nghiên cứu công nghệ voip over wlan

Chuyên Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN LỜI NÓI ĐẦU o0o Trong những năm gần đây, Internet bùng nổ và phát triển mạnh mẽ cùng với nó là một loạt các công nghệ khác cũng phát triển ngày càng lớn mạnh và chiếm ưu thế hơn, điển hình là VoIP. Đồng thời công nghệ không dây cũng trở lên khá phổ biến, ngày càng có nhiều người truy nhập Internet qua mạng không dây như Wi-Fi, Wimax. VoIP có ưu điểm là chi phí tương đối rẻ, chất lượng cuộc gọi cũng khá tốt, tuy nhiên tất cả người sử dụng VoIP đều gặp một vấn đề là để tiến hành được cuộc gọi thì họ phải có một chiếc máy tính kết nối Internet. Đó chính là một nhược điểm lớn của VoIP. Do đó một xu hướng mới chính là kết hợp hai công nghệ VoIP và công nghệ không dây, dẫn tới sự ra đời của VOIP over WLAN. Trong bối cảnh này VoIP qua WLAN xuất hiện như một giải pháp rõ ràng nhất cho các thông tin liên lạc bằng giọng nói của các loại điện thoại di động, một trong những ứng dụng không thể thiếu hàng ngày của con người. Tuy nhiên, kết hợp hai công nghệ trên hiện nay là rất khó khăn và phức tạp, đòi hỏi kỹ thuật chuyên môn cao. VOIP over WLAN kế thừa các ưu điểm của VoIP và mạng không dây, nó tạo ra sự linh động trong VoIP, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. Từ thực tiễn trên, đề tài này sẽ tiến hành nghiên cứu công nghệ VOIP over WLAN với những nội dung chính sau: Chương 1: Tổng quan về VOIP over WLAN Chương 2: Các công nghệ cơ bản của VOIP over WLAN Chương 3: Những vấn đề cơ bản trong VOIP over WLAN Do còn nhiều hạn chế về trình độ và thời gian nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô và bạn đọc. Chúng Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 6 năm 2011 1 Chuyên Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VOIP OVER WLAN o0o 1.1 Giới thiệu chung Người sử dụng mạng không dây có liên quan đến nhiều lĩnh vực như doanh nghiệp (quản lý, CNTT và điện thoại di động khác của trường công nhân), giáo dục (Hiệu trưởng, giáo sư, nhân viên bảo trì), y tế (bác sĩ, y tá, kỹ thuật viên), sản xuất (giám sát viên, người kiểm soát chất lượng, các chuyên gia), bán lẻ (quản lý, nhân viên hàng tồn kho, vận chuyển / người nhận). Một số lý do làm cho mạng WLAN cần thiết cho hoạt động của họ. Những người dùng điện thoại di động cao, hoặc vì họ không có một bàn làm việc hoặc vì họ không ngồi trên máy của họ một số lượng đáng kể thời gian. Họ cần phải được ngay lập tức có thể truy cập vào mạng (hiện các chiến lược truyền thông chính là giọng nói, cộng với tin nhắn). Họ cũng yêu cầu truy cập nhanh đến các dữ liệu quan trọng. Trong bối cảnh này VoIP qua WLAN (VoipWLAN) xuất hiện như một giải pháp rõ ràng nhất cho các thông tin liên lạc bằng giọng nói của các loại điện thoại di động đang là điều không thể thiếu hàng ngày của con người. Điện thoại IP đã yêu cầu băng thông thấp dưới 64 kb/s, do đó người ta có thể giả định rằng VoIP là dễ dàng để sử dụng trên các mạng LAN không dây. Tuy nhiên kết hợp hai công nghệ hiện nay là khó khăn và rất phức tạp. Các thí nghiệm cho thấy rằng thậm chí một lượng nhỏ lưu lượng truy cập dữ liệu trên cùng một mạng có thể dẫn đến chất lượng âm thanh xuống cấp nghiêm trọng và bỏ cuộc gọi, ngay cả với các tính năng QoS cho phép. Hình 1.1: Mô hình Voip over WLAN Lý do chính là, khi xử lý tiếng nói và lưu lượng truy cập dữ liệu