xây dựng trung tâm quà tặng âm nhạc trên nền asterisk

Đây là xu thế tất yếu của người sử dụng điện thoại, vì các công ty đều có mạng máy tính và cần liên lạc với nhau trong công việc giữa các phòng ban hoặc chi nhánh và cần một chi phí thấp

Đồ Án Tốt Nghiệp



QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI

Họ và tên sinh viên : Lý Tấn Hân MSSV: 06117024

Nguyễn Thanh Tùng MSSV: 06117094

Ngành : Công Nghệ Điện Tử Viễn Thông

Tên đề tài: Xây dựng trung tâm quà tặng âm nhạc trên nền Asterisk

1) Cơ sở ban đầu:

- Sự kết hợp của viễn thông và công nghệ thông tin trong giai đoạn hiện nay

- Ứng dụng và xu thế phát triển của công nghệ VOIP

- Lĩnh vực dịch vụ chăm sóc khách hàng đang phát triễn mạnh mẽ

2) Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

3) Giáo viên hướng dẫn: Trương Ngọc Thành

4) Ngày giao nhiệm vụ : 27 / 09 / 2010

5) Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 10/1/2011

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Đồ Án Tốt Nghiệp

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẨN

Điểm : … (Bằng chữ : ………) Tphcm ngày … Tháng … Năm 2011

Giáo viên hướng dẩn

Khoa Điện-Điện Tử

Bộ Môn Điện Tử Viễn Thông

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

Đồ Án Tốt Nghiệp

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Điểm : …(Bằng chữ : ………) Tphcm ngày … Tháng … Năm 2011

Giáo viên phản biện

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM

Khoa Điện-Điện Tử

Bộ Môn Điện Tử Viễn Thông

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

Đồ Án Tốt Nghiệp

MỤC LỤC

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI i1)

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẨN ii

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC HÌNH VẼ viii

LỜI MỞ ĐẦU xi

LỜI CẢM ƠN xii

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI VÀ HƯỚNG GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI xiii

Chương I 1

TÌM HIỂU VỀ ASTERISK 1

1.1 Giới thiệu 1

1.2 Kiến trúc Asterisk 2

1.3 Một số tính năng cơ bản 4

Chương II 7

TỔNG QUAN VỀ VOIP VÀ MẠNG NGN 7

2.1 Giới thiệu 7

2.2 Cấu trúc mạng VoIP 7

2.3 Đặc điểm dịch vụ VoIP 9

2.4 Chất lượng dịch vụ trong mạng VoIP 10

2.5 Các giao thức 13

2.5.1 Streaming 13

2.5.1.1 Giao thức RTP 13

2.5.1.2 Giao thức RTCP 14

Đồ Án Tốt Nghiệp

2.5.2 Signaling 16

2.5.2.1 Giao thức H323 16

2.5.2.1.1Giới thiệu 16

2.5.2.1.2Các thành phần cơ bản của hệ thống H323 17

2.5.2.1.3Tập giao thức H323 20

2.5.2.1.4Quá trình thiết lập cuộc gọi H323 22

2.5.2.2 Giao thức khởi tạo phiên SIP 23

2.5.2.2.1Giới thiệu 23

2.5.2.2.2Tính năng của SIP 23

2.5.2.2.3Các thành phần trong hệ thống SIP 24

2.5.2.2.4Các bản tin của SIP 25

2.5.2.2.5Quá trình thiết lập cuộc gọi 27

2.5.3 So sánh với H.323 31

2.6 Mạng thế hệ mới NGN 32

2.6.1 Sự hình thành mạng NGN 32

2.6.2 Các đặc điểm của NGN 33

2.6.3 Những vấn đề mà mạng thế hệ mới cần giải quyết 33

2.6.4 Công nghệ chuyển mạch mềm – Softswitch 34

2.6.4.1 Những hạn chế của tổng đài chuyển mạch kênh 34

2.6.4.2 Định nghĩa chuyển mạch mềm (Softswitch) 35

2.6.4.3 Những lợi ích của Softswitch 36

2.6.5 Kiến trúc của mạng NGN 37

2.6.5.1 Lớp truyền tải 38

2.6.5.2 Lớp điều khiển và báo hiệu cuộc gọi 39

Đồ Án Tốt Nghiệp

2.6.5.3 Lớp ứng dụng và dịch vụ 39

2.6.5.4 Lớp quản lý 39

2.6.6 Các phần tử trong mạng NGN 40

2.6.7 Các dịch vụ chính trong mạng NGN 41

Chương III CÁC MÔ HÌNH ỨNG DỤNG VÀ CẤU HÌNH HOẠT ĐỘNG CHO ASTERISK 42

3.1 Tổng đài voip IP PBX 42

3.2 Kết nối IP PBX với PBX 42

3.3 Kết nối giữa các server Asterisk 43

3.4 Các ứng dụng IVR, VoiceMail, Điện Thoại Hội Nghị 44

3.5 Chức năng Phân phối cuộc gọi tự động ACD 45

3.6 Tổ chức thư mục của Asterisk 46

3.7 Một số lệnh thao tác trên hệ thống asterisk 48

3.8 Cách thức cấu hình trên các tập tin cơ bản 49

3.9 Cách thức hoạt động của tập tin cấu hình 50

3.10 Tập tin cấu hình 51

3.10.1 Giới thiệu dialplan 51

3.10.2 Giao diện SIP 56

3.10.3 Hộp thư thoại (Voicemail) 59

3.10.4 Nhạc chờ (Music On Hold) 60

3.10.5 Hàng đợi (Queue) 62

Chương IV XÂY DỰNG TRUNG TÂM QUÀ TẶNG ÂM NHẠC TRÊN NỀN ASTERISK 64

4.1 Giới thiệu 64

Đồ Án Tốt Nghiệp

4.2 Mục đích Yêu cầu 64

4.3 Phân tích thiết kế 65

4.3.1 Kịch bản cho hệ thống 65

4.3.2 Biểu đồ phân rã chức năng 69

4.3.3 Biểu đồ ngữ cảnh 70

4.3.4 Biểu đồ luồng dữ liệu mức đỉnh 70

4.3.5 Giới thiệu về tiện ích Auto dial out 71

4.3.6 Cơ sở dữ liệu 73

4.4 Triển khai hệ thống 73

4.4.1 Mô hình hệ thống 73

4.4.2 Cài đặt các gói phần mềm 74

4.4.2.1 Hệ Điều Hành Ubuntu 8.04 74

4.4.3 Cấu hình hệ thống Asterisk 84

4.4.4 Giới thiệu AGI 87

4.5 Kết quả thực nghiệm 106

KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined

Đồ Án Tốt Nghiệp

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 : Sơ đồ tổng quan Asterisk 2

