ứng dụng dịch vụ voip vào trong mạng wimax

 Tìm hiểu công nghệ Voip trong Wimax ii L Trong suc tp tng, nh s  y d cN thc hi c mt s kin thc nn tng cho ngh nghi Vi tc hi  biPhạm Hồng Liênng d suc hi c khoa hc, kinh nghim thc ting l  t nghi p.  thc hi n tt c ng  Điện Tử Viễn Thông  Ct c b    . Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2011 Sinh viên thực hiện Tìm hiểu công nghệ Voip trong Wimax iii   Họ và tên sinh viên: Huỳnh Hoàng Triều MSSV: 06117087 Lê Kim Bảo MSSV: 06117003 Ngành: Công Nghệ Điện Tử Viễn Thông Tên đề tài: Tìm Hiểu Công Nghệ Voip Trong Mạng Wimax 1) Cơ sở ban đầu: 2) Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: 3) Các bản vẽ: 4) Giáo viên hƣớng dẫn: PGS.TS Phạm Hồng Liên 5) Ngày giao nhiệm vụ: 27/9/2010 6) Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 10/1/2011 Giáo viên hƣớng dẫn Ngày tháng năm 20… Chủ nhiệm bộ môn BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Tìm hiểu công nghệ Voip trong Wimax iv  Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2011 Giáo viên hƣớng dẫn Tìm hiểu công nghệ Voip trong Wimax v  Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2011 Giáo viên phản biện Tìm hiểu công nghệ Voip trong Wimax vi L t v - Mặc dù dịch vụ truyền số liệu ngày càng phổ biến nhƣng dịch vụ truyền thoại vẫn là nguồn doanh thu chính của nhà cung cấp dịch vụ mạng. Hai loại mạng cung cấp dịch vụ thoại phổ biến nhất là mạng điện thoại cố định PSTN và mạng điện thoại di động. Việc triển khai hai công nghệ mạng này đòi hỏi cơ sở hạ tầng rất đắt tiền. Do đó, ngƣời ta ra sức tìm kiếm các giải pháp khác để có thể cung cấp dịch vụ thoại chất lƣợng tốt với chi phí thấp hơn. Sử dụng cơ sở hạ tầng IP có sẵn là một giải pháp có chi phí thấp. Giao thức dùng để truyền tín hiệu thoại trong mạng IP đƣợc gọi là giao thức VoIP. - Chúng ta gặp phải nhiều khó khăn khi nghiên cứu triển khai các ứng dụng thời gian thực trên mạng Internet. Những dịch vụ nhƣ VoIP đòi hỏi sự bảo đảm chất lƣợng dịch vụ tối thiểu. Trong khi đó, mạng IP lại có cấu trúc nỗ lực tối đa nghĩa là không có bất cứ một sự bảo đảm nào về chất lƣợng dịch vụ hay độ ƣu tiên. Xác suất mất gói và độ trễ tùy thuộc vào hiện trạng tải trên mạng. Mặc dù một số bộ mã hóa có khả năng hạn chế lỗi ở một mức độ nào đó nhƣng chất lƣợng cuộc gọi VoIP vẫn còn nhạy đối với sự giảm sút công năng trong mạng. Duy trì những cuộc gọi VoIP chất lƣợng tốt lại trở nên thách thức hơn khi mạng IP đƣợc mở rộng sang lĩnh vực không dây, thông qua mạng LAN không dây dựa trên chuẩn 802.11 hay mạng điện thoại tế bào thế hệ thứ ba (3G). Việc cung cấp các dịch vụ trong mạng không dây trở nên cấp thiết vì nhu cầu sử dụng dịch vụ thời gian thực qua mạng không dây là rất cao. - Mặc dù hiện tại công nghệ mạng điện thoại tế bào 3G và mạng LAN không dây đã hỗ trợ các phiên bản sơ cấp của các dịch vụ tin tức thời gian thực, nghe nhạc trực tuyến và xem phim theo yêu cầu, nhƣng lại không có khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng rộng rãi và đòi hỏi băng thông cao cho những chƣơng trình ứng dụng multimedia này. Ngoài ra, hầu hết công nghệ truy cập đều không có đặc tính phân biệt nhu cầu của từng ứng dụng cụ thể. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ không dây, nhiệm vụ cung cấp kết nối đoạn đƣờng cuối băng rộng vẫn còn là một thử thách. Đoạn đƣờng cuối là thuật ngữ chỉ kết nối từ mạng của nhà cung cấp dịch vụ đến ngƣời dùng gia đình hoặc doanh nghiệp. Trong số những công nghệ truy cập băng rộng không dây đang đƣợc phát triển, WiMAX có lẽ là đối thủ nặng ký nhất. Mc     Tìm hiểu khái niệm Wimax, các ƣu điểm chính của Wimax.  Tìm hiểu những đặc tính của dịch vụ Voip qua mạng Wimax.  Tìm hiểu phần mềm mô phỏng Opnet. Tìm hiểu công nghệ Voip trong Wimax vii  Khảo sát chất lƣợng cuộc gọi Voip đơn giản qua mạng Wimax sử dụng Opnet.  Thông qua quá trình làm đề tài, nhóm thực hiện đề tài cũng mong muốn củng cố lại những kiến thức đã học, rèn luyện thói quen và tác phong nghiên cứu khoa học nhằm trang bị hành trang chuẩn bị sau khi ra trƣờng. Cuối cùng, nhóm thực hiện đề tài mong muốn bằng kiến thức nhỏ bé của mình có thể giúp đẩy nhanh tốc độ tiếp cận công nghệ mới của nền công nghiệp nƣớc ta trong tƣơng lai. u  Hệ thống Wimax và việc ứng dụng công nghệ Voip vào trong Wimax nhằm cải thiện chất lƣợng dịch vụ.  Phần mềm ứng dụng mô phỏng mạng Opnet. Phu  Tìm hiểu tổng quan về hệ thống Wimax và Voip trong một mạng cục bộ đơn giản nhƣ trƣờng học, bệnh viện…  Ứng dụng dịch vụ Voip vào trong mạng Wimax và những ƣu điểm mà Wimax mang lại Voip. Tìm hiểu công nghệ Voip trong Wimax viii  PHẦN A. GIỚI THIỆU i LỜI CẢM ƠN ii QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI iii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN iv NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN v LỜI NÓI ĐẦU vi MỤC LỤC viii LIỆT KÊ BẢNG xi LIỆT KÊ HÌNH xii PHẦN B. NỘI DUNG xiv CHƢƠNG 1-TỔNG QUAN VỀ MẠNG WIMAX 15 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG DỮ LIỆU KHÔNG DÂY 15 1.1.1 Mạng không dây băng rộng 15 1.1.2 Các mạng dữ liệu không dây 16 1.2 GIỚI THIỆU VỀ WIMAX 17 1.2.1 Giới thiệu chung 17 1.2.2 Quá trình phát triển, xu thế chung và phân loại wimax 18 1.2.3 Mô hình hệ thống 19 1.3 ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA WIMAX 20 1.3.1 Ƣu điểm 21 1.3.2 Nhƣợc điểm 23 1.4 CẤU TRÖC CỦA WIMAX 23 1.4.1 Lớp vật lý (PHY) 24 1.4.2 Lớp điều khiển truy nhập môi trƣờng (MAC) 25 1.5 CÁC KỸ THUẬT SỬ DỤNG TRONG WIMAX 31 1.5.1 Kỹ thuật OFDM 31 1.5.2 Kỹ thuật OFDMA 34 1.5.3 Các công nghệ anten tiên tiến 36 1.6 ỨNG DỤNG CỦA WIMAX 37 1.6.1 Mạng dùng riêng 39 1.6.2 Các mạng phục vụ cộng đồng 41 1.7 WIMAX VỚI CÁC CÔNG NGHỆ TRUY CẬP VÔ TUYẾN BĂNG RỘNG KHÁC 42 Tìm hiểu công nghệ Voip trong Wimax ix 1.7.1 So sánh WiMAX cố định và LMDS, MMDS 43 1.7.2 So sánh WiMAX di động với 3G 44 1.7.3 So sánh WiMAX di động với WiBro 46 1.7.4 So sánh WiMAX với WiFi 47 CHƢƠNG 2-TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VOIP 50 2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VOIP 50 2.1.1 Giới thiệu chung 