Thoại trên mạng VOI IP (voice over IP - VOIP)

Thoại trên mạng VOI IP (voice over IP - VOIP)

thoại trên mạng IP (voice over IP - VOIP)

(Nhóm nghiên cứu: Voice Over IP Hớng dẫn: ThS Nguyễn Tô Đông Thực hiện : Kim Thanh Tùng -Lơng Ngọc Tuấn ĐT2-K41)

Truyền thông trên các mạng chuyển mạch gói nh IP, ATM, và Frame Relay

đ trở thành chiến lã trở thành chiến l ợc đợc a chuộng cho cả các công ty lẫn các nhà hoạch

định mạng công cộng Chính vì thế, ngày càng nhiều công ty đ nhìn thấy ã trở thành chiến l

giá trị của việc truyền voice trên mạng IP để giảm giá cớc điện thoại và giá

cớc fax đồng thời đặt nền cho các ứng dụng multimedia nâng cao Cung cấp

dịch vụ thoại chất lợng cao trên mạng IP là một bớc đi bản lề cho sự hợp

nhất thoại, fax, video, và các dịch vụ viễn thông khác

Hỗ trợ giao tiếp thoại sử dụng giao thức Internet (IP), hay VoIP, trở nên rất

hấp dẫn vì nó cung cấp một giá cớc thấp, đồng hạng Thực tế, giá cớc cuộc

gọi trên IP đang trở thành một trong những yếu tố bản lề dẫn tới sự hợp nhất

của công nghệ truyền thông thoại, video và dữ liệu Sự khả thi trong việc

truyền thoại và các tín hiệu cuộc gọi trên mạng Internet đã trở thành chiến l đợc chứng thực

nhng việc mang lại các sản phẩm chất lợng cao, thiết lập các dịch vụ công

cộng, cũng nh thuyết phục ngời sử dụng dùng chúng thì mới chỉ bắt đầu

VoIP có thể đợc định nghĩa là khả năng gọi điện thoại và gửi FAX trên mạng

dữ liệu nền IP với một chất lợng dịch vụ (QoS) phù hợp và một giá cớc rẻ

hơn Các nhà sản xuất thiết bị nhìn thấy ở VoIP một cơ hội mới để đổi mới và

cạnh tranh Sự thách thức với họ là biến khả năng này trở thành hiện thực

bằng cách phát triển các thiết bị hỗ trợ VoIP Với các ISP, khả năng giới

thiệu dịch vụ mới đồng thời tăng cờng hiệu suất sử dụng đờng truyền là rất

hấp dẫn Với ngời sử dụng, họ sẽ đợc hởng lợi từ các ứng dụng kết hợp thoại/

dữ liệu cũng nh các lợi ích kinh tế

ứng dụng và lợi ích của VoIP

VoIP có thể đợc áp dụng cho gần nh mọi yêu cầu của giao tiếp thoại, từ một

cuộc đàm thoại đơn giản cho đến một cuộc hội nghị nhiều ngời sử dụng

phức tạp Chất lợng âm thanh đợc truyền cũng có thể biến đổi tuỳ theo ứng

dụng

Ta có thể xem xét một số ví dụ về ứng dụng củaVoIP:

Cổng PSTN (gate way): Sự liên kết của mạng Internet với PSTN có thể đợc

hoàn thành nhờ gateway, hoặc khả năng này đợc tích hợp vào một PBX (trở

thành iPBX) hoặc đợc cung cấp nh một thiết bị độc lập

Điện thoại truy nhập Internet: Điện thoại thông thờng (cố định hoặc di động)

có thể đợc bổ sung để phục vụ nh một thiết bị truy nhập Internet trong khi

vẫn cung cấp tính năng thoại thông thờng Dịch vụ danh bạ, chẳng hạn, có

thể đợc truy nhập qua Internet bằng cách gửi đi tên họ của một ngời và nhận

về số điện thoại của ngời đó dới dang âm thanh hoặc chữ số

Trung kế liên văn phòng trên mạng intranet: Sự thay thế các đờng trung kế

giữa các PBX của các công ty sử dụng liên kết Intranet sẽ giúp tăng cờng

quy mô và hợp nhất các phơng tiện mạng

Truy nhập từ xa từ một chi nhánh (hoặc từ nhà riêng): Một văn phòng nhỏ từ

xa có thể truy nhập các dịch vụ thoại, dữ liệu, và fax của công ty sử dụng

mạng Intranet của công ty đó Điều này cũng có thể hữu ích cho các nhân

viên tại nhà làm việc tại một trung tâm trả lời điện thoại chẳng hạn

Gọi điện từ một máy tính qua mạng Internet: Có thể gọi điện sử dụng một

máy tính có microphone nối mạng Internet Điều này rất thuận lợi cho việc

Chuyển mạch quang dùng cách

tử phản xạ Bragg Chuyển mạch quang dùng giao thoa kế mạch Zender Giới thiệu ngôn ngữ mô phỏng phần cứng VHDL