Hình 1.2 : Kiến trúc Asterisk 2

Hình 2.1 : Cấu trúc mạng VoIP 8

Hình 2.2 Một số chuẩn mã hóa tín hiệu 11

Hình 2.3 Gói RTP 12

Hình 2.4 Cấu trúc gói tin RTP 13

Hình 2.5 Cấu trúc gói tin RTCP 16

Hình 2.6: Các thành phần mạng H323 17

Hình 2.7: Tập giao thức H323 20

Hình 2.8 Quá trình thiết lập cuộc gọi trong H323 22

Hình 2.9 :Các thành phần hệ thống SIP 29 24

Hình 2.10 Một số trường header đơn giản 26

Hình 2.11 : Hoạt động của Proxy server 28

Hình 2.12 : Hoạt động của Redirect Server được trình bày như hình 29

Hình 2.13 Quá trình thiết lập và hủy một phiên kết nối của SIP 30

Hình 2.14 : Topo mạng NGN 33

Hình 2.15 : Cấu trúc mạng và báo hiệu PSTN 34

Hình 2.16 So sánh chuyển mạch kênh và chuyển mạch mềm 37

Hình 2.17 : Kiến trúc NGN 38

Hình 2.18 : Mô hình mạng NGN 41

Hình 3.1 : IP PBX 42

Hình 3.2 : Kết nối IP PBX với PBX 43

Hình 3.3 : Kết nối giữa các Server Asterisk 44

Đồ Án Tốt Nghiệp

Hình 3.4 : Triển khai server IVR, VoiceMail, Hội Thoại 44

Hình 3.5 : Phân phối cuộc gọi hàng đợi 45

Hình 3.6 Cấu trúc cây thƣ mục 47

Hình 4.1 Biểu đồ phân cấp chức năng 69

Hình 4.2 Biểu đồ ngữ ảnh 70

Hình 4.3 Biểu đồ luồng dữ liệu mức đỉnh 70

Hình 4.4 Cơ sở dữ liệu 73

Hình 4.5 Mô hình logic hệ thống 73

Hình 4.6 giao diện trang php khi cài đặt 80

Hình 4.7 Đăng nhập PhpMyAdmin 83

Hình 4.8:Giao diện của PhpMyAdmin sau khi đăng nhập thành công 83

Hình 4.9 đăng ký tài khoản SIP cho softphone X-Lite 86

Hình 4.10 đăng ký cho softphone thành công 87

Hình 4.11 Các SIP đăng ký vào server 107

Hình 4.12 Agents login vào hệ thống 107

Hình 4.13 Thuê bao gọi đến tổng đài 107

Hình 4.14 Nhấn phím 1 đến quà tặng âm nhạc 108

Hình 4.15 Nhập mã số bài hát 108

Hình 4.16 Nhập số điện thoại đƣợc tặng 109

Hình 4.17 Nhập giờ phút gửi bài hát 109

Hình 4.18 Nhập ngày tháng năm gửi bài hát 109

Hình 4.19 Để lại lời nhắn 110

Hình 4.20 Nhấn phím 0 gặp nhân viên tƣ vấn 110

Hình 4.21 Kết thúc cuộc gọi sau 30s không nhận đƣợc phím nhấn 111

Đồ Án Tốt Nghiệp

Hình 4.22 Tổng đài gọi đến số điện thoại đƣợc yêu cầu 112 Hình 4.23 Trả lời và nhận quà tặng từ tổng đài 112

Đồ Án Tốt Nghiệp

LỜI MỞ ĐẦU

Sự phát triển của mạng Internet là một bước ngoặt lớn mang đậm tính lịch sử trong lĩnh vực truyền thông Nó có những tác động to lớn và tích cực không chỉ riêng trong lĩnh vực công nghệ thông tin mà còn cả trong mọi lĩnh vực của đời sống

xã hội Nó làm thay đổi tư duy, khả năng nhận thức, tăng cường mở rộng khả năng hiểu biết về thế giới quan, thúc đẩy xã hội phát triển một cách nhanh chóng Sự bùng nổ của Internet không chỉ là sự gia tăng số lượng các nhà cung cấp dịch vụ, số người tham gia mà còn gia tăng về số lượng dịch vụ và chất lượng dịch vụ Nếu trước đây chúng ta biết đến Internet như là một nguồn để tìm kiếm thông tin, giải trí thì ngày nay, Internet còn đưa thêm rất nhiều dịch vụ mới và đa phần những dịch vụ này rất gần gũi thân thiết với con người như dịch vụ thư điện tử, dịch vụ đa phương tiện, dịch vụ thương mại điện tử…Và gần đây nhất là dịch vụ điện thoại Internet (VoIP)

Bắt đầu từ năm 1994, truyền thông Internet đã bắt đầu được thử nghiệm và phát triển mạnh mẽ từ năm 1995 Hiện nay truyền thông qua mạng Internet đã phát triển rất mạnh và với rất nhiều ứng dụng như điện thoại, thư thoại, fax, hội nghị video, chia sẻ tài liệu…

Điện thoại IP sẽ là một xu thế tất yếu, sẽ dần dần thay thế điện thoại truyền thống Việc tìm hiểu và xây dựng các ứng dụng dựa trên công nghệ VoIP là điều cần thiết và sẽ mang lại những lợi ích to lớn

Vì những lý do trên mà nhóm đã lựa chọn thực hiện đồ án tốt nghiệp của

mình với đề tài : “Xây dựng trung tâm quà tặng âm nhạc trên nền Asterisk”

Đồ Án Tốt Nghiệp

LỜI CẢM ƠN

Để có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình, nhóm nghiên cứu xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới tập thể các thầy giáo, cô giáo trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật T.p Hồ Chí Minh nói chung, khoa Điện-Điện Tử, bộ môn Điện Tử Viễn Thông nói riêng, đã đào tạo cho chúng em những kiến thức, những kinh nghiệm qúy báu trong suốt thời gian học tập và rèn luyện

Nhóm nghiên cứu xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy Trương Ngọc Thành đã tận tình hướng dẫn, cho nhóm nghiên cứu những nhận xét góp ý quý báu trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp

Trong suốt quá trình thực hiện nhóm nghiên cứu đã nhận được sự góp ý chân thành của Thầy và các bạn cùng lớp Nhưng do kiến thức còn hạn chế, nhóm thực hiện đã cố gắn trong khả năng của mình nhưng sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Mong quý Thầy Cô và các bạn đóng góp ý kiến cho nhóm nghiên cứu để nhóm rút kinh nghiệm cho những đề tài khoa học khác trong tương lai được tốt hơn

T.p Hồ Chí Minh ngày 28 tháng 01 năm 2010

Nhóm thực hiên:

Lý Tấn Hân Nguyễn Thanh Tùng

Mặt khác, kinh tế đang từng bước phát triển, nhu cầu giải trí của người dân tăng cao Các nhà khai thác viễn thông đã đầu tư mạnh mẽ trong lĩnh vực truyền thông giải trí như: Dịch vụ đáp ứng hỗ trợ khách hàng, các tổng đài trả lời tự động như tra cứu kết quả xổ số, tra cứu điểm thi đại học, dự báo thời tiết…

Tổng đài “quà tặng âm nhạc” cũng đang được triển khai, phát triển mạnh mẽ

và đáp ứng được rất nhiều nhu cầu của khách hàng Ở đây mọi người có thể gửi tặng cho nhau những thông điệp yêu thương và những bài hát ý nghĩa Những điều này đã thôi thúc nhóm quyết tâm xây dựng một tổng đài tặng nhạc

và bài hát theo yêu cầu của người gửi Bên cạnh đó khách hàng có thể được tư vấn, giải quyết những thắc mắc bằng cách gặp nhân viên tư vấn của tổng đài

Hướng giải quyết đề tài

Nhóm thực hiện đề tài đã chọn phần mềm mã nguồn mở Asterisk được cài đặt trên hệ điều hành Linux Ubuntu kết hợp với ngôn ngữ lập trình PHP để thực hiện đề tài Tất cả việc xử lý, thực hiện chuyển mạch cuộc gọi được lập trình trong Asterisk được hỗ trợ của ngôn ngữ PHP để viết kịch bản theo yêu cầu của đề tài Các sofphone được cái đặt trên Window được xem như các thuê bao điện thoại

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

Chương I

TÌM HIỂU VỀ ASTERISK 1.1 Giới thiệu

Asterisk là hệ thống chuyển mạch mềm, là phần mềm nguồn mở được viết bằng ngôn ngữ C chạy trên hệ điều hành linux thực hiện tất cả các tính năng của tổng đài PBX và hơn thế nữa Asterisk ra đời vào năm 1999 bởi một sinh năm

