Më ®Çu Nghiªn cøu c«ng nghÖ truyÒn tÝn hiÖu tho¹i sö dông giao thøc Internet Lêi Nãi §Çu Víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña internet trªn kh¾p toµn cÇu Vµ xu híng héi héi tô tho¹i/d÷ liÖu/h×nh ¶nh trªn mé[.]
Nghiên cứu công nghệ truyền tín hiệu thoại sử dụng giao thức Internet Lời Nói Đầu Với phát triển mạnh mẽ internet khắp toàn cầu Và xu hớng hội hội tụ thoại/dữ liệu/hình ảnh sở hạ tầng mạng mà với sở hạ tầng mạng PSTN đáp ứng qua modem 56kbs đợc Sự hội tụ diễn mạng trục(backbone) mạng PSTN mà để đáp ứng nhu cầu nhà cung cấp dịch vụ thoại cho đời công nghệ truyền tín hiệu thoại sử dụng giao thức internet gọi tắt VoIP(Voice over internet protocol) VoIP phơng thức truyền thoại thời gian thực tiên tiến sử dụng công nghệ internet Nó công nghệ viễn thông hấp dẫn với khách hàng thực cc gäi gièng nh m¹ng PSTN nh trun tho¹i, trun Fax, truyền số liệu sở hạ tầng mạng sẵn có với giá thành rẻ, chất lợng dịch vụ chấp nhận đợc Dới hớng dẫn tận tình thạc sĩ Nguyễn Thị Các, em đà hoàn thành đồ án với đề tài Vì thời gian có hạn kiến thức hạn chế, nên đồ án cha chi tiết có nhiều thiếu sót Em mong đợc hớng dẫn, góp ý thầy, cô để đồ án em đợc hoàn thiện Em xin trân trọng cảm ơn Sinh viên: Nguyễn Văn Đạt Nghiên cứu công nghệ truyền tín hiệu thoại sử dụng giao thức Internet Chơng 1: Giíi thiƯu chung vỊ VoIP Kh¸i qu¸t vỊ Voice over Internet Protocol 1.1 Voice over IP Voice over IP (VoIP) công nghệ truyền thoại thời gian thùc tiªn tiÕn sư dơng giao thøc internet(giao thøc IP) Nguyên lý VoIP đóng gói tín hiệu vào gói IP truyền nh mét dang tÝn hiƯu cđa d÷ liƯu VoIP cã thĨ thực tất gọi nh mạng PSTN nh truyền thoại, truyền fax, truyền liệu sở mạng liệu có sẵn với tham số chất lợng dịch vụ (QoS) chấp nhận đợc Điều tạo thuận lợi cho ngời sử dụng tiÕt kiÖm chi phÝ bao gåm chi phÝ cho cë sở hạ tầng mạng, chi phí vận hành mạng chi phí liên lạc liên lạc đờng dài Đối với nhà cung cấp dịch vụ, VoIP đợc xem nh mô hình hấp dẫn mang lại lợi nhuận nhờ khả mở rộng phát triển loại hình dịch vụ với chi phí thấp Vấn đề quan trọng cần phải có giải pháp kỹ thuật phù hợp để tăng dung lợng nâng cao chất lợng dịch vụ 1.2 Các ứng dụng u điểm VoIP 1.2.1 Ưu ®iĨm - TiÕt kiƯm chi phÝ: ¦u ®iĨm nỉi bËt nhÊt cđa VoIP lµ tiÕt kiƯm chi phÝ vµ tËn dụng tài nguyên mạng mà ràng buộc ngời sử dụng Việc liên lạc đờng dài sử dụng kỹ thuật VoIP tiết kiệm đợc chi phí sử dụng Nghiên cứu công nghệ trun tÝn hiƯu tho¹i sư dơng giao thøc Internet m¹ng PSTN thông thờng, VoIP hiệu PSTN ứng dụng đặc biệt ứng dụng multimedia Ưu điểm VoIP không tiết kiệm chi phí liên lạc, sử dụng VoIP tiết kiệm đợc chi phí đầu t vào hạ tầng mạng Chúng ta có khả sử dụng mạng số liệu để phục vụ tất loại hình dịch vụ nh thoại, fax truyền số liệu thay lắp đặt mạng độc lập Hơn VoIP thích hợp với loại hình thiết bị thoại nào, chẳng hạn nh PC hay điện thoại thông thờng VoIP áp dụng cho loại hình thoại nào, chẳng hạn nh thoại thông thờng hay thoại đa điểm điện thoại có hình hay truyền hình hội thảo Việc chia sẻ trang thiết bị