trên cùng một mạng, tranh chấp phải được quản lý về sự chậm trễ và jitter chứ không phải là tỷ lệ chuyển tiếp. Hầu hết các nhà cung cấp chỉ bắt đầu điều chỉnh sản phẩm của mình cho hội tụ dữ liệu giọng nói, do đó hiệu suất của VoIP và thời gian thực các ứng dụng nói chung trên phương tiện truyền thông không dây có thể là một vấn đề. Lưu ý rằng các khó khăn trong việc tìm kiếm giải pháp thích hợp QoS bắt nguồn từ một số thuộc tính cố hữu của mạng WLAN. Trong các mạng không dây gói tỷ lệ lỗi có thể được trong 2 Chuyên Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN phạm vi 10-20%. Hơn nữa tốc độ bit thay đổi tùy theo độ rộng băng thông của kênh truyền, do đó thời gian thiết lập kết nối không thể giữ trong suốt thời gian truyền tin. VOIP over WLAN là công nghệ dựa trên sự kết hợp giữa thoại qua giao thức Internet và công nghệ không dây. VOIP over WLAN mang lại lợi ích quan trọng trong việc hội tụ thoại với dữ liệu. Với VOIP over WLAN, các bệnh viện, công ty, cửa hàng, khu nhà chung cư có thể giảm chi phí điện thoại và các ứng dụng về di động. 1.2 Cấu trúc mạng VOIP over WLAN Kiến trúc tổng quát của VOIP over WLAN được trình bày trong hình vẽ: Hình 1.2: Kiến trúc tổng quát của VOIP over WLAN  Wireless IP Phone: Thiết bị này tương tự như một chiếc điện thoại di động, Tuy nhiên nó phải bao gồm bộ tương thích, để giao tiếp với mạng LAN không dây, để kết nối tới hệ thống điện thoại. Người sử dụng có thể thiết lập một cuộc gọi nội hạt trực tiếp tới một người khác trong mạng, tương tự với hệ thống điện thoại công sở hay một cuộc gọi ra bên ngoài thông qua mạng PSTN.  Call manager: Quản lí cuộc gọi trong một mạng.  Voice gateway: Thiết bị giao tiếp điện thoại IP với các loại mạng và hệ thống khác. Thí dụ, một gateway có thể giao tiếp một mạng VoIP tới mạng PSTN truyền thống. Điều này có thể tạo ra một tuyến truyền thông giữa điện thoại IP và người sử dụng điện thoại thông thường.  Wireless LAN infrastructure: Một mạng LAN không dây quản lí sự truyền tải các cuộc gọi VoIP không dây thông qua môi trường. Làm cho người sử dụng có thể tự do hơn khi đàm thoại. 3 Chuyên Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN Bộ tương thích trong điện thoại IP không dây phải kết nối tới một Access Point trên mạng trước khi người sử dụng có thể tiến hành cuộc gọi. Khi người sử dụng bắt đầu một cuộc gọi, yêu cầu sẽ được gửi qua Access Point và qua mạng hữu tuyến tới bộ phận quản lí cuộc gọi, tại đây yêu cầu được xử lí. Để tạo ra tính linh động, bộ tương thích LAN không dây trong điện thoại IP không dây của người sử dụng đang di chuyển phải liên kết với Access Point khác khi cần thiết. Để cuộc gọi giữa hai người sử dụng không ngắt quãng thì sự chuyển tiếp giữa các điểm truy cập phải ít hơn 100ms nếu không cuộc gọi sẽ bị ngắt kết nối. Nếu người sử dụng quay số tới một số bên ngoài, bộ quản lí cuộc gọi sẽ chuyển cuộc gọi tới PBX hoặc Internet để hoàn tất cuộc gọi. Nếu PBX không được tích hợp để xử lí lưu lượng IP, thì một cổng VoIP trung gian sẽ chuyển lưu lượng VoIP thành tín hiệu tương tự. 1.3 Cơ sở hạ tầng mạng Một hệ thống điện thoại không dây yêu cầu một cơ sở hạ tầng mạng phù hợp. Chúng ta có thể sử dụng ngay các Access Point hiện tại hoặc sử dụng các thiết bị mới hơn. Tuy nhiên, phải đảm bảo về dung lượng và trễ chuyển vùng sao cho cuộc gọi có chất lượng tốt nhất. Sau đây