh truyền tín hiệu media. + Xác định vai trò chủ tớ giữa hai điểm cuối nhằm mục đích tránh các xung đột không cần thiết xảy ra. + Thiết lập kênh logic cho tín hiệu media. 3. Giai đoạn thiết lập kênh media Các thủ tục thiết lập kênh logic cho các tín hiệu media được thực hiện bằng cách trao đổi các thông điệp OpenLogicalChannel và OperLogicalChannel Ack giữa hai điểm cuối. Hầu hết các kênh media là đơn hướng (chiều thu và phát là độc lập nhau và có thể sử dụng các phương pháp mã hoá khác nhau). Các kênh media được truyền tải nhờ vào giao thức RTp với mục đích đảm bảo thời gian thực cho các giám sát chất lượng của kênh RTP. Terminal1 Terminal2 Kênh media (RTP) Kênh điều khiển media (RTCP) Kênh media (RTP) Kênh điều khiển media (RTCP) 4. Giai đoạn dịch vụ cuộc gọi Trong khi người dùng trao đổi thông tin với nhau, các dịch vụ giám sát chất lượng hoạt động, thay đổi thông lượng cuộc gọi, điều khiển thông lượng đường truyền, thông báo trạng thái, các dịch vụ bổ trợ khác được tiến hành một hành một đồng thời. 5. Giai đoạn kết thúc cuộc gọi Cuộc gọi có thể được giải phóng bởi trong các thiết bị: thiết bị đầu cuối H.323, gateway (khi đầu cuối trong mạng Swith Circuit Network kicks hoạt giải phóng cuộc gọi ), gatekeeper. Có nhiều nguyên nhân kết thúc cuộc gọi như kết thúc cuộc gọi một cách bình thường, phát hiện ra lỗi trong khi thực hiện cuộc gọi. 10. Các ưu, nhược điểm của VoIP 10.1 Các ưu điểm của VoIP Điện thoại IP ra đời nhằm khai thác tính hiệu quả của các mạng truyền số liệu và 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 Internet. Điện thoại IP có các ưu điểm sau: - Giảm cho phí cuộc gọi: Đây là ưu điểm nổi bật của điện thoại IP so với dịch vụ điện thoại thông thường đối với các cuộc gọi đường dài. Nếu dịch vụ điện thoại IP được triển khai thì chi phí cho một cuộc gọi đường dài chỉ tương đương với chi phí truy nhập Internet do tín hiệu thoại được truyền tải trong mạng IP có khả năng sử dụng kênh hiệu quả cao, đồng thời kỹ thuật nén thoại tiên tiến giảm tốc độ bít từ 64kbps xuống dưới 8kbps trong khi đó đối với một cuộc gọi thông thường qua mạng PSTN, sẽ có một kênh 6kbps được duy trì suốt từ đầu cuối này tới đầu cuối kia thông qua một hệ thống các tổng đài. Chi phí này đối với một cuộc gọi đường dài (liên tỉnh, quốc tế) là khá lớn. Trong trường hợp cuộc gọi qua mạng IP, người sử dụng từ mạng PSTN phải duy trì kênh 64kbps đến Gateway của nhà cung cấp dịch vụ tại địa phương. Nhà cung cấp dịch vụ sẽ đảm nhận nhiệm vụ nén đóng gói tín hiệu thoại và gửi chúng đi qua mạng IP một cách có hiệu quả nhất đẻ tới được Gateway nối tới một mạng điện thoại khác có người liên lạc ở đầu kia. Việc kết nối như vậy làm giảm đáng kể chi phí cuộc gọi. - Tích hợp mạng thoại, mạng số liệu và mạng báo hiệu: Trong điện thoại IP, tín hiệu thoại, Số liệu và cả báo hiệu đều có thể cùng đi trên một mạng IP. Điều này sẽ tiết kiệm cho phí đầu tư để xây dựng những mạng riêng rẽ. - 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) nhưng trong điện thoại IP việc phân chia tài nguyên cho các cuộc thoại linh hoạt hơn nhiều. Khi một cuộc liên lạc diễn ra, nếu lưu lượng của mạng thấp, băng thông dành cho liên lạc sẽ cho chất lượng thoại tốt nhất có thể có, nếu lưu lượng của mạng cao, mạng sẽ hạn chế băng thông của từng cuộc gọi ở mức duy trì chất lượng thoại chấp nhận được nhằm phục cụ cùng một lúc nhiều người nhất. Điểm này cũng là một yếu tố làm tăng hiệu quả sử dụng băng thông. - Khả năng Multimedia và đa dịch vụ: Trong khi tiến hành đàm thoại 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. 10.2 Các nhược điểm của VoIP Giao thức Internet (và các mạng số liệu khác) không được thiết kế để truyền các thông tin thời gian thực như thông tin thoại. Do đó việc truyền tín hiệu thời gian thực trên mạng chuyển mạch gói là rất khó thực hiện do mất gói trong mạng là không thể tránh được. Ngoài ra độ trễ không cố định của các gói thông tin khi truyền trên mạng cũng ảnh hưởng lớn tới chất lượng thoại đòi hỏi phải có một cơ chế xử lý ở đầu thu. Để cho chất lượng dịch vụ có thể chấp nhận được, cần phải có một kỹ thuật nén tín hiệu có tỉ số nén lớn, có khả năng tái tạo các gói bị thất lạc… Tốc độ xử lý của các bộ Codec (Coder và Decoder) phải nhanh để không làm cuộc đàm thoại bị gián