chi phí vận hành cho thoại số liệu nâng cao hiệu sử dụng mạng phần băng thông d mạng đợc tận dụng mạng khác, thu hẹp phạm vi kênh thoại băng thông tăng dụng lợng truyền - Quản lý đơn giản: VoIP mang lại cho ngời sử dụng khả quản lý dễ dàng Việc kết hợp mạng thoại mạng số liệu giảm bớt gánh nặng cho việc quản lý Chỉ cần phải quản lý mạng số liệu thống thay quản lý mạng thoại bên cạnh mạng số liệu nh trớc Đối với doanh nghiệp, tất gọi nội dùng kỹ thuật VoIP mà không gặp vấn đề chất lợng dịch vụ Còn cần gọi cần số kết nối định đến mạng PSTN thông qua gateway Đối với gia đình, áp dụng kỹ thuật VoIP không làm thay đổi cách sử dụng điện thoại Việc sử dụng hoàn toàn nh điện thoại thông thờng thay đổi (nếu có cách bấm số có dài hơn) Nghiên cứu công nghệ truyền tín hiệu thoại sử dụng giao thức Internet - Sử dụng hiệu quả: Nh đà biết VoIP truyền thoại qua mạng Internet sử dụng giao thức IP Hiện IP giao thức mạng đợc sư dơng réng r·i nhÊt Cã rÊt nhiỊu øng dơng đợc khai thác sở giao thức mạng IP Kỹ thuật VoIP đợc sử dụng chủ yếu kết hợp với mạng máy tính tận dụng đợc phát triển công nghệ thông tin để nâng cao hiệu sử dụng Các phần mềm hỗ trợ nhiều cho việc khai thác dịch vụ mạng VoIP Công nghệ thông tin phát triển việc khai thác có hiệu quả, xuất nhiều dịch vụ hỗ trợ ngời sử dụng lĩnh vực - Hầu hết nhà đầu t thị trờng chÊp nhËn chn H.323 cho c¸c hƯ thèng VoIP cđa Điều có nghĩa tất hệ thống VoIP thị trờng khác liên lạc đợc với theo nguyên tắc chung - Khách hàng sử dụng dịch vụ thoại qua Internet không sử dụng dịch vụ thoại mà truy cập sử dụng dịch vụ khác Internet nh Intranet hay ứng dụng multimedia Không mạng Internet đợc kết nối với mạng khác nh PSTN, Mobile ngời sử dụng điện thoại thông thờng hay điện thoại di động đợc cung cấp thêm nhiều dịch vụ vµ cã thĨ trùc tiÕp truy nhËp Internet 1.2.2 øng dụng - Internet Telephone: thiết bị giống nh điện thoại thông thờng nhng không kết nối vào mạng điện thoại công cộng Nghiên cứu công nghệ truyền tín hiệu thoại sử dụng giao thức Internet PSTN mà kết nối vào mạng máy tính (có thể mạng Internet) Internet Telephone có khả truyền nhận tín hiệu âm trực tiếp từ mạng số liệu Internet Telephone sử dụng đợc nh thiết bị truy cập Internet thông thờng Internet Telephone tơng lai phát triển với mô hình doanh nghiệp - Gateway IP PSTN: để sử dụng mạng VoIP hiệu với mạng điện thoại công cộng PSTN Gateway IP – PSTN lµ mét cỉng kÕt nèi cho phép trao đổi thông tin hai mạng Gateway cã thĨ kÕt nèi trùc tiÕp hai m¹ng nãi sử dụng kết hợp với PBX Gateway IP – PSTN cã hai giao diÖn chÝnh, giao diện thứ giao diện với mạng PSTN giao diện thứ hai giao diện với mạng Internet Gateway có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu nh chuyển đổi xử lý tin báo hiệu cho phù hợp giao diện Gateway thiết bị có ý nghĩa lớn mô hình Phone to Phone phát triển réng r·i cđa kü tht VoIP - C¸c øng dơng më réng: trªn cë së gateway IP – PSTN Chóng ta cã thĨ ph¸t triĨn thiÕt kÕ gateway IP – Mobile để trực tiếp trao đổi thông tin mạng di động với mạng Internet