1977 tên là Mark Spencer, Anh ta viết phần mềm này ban đầu không ngoài mục đích hỗ trợ cho công ty của mình trong việc liên lạc đàm thoại hỗ trợ cộng đồng người sử dụng và phát triển Linux

Asterisk là một PBX và nhiều hơn thế Asterisk là một phần mềm mang tính cách mạng, tin cậy, mã nguồn mở và miễn phí mà biến một PC rẻ tiền thông thường chạy Linux thành một hệ thống điện thoại doanh nghiệp mạnh mẽ Asterisk là một

bộ công cụ mã nguồn mở cho các ứng dụng thoại và là một server xử lý cuộc gọi đầy đủ chức năng Asterisk là một nền tảng tích hợp điện thoại vi tính hoá kiến trúc

mở Nhiều hệ thống Asterisk đã được cài đặt thành công trên khắp thế giới Công nghệ Asterisk đang phục vụ cho nhiều doanh nghiệp Hiện nay Asterisk trên đà phát triển nhanh được rất nhiều doanh nghiệp triển khai ứng dụng cho công ty của mình Đây là xu thế tất yếu của người sử dụng điện thoại, vì các công ty đều có mạng máy tính và cần liên lạc với nhau trong công việc giữa các phòng ban hoặc chi nhánh và cần một chi phí thấp thậm chí không phải tốn chi phí khi thực hiện các cuộc gọi trên mạng nội bộ của công ty

Không gói gọn thông tin liên lạc trong công ty mà các ứng dụng giao tiếp với mạng PSTN hoặc mạng VOIP (như voice777) cho phép gọi ra bất cứ số điện thoại nào có trên mạng PSTN

Ngoài ra việc tích hợp vào các ứng dụng như CRM và hệ thống Outlook làm cho khả năng ứng dụng của Asterisk linh hoạt hơn đáp ứng nhu cầu cần thiết cho người sử dụng điện thoại

Asterisk thoạt đầu được phát triển trên GNU/Linux nền x86 (Intel), nhưng giờ đây nó cũng có thể biên dịch và chạy trên OpenBSD, FreeBSD và Mac OS X và Microsoft Windows

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

Hình 1.1 : Sơ đồ tổng quan Asterisk Asterisk là hệ thống chuyển mạch tích hợp vừa là công nghệ truyền thống TDM vừa là chguyển mạch voip Hình trên cũng cho thấy khả năng giao tiếp của hệ thống Giao tiếp với điện thoại analog thông thường, giao tiếp với thiết bị điện thoại voip, ngoài ra còn có thể giao tiếp với mạng PSTN và các nhà cung cấp voip khác

1.2 Kiến trúc Asterisk

Hình 1.2 : Kiến trúc Asterisk

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

Về cơ bản kiến trúc của Asterisk là sự kết hợp giữa nền tảng công nghệ điện thoại và ứng dụng điện thoại công nghệ điện thoại cho VOIP như SIP, H323, IAX, MGCP các công nghệ điện thoại cho hệ thống chuyển mạch mạch TDM như T1, E1, ISDN và các giao tiếp đường truyền thoại Analog Các ứng dụng thoại như chuyển mạch cuộc gọi, tương tác thoại, caller ID, voicemail, chuyển cuộc gọi… Asterisk có một số chức năng chính đóng vai trò quan trọng trong hệ thống chuyển mạch cuộc gọi Khi khởi động hệ thống Asterisk thì chức năng Dynamic Module Loader thực hiện nạp driver của thiết bị, nạp các kênh giao tiếp, các format, codec

và các ứng dụng liên quan, đồng thời các hàm API cũng được liên kết nạp vào hệ thống

Sau đó hệ thống PBX Switching Core của Asterisk chuyển sang trạng thái sẵn sàng hoạt động chuyển mạch cuộc gọi, các cuộc gọi được chuyển mạch tuỳ vào

kế hoạch quay số (Dialplan) được thực hiện cấu hình trong file extension.conf Chức năng Application Launchar để rung chuông thuê bao, quay số, định hướng cuộc gọi, kết nối với hộp thư thoại…

Scheduler and I/O Manager đảm nhiệm các ứng dụng nâng cao, các chức năng được phát triển bởi cộng đồng phát triển asterisk

Codec Translator xác nhận các kênh nén dữ liệu ứng với các chuẩn khác nhau có thể kết hợp liên lạc được với nhau

Tất cả các cuộc gọi định hướng qua hệ thống Asterisk đều thông qua các giao tiếp như SIP, Zaptel, IAX Nên hệ thống Asterisk phải đảm trách nhiệm vụ liên kết các giao tiếp khác nhau đó để xử lý cuộc gọi

Hệ thống cũng bao gồm 4 chức năng API chính:

Codec translator API : các hàm đảm nhiệm thực thi và giải nén các chuẩn

khác nhau như G711, GMS, G729…

Asterisk Channel API : Giao tiếp với các kênh liên lạc khác nhau, đây là đầu

mối cho việc kết nối các cuộc gọi tương thích với nhiều chuần khác nhau như SIP, IAX, H323 Zaptel…

Asterisk file format API : Asterisk tương thích với việc xử lý các loại file có

định dạng khác nhau như Mp3, wav, gsm…

Asterisk Aplication API : Bao gồm tất cả các ứng dụng được thực thi trong

hệ thống Asterisk như voicemail, callerID…

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

Ngoài ra, Asterisk còn có thư viện Asterisk Gateway Interface (AGI, tương

tự như CGI) - cơ chế kích hoạt ứng dụng bên ngoài, cho phép viết kịch bản phức tạp với một số ngôn ngữ như PHP hay Perl Nói chung, khả năng viết các ứng dụng tùy biến rất lớn

1.3 Một số tính năng cơ bản

Asterisk có rất nhiều tính năng đã được giới thiệu ở trên nhưng để hiểu rõ hết tất cả các tính năng trên thật sự là thách thức đối với chúng ta Trong phần này chúng tôi sẽ giới thiệu một số tính năng với các ứng dụng cụ thể để hiểu hơn về hệ thống asterisk

Voicemail (hộp thư thoại)

Đây là tính năng cho phép hệ thống nhận các thông điệp tin nhắn thoại, mỗi máy điện thoại được khai báo trong hệ thống Asterisk cho phép khai báo thêm chức năng hộp thư thoại Mỗi khi số điện thoại bận hay ngoài “vùng phủ sóng” thì hệ thống asterisk định hướng trực tiếp các cuộc gọi đến hộp thư thoại tương ứng đã khai báo trước Voicemail cung cấp cho người sử dụng nhiều tính năng lựa chọn như : password xác nhận khi truy cập vào hộp thư thoại, gửi mail báo khi có thông điệp mới

Conference call (Đàm thoại nhiều người)

Nếu chúng ta cần gọi điện tới nhiều người nhưng chỉ để thông báo cho họ cùng một nội dung Thật là mất thời gian và bất tiện khi phải lần lượt bấm số của từng người để gọi.Chức năng Conference call, sẽ giúp chúng ta giải quyết điều này Các cuộc đàm thoại nhiều người được thiết lập cho phép người nhận cuộc gọi tham gia đàm thoại xuyên suốt cuộc gọi đó hoặc có thể được thiết lập để người nhận cuộc gọi chỉ được phép nghe mà không được nói

Chúng ta có thể cho phép người gọi, gọi tới những người khác và thêm họ vào tham dự cuộc đàm thoại

Call Forwarding(chuyển cuộc gọi)

Khi không ở nhà, hoặc đi công tác mà người sử dụng không muốn bỏ lỡ tất

cả các cuộc gọi đến thì hãy nghĩ ngay đến tính năng chuyển cuộc gọi Đây là tính năng thường được sử dụng trong hệ thống Asterisk Chức năng cho phép chuyển một cuộc gọi đến một hay nhiều số máy điện thoại được định trước