50 2.1.2 Nguyên lý làm việc 51 2.1.3 Đặc tính của mạng VoIP 53 2.2 CÁC GIAO THỨC SỬ DỤNG TRONG VOIP 55 2.2.1 Các giao thức truyền tải trong mạng Voip 55 2.2.2 Các giao thức báo hiệu Voip 61 2.3 YÊU CẦU CHẤT LƢỢNG ĐỐI VỚI VOIP 70 2.4 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG CUỘC GỌI VOIP 71 2.4.1 Điểm số ý kiến trung bình MOS 73 2.4.2 R-Score 74 2.4.3 Đánh giá chất lƣợng cuộc gọi từ R-score 77 2.4.4 Độ nhạy trễ và mất gói của VoIP 78 2.5 KẾT NỐI MẠNG VOIP VỚI MẠNG PSTN 80 2.5.1 Cuộc gọi bắt đầu từ mạng VoIP (SIP) và kết thúc tại PSTN 80 2.5.2 Cuộc gọi bắt đầu từ PSTN và kết thúc ở mạng VoIP 82 CHƢƠNG 3-ỨNG DỤNG VOIP TRONG MẠNG WIMAX 83 3.1 MÔ HÌNH VOIP TRONG MẠNG WIMAX 83 3.2 XÁC SUẤT KHÔI PHỤC GÓI 84 3.1.1 Giảm tải trọng, với kích thƣớc mã cố định 84 3.1.2 Tăng kích thƣớc mã với tải trọng cố định 85 3.1.3 Tăng cả kích thƣớc tải trọng lẫn kích thƣớc mã 85 3.3 CHO PHÉP CƠ CHẾ ARQ 85 3.4 KÍCH THƢỚC MPDU TỐI ƢU 86 3.5 CẤP PHÁT ĐỘNG MINISLOT 88 CHƢƠNG 4-MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ 89 4.1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG OPNET 89 4.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 89 PHẦN C. KẾT LUẬN 99 HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 101 Tìm hiểu công nghệ Voip trong Wimax x CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 [...]... nhà cung cấp dịch vụ, ngƣời sử dụng đầu cuối tiết kiệm đƣợc chi phí - Dịch vụ đa mức: Là loại mà QoS đạt đƣợc dựa vào hợp đồng mức dịch vụ (SLA) giữa nhà cung cấp dịch vụ và ngƣời sử dụng Hơn nữa, một nhà cung cấp dịch vụ có thể đƣa ra các SLA khác nhau cho những ngƣời đăng ký khác nhau, hoặc thậm chí cho những ngƣời sử dụng khác nhau trong cùng một SS - Khả năng cùng vận hành: WIMAX dựa vào các chuẩn... 802.16h Chƣơng 1-Tổng quan về mạng Wimax Tìm hiểu công nghệ Voip trong mạng Wimax 19 - Có hai mô hình ứng dụng WiMAX là: Mô hình ứng dụng cố định và mô hình ứng dụng di động  Mô hình cố định: sử dụng các thiết bị theo tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 Tiêu chuẩn này gọi là “không dây cố định” vì thiết bị thông tin làm việc với các ăng ten đặt cố định tại nhà các thuê bao Ứng dụng LOS ở dải tần số 1066 GHz... phố khác Thông thƣờng, một mạng WAN bao gồm nhiều node chuyển mạch Những kết nối này sử dụng kênh thuê riêng, phƣơng Chƣơng 1-Tổng quan về mạng Wimax Tìm hiểu công nghệ Voip trong mạng Wimax 17 pháp chuyển mạch mạch và chuyển mạch gói Hiện tại mạng WAN đƣợc sử dụng nhiều nhất là mạng Internet Những ví dụ khác là mạng WiMAX di động và 3G, chúng đƣợc gọi là mạng WAN không dây Mạng WAN thƣờng có tốc độ... đa điểm, và bao phủ khắp nơi MAC WIMAX hỗ trợ điểm tới đa điểm và các dịch vụ ở khắp nơi bằng cách sắp xếp một khe thời gian cho mỗi trạm Chƣơng 1-Tổng quan về mạng Wimax Tìm hiểu công nghệ Voip trong mạng Wimax 22 thuê bao (SS) Nếu chỉ có một SS trong mạng, thì trạm gốc WIMAX sẽ thông tin với SS trên cơ sở điểm tới điểm Một BS trong cấu hình điểm tới điểm có thể sử dụng một anten búp hẹp hơn để phủ... có