Điều có ỹ nghĩa to lớn thời điểm thông tin di động phát triển rộng khắp toàn cầu Ngời sử dụng máy di động không liên lạc đợc mà có khả truy cập thông tin sử dụng dịch vụ Internet Có thể mở rộng kết hợp ứng dụng WWW víi c¸c øng dơng VoIP cho phÐp ngêi sư dụng liên lạc Nghiên cứu công nghệ truyền tÝn hiƯu tho¹i sư dơng giao thøc Internet trùc tiÕp từ trang Web Ngoài phát triĨn c¸c øng dơng VoIP phơc vơ truy cËp tõ xa nh hội thảo truyền hình hay điện thoại có hình Từ phân tích đây, đà phần hiểu đợc lý cho đời phát triển công nghệ VoIP Theo số liệu thống kê dung lợng liệu truyền mạng ngày đà vợt xa dung lợng thoại Trong đó, mạng điện thoại công cộng chuyển mạch kênh truyền thống không hỗ trợ ứng dụng truyền số liệu cách hiệu Chính lý mà ngời ta đà nảy sinh ý tởng tích hợp thoại/dữ liệu mạng thoại ứng dụng hàng đầu mạng số liệu Hơn nữa, tính khả dụng TCP/IP cho phép tạo điều kiện dễ dàng cho việc kết nối mạng với nhau: gọi liên mạng (Internet) Với TCP/IP, dàn máy sử dụng hệ điều hành khác trao đổi thông tin víi dÉn ®Õn sù bïng nỉ thùc sù Internet: mạng mạng phạm vi toàn cầu Ngày nay, Internet mạng lớn giới bao gồm hàng ngàn mạng con, bao gồm nhiều ngành, nhiều giới, nhiều lĩnh vực Chính mà ý tởng truyền tín hiệu thoại IP thực có triển vọng Nhờ mà VoIP có nhiều u điểm nh: tính kinh tế, tính thông minh dịch vụ mang lại cho ngời sử dụng dịch vụ viễn thông tiên tiến, nâng cao chất lợng sống ngời Vì mà VoIP đà đời phát triển nh xu tất yếu 1.3 Nhợc điểm Nghiên cứu công nghệ truyền tín hiệu thoại sử dụng giao thức Internet Ta đà đa nhiều u điểm công nghệ VoIP đời công nghệ tất yếu nhng công nghệ có nhiều nhợc điểm tồn So với PSTN VoIP cha ổn định, nhiều gọi cha thành công đặc biệt gọi quốc tế Chất lợng dịch vụ dừng lại mức chấp nhận đợc mà nguyên nhân chủ yếu công nghệ nén tín hiệu để tiếc kiệm đợc băng thông Hơn trễ xếp hàng xuất định tuyến gọi gói liệu thoại phải xếp hàng sau gói liệu khác Ngoài việc triển khai dịch vụ thoại IP gặp phải số khó khăn quốc gia có sách điều khiển QoS(chất lợng thoại) khác Sự điều khiển phải phụ thuộc vào điều kiện quốc gia chất lợng dịch vụ không nh mong muốn Các giao thức mạng sử dụng VoIP 2.1 Mô hình kiến trúc TCP/IP TCP/IP họ giao thức làm việc với để thực truyền thông liên mang Vào năm 1970, Vint cerf Robert Kahn đà phát triển TCP/IP nhằm thay hoàn toàn giao thức NCP đợc sử dụng mạng ARPANET Cho đến TCP/IP đợc sử dụng rộng rÃi nh mạng internet, mạng WAN, mạng LAN toàn giới Nó đợc mô tả nh chồng lớp chức từ thấp lên cao theo mô hình OIS cụ thể lớp Cấu trúc phân lớp hệ thống VoIP đợc mô tả giống nh cấu trúc phân lớp mô hình TCP/IP đợc biểu diễn nh sau: Nghiên cứu công nghệ truyền tín hiệu thoại sư dơng giao thøc Internet OSI Application Presentation TCP/ IP Application layer SMTP TELNET FTP DNS Session Transport Network Data Link Physical Transport layer Network layer TCP UDP ICMP IP IGMP Link layer ARP Hardware Interface RARP Mô hình tham chiÕu TCP/ IP víi chn OSI líp Theo m« hình, TCP tơng ứng với lớp cộng thêm số chức lớp