chúng ta sẽ xét các cơ sở hạ tầng mạng không dây cơ bản. 1.3.1 Mạng Access Point truyền thống Cách thông thường để triển khai mạng LANs không dây bao gồm việc lắp đặt các Access Point thông minh “thick”, các Access Point này sẽ kết nối với nhau thông qua một mạng chuyển mạch Ethernet như trong hình 1.3 Hình 1.3: Mạng lưới Access Point Khi người sử dụng thực hiện chuyển vùng, thiết bị client không dây của họ sẽ liên kết với một Access Point mà có tín hiệu báo mạnh nhất. Vì Access Point chỉ là các thiết bị LAN không dây trên mạng nên chúng phải có một bộ xử lí thông minh để nhận ra các thành phần chủ yếu của một mạng LAN không dây mà chuẩn 802.11 không 4 Chuyên Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN cung cấp. Access Point cũng thực hiện chức năng quản lí vào bảo mật đối với các kết nối không dây cơ bản. Access Point truyền thống thường kết nối với nhau sử dụng chuyển mạch chuẩn Ethernet, một loại chuyển mạch chiếm ưu thế trong hỗ trợ kết nối hữu tuyến. Một khóa chuyển mạch kết nối một người sử dụng, chẳng hạn một Access Point, tới một người sử dụng khác mà không gây ảnh hưởng tới việc truy cập của những người sử dụng còn lại. Switch giúp cải thiện thông lượng so với một hub chia sẻ bởi vì nó có ít xung đột (miền) hơn. Người sử dụng không cần phải đợi cho đến khi người sử dụng khác kết thúc việc gửi dữ liệu. Để tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống thì sử dụng switch là rất cần thiết. Bắt tay (Handoffs) từ một access point “thick” tới một Access Point khác có thể rất chậm trong việc hỗ trợ các ứng dụng VoIP khi người sử dụng chuyển vùng. Vấn đề ở đây là sự kết hợp của Access Point và chuyển mạch Ethernet truyền thống trong giải pháp này là chưa đủ nhanh. Chẳng hạn, một vài người sử dụng điện thoại LAN không dây sẽ bị rớt cuộc gọi khi chuyển vùng từ một Access Point này tới một Access Point khác. Tùy thuộc vào từng mạng LAN không dây hỗ trợ ứng dụng thoại, bạn có thể kiểm tra độ trễ chuyển vùng và đỗ trễ này nên nhỏ hơn 100ms để giảm thiểu rớt cuộc gọi. Phương pháp sử dụng Access Point “thick” yêu cầu việc quản lí phân quyền để hỗ trợ chức năng remote. Dù nếu các hãng sản xuất access point “thick” cung cấp một hệ thống quản lí tập trung nhưng mạng LAN không dây vẫn phải quản lí các lưu lượng bổ xung cho việc liên lạc đều đặn với access point. Lưu lượng này có thể làm giảm dung lượng của mạng LAN không dây. 1.3.2 Mạng chuyển mạch không dây Như là một giải pháp có hiệu quả thay thế mô hình Access Point “thick” truyền thống, xét mạng chuyển mạch không dây như trong hình 1.4. Ý tưởng chính ở đây là sử dụng các Access Point “thin” tập trung vào hiệu suất và độ tin cậy cao. Access Point chỉ đơn thuần tuân theo giao thức 802.11, trong khi switch cung cấp sự thông minh cần thiết để mang lại sự bảo mật, quản lí và hiệu suất có hiệu quả. Đặc điểm này dẫn đến một giải pháp có hiệu quả giúp thỏa mãn những ứng dụng về thoại và giảm một cách đáng kể tổng chi phí cho hầu hết các ứng dụng. Giải pháp chuyển mạch không dây có chi phí thấp hơn trong việc tăng vùng phủ sóng và hiệu suất vì một cách tương đối các Access Point này không đắt. Một chuyển mạch không dây thông minh cung cấp chuyển vùng nhanh hơn giải pháp của mạng LAN không dây thông thường. Điều này cho phép hỗ trợ hiệu quả các ứng dụng VoIP. Người sử dụng điện thoại không dây có thể chuyển