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

Một số trường hợp cần chuyển cuộc gọi như : Chuyển cuộc gọi khi bận, chuyển cuộc gọi khi không trả lời, chuyển cuộc gọi tức thời, chuyển cuộc gọi với thời gian định trước

Caller ID (hiển thị số gọi)

Chức năng này rất hữu dụng khi một ai đó gọi đến và ta muốn biết chính xác

là gọi từ đâu và trong một số trường hợp biết chắc họ là ai Ngoài ra Caller ID còn

là chức năng cho phép chúng ta xác nhận số thuê bao gọi đến có nghĩa là dựa vào caller ID chúng ta có tiếp nhận hay không tiếp nhận cuộc gọi từ phía hệ thống Asterisk Ngăn một số cuộc gọi ngoài ý muốn

Automated attendant (chức năng IVR)

Chức năng tương tác thoại có rất nhiều ứng dụng trong thực tế, khi gọi điện

thoại đến một cơ quan hay xí nghiệp thuê bao thường nghe thông điệp như “Xin chào mừng bạn đã gọi đến công ty chúng Tôi hãy nhấn phím 1 để gặp phòng kinh doanh, phím 2 gặp phòng kỹ thuật…” sau đó tuỳ vào sự tương tác của thuê bao gọi

đến, hệ thống Asteisk sẽ định hướng cuộc gọi theo mong muốn

Khi muốn xem điểm thi, muốn biết tiền cước điện thoại của thuê bao, muốn biết tỉ giá Đôla hiện nay như thế nào, hay kết quả sổ số … tất các những mong muốn trên đều có thể thực hiện qua chức năng tương tác thoại

Time and Date

Vào từng thời gian cụ thể cuộc gọi sẽ định hướng đến một số điện thoại hay một chức năng cụ thể khác, ví dụ trong công ty giám đốc muốn chỉ cho phép nhân viên sử dụng máy điện thoại trong giờ hành chánh còn ngoài giờ thì sẽ hạn chế hay không cho phép gọi ra bên ngoài

Call Parking

Đây là chức năng chuyển cuộc gọi có quản lý Có một số điện thoại trung gian và hai thuê bao có thể gặp nhau khi thuê bao được gọi nhấn vào số điện thoại

mà thuê bao chủ gọi đang chờ trên đó và từ đây có thể gặp nhau và đàm thoại

Remote call pickupe

Đây là tính năng cho phép chúng ta từ máy điện thoại này có thể nhận cuộc gọi từ máy điện thoại khác đang rung chuông

Privacy Manager

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

Khi một người chủ doanh nghiệp triển khai Asterisk cho hệ thống điện thoại của công ty mình nhưng lại không muốn nhân viên trong công ty gọi đi ra ngoài trò chuyện với bạn bè, khi đó Asterisk cung cấp 1 tính năng tiện dụng là chỉ cho phép

số điện thoại được lập trình được phép gọi đến những số máy cố định nào đó thôi, còn những số không có trong danh sách định sẵn sẽ không thực hiện cuộc gọi được

Backlist

Backlist cũng giống như Privacy Manager nhưng có một sự khác biệt là những máy điện thoại nằm trong danh sách sẽ không gọi được đến máy của mình (sử dụng trong tình trạng hay bị quấy rối điện thoại)

Và còn rất nhiều tính năng nữa mà hệ thống asterisk có thể cung cấp cho người sử dụng, trên đây chỉ là một số tính năng thường được sử dụng mà thôi, Để biết nhiều hơn chi tiết hơn các tính năng còn lại có thể tham khảo tại website www.asterisk.org

Call Detail Records

Asterisk giữ lại các dữ liệu chi tiết cuộc gọi đầy đủ Chúng ta có thể chứa thông tin này trong một tệp phẳng (flat file), hoặc tốt hơn là một database để lưu trữ

và tra cứu hiệu quả Sử dụng thông tin này chúng ta có thể giám sát sự sử dụng của

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

Chương II TỔNG QUAN VỀ VOIP VÀ MẠNG NGN 2.1 Giới thiệu

VoIP ( Voice Over IP ) là công nghệ cho phép truyền thông tin thoại từ nơi này sang nơi khác thông qua các mạng sử dụng giao thức IP ( Internet Protocol ) để truyền tải thông tin VoIP cũng thường được biết đến dưới một số tên khác như : điện thoại Internet, điện thoại IP, điện thoại dải rộng ( Broadband Telephony ) vv…

Ở điện thoại thông thường, tín hiệu thoại được lấy mẫu với tần số 8 KHz sau

đó lượng tử hóa 8 bit/mẫu và được truyền với tốc độ 64 KHz đến mạng chuyển mạch rồi truyền tới đích Ở phía thu, tín hiệu này sẽ được giải mã thành tín hiệu ban đầu

Công nghệ VoIP cũng không hoàn toàn khác với điện thoại thông thường Đầu tiên , tín hiệu thoại được số hóa , nhưng sau đó thay vì truyền trên mạng PSTN qua các trường chuyển mạch , tín hiệu thoại được nén xuống tốc độ thấp rồi đóng gói , truyền qua mạng IP Tại bên thu, các luồng thoại sẽ được giải nén thành các luồng PCM 64 rồi truyền tới thuê bao bị gọi

2.2 Cấu trúc mạng VoIP

Trên hình 1 là cấu hình cơ bản của một mạng VoIP Ta thấy mạng gồm hai thành phần chính là mạng chuyển mạch kênh và mạng chuyển mạch gói Mạng chuyển mạch kênh chính là mạng điện thoại thông thường mà ta vẫn sử dụng Còn mạng chuyển mạch gói là một mạng IP, trong đó Internet là mạng IP mà ta vẫn quen thuộc

Mạng VoIP phải có khả năng thực hiện các chức năng mà mạng điện thoại công cộng thực hiện, ngoài ra phải thực hiện chức năng của một gateway giữa mạng

IP và mạng điện thoại công cộng Thành phần của mạng điện thoại IP có thể gồm các phần tử sau đây:

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

 Gatekeeper: Có thể xem gatekeeper nhƣ là bộ não của hệ thống mạng điện thoại IP Nó cung cấp chức năng quản lý cuộc gọi một cách tập trung và một

số các dịch vụ quan trọng khác nhƣ là: nhận dạng các đầu cuối và gateway, quản lý băng thông, chuyển đổi địa chỉ (từ địa chỉ IP sang địa chỉ E.164 và

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

ngược lại), đăng ký hay tính cước Mỗi gatekeeper sẽ quản lý một vùng bao gồm các đầu cuối đã đăng ký, nhưng cũng có thể nhiều gatekeeper cùng quản

lý một vùng trong trường hợp một vùng có nhiều gatekeeper

Ta cũng thấy rằng có thể có 3 ngữ cảnh cuộc gọi:

 Phone to Phone: gọi giữa 2 máy điện thoại Nếu 2 máy cùng thuộc một tổng đài thì không cần thông qua mạng IP Nếu 2 máy nằm ở các mạng khác nhau thì phải sử dụng các gateway chuyển tiếp vào mạng IP

 PC to Phone: gọi giữa PC và Phone Cần có ít nhất một gateway chuyển tiếp

 PC to PC: gọi giữa PC và PC Trong ngữ cảnh này thì cuộc gọi hoàn toàn nằm trong mạng IP, không cần sử dụng gateway

2.3 Đặc điểm dịch vụ VoIP

Sự phát triển của dịch vụ VoIP đã đem lại rất nhiều lợi ích Dưới đây là một

số ưu điểm của nó:

 Dịch vụ gọi điện đường dài giá rẻ với chi phí chấp nhận được, chỉ tương đương với chi phí truy nhập Internet