họ giao thức chuẩn OSI, IP tơng ứng với lớp mô hình OSI Trong cấu trúc bốn lớp TCP/ IP, d÷ liƯu trun tõ líp øng dơng lớp vật lý, lớp cộng thêm vào phần điều khiển để đảm bảo cho việc truyền liệu đợc xác Mỗi thông tin điều khiển đợc gọi header đợc đặt trớc trớc phần liệu đợc truyền Mỗi lớp xem thông tin mà nhận đợc từ lớp liệu, cộng thêm phần header vào trớc phần thông tin Quá trình nhận liệu diễn ngợc lại, lớp tách phần header trớc truyền liệu lên lớp Nghiên cứu công nghệ truyền tín hiệu thoại sử dông giao thøc Internet 2.2 Giao thøc IP Giao thøc mạng IP đợc thiết kế để liên kết mạng máy tính sử dụng phơng pháp truyền nhận liƯu díi d¹ng gãi Giao thøc IP cho phÐp trun gói liệu từ host nguồn đến host đích có địa cố định Đơn vị liệu đợc trao đổi datagram Các chức đợc thực lớp IP là: - Addressing (đánh địa chỉ): tất host mạng liên mạng đợc cung cấp địa IP Theo giao thức IP version địa IP gồm 32bit đợc chia làm năm lớp từ A đến E Các lớp A, B, C đợc sử dụng để định danh host mạng Lớp A đợc sử dụng cho mạng có số host cực lớn, lớp C đợc sử dụng cho mạng có host Lớp D đợc sử dụng cho trình truyền đa điểm lớp E dùng để dự phòng - Routing (tìm đờng): cần truyền liệu qua số mạng khác nhau, chức tìm đờng cần thiết Nó giúp lựa chọn đờng tối u cho datagram Nếu datagram đợc truyền host mạng đợc truyền trực tiếp Nếu hai host cần liên lạc không nằm mạng, bảng định tuyến đợc sử dụng Các modun IP xem xét địa cần gửi với địa có bảng định tuyến Trong trờng hợp tìm thấy gửi datagram theo đờng đà lựa chọn Nếu không gửi datagram theo đờng mặc định Để có đợc lựa chọn tối u router đợc kết nối với chúng thờng xuyên trao đổi cập nhật thông tin bảng định tuyến Ngoài router đợc hỗ trợ giao thức nh Nghiên cứu công nghệ truyền tín hiệu thoại sư dơng giao thøc Internet Boder Gateway Protocol (BGP) hay Open Shortest Path First (OSPF) - Multicasting (trun ®a ®iĨm): có ba cách truyền IP datagram đợc sử dụng Thứ cách truyền điểm đích (unicast) nghĩa datagram đợc truyền từ host nguồn tới host đích Cách thứ hai truyền quảng bá (broadcast) nghĩa datagram đợc gửi từ host đến tất host lại mạng Khi muốn truyền datagram đến số host định mạng cách gọi truyền đa điểm (multicast) Ngoài chức nêu môdun IP cung cấp khả phân chia tập hợp datagram cần thiết truyền qua mạng yêu cầu datagram kích thớc nhỏ Các datagram đợc xử lý cách độc lập với liên quan mặt vật lý lôgic 2.2.1 Giao thøc Internet version (IPv4) ... phép giao thức IPv6 đợc sử dụng cách mềm dẻo, điều hoàn toàn trái ngợc với IPv4 2.3 Giao thức TCP UDP Nghiên cứu công nghệ truyền tín hiệu thoại sử dụng giao thức Internet 2.3.1 Khái quát giao thức. .. trờng protocol (theo hệ Nghiên cứu công nghệ truyền tín hiệu thoại sử dụng giao thức Internet thập phân) giao thức tầng giao thức TCP Còn giá trị trờng protocol 17 giao thức tầng UDP Header Checksum... đủ để thiết lập đồng hai điểm thu Bởi giao thức TCP đợc xây dựng sở Nghiên cứu công nghệ truyền tín hiệu thoại sử dụng giao thức Internet giao thức IP giao thức chế đảm bảo độ tin cậy Các gói tin