vùng một cách dễ dàng trong khi tái liên kết với Access Point khác. Chuyển mạch không dây thực hiện có hiệu quả trong việc phát hiện các Access Point giả mạo (Rogue Access Point). Nếu một người nào đó hay một hacker truy cập vào một Access Point giả mạo ở mặt hữu tuyến của switch thì switch không cho phép truy cập thông qua Access Point giả mạo tới mạng. Switch không dây chứa tất cả các cấu hình bảo mật có thể được giữ trong một server đã được khóa, nó sẽ ngăn chặn hacker với cấu hình của nó. 5 Chuyên Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN Hình 1.4: Mạng chuyển mạch không dây Một lợi ích khác của giải pháp chuyển mạch không dây là nó khá đơn giản với các nhân viên IT. Công nghệ không dây rất mới với hầu hết các công ty và các nhân viên IT hiện tại nó không giống với các đặc điểm vô tuyến của mạng LAN không dây. Phương pháp chuyển mạch không dây ít tập chung vào sóng vô tuyến mà chủ yếu tập chung vào chuyển mạch là vấn đề quen thuộc của các nhà quản trị mạng. 1.3.3 Mạng Mesh Một mạng mesh là một loạt những bộ truyền sóng radio. Mỗi một máy phát có thể kết nối tới ít nhất 2 máy phát khác. Chúng tạo ra những đám mây tín hiệu radio xuyên suốt thành phố. Tín hiệu được chuyển đi từ router này đến router khác thông qua những đám mây này. Trong một vài mạng, tín hiệu chuyển từ một người nhận tới người khác cho đến khi họ nhận được một nút mạng có kết nối tới Internet. Những mạng khác sử dụng những nút mạng gọi là backhaul nodes. Những nút mạng này thu thập tất cả những dữ liệu từ rất nhiều bộ truyền phát khác và chuyển những dữ liệu này qua Internet bằng việc gửi chúng tới 1 router sử dụng kết nối có dây. Backhaul nodes thường là những nút mạng điểm-tới-điểm(point-to-point) hoặc những nút điểm tới nhiều điểm (point-to- multipoint). Chúng có thể kết nối từ một điểm kết nối này đến điểm kết nối khác hoặc chúng có thể kết nối một điểm tới vài điểm. Nếu bạn sử dụng máy tính xách tay để kết nối tới Internet trong một mạng mesh, bạn có thể hình dung kết nối diễn ra như sau: 1. Máy tính của bạn tìm và phát hiện ra một mạng ngay đó, và bạn truy cập vào mạng này 2. Giao thức để điều khiển mạng mesh sẽ tìm ra đường kết nối tốt nhất cho dữ liệu của bạn để truyền đi. Mạng này sẽ tìm ra đường đi từ máy bạn đến một kết nối có dây hoặc nút mạng backhaul nodes sao cho tốn ít nút mạng nhất 6 Chuyên Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN 3. Dữ liệu của bạn sẽ được chuyển theo đúng đường như giao thức đã thiết lập trước đó. Khi dữ liệu của bạn tìm đến một nút mạng có kết nối có dây, nó sẽ truyền qua Internet và chuyển đến địa chỉ bạn cần dùng. Hình 1.5: Cấu trúc mạng Mesh không dây Một mạng mesh đưa ra nhiều tuyến đường song song từ nguồn tới đích. Thuật toán định tuyến thông minh cho phép mỗi node quyết định tuyến đường nào để forward gói tin qua mạng để nâng cao hiệu suất. Nếu liên kết giữa một cặp node của một tuyến bị nghẽn, thí dụ, thuật toán thiết lập một tuyến khác tránh xa liên kết đang bị nghẽn. Nếu một node bị hỏng thì route thay thế sẽ được chọn dựa trên thuật toán định tuyến. Đặc điểm này làm cho mạng mesh thích hợp cho những khu vực mà việc lắp đặt mạng LAN không dây có các Access Point truyền thống là không khả thi. Mạng mesh cũng thích hợp cho việc thiết lập một mạng không dây tạm thời vì các node backhaul dễ lắp đặt và tháo gỡ. Thí dụ, có thể thiết