thể giúp “phủ sóng” những khu vực không có dịch vụ Internet băng rộng ở các vùng ngoại ô và nông thôn Chƣơng 1-Tổng quan về mạng Wimax Tìm hiểu công nghệ Voip trong mạng Wimax 18 1.2.2 Quá trình phát triển, xu thế chung và phân loại wimax - Trải qua số năm không nhiều, WiMAX đã phát triển và đổi mới khá nhanh,hiện nay WiMAX đang đƣợc thử nghiệm và đi vào hoạt động - Xu hƣớng băng thông rộng di động... suppression, packing và fragmentation để sử dụng hiệu quả phổ tần  Năm lớp dịch vụ: unsolicited grant service (UGS), real-time polling service (rtPS), non-real-time polling service (nrtPS), best effort (BE) và Extended real-time variable rate (ERT-VR) service Chƣơng 1-Tổng quan về mạng Wimax Tìm hiểu công nghệ Voip trong mạng Wimax 27 Bảng 1.2 Các ứng dụng WiMax di động và QoS - Những tính năng này... thuộc vào dịch vụ mà ta chọn - Đặc điểm thứ ba là luôn kết nối Bất kì khi nào máy tính đƣợc bật lên thì nó đều ở trạng thái kết nối với internet Điều này có nghĩa là không phải lãng phí thời gian cho việc quay số và đợi modem kết nối mỗi lần muốn vào interntet Sẽ không có chuyện bị cảnh báo mạng bận hoặc hiếm khi bị rớt ra khỏi mạng Không bắt buộc phải ngừng dịch vụ điện thoại trong khi dùng dịch vụ internet... BS, chỉ Chƣơng 1-Tổng quan về mạng Wimax Tìm hiểu công nghệ Voip trong mạng Wimax 23 cần SS đƣợc đăng ký trong cơ sở dữ liệu hệ thống, và sau đó đàm phán các đặc tính truyền dẫn phù hợp - Tính di động: Chuẩn 802.16e IEEE đƣợc thêm một số đặc điểm chủ yếu trong việc hỗ trợ tính di động Các cải tiến đƣợc tạo ra cho lớp vật lí OFDMA và OFDM để cung cấp các thiết bị và dịch vụ trong môi trƣờng di động Các... đẩy sự phát triển của internet, sự phát triển của các dịch vụ xã hội khác Có thể kể qua ở đây một số dịch vụ đáng chú ý nhƣ: dịch vụ cho phép truyền các tệp tin với dung lƣợng lớn, có thể là tệp văn bản, tệp âm thanh, tệp hình ảnh, tệp phim…; các dịch vụ nhắn tin nhanh (instant message); dịch - vụ hội tụ tốc độ cao (video conferencing) 1.1.2 Các mạng dữ liệu không dây - Một số lƣợng lớn công nghệ truyền... động Mô tả thích ứng cụm đƣợc sử dụng để thay đổi các đặc tính truyền dẫn dựa vào trạng thái liên kết Mục tiêu là cân bằng giữa sức mạnh và hiệu quả Kỹ thuật là khác nhau giữa đƣờng xuống và đƣờng lên Bản tin đƣợc sử dụng để thông tin trao đổi giữa các thiết bị BS không chỉ điều khiển SS mô tả cụm đƣờng Chƣơng 1-Tổng quan về mạng Wimax Tìm hiểu công nghệ Voip trong mạng Wimax 31 lên sử dụng UL-MAP mà . tổng quan về hệ thống Wimax và Voip trong một mạng cục bộ đơn giản nhƣ trƣờng học, bệnh viện…  Ứng dụng dịch vụ Voip vào trong mạng Wimax và những ƣu điểm mà Wimax mang lại Voip. . bắt đầu từ mạng VoIP (SIP) và kết thúc tại PSTN 80 2.5.2 Cuộc gọi bắt đầu từ PSTN và kết thúc ở mạng VoIP 82 CHƢƠNG 3 -ỨNG DỤNG VOIP TRONG MẠNG WIMAX 83 3.1 MÔ HÌNH VOIP TRONG MẠNG WIMAX 83 3.2. nghiệp nƣớc ta trong tƣơng lai. u  Hệ thống Wimax và việc ứng dụng công nghệ Voip vào trong Wimax nhằm cải thiện chất lƣợng dịch vụ.  Phần mềm ứng dụng mô phỏng mạng Opnet.