 Các kĩ thuật nén đã giảm tốc độ bit từ 64kps (kênh thoại thường) xuống dưới 8kps (theo tiêu chuẩn nén thoại G.729A của ITU-T) Nhờ vậy, khả năng sử dụng kênh sẽ cao hơn Các bộ vi xử lý của máy tình có tốc độ xử lý nhanh Điều này làm độ trễ của cuộc gọi giảm xuống, chất lượng cuộc gọi tăng lên

 Tích hợp mạng thoại, mạng số liệu và mạng báo hiệu Với mạng điện thoại thông thường thì kênh báo hiệu là hoàn toàn tách biệt với kênh thoại Với mạng VoIP thì chỉ có một kênh duy nhất, nhờ vậy có thể tiết kiệm được cơ

sở hạ tầng

 Dễ dàng mở rộng hệ thống

 Mạng VoIP không cần thông tin điều khiển để thiết lập kênh truyền vật lý : việc điều khiển cuộc gọi trong mạng IP chỉ cần tập trung vào chức năng cuộc gọi mà không phải tập trung vào chức năng thiết lập kênh

 Mạng VoIP quản lý băng thông tốt, linh hoạt

 Nhiều tính năng dịch vụ mới

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

 Khả năng Multimedia : trong một cuộc gọi, người dùng 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

Nhưng mạng VoIP cũng có những nhược điểm sau đây :

 Kĩ thuật phức tạp : truyền tín hiệu theo thời gian thực trên mạng IP là rất khó thực hiện do mất gói trong mạng là khó tránh và độ trễ Chất lượng dịch vụ chưa cao

 Vấn đề bảo mật : mạng Internet có tính toàn cầu và hỗn hợp nên việc bảo vệ các thông tin liên qua như số liên lạc truy nhập sử dụng dịch vụ là rất quan trọng

2.4 Chất lượng dịch vụ trong mạng VoIP

Mạng truyền tín hiệu thoại có đòi hỏi khắt khe về chất lượng dịch vụ để đảm bảo cuộc gọi có chất lượng chất nhận được Dưới đây là các đặc điểm về chất lượng dịch vụ (QoS) của mạng VoIP:

 Delay/ Latency : độ trễ Đây là khoảng thời gian tính từ lúc tiếng nói được phát ra đến khi người nhận nghe thấy Hội thoại đòi hỏi tính chất thời gian thực nên cần thiết phải giảm độ trễ xuống thấp nhất Có thể phân loại trể

thành các loại sau:

 Propagation delay : trễ truyền do tốc độ truyền âm trong cáp Loại trễ này

hầu như không tránh khỏi

 Handling delay/processing delay : trể xử lý, do các thiết bị xử lý gói tin Trễ này có thể giảm bằng việc sử dụng các thiết bị phần cứng tốt cũng như thuật

toán xử lý tối ưu

 Serialization delay : trễ tuần tự hóa khi dữ liệu được đưa ra thiết bị vật lý

Loại trễ này có ảnh hướng ít, chiếm vai trò nhỏ hoặc hầu như không đáng kể

 Queuing delay : trễ hàng đợi xảy ra khi nhiều gói tin đến cùng lúc tại một nút mạng Trễ này do cấu hình mạng không đáp ứng đủ nhu cầu phục vụ nhiều người dùng hoặc cài đặt không tốt dẫn tới việc xử lý gói tin tại nút mạng

không tốt

 Jitter : là hiện tượng các gói tin không đến nơi trong những khoảng thời gian đều nhau Hiện tượng này làm cho cuộc hội thoại bị giật Đây là một đặc

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

điểm của mạng IP khi mà các gói tin có thể đi theo các đường khác nhau đến đích Để loại bỏ hiện tượng này cần phải có các thuật toán đồng bộ gói tin

nơi phát và nơi thu

 Mã hóa đường truyền Pulse Code Modulation (PCM): thuật toán mã hóa đường truyền của mạng VoIP cũng tương tự như mạng chuyển mạch kênh PCM là thuật toán có tần số lấy mẫu là 8Khz (125ms/mẫu) Ngoài ra nó có thể sử dụng ADPCM : adaptive differential PCM(chuẩn G.726 ITU-T), với 4 bit mẫu, tốc độ 32kps Các thuật toán này khác nhau ở tần số lấy mẫu và số

bit mẫu, do đó chất lượng cuộc gọi cũng khác nhau

 Các chuẩn mã hóa tín hiệu được sử dụng trong VoIP có rất nhiều, trong đó

có thể kể tới G.711, G.726, G.728, G.729, G.232.1 Bảng dưới đây thể hiện

chất lượng cảm nhận (MOS) đối với mỗi loại thuật toán mã hóa tín hiệu

Hình 2.2 Một số chuẩn mã hóa tín hiệu

 Echo : tiếng vọng Đây là hiện tượng âm thanh phát qua bị quay trở lại đúng nơi phát làm cho người nói luôn nghe lại được tiếng do mình phát ra Lý do

là các gói tin đi qua các mạng có cấu hình khác nhau và không đến được đích, quay lại điểm phát Để xóa tiếng vọng thì thiết bị mà người nói dùng (có thể là router) sẽ lưu giữ ảnh ngược của đoạn hội thoại trong một khoảng thời gian nào đó (inverse speech) “Bộ loại bỏ tiếng vọng” (echo canceller) này sẽ lắng nghe âm thanh đáp lại và loại bỏ thành phần vọng bằng không

 Mất gói tin là hiện tượng dễ xảy ra trong mạng VoIP Packet loss Chuẩn G729 đề xuất một kĩ thuật để giảm sự ảnh hưởng tới chất lượng cuộc gọi là concealment strategy: khi một gói tin bị mất trên đường truyền thì gói tin cuối cùng nhận được sẽ được phát lại bù vào chỗ trống Vì khoảng thời gian

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

giữa các packet chỉ là khoảng 20ms nên người nghe sẽ không có cảm nhận rõ ràng Nếu nhiều packet mất thì việc này chỉ thực hiện1 lần và đợi packet khác tới

 Khả năng kiểm soát hoạt động hội thoại Trong hội thoại thì thông thường, một người nói một người nghe thì lãng phí băng thông tối thiểu là 50% do một kênh truyền cố định được thiết lập dành cho cuộc gọi Sử dụng VoIP có thể tinh chỉnh băng thông lãng phí này để dùng cho mục đích khác nếu chức năng VAD (Voice Activity Detection) được bật Khi mạng bận thì băng thông dành cho cuộc hội thoại sẽ được giảm đi, ngược lại khi mạng rỗi thì băng thông cũng sẽ tăng lên, nhờ đó mà tăng chất lượng cuộc gọi

 Hội thoại đòi hỏi phải có các bộ chuyển đổi Số - Tương tự Khi chuyển đối analog-digital và ngược lại thì chất lượng âm thanh giảm đáng kể Do đó càng ít bộ chuyển đổi D/A trong mạng càng tốt VoIP sử dụng PCM codec (G.711) tương tự các mạng điện thoại cổ điển

 Tandem Encoding là hiện tượng gói tin được mã hóa và giải mã nhiều lần để xác định nơi nhận trước khi đến đích làm giảm chất lượng hội thoại Để loại

bỏ hiện tượng này cẩn thiết lập các dial plan (kịch bản cuộc gọi) một cách hợp lý Các kịch bản này là các file dùng để điều khiển cuộc gọi ở các gateway controller

 Về giao thức truyền tin, VoIP sử dụng bộ giao thức RTP/ UDP/ IP Tầng giao vận sử dụng giao thức UDP để đảm bảo gói tin được truyền liên tục Tính chất thời gian thực được đảm bảo nhờ giao thức RTP (Real-time Transport Protocol) Gói tin RTP chứa các trường như nhãn thời gian và số thứ tự gói để đảm bảo sự đồng bộ thời gian giữa các gói tin

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

nhiên nó có thể được nén sử dụng CRTP – compress RTP, có thể giảm được lưu lượng cuộc gọi VoIP từ 24kps xuống dưới 11.2kps Giao thức UDP cũng

có thể được mở rộng thành RUDP (Reliable UDP) thêm tính tin cậy cho UDP bằng cách gửi cùng một gói tin nhiều lần và điểm nhận sẽ loại bỏ các gói tin không cần thiết

Sự giám sát và đảm bảo về thời gian truyền dẫn cũng như chất lượng dịch vụ được

thực hiện nhờ hai giao thức RTCP và RSVP

Tương tự như các giao thức truyền dẫn khác, gói tin RTP (RTP packet) bao gồm hai phần là header (phần mào đầu) và data (dữ liệu) Nhưng không giống như các giao thức truyền dẫn khác là sử dụng các trường trong header để thực hiện các

chức năng điều khiển, RTP sử dụng một cơ chế điều khiển độc lập trong định dạng của gói tin RTCP để thực hiện các chức năng này

Cấu trúc gói tin RTP

Hình 2.4: Cấu trúc gói tin RTP

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

 Version (2 bit): version của RTP (hiện tại là version 2)

 Padding (1 bit): có vai trò như bit cờ được sử dụng để đánh dấu khi có một

số byte được chèn vào trong gói

 Extension (1 bit): cũng có vai trò như một bit cờ được sử dụng để đánh dấu khi có header mở rộng tiếp theo header cố định

 CSRC count (4 bit): chỉ rõ số lượng của CSRC (contributing source)

 Marker (1 bit): có vai trò như một bit cờ, trạng thái của nó được phụ thuộc vào trường payload type

 Payload Type (7 bit): chỉ rõ loại thông tin được chứa trong các gói.Serquence Number (16 bit): cung cấp số thứ tự của các gói Cách này như một cơ chế giúp bên thu có thể thu đúng thứ tự các gói tin, nhận ra gói tin bị mất

 Time-stamp (32 bit): là tham số đánh dấu thời điểm byte đầu tiên được lấy mẫu trong gói RTP Giá trị time-stamp khởi đầu là ngẫu nhiên, các gói RTP phát đi liên tiếp có thể có cùng giá trị time-stemp nếu chúng cùng được phát

đi một lúc

 Syschronisation source (SSRC) identifier: số nhận dạng nguồn của gói dữ liệu Nếu ứng dụng muốn truyền dữ liệu có nhiều dạng khác nhau trong cùng một thời điểm (ví dụ là tín hiệu audio và video) thì sẽ có những phiên truyền riêng cho mỗi dạng dữ liệu Sau đó ứng dụng sẽ tập hợp các gói tin có cùng nhận dạng SSRC Số nhận dạng này được gán một cách ngẫu nhiên

 Contribute source (CSRC) identifer (độ dài thay đổi): tại một điểm đích nào

đó mà những tín hiệu audio đến đích cần trộn lại với nhau thì giá trị CSRC sẽ

là tập hợp tất cả các giá trị SSRC của các nguồn mà gửi tín hiệu đến điểm đích đó Trường CSRC có thể chứa tối đa là 15 số nhận dạng nguồn SSRC

 Extension header (độ dài thay đổi): chứa các thông tin thểm của gói RTP

2.5.1.2 Giao thức RTCP

Mặc dù RTP là một giao thức độc lập nhưng thường được hỗ trợ bởi giao thức RTCP (RTP control Protocol) RTCP trả về nguồn các thông tin về sự truyền thông và các thành phần đích Giao thức điều khiển này cho phép gửi về các thông

số về bên thu và tự thích nghi với bên phát cho phù hợp vời bên phát Mỗi người tham gia một phiên truyền RTP phải gửi định kỳ các gói RTCP tới tất cả những

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

người khác cũng tham gia phiên truyền Tuỳ theo mục đích mà RTCP thực hiện 4 chức năng:

 RTCP cung cấp một sự phản hồi chất lượng của dữ liệu Các thông tin đó giúp cho ứng dụng thực hiện chức năng điều khiển luồng và quản lý tắc

một ai đó không gửi dữ liệu mà chỉ nhận từ những người khác

 Cuối cùng là một chức năng lựa chọn cho phép có thêm thông tin về những

người tham gia vào phiên truyền

Tuỳ thuộc vào giao thức RTP được sử dụng cho loại dữ liệu nào mà RTCP cung cấp các thông báo điều khiển khác nhau Có 4 loại thông báo điều khiển chính

được giao thức RTCP cung cấp là:

 Sender report (SR): thông báo này chứa các thông tin thống kê liên quan đến kết quả truyền như tỷ lệ tổn hao, số gói dữ liệu bị mất, khoảng trễ Các thông

báo này phát ra từ phía phát trong một phiên truyền thông

 Receiver report (RR): thông báo này chứa các thông tin thống kê liên quan đến kết quả nhận giữa các điểm cuối Các thông báo này được phát ra từ phía

thu trong một phiên truyền thông

 Source description (SDES): thông báo bao gồm các thông số mô tả nguồn

như tên, vị trí,

 Application (APP): thông báo cho phép truyền các dữ liệu ứng dụng

Cấu trúc gói tin RTCP

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

Hình 2.5 Cấu trúc gói tin RTCP

 Version (2 bit): version RTP hiện tại (version 2)

 Padding (1 bit): có chức năng nhƣ một bit cờ chỉ rõ xem trong gói có các byte đƣợc chèn thêm hay không

 Report counter (5 bit): số thông báo chứa trong gói

 Packet type (8 bit): xác định loại thông báo của gói (SR hoặc RR hoặc APP)

 Length (16 bit) : Chỉ rõ độ dài của gói tin

 Report (độ dài thay đổi): chứa các thông báo chi tiết

IP Tập giao thức H.323 đƣợc thiết kế để hoạt động trên tầng vận chuyển của các mạng cơ sở Tuy nhiên, khuyến nghị H.323 rất chung chung nên ít đƣợc coi là tiêu chuẩn cụ thể Trong thực tế, hoàn toàn có thể thiết kế một hệ thống thoại tuân thủ H.323 mà không cần đến IP Khuyến nghị này chỉ đƣa ra yêu cầu về “giao diện mạng gói” tại thiết bị đầu cuối Ban đầu, H.323 dự định dành cho X.25, FrameRelay sau đó là ATM, nhƣng giờ đây lại là TCP/IP, trong khi đó có rất ít H.323 đƣợc vận hành trên mạng X.25 và ATM

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

2.5.2.1.2 Các thành phần cơ bản của hệ thống H323

 Các thiết bị đầu cuối (Terminal)

 Cổng kết nối (Gateway)

 Thiết bị điều khiển cổng kết nối (Gatekeeper)

 Khối điều khiển đa điểm MCU (Mutilpoint Control Units)

Hình 2.6: Các thành phần mạng H323 Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về thành phần của mạng H323

Terminal

Dùng trong liên lạc đa truyền thông song hướng thời gian thực, một thiết bị đầu cuối H323 có thể là một máy tính PC, camera, điện thoại IP… hay một thiết bị đơn lẻ chạy các ứng dụng H323 Nó là thiết bị trực tiếp tham gia kết nối để cung cấp dịch vụ như: audio, video, data hoặc fax

Một thiết bị đầu cuối sẽ có ba giao tiếp cơ bản là: giao tiếp với màn hình để hiển thị hình ảnh hội nghị, giao tiếp Camera và giao tiếp âm thanh với Microphone Bên cạnh đó còn có giao tiếp dữ liệu với hệ thống mạng làm việc để trao đổi và truyền dữ liệu