lập nhanh một mạng mesh trong tình trạng khẩn cấp. Các doanh nghiệp cũng được lợi từ mạng mesh khi họ cần một mạng kết nối tạm thời. Lợi ích mà mạng mesh mang lại rất nhiều. Nếu bạn cần một giải pháp tốt về Wi-Fi ở những nơi mà việc lắp đặt cáp tới Access Point là không thể thì mạng mesh chính là câu trả lời. Chi phí lắp đặt thấp hơn vì sử dụng ít cáp hơn và nó tăng tính hữu dụng trong những vùng khó lắp dây (difficult-to-wire) làm cho mạng mesh trở lên sáng giá. 1.4 Tín hiệu trong VOIP over WLAN Hệ thống VOIP over WLAN sử dụng tín hiệu thoại. Phần này sẽ cung cấp một cái nhìn tổng quan về các yếu tố chính của truyền thông thoại, thí dụ như các đặc điểm của thoại, số hóa tín hiệu thoại, kĩ thuật nén, chuẩn tín hiệu cuộc gọi. Qua đó cho chúng ta thấy được cơ sở của truyền thông thoại VoIP, là nền tảng để hiểu rõ hơn các quá trình tương tác xảy ra trong mạng hữu tuyến dây và vô tuyến dây. 7 Chuyên Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN 1.4.1 Tín hiệu Thoại Một cuộc gọi IP không dây truyền và nhận tín hiệu chứa tín hiệu thoại (âm thanh). Điều này là sự kết hợp giữa VoIP và giao thức vô tuyến. Tiếng nói của chúng ta có dạng sóng và có tần số chủ yếu nằm trong khoảng 0,3Hz-3,4KHz. Từ nhiều năm nay hệ thống điện thoại đều được thiết kế để hỗ trợ băng tần này. Hầu hết mọi người đều có thể nghe tốt ở băng tần này. Tín hiệu VoIP hỗ trợ cuộc đàm thoại có tần số nằm trong băng tần trên rất tốt. Hầu hết hệ thống VoIP không được thiết kế để truyền dẫn âm thanh trung thực. Một tín hiệu âm thanh có băng tần rộng lên tới 10.000Hz có chất lượng âm thanh tốt hơn, nhưng nó thực sự không cần thiết cho hầu hết các ứng dụng. Điều này đặc biệt đúng cho các hệ thống thoại. Hơn nữa sẽ cần rất nhiều dung lượng của hệ thống để hỗ trợ âm thanh chất lượng, nhất là đối với mạng LAN không dây thì vấn đề dung lượng luôn được quan tâm hàng đầu. Điện thoại IP không dây có nhiều bước tiến xa hơn so với chuẩn điện thoại tương tự. Nó sử dụng một bộ mã hóa âm thanh để chuyển tín hiệu thoại tương tự thành tín hiệu số sử dụng một chuỗi các số logic 0 và 1. Quá trình này được gọi là chuyển đổi tương tự/số. Sau đó tín hiệu dữ liệu sau đó được truyền qua mạng IP. Tại điểm cuối nhận, một bộ giải mã sẽ chuyển luồng dữ liệu số thành tín hiệu âm thanh và được đưa ra loa. Mỗi một thiết bị cuối, thí dụ như điện thoại IP không dây, gồm có bộ mã hóa và giải mã âm thanh, thường được gọi là audio “codec”. Hầu hết việc chuyển đổi tương tự/số sử dụng mã hóa PCM, lấy mẫu tín hiệu 8000 lần mỗi giây. Một bộ mã hóa PCM dùng 8 bits để mã hóa cho mỗi một mẫu. Kết quả việc mã hóa là tín hiệu số 64Kbps (8000 mẫu/giây x 8bits/mẫu) được gửi qua mạng qua VoIP, kĩ thuật này có hiệu quả đối với tín hiệu âm thanh trong khoảng tần số 300Hz-3.400KHz, thí dụ như giọng nói của con người. Tuy nhiên, đối với các tín hiệu có tần số biến đổi trong một khoảng lớn hơn, như là âm nhạc thì việc lấy mẫu phụ thuộc sự phân bố tần sôs của tín hiệu đó. 1.4.2 Tín hiệu Video Video như chúng ta thấy hàng ngày qua việc xem ti-vi, video chỉ đơn thuần là một chuỗi các hình ảnh tĩnh (các khung) xuất hiện liên tục tại một tốc độ nhất định để diễn tả lại chuyển động của một vật nào đó trong một khung cảnh. Nó cũng có thể bao gồm thêm một kênh âm thanh. So sánh với tín hiệu thoại, tín hiệu video có nhiều thay đổi hơn về băng tần, sự thay đổi