đoạn. Đồng thời cở sở hạ tầng cũng cần phải nâng cấp lên các công nghệ mới như: Frame Relay, ATM… để có tốc độ cao và phải có một cơ chế thực hiện chức năng QoS (Quality of Service)… Ngoài ra còn có một số hạn chế của dịch vụ thoại IP (VoIP) so với dịch vụ thoại truyền thống là chất lượng dịch vụ và khả năng truy nhập dịch vụ. Hạn chế về chất lượng dịch vụ có nguyên nhân không phải do công nghệ VoIP mà do chính sách về chất lượng được thiết lập trước đó trên mạng Internet: dịch vụ chỉ được cung cấp với chất lượng “tốt nhất có thể” (best-effort) và do đó không đảm bảo hoàn toàn yêu cầu trong truyền tín hiệu thoại. Mức độ phức tạp của mạng cũng như các kết nối của mạng cũng là yếu tố làm giảm chất lượng dịch vụ. Một yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ thoại IP là do trên mạng Internet, dịch vụ IP phải được chia sẻ đường truyền cùng lúc với nhiều dịch vụ khác. Nếu so sánh, một kênh truyền tín hiệu thoại thông thường chỉ sử dụng khoảng 30% năng lực trong khi trên mạng Internet , tỷ lệ này là 100%. 11.Dịch vụ Ngay từ khi các máy tính bắt đầu kết nối với nhau, vấn đề các mạng phức phạp luôn là mối quan tâm của mọi người. Mạng máy tính phát triển bên cạnh mạng điện thoại. Các máy tính và các điện thoại song song tồn tại ngay trong một cơ cấu, giữa các cơ cấu khác nhau, và trong mạng rộng WAN. Công nghệ VoIP không ngay lập tức đe dọa đến mạng điện thoại toàn cầu mà nó sẽ dần thay thế thoại chuyển mạch trên kênh truyền thống. 11.1.Thoại thông minh Hệ thống điện thoại ngày nay càng trở nên hữu hiệu: rẻ, phổ biến, dễ sử dụng, cơ động. Nhưng nó hoàn toàn “ngớ ngẩn”. Nó chỉ có 12 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 đến là các server. Nhưng mọi cố gắng đều thất bại do tồn tại các hệ thống có sẵn. Internet sẽ thay đổi điều này, kể từ khi Internet phủ khắp toàn cầu, 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. 11.2. Dịch vụ tính cước cho bị gọi (Toll-Frê) Thoại qua Internet giúp bạn có khả năng cung cấp dịch vụ tính cước cho bị gọi đến kách hàng ở nước ngoài cũng giống như khách hàng ở trong nước. Để thực hiện được điều này, bạn chỉ cần PC với hệ điều hành Windows 9x, địa chỉ kết nối Internet (tốc độ 28,8kbps hoặc nhanh hơn), và chương trình phần mềm chuyển đổi chẳng hạn như Quicknet’s Techonologies Internet Phone Jack. Thay vị gọi qua mạng điện thoại truyền thống, khách hàng có thể gọi cho bạn qua mạng Internet bằng việc sử dụng chương trình phần mềm chẳng hạn như Internet Phone của Vocaltec hoặc Netmeeting của Microsoft. Với các chương trình phần mềm này, khách hàng có thể gọi đến công ty của bạn cũng giống như việc họ gọi qua mạng PSTN. Bằng việc sử dụng chương trình chẳng hạn Internet Phone Jack, bạn cũng có thể sử lý các cuộc gọi giống như xử lý các cuộc gọi khác. Bạn có thể định tuyến các cuộc gọi này tới nhà vận hành, tới các dịch vụ tự động trả lời, tới các ACD. Trong thực tế, hệ thống điện thoại qua Internet và hệ thống điện thoại truyền thông là hoàn toàn như nhau. 11.3. Dịch vụ Callback Web. “Worlwide web” đã làm cuộc cách mạng trong cách giao dịch với khách hàng của các doanh nghiệp. Với tất cả các tiềm năng của web, điện thoại vẫn là một phương tiện kinh doanh quan trọng trong nhiều nước. 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 bạn vào hệ thống điện thoại. 11.4. Dịch vụ Fax qua IP. Nếu bạn gửi nhiều fax từ PC, đặc biệt là gửi ra nước ngoài thì việc sử dụng dịch vụ Internet faxing sẽ giúp đỡ bạn tiết kiệm được tiền và cả kênh thoại. dịch vụ này sẽ chuyển trực tiếp từ PC của bạn qua kết nối Internet. Hàng năm, trên thế giới tốn hơn 30 tỷ USD cho việc sử dụng fax đường dài. Nhưng ngày nay Internet fax đã làm thay đổi điều này. Việc sử dụng Internet fax không những được mở rộng cho thoại mà còn cho cả dịch vụ fax. Một trong những dịch vụ gửi fax được ưa chuộng là Comfax. 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 chẳng hạn Quikinet’s Internet Phone JACK. 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 bạn. 11.5. Dịch vụ Call Center. Gateway câl center với công nghệ thoại qua Internet cho các nhà kiểm duyệt trang web với các PC trang bị multimedia kết nối được với bộ phận phân phối các cuộc gọi tự động (ACD). Một ưu điểm của thoại IP là khả năng kết hợp cả thoại và dữ liệu trên cùng một kênh.