Nguyên lý của kỹ thuật OFDM

Thoại trên mạng

IP (Voice over IP-VOIP)

Khuếch đại quang sợi pha tạp

Pr (PDFA), Nd (NDFA) cho b ớc sóng 1300nm sử dụng trong thông tin quang và khả năng ứng dụng Nghiên cứu sử dụng máy tính cá nhân làm thiết bị cuối ATM

Phần mềm mô phỏng

PTOLEMY

Đố vui khoa học

gửi và nhận các thông điệp thoại từ máy tính xách tay

Truy nhập các trung tâm trả lời điện thoại: Truy nhập tới các trung tâm phục

vụ khách hàng qua Internet sẽ thúc đẩy mạnh mẽ ứng dụng thơng mại điện

tử Dịch vụ này sẽ cho phép một khách hàng có câu hỏi về một sản phẩm

đ-ợc chào hàng qua Internet đđ-ợc các nhân viên của công ty hớng dẫn trực tuyến

Một ứng dụng trớc mắt của VoIP là truyền FAX thời gian thực Để thao tác trên mạng chuyển mạch gói, một đơn vị giao diện FAX phải chuyển đổi dữ liệu thành dạng gói, xử lý chuyển đổi tín hiệu và điều khiển giao thức (các chuẩn T.30 và T.4), và đảm bảo hoàn thành việc chuyển các dữ liệu quét theo đúng thứ tự Với ứng dụng này, sự mất gói và trễ đầu cuối nghiêm trọng hơn trong ứng dụng thoại

Phần lớn các ứng dụng VoIP sẽ là các hoạt động thời gian thực Tuy nhiên, các dịch vụ thoại lu rồỉ truyền cũng đợc thi hành bằng cách sử dụng VoIP Chẳng hạn, các thông điệp thoại có thể đợc chuẩn bị từ một máy điện thoại

và đợc chuyển tới một hộp th thoại/dữ liệu tích hợp dùng dịch vụ Internet hay Intranet

Công nghệ VoIP có bốn lợi ích chủ yếu:

Internet và do đó tiết kiệm đáng kể cho dịch vụ thoại và FAX Ngời

ta ớc tính có khoản 70% các cuộc gọi đến châu á là để gửi FAX, phần lớn trong số đó có thể đợc thay bởi FoIP Sự chia sẻ chi phí thiết bị và thao tác giữa những ngời sử dụng thoại và dữ liệu cũng tăng cờng hiệu quả của mạng bởi lẽ sự d thừa băng tần trên mạng của ngời này có thể đợc sử dụng bởi một ngời khác, do đó mang lại hiệu quả cao hơn

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 u hoá băng tần động thống nhất Vì con ngời là nhân tố quan trọng nhng cũng dễ sai lầm nhất trong một mạng viễn thông, mọi cơ hội đề hợp nhất các thao tác, loại

bỏ các điểm sai sót, và thống nhất các hệ thống thanh toán sẽ rất có ích Trong các tổ chức kinh doanh, sự quản lý trên cơ sở SNMP có thể đợc 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 cờng tính mềm dẻo Các phơng tiện liên quan nh dịch vụ danh bạ và dịch vụ an ninh có thể đợc chia sẻ dễ dàng hơn

cho VoIP, các lợi ích trong thời gian dài hơn đợc mong đợi từ các ứng dụng multimedia và đa dịch vụ Chẳng hạn, các giải pháp thơng mại Internet có thể kết hợp truy nhập WWW với việc truy nhập trực tiếp tới một nhân viên hỗ trợ khách hàng Thoại cũng là một là một phần căn bản của hệ thống hội thảo từ xa bao gồm các màn hình dùng chung, bảng

cung cấp những lợi ích rõ rệt trong tơng lai

Yêu cầu phát triển của các sản phẩm VoIP

Mục tiêu cho các nhà phát triển khá đơn giản: bổ sung khả năng gọi điện thoại (cả truyền thoại lẫn báo hiệu) cho các mạng nền IP và kết nối chúng với mạng điện thoại công cộng cũng nh các mạng thoại cá nhân để duy trì các chuẩn thoại hiện thời cũng nh các đặc tính mà mọi ngời mong đợi ở một máy điện thoại

Thách thức cho các nhà phát triển sản phẩm phát sinh trong 5 khu vực:

cấp QoS khác nhau

các cuộc gọi bị từ chối, sự trễ trên mạng, mất gói, và đứt liên kết

Điều này đợc đòi hỏi ngay trong cả tình trạng tắc nghẽn hay khi nhiều ngời sử dụng phải chia sẻ các tài nguyên mạng

trong suốt khiến ngời gọi không cần biết kỹ thuật nào đợc sử dụng

để thực hiện dịch vụ

tr-ờng mạng thoại và dữ liệu

cấp, tốt nhất là đợc hợp nhất với các hệ thống hỗ trợ hoạt động PSTN (OSS)