này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như tốc độ khung video, kích cỡ và độ phân giải hình ảnh, hiệu quả màu sắc là tỉ lệ bit của tín hiệu video. Để giảm ảnh hưởng tới dung lượng của mạng LAN không dây, hầu hết các máy quay Wi-Fi chỉ để độ phân giải đối đa là 640x480, 15 khung/1s và giới hạn độ sâu của mầu sắc cho mỗi pixel. Chất lượng của hình ảnh từ máy quay Wi-Fi không quá tồi cho việc quan sát những cảnh ít thay đổi hoặc thay đổi chậm, nhưng đối với những mục tiêu di chuyển nhanh hơn như là một chiếc xe đang lái trên đường cao tốc, thì sẽ bị biến dạng hoặc chuyển động chậm vì tốc độ khung là tương đối chậm. Nó không đủ nhanh để chụp toàn bộ chuyển động. 30khung/1s sẽ cho ta video tương tự như một chiếc ti-vi và chúng ta có thể xem được các mục tiêu đang di chuyển nhanh. Trong thực tế, con người không thể phát hiện sự khác nhau ở tốc độ khung cao hơn 30 khung/1s 8 Chuyên Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN Một luồng video thô, thậm chí một luồng khi đã được xử lí, hoạt động trong phạm vi Mb/s. Vì hầu hết các hệ thống, nhất là các hệ thống vô tuyến đều có dung lượng giới hạn cho nên việc sử dụng thiết bị nén video có ý nghĩa quan trọng. Nó giúp giảm bớt băng thông yêu cầu cần thiết để hỗ trợ luồng video. Thường sử dụng một bộ codec trong máy quay không dây để nén hình ảnh video số trước khi gửi đi. Các thuật toán nén thông thường cho video thường nằm trong chuẩn MPEG (Moving Picture Experts Group). MPEG-4 là thuật toán nén có tổn thất, điều đó có nghĩa trong quá trình nén sẽ làm mất một vài thông tin trong video. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, tổn thất nhỏ này không quan trọng. Trong thực tế, hầu hết mọi người không thể nhận ra sự mất mát này. Do đó MPEG-4 là một chuẩn mã hóa tốt cho video. 1.4.3 Lưu lượng VoIP Lưu lượng VoIP bắt đầu khi một người sử dụng điện thoại IP không dây (điểm cuối A) quyết định thực hiện một cuộc tới một người khác (điểm cuối B). Callmanager nhận yêu cầu cuộc gọi này và chuyển yêu cầu đó cho điểm cuối B. Quá trình này thiết lập một kết nối trực tiếp hai điểm cuối VoIP với nhau. Khi điểm cuối B trả lời cuộc gọi, cả hai điểm cuối xác định kiểu codec và trao đổi cổng thông tin giao thức điều khiển truyền dẫn (TCP) để dễ dành kết nối. Sau khi thiết lập một kết nối, sự trao đổi xảy ra giữa hai điểm cuối độc lập với Callmanager. Khi một cuộc gọi xảy ra, điểm cuối gửi dữ liệu thoại đã được mã hóa thông qua giao thức RTP (Real-time Transport Protocol) với chuẩn IETF RFC 3550. RTP cung cấp chức năng đầu cuối-đầu cuối cho các ứng dụng thời gian thực là thoại và video. RTP mở một cổng TCP cho luồng âm thanh và một cổng khác cho điều khiển (điều khiển phương tiện và thông tin phản hồi chất lượng dịch vụ). Nếu video có kèm theo âm thanh, thì luồng âm thanh và video được gửi thông qua các phiên RTP khác nhau. Gói RTP có tiêu đề và tải chứa dữ liệu thoại. Với hệ thống VOIP over WLAN, TCP thiết lập kết nối giữa các điểm cuối, nhưng UDP (giao thức gói tin người dùng) được định nghĩa trong IETF RFC 768, mang gói RTP giữa các hệ thống cuối. Phần lớn các gói của cuộc thoại được truyền qua liên kết vô tuyến là những gói UDP được gửi trong khung dữ liệu 802.11. Trong hầu hết các trường hợp, những khung này được gửi theo kiểu unicast (được định hướng) giữa hai điểm cuối. Có rất nhiều chuẩn và giao thức