Các tính năng của đầu cuối H.323 như:

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

 H.245: điều khiển sắp xếp sử dụng kênh truyền

 Q.931 : báo hiệu và thiết lập cuộc gọi

 RAS: giao thức liên lạc với gatekeeper

 RTP/RTCP: sắp xếp các gói âm thanh và hình ảnh

 Ngoài ra, H.323 còn có các tính năng khác như mã hoá/ giải mã tín hiệu âm thanh và hình ảnh, giao thức cho các ứng dụng số liệu (T.120), hội nghị đa điểm

Các chức năng của GK được chia thành: các chức năng bắt buộc và các chức năng tùy chọn

Các chức năng bắt buộc của GateKeeper:

 Dịch địa chỉ: Gatekeeper sẽ thực hiện chuyển đổi địa chỉ hình thức (dạng tên gọi hay địa chỉ hộp thư) của một đầu cuối hay Gateway sang địa chỉ truyền dẫn (địa chỉ IP) Việc chuyển đổi được thực hiện bằng cách sử dụng bản đối chiếu địa chỉ được cập nhật thường xuyên bởi các bản tin đăng ký

 Điều khiển chấp nhận đầu vào: Gatekeeper cho phép một truy cập mạng LAN bằng cách sử dụng các bản tin H.225 là ARQ/ACF/ARJ Việc điều khiển này dựa trên sự cho phép cuộc gọi, băng thông, hoặc một vài thông số

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

khác do nhà sản xuất quy định Nó có thể là chức năng rỗng có nghĩa là chấp nhận mọi yêu cầu truy nhập của đầu cuối

 Điều khiển băng thông: Gatekeeper hỗ trợ các bản tin BRQ/BRJ/BCF cho việc quản lý băng thông Nó có thể là chức năng rỗng nghĩa là chấp nhận mọi yêu cầu thay đổi băng thông

 Quản lý vùng: Ở đây chữ vùng là tập hợp tất cả các phần tử H.323 gồm thiết

bị đầu cuối, Gateway, MCU có đăng ký hoạt động với Gatekeeper để thực hiện liên lạc giữa các phần tử trong vùng hay từ vùng này sang vùng khác

Các chức năng tuỳ chọn của gatekeeper

 Tín hiệu điều khiển gọi

 Bộ điều khiển đa điểm (MC):MC là bộ phận không thể thiếu trong MCU Nó

có thể điều khiển hội nghị điểm - điểm,sau đó phát triển thành hội nghị đa điềm MC thiết lập các giao thức chung cho tất cả các đầu cuối muốn tham gia vào hội nghị và quyết định hội nghị theo kiểu Multicast hay Unicast v.v

MC không trực tiếp xử lý các chuỗi âm thanh, hình ảnh hoặc số liệu trong hội nghị đa điểm

 Bộ xử lý đa điểm (MP):MP là phần tử tuỳ chọn trong MCU Nó thực hiện

trộn, chuyển mạch các chuỗi tín hiệu âm thanh, hình ảnh hoặc dữ liệu do MC điều khiển Tuỳ thuộc vào loại hội nghị mà MP có thể xử lý một hay nhiều chuỗi tín hiệu này

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

2.5.2.1.3 Tập giao thức H323

Hình 2.7: Tập giao thức H323

Báo hiệu RAS

Cung cấp các thủ tục điều khiển tiền cuộc gọi trong mạng H.323 có GK Kênh báo hiệu RAS được thiết lập giữa các đầu cuối và các GK trước các kênh khác Nó độc lập với kênh báo hiệu cuộc gọi và kênh điều khiển H.245 Các bản tin RAS được truyền qua mạng thông qua kết nối UDP, thực hiện việc đăng ký, cho phép, thay đổi băng thông, trạng thái và các thủ tục huỷ bỏ cuộc gọi Báo hiệu RAS gồm những quá trình sau:

 Tìm GateKeeper

 Đăng ký : Đăng ký là một quá trình cho phép GW, các đầu cuối và MCU

tham gia vào một vùng và báo cho GK biết địa chỉ truyền vận và địa chỉ bí danh của nó

 Định vị đầu cuối

 Cho phép, thay đổi băng thông, trạng thái và huỷ quan hệ

Báo hiệu điều khiển cuộc gọi H.225

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

Trong mạng H.323, thủ tục báo hiệu cuộc gọi được dựa trên khuyến nghị H.225 của ITU Khuyến nghị này chỉ rõ cách sử dụng và trợ giúp của các bản tin báo hiệu Q.931 Sau khi khởi tạo thiết lập cuộc gọi Các bản tin điều khiển cuộc gọi

và các bản tin giữ cho kênh báo hiệu cuộc gọi tồn tại (keepalive) được chuyển tới các cổng

Các bản tin Q.931 thường được sử dụng trong mạng H.323:

 Setup: Được gửi từ thực thể chủ gọi để thiết lập kết nối tới thực thể H.323 bị gọi

 Call Proceeding: chỉ thị rằng thủ tục thiết lập cuộc gọi đã được khởi tạo

 Alerting: chỉ thị rằng chuông bên đích bắt đầu rung

 Connect: thông báo rằng bên bị gọi đã trả lời cuộc gọi

 Release Complete: chỉ thị rằng cuộc gọi đang bị giải phóng

 Facility: Đây là một bản tin Q.932 dùng để yêu cầu hoặc phúc đáp các dịch

vụ bổ sung Nó cũng được dùng để cảnh báo rằng một cuộc gọi sẽ được định tuyến trực tiếp hay thông qua GK

Giao thức H.245

H245 xử lý các bản tin điều khiển từ đầu cuối đến đầu cuối giữa các thực thể H.323 Các thủ tục H.245 thiết lập các kênh logic cho việc truyền tín hiệu âm thanh, hình ảnh, dữ liệu và thông tin kênh điều khiển Báo hiệu H.245 được thiết lập giữa 2 đầu cuối, một đầu cuối với một MC hoặc một đầu cuối với GK Đầu cuối chỉ thiết lập duy nhất một kênh điều khiển H.245 cho mỗi cuộc gọi mà nó tham gia Một đầu cuối, MCU, GK có thể hỗ trợ nhiều cuộc gọi cùng một lúc do vậy có nhiều kênh điều khiển H.245 tương ứng Khuyến nghị H.245 định nghĩa một số thực thể giao thức độc lập trợ giúp cho báo hiệu từ đầu cuối đến đầu cuối như sau:

 Trao đổi khả năng

 Quyết định chủ - tớ

 Trễ vòng (Round Trip delay)

 Báo hiệu kênh logic (Logical channel signaling)

 Các thủ tục kết nối nhanh

 H245 ngầm (Tuneling H.245)

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

2.5.2.1.4 Quá trình thiết lập cuộc gọi H323

Một cuộc gọi trải qua các bước như sau :

 Thiết lập cuộc gọi

 Khởi tạo truyền thông và trao đổi khả năng

 Thiết lập kênh truyền thông nghe nhìn

 Dịch vụ cuộc gọi

 Kết thúc cuộc gọi

Hình 2.8 Quá trình thiết lập cuộc gọi trong H323

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

2.5.2.2 Giao thức khởi tạo phiên SIP

2.5.2.2.1 Giới thiệu

SIP (Session Initiation Protcol ) là giao thức báo hiệu điều khiển lớp ứng dụng được dùng để thiết lập, duy trì, kết thúc các phiên truyền thông đa phương tiện (multimedia) Các phiên multimedia bao gồm thoại Internet, hội nghị, và các ứng dụng tương tự có liên quan đến các phương tiện truyền đạt (media) như âm thanh, hình ảnh, và dữ liệu