Cuộc chạy đua tạo ra các sản phẩm VoIP phù hợp với một dải rộng các cấu hình của ngời sử dụng mới chỉ bắt đầu Các chuẩn phải đợc thông qua và thực thi, các gateway cung cấp giao diện IP và PSTN dung lợng cao phải

đ-ợc triển khai, các mạng sẵn có cần đđ-ợc hỗ trợ QoS và các dịch vụ công cộng toàn cầu cần đợc thiết lập

Các nhân tố ảnh hởng đến chất lợng thoại

Chất lợng của âm thanh đợc khôi phục qua mạng điện thoại là mục tiêu cơ bản của dịch vụ, mặc dù các chỉ tiêu chuẩn đã trở thành chiến l đợc ITU phát triển Có 3 nhân

tố có thể ảnh hởng sâu sắc tới chất lợng của dịch vụ thoại:

 Trễ: Hai vấn đề gây ra bởi sự trễ đầu cuối trong một mạng thoại là

tiếng vang và chồng tiếng Tiếng vang trở thành vấn đề khi trễ vợt quá 50 ms Đây là một vấn đề chất lợng đáng kể, nên các hệ thống VoIP phải kiểm soát và cung cấp các phơng tiện loại bỏ tiếng vang Hiện tợng chồng tiếng (giọng ngời này gối lên giọng ngời kia) trở nên

đáng kể nếu trễ một chiều (one-way delay) lớn hơn 250 ms

 Sự biến thiên độ trễ (Jitter ): Jitter là sự biến thiên thời gian trễ gây

nên bởi sự trễ đờng truyền khác nhau trên mạng Loại bỏ jitter đòi hòi thu thập các gói và giữ chúng đủ lâu để cho phép các gói chậm nhất đến để đợc phát lại (play) đúng thứ tự, làm cho sự trễ tăng lên

 Mất gói: Mạng IP không thể cung cấp một sự bảo đảm rằng các gói

tin sẽ đợc chuyển tới đích hết Các gói sẽ bị loại bỏ khi quá tải và trong thời gian tắc nghẽn Truyền thoại rất nhạy cảm với việc mất gói, tuy nhiên, việc truyền lại gói của TCP thờng không phù hợp Các cách tiếp cận đợc sử dụng để bù lại các gói mất là thêm vào cuộc nói chuyện bằng cách phát (play) lại gói cuối cùng, và gửi đi thông tin d Tuy thế, sự tổn thất gói trên 10% nói chung là không chấp nhận đợc

Sự duy trì chất lợng thoại chấp nhận đợc bất chấp sự thay đổi trong hoạt

động của mạng (nh tắc nghẽn hay mất kết nối) đạt đợc nhờ những kỹ thuật

nh nén tiếng, triệt im lặng, và các mạng hỗ trợ QoS Một số sự phát triển trong những năm 90, nhất là trong xử lý tín hiệu số, các chuyển mạch mạng chất lợng cao, và các giao thức cơ sở QoS, đã trở thành chiến l đợc phối hợp để hỗ trợ và khuyến khích công nghệ thoại trên mạng dữ liệu

Quá trình tiền xử lý bằng phần mềm của cuộc điện đàm cũng có thể đợc sử dụng để tối u hoá chất lợng âm thanh Một kỹ thuật, đợc goi là triệt im lặng,

sẽ xác định mỗi khi có một khoảng trống trong lời thoại và loại bỏ sự truyền các khoảng nghỉ, hơi thở, và các khoảng im lặng khác Điều đó có thể lên tới 50-60% thời gian của một cuộc gọi, giúp tiết kiệm băng tần đáng kể Bởi lẽ

sự thiếu các gói đợc hiểu là sự im lặng hoàn toàn ở đầu ra, một chức năng

khác đợc yêu cầu ở đầu nhận để bổ sung các tiếng động ở đầu ra.

Kết luận

Mạng Internet cùng giao thức TCP/IP đã trở thành chiến l trở thành một động lực tốt thúc đẩy các công nghệ mới, và khả năng truyền thoại thời gian thực qua các mạng IP chỉ là một trong những ứng dụng mới nhất của các công nghệ đó Có thể nói, mạng Internet đã trở thành chiến l đa lại một cơ hội tốt để thúc đẩy việc kết hợp hợp dịch vụ, trong đó cho phép thoại và fax đợc truyền qua các mạng IP Thực tế, các ứng dụng qua mạng IP nh video và multimedia cũng không còn xa nữa