riêng cho việc điều khiển các cuộc gọi qua hệ thống VoIP. H323, SCCP (Skinny Client Control Protocol) và SIP (Session Initiation Protocol) là những giao thức chủ yếu. CHƯƠNG II: CÁC CÔNG NGHỆ CƠ BẢN VOIP OVER WLAN o0o 2.1 Công nghệ VoIP 2.1.1 Tổng quan về VoIP Voice over IP: được hiểu là công nghệ truyền thoại qua môi trường IP. Vì đặc điểm của mạng gói là tận dụng tối đa việc sử dụng băng thông mà ít quan tâm tới thời 9 Chuyên Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN gian trễ lan truyền và xử lý trên mạng, trong khi tín hiệu thoại lại là một dạng thời gian thực, cho nên người ta đã bổ sung vào mạng các phần tử mới và thiết kế các giao thức phù hợp để có thể đảm bảo chất lượng dịch vụ cho người dùng. Nó không chỉ truyền thoại mà còn truyền cho các dịch vụ khác như truyền hình và dữ liệu. 2.1.2 Ưu nhược điểm của VoIP Ưu điểm:  Giảm chi phí cước cuộc gọi.  Tiết kiệm băng thông do phải nén dung lượng xuống thấp để đưa lên mạng.  Tận dụng được cơ sở hạ tầng sẵn có.  Hiệu suất đường truyền cao do có cơ chế phát hiện khoảng nặng.  Dịch vụ đa dạng. Nhược điểm:  Chất lượng dịch vụ tương đối thấp do kỹ thuật nén và mất mát gói tin.  Tiếng vọng do trễ gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng cuộc gọi. 2.1.3 Kiến trúc mạng VoIP Hình 2.1: Điện thoại PSTN và VoIP Hình 2.1 biểu diễn sự phân loại ở tầng cao của kiến trúc VoIP. Nó bao gồm bốn điểm cuối truyền thông, hai trong số chúng là thiết bị PSTN (A và B) và 2 cái còn lại là thiết bị Internet (C và D). Chú ý rằng một thiết bị PSTN thường là một chiếc điện thoại trong khi một thiết bị Internet có thể là phần mềm chạy trên PC hoặc là một thiết bị tách rời như một chiếc VoIP cầm tay. Bây giờ hãy xem xét các tình huống sau: Cuộc gọi C-D Trong tình huống này, cả hai điểm cuối là thiết bị Internet và do đó cuộc thoại không bao giờ dời khỏi tên miền IP. Các giao thức báo hiệu thường sử dụng là điểm-điểm cho kết nối trực tiếp, SIP hoặc H323. 10 [...]... ra được sử dụng trong mạng gia đình 3.1.4 Thực hiện QoS cho VOIP over WLAN 802.11e/WME cung cấp một kĩ thuật cho các thiết bị 802.11giúp ưu tiên các gói thoại hơn các gói dữ liệu trong WLAN Tuy nhiên, những kĩ thuật này không đủ khả năng thực hiện QoS cho các cuộc gọi VOIP over WLAN vì một cuộc gọi VOIP over WLAN có thể vượt ra ngoài mạng WLAN Để hiểu được điều này, xét một chiếc điện thoại IP không... Chuyên Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN ràng đây không phải là tình huống mong đợi Do đó, cần phải có sự điều khiển truy nhập để bảo đảm số cuộc gọi đồng thời được phép 802.11e cung cấp TSPEC để thực hiện điều khiển truy nhập 3.2 Bảo mật trong VOIP over WLAN 3.2.1 Sự cần thiết của bảo mật Để đánh giá đúng sự cần thiết của bảo mật cho hệ thống VOIP over WLAN, chúng ta cần hiểu rõ mối nguy... giới hạn của VoIP Các gói thoại được giữ nhỏ để giảm trễ 802.11e/WME không giải quyết vấn đề chi phí lớp vật lí, cũng là vấn đề lớp PHY Giải pháp là chọn đúng lớp PHY cho VOIP over WLAN Bảng 3.1, việc sử dụng 802.11g hoặc 802.11a như là lớp PHY là hợp lí hơn cả cho VOIP over WLAN vì nó giảm đáng kể chi phí lớp PHY Điều này được xác nhận bởi phân tích như trong bảng 3.2 Bảng 3.2: Dung lượng VoIP cho 802.11b,... ID mạng dựa trên mật khẩu OpenAir cũng không cung cấp chức năng tiết kiệm công suất 20 Chuyên Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN  Bluetooth: là công nghệ radio phạm vi hẹp để kết nối giữa các thiết bị không dây Hoạt động trong dải băng tần ISM (2.4 GHz) Chuẩn này xác định một đường truyền vô tuyến phạm vi hẹp song công tốc độ 1Mbps kết nối được tới 8 thiết bị vô tuyến cầm tay Phạm vi của... 14 Chuyên Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN Hình 2.6: Ví dụ về mô hình WLAN Wireless LAN sử dụng băng tần ISM (băng tần phục vụ công nghiệp, khoa học, y tế: 2.4GHz và 5GHz) vì thế nó không chịu sự quản lý của chính phủ cũng như không cần cấp giấy phép sử dụng Sử dụng Wireless LAN sẽ giúp các nước đang phát triển nhanh chóng tiếp cận với các công nghệ hiện đại, nhanh chóng xây dựng hạ tầng... lượng truyền thông Một ưu điểm nữa là nó tăng dung lượng hệ thống cho thoại qua WLAN Như ta 27 Chuyên Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN đã biết dung lượng của WLAN dành cho các cuộc gọi thoại bị giới hạn vì những nhân tố sau: • Kích thước gói thoại nhỏ • Chi phí lớp vật lí cao • Thoại và dữ liệu cạnh tranh công bằng với nhau trong truy nhập kênh truyền • Các trạm và AP cạnh tranh với nhau... ứng dụng (application protocol) và chạy trên các giao thức UDP, TCP và STCP 2.2 Công nghệ WLAN 2.2.1 Tổng quan về WLAN Wireless LAN là mô hình mạng được sử dụng cho một khu vực có phạm vi nhỏ như một tòa nhà, khuôn viên của một công ty, trường học Nó là loại mạng linh hoạt có khả năng cơ động cao thay thế cho mạng cáp đồng WLAN ra đời và bắt đầu phát triển vào giữa thập kỉ 80 của thế kỷ XX bởi tổ chức... Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN Cuộc gọi A-D Trong trường hợp này, chúng ta có hai điểm cuối, một là thiết bị Internet và một là thiết bị PSTN Để cho phép truyền thông giữa thiết bị VoIP và thiết bị PSTN thì phải sử dụng một cổng VoIP Ở đây, gateway (cổng) là một thực thể logic nó kết nối giữa hai mạng khác nhau, thí dụ như PSTN và IP trong trường hợp của VoIP Cổng có thể được phân loại... bảo mật cho VOIP over WLAN An toàn truy cập và bảo mật cho mạng cục bộ không dây sử dụng các phương pháp thuộc sau: • Xác thực: Sử dụng các phương pháp: VPN Fix (Virtual Private Network Fix), 802.1x • Mã hóa dữ liệu truyền: Sử dụng các phương pháp: WEP (Wired Equivalent Privacy), WPA (Wifi Protected Access), 802.11i (WPA2) 3.2.2.1 Xác thực 31 Chuyên Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN Hình... bảng 3.2 Bảng 3.2: Dung lượng VoIP cho 802.11b, 802.11a và 802.11g 28 Chuyên Đề Kỹ Thuật Chuyển Mạch Đề Tài: Voip Over WLAN MAC VoIP 802.11b 11.2 802.11a 56.4 802.11g-only 60.5 802.11g với bảo vệ CTS-to-seft 18.9 802.11g với bảo vệ RTS-CTS 12.7 DCF tập trung tạo ra số lượng cơ hội truyền dẫn công bằng trong các trạm Nói cách khác, nó đảm bảo rằng khi một trạm có được truy nhập tới kênh truyền và kết . tài này sẽ tiến hành nghiên cứu công nghệ VOIP over WLAN với những nội dung chính sau: Chương 1: Tổng quan về VOIP over WLAN Chương 2: Các công nghệ cơ bản của VOIP over WLAN Chương 3: Những. Do đó một xu hướng mới chính là kết hợp hai công nghệ VoIP và công nghệ không dây, dẫn tới sự ra đời của VOIP over WLAN. Trong bối cảnh này VoIP qua WLAN xuất hiện như một giải pháp rõ ràng nhất. giữ trong suốt thời gian truyền tin. VOIP over WLAN là công nghệ dựa trên sự kết hợp giữa thoại qua giao thức Internet và công nghệ không dây. VOIP over WLAN mang lại lợi ích quan trọng trong