SIP là một công cụ hỗ trợ hấp dẫn đối với điện thoại IP vì các lý do sau :

 Nó có thể hoạt động vô trạng thái hoặc có trạng thái Vì vậy, sự hoạt động vô trạng thái cung cấp sự mở rộng tốt do các server không phải duy trì thông tin

về trạng thái cuộc gọi một khi sự thực hiện (transaction) đã được xử lý

 Nó có thể sử dụng nhiều dạng hoặc cú pháp giao thức chuyển siêu văn bản HTTP (Hypertext Transfer Protocol), vì vậy, nó cung cấp một cách thuận lợi

để hoạt động trên các trình duyệt

 Bản tin SIP (nội dung bản tin) thì không rõ ràng, nó có thể là bất cứ cú pháp nào Vì vậy, nó có thể được mô tả theo nhiều cách Chẳng hạn, nó có thể được mô tả với sự mở rộng thư Internet đa mục đích MIME (Multipurpose Internet Mail Extension) hoặc ngôn ngữ đánh dấu mở rộng XML (Extensible Markup Language)

 Nó nhận dạng một người dùng với bộ định vị tài nguyên đồng nhất URL (Uniform Resource Locator), vì vậy, nó cung cấp cho người dùng khả năng khởi tạo cuộc gọi bằng cách nhấp vào một liên kết trên trang web

Nói chung, SIP hỗ trợ các hoạt động chính sau :

 Định vị trí của người dùng

 Định media cho phiên làm việc

 Định sự sẵn sàng của người dùng để tham gia vào một phiên làm việc

 Thiết lập cuộc gọi, chuyển cuộc gọi và kết thúc

2.5.2.2.2 Tính năng của SIP

Giao thức SIP được thiết kế với những chỉ tiêu sau:

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

 Tích hợp với các giao thức đã có của IETF

 Đơn giản và có khả năng mở rộng

 Hỗ trợ tối đa sự di động của đầu cuối

 Dễ dàng tạo tính năng mới cho dịch vụ và dịch vụ mới

2.5.2.2.3 Các thành phần trong hệ thống SIP

Hai phần tử cơ bản trong hệ thống SIP là tác nhân người sử dụng (user agent)

và các máy phục vụ mạng (network server) Bên chủ gọi và bị gọi được nhận dạng bằng các địa chỉ SIP

 User agent

Client (UAC): Khởi tạo các yêu cầu SIP và đóng vai trò như tác nhân chủ

gọi của người dùng

Server (UAS): Nhận các yêu cầu và thay mặt cho người sử dụng gửi trả các

đáp ứng, đóng vai trò như tác nhân bị gọi

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

Máy chủ ủy quyền (Proxy server): là một chương trình trung gian, hoạt

động như là một server và một client cho mục đích tạo các yêu cầu thay mặt cho các client khác Các yêu cầu được phục vụ bên trong hoặc truyền chúng đến các server khác Một proxy có thể dịch và nếu cần thiết có thể tạo lại các bản tin yêu cầu SIP trước khi chuyển chúng đến server khác hoặc một UA Trong trường hợp này trường Via trong bản tin đáp ứng, yêu cầu chỉ ra các proxy trung gian tham gia vào tiến trình xử lý yêu cầu

Máy chủ định vị (Location Server): là phần mềm định vị thuê bao, cung

cấp thông tin về những vị trí có thể của thuê bao bị gọi cho các phần mềm máy chủ

ủy quyền và máy chủ chuyển đổi địa chỉ

Máy chủ chuyển đổi địa chỉ (Redirect Server): là phần mềm nhận yêu cầu

SIP và chuyển đổi địa chỉ SIP sang một số địa chỉ khác và gửi lại cho đầu cuối Không giống như máy chủ ủy quyền, máy chủ chuyển đổi địa chỉ không bao giờ hoạt động như một đầu cuối, tức là không gửi đi bất cứ yêu cầu nào Máy chủ chuyển đổi địa chỉ cũng không nhận hoặc huỷ cuộc gọi

Máy chủ đăng ký (Register Server): là phần mềm nhận các yêu cầu đăng

ký Trong nhiều trường hợp máy chủ đăng ký đảm nhiệm luôn một số chức năng an ninh như xác nhận người sử dụng Thông thường máy chủ đăng ký được cài đặt cùng với máy chủ ủy quyền và máy chủ chuyển đổi địa chỉ hoặc cung cấp dịch vụ định vị thuê bao Mỗi lần đầu cuối được bật lên ( ví dụ máy điện thoại hoặc phần mềm SIP) thì đầu cuối lại đăng ký với máy chủ Nếu đầu cuối cần thông báo cho máy chủ về địa điểm của mình thì bản tin REGISTER cũng được gửi đi Nói chung các đầu cuối đều thực hiện việc đăng ký lại một cách định kỳ

2.5.2.2.4 Các bản tin của SIP

SIP là một giao thức dựa trên ký tự văn bản với cú pháp bản tin và các trường mào đầu đồng nhất với giao thức truyền siêu văn bản HTTP (Hypper Text Transfer Protocol) Các bản tin của SIP truyền trên cùng một kết nối TCP hoặc bó

dữ liệu UDP

Ví dụ:

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

Hình 1.12 :Các thành phần hệ thống SIP 29

Hình 2.10 Một số trường header đơn giản

 INVITE : Để chỉ thị rằng thuê bao hoặc dịch vụ được mời tham gia vào một phiên Nó bao gồm một mô tả phiên và đối với các cuộc gọi song công thì bên chủ gọi chỉ thị phương thức truyền thông (media) trong bản tin này Theo phương pháp đơn giản này các bên có thể xác định được các khả năng của bên kia và bắt đầu một phiên hội thoại

 ACK : Những yêu cầu này tương ứng với một yêu cầu INVITE Chúng là sự xác nhận cuối cùng từ một hệ thống cuối và chấm dứt một giao dịch được khởi tạo bởi INVITE

INVITE sip:5120@192.168.36.180 SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP 192.168.6.21:5060 From: sip:5121@192.168.6.21 To: <sip:5120@192.168.36.180>

-Call-ID: c2943000-e0563-2a1ce-2e323931@192.168.6.21 CSeq: 100 INVITE

Expires: 180 User-Agent: Cisco IP Phone/ Rev 1/ SIP enabled Accept: application/sdp

Contact: sip:5121@192.168.6.21:5060 Content-Type: application/sdp

Chương II : Tổng quan về VOIP và mạng NGN

 OPTIONS : Bản tin này cho phép truy vấn và tập hợp các khả năng của user agent và network server Tuy nhiên yêu cầu này không được dùng để thiết lập phiên

 BYE: Bên chủ gọi và bị gọi sử dụng yêu cầu này để giải phóng cuộc gọi Trước khi thực sự giải phóng cuộc gọi, user agent gửi yêu cầu này tới server

để cảnh báo rằng nó muốn giải phóng phiên làm việc

 CANCEL: Yêu cầu này cho phép user agent và network server xoá bỏ bất

kỳ một yêu cầu nào đang thi hành

 REGISTER: yêu cầu này được client dùng để đăng ký thông tin với SIP server

Các bản tin đáp ứng

 1xx Informational (vd 100 Trying, 180 Ringing)

 2xx Successful (vd 200 OK, 202 Accepted)

 3xx Redirection (vd 302 Moved Temporarily)

 4xx Request Failure (e.g 404 Not Found, 482 Loop Detected)

 5xx Server Failure (e.g 501 Not Implemented)

 6xx Global Failure (e.g 603 Decline)

2.5.2.2.5 Quá trình thiết lập cuộc gọi

Trước tiên ta tìm hiểu hoạt động của máy chủ ủy quyền và máy chủ chuyển đổi

Hoạt động của máy chủ ủy quyền (Proxy Server)