Công nghệ voip và ứng dụng triển khai dịh vụ điện thoại thẻ trả trước 1719

phạm thị quý nghĩa Bộ giáo dục đào tạo Trờng Đại học BáCH KHOA Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật điện tử Ngành : Kỹ thuật điện tử CÔNG NGHệ voip Và ứng dụng triển khai dịch vụ điện thoại thẻ trả trớc 1719 phạm thị quý nghÜa 2006 - 2008 Hµ Néi 2008 HÀ NỘI 2008 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057204995551000000 Bộ giáo dục đào tạo TR ờNG ĐạI Học BáCH KHOA Hà Nội LuËn văn thạc sĩ khoa học CễNG NGH VOIP V NG DỤNG TRIỂN KHAI DỊCH VỤ ĐIỆN THOẠI THẺ TRẢ TRƯỚC 1719 Ngành: kỹ thuật điện tử M S : 1284C57BKNG PHẠM THỊ QUÝ NGHĨA Người hướng dẫn khoa học: TS TRầN NGọC LAN Hà nội 2008 Mục lục Mục lục Danh sách hình vẽ Danh sách Bảng biểu Danh sách từ viết tắt lời nói đầu .1 Chơng I Tổng quan công nghệ mạng VoIP 1.1 VoIP gì? 1.2 Các hình thức truyền thoại m¹ng IP 1.2.1 Mô hình PC to PC 1.2.2 Mô hình PC to Phone .4 1.2.3 Mô hình Phone to Phone 1.3 Lợi ích điện thoại IP 1.4 Các nhân tố ảnh hởng đến chất lỵng VoIP 1.5 Các thách thức việc triển khai VoIP .8 Chơng II Các Giao thøc b¸o hiƯu VoIP .9 2.1 B¸o hiƯu theo chn H.323 10 2.1.1 Kh¸i qu¸t vỊ chuÈn H.323 10 2.1.2 CÊu tróc H.323 11 2.1.3 C¸c thđ tơc b¸o hiƯu cc gäi 17 2.2 Giao thức điều khiển phiên SIP (Session Initation Protocol) 20 2.2.1 Các thành phần SIP 21 2.2.2 Các tin SIP mào đầu 22 2.2.3 Hoạt động cña SIP: .23 2.2.4 ThiÕt lËp vµ hủ cc gäi SIP .24 2.2.5 Tính SIP 26 2.2.6 So s¸nh H.323 vµ SIP 27 2.3 B¸o hiƯu theo giao thøc MGCP 29 2.3.1 Giíi thiƯu chung 29 2.3.2 ThiÕt lËp cuéc gäi 30 2.3.3 So s¸nh MGCP, SIP vµ H.323 31 2.4 Giao thøc Megaco/H.248 33 2.5 KÕt luËn 36 Chơng III Giải pháp đảm bảo chất lợng thoại VoIP37 3.1 Kĩ thuật nÐn tho¹i VoIP 37 3.1.1 C¸c kÜ thuËt m· ho¸ tho¹i 37 3.1.2 Các chuẩn nén thoại 42 3.2 Các biện pháp xử lý gói hoá thoại truyền mạng IP 43 3.2.1 Giao thức trun t¶i thêi gian thùc (RTP) 45 3.2.2 Sư dơng c¸c gãi cã kÝch thíc bÐ 46 3.2.3 Sư dơng gãi cã c¸c cÊp u tiên khác 46 3.2.4 Bé ®Ưm jitter 47 3.2.5 Kü thuật nén khoảng lặng 48 3.2.6 §é ån nỊn 48 3.2.7 TriÖt tiÕng väng 49 3.3 C¸c chế điều khiển chất lợng dịch vụ bên phần tử mạng 50 3.3.1 Các thuật toán xÕp hµng 50 3.3.2 Định hình lu lợng (Traffic Shapping) 51 3.3.3 C¸c chế tăng hiệu đờng truyền 52 3.4 Giao thøc b¸o hiƯu QoS 53 Chơng VI ứng dụng triển khai dịch vụ điện thoại thẻ 1719 mạng NGN 55 4.1 Tỉng quan vỊ m¹ng thÕ hƯ sau NGN 55 4.2 Giải pháp m¹ng SURPASS cđa SIEMENS 57 4.2.1 CÊu tróc m¹ng Surpass 57 4.2.2 C¸c thiết bị họ sản phẩm Surpass 63 4.2.3 Trung kÕ ¶o (Virtual Trunking) 72 4.2.4 Giao thøc BICC 75 4.2.5 B¸o hiƯu 77 4.3 Dịch vụ điện thoại thẻ trả tríc 1719 (Calling Card) 77 4.3.1 Giíi thiƯu dÞch vơ 77 4.3.1 C¸ch sư dơng thỴ 1719 79 4.3.3 Cớc dịch vụ 1719 so sánh với dịch vụ khác 80 4.4 Cấu trúc mạng dịch vụ 1719 84 4.5 Quá trình thiết lập gọi 1719 86 4.5.1 ThiÕt lËp cuéc gäi 86 4.5.2 Quá trình thực gäi chi tiÕt 87 4.6 Một số vớng mắc triển khai dịch vô PPCS 92 4.7 So sánh chất lợng dịch vụ 1719-64Kbps 1719-8Kpbs .96 4.7.1 Cuéc gäi VoIP 64K 96 4.7.2 Cuéc gäi VoIP 8K 99 4.7.3 Chất lợng thoại 64K 101 4.7.4 Chất lợng thoại 8K 103 4.7.5 NhËn xÐt .105 4.7 Khảo sát số liệu 1719 thùc tÕ 106 KÕt luËn 110 Tµi liƯu tham kh¶o 111 Danh sách hình vẽ Hình 1.1 Điện thoại thông thờng H×nh 1.2 Mô hình cung cấp dịch vụ VoIP H×nh 1.3 Mô hình PC to PC Hình 1.4 Mô hình PC to Phone Hình 1.5 Mô hình Phone to Phone dùng điện thoại thêng H×nh 1.6 Mô hình Phone to Phone dùng IP phone H×nh 1.7 Hoạt động đệm H×nh 2.1 Quan hệ giao thức mạng VoIP H×nh 2.2 Chång giao thøc H.323 11 H×nh 2.3 CÊu tróc hƯ thèng H.323 11 H×nh 2.4 Thiết bị đầu cuối H.323 (H.323 Terminal) 12 Hình 2.5 Các cấu hình sở Gateway 15 Hình 2.6 Báo hiệu thiết lập gọi mạng chuyển mạch gói PSTN 17 Hình 2.7 Báo hiệu trực tiÕp - Cïng Gatekeeper 19 H×nh 2.8 CÊu tróc SIP 21 Hình 2.9 Thiết lập huỷ cuéc gäi SIP 25 Hình 2.10 MG MGC 30 H×nh 2.11 ThiÕt lËp cuéc gäi A-B 30 Hình 2.12 H.323 Gateway MGC + MG 31 Hình 2.13 Báo hiệu thiết lập gọi hai mạng H.323 MGCP 32 Hình 2.14 Cấu trúc giao thức điều khiĨn cỉng Megaco/H.248 33 Hình 3.1 Mô hình chung tạo tiếng nói Vocoding 39 H×nh 3.2 Sơ đồ nguyên lý phơng pháp tổng hợp CELP 40 H×nh 3.3 M¹ch triƯt tiÕng väng 49 H×nh 3.4 NÐn tiêu đề gói thoại 52 Hình 3.5 Quá tr×nh gưi path message 54 Hình 3.6 Quá trình göi resv message 54 Hình 4.1 Mô hình mạng NGN 55 Hình 4.2 Giải pháp Surpass cña Siemens 57 Hình 4.3 Chức thiÕt bÞ Surpass 58 Hình 4.4 Chuyển mạch hệ sau 59 H×nh 4.5 Truy nhËp thÕ hƯ sau 61 Hình 4.6 Các thiết bị hä s¶n phÈm Surpass 63 Hình 4.7 Cấu trúc chức hiQ9200 65 Hình 4.8 Sơ đồ khối hiQ9200 66 H×nh 4.9 Bé xư lý chÝnh CP113C 67 H×nh 4.10 AMP 68 H×nh 4.11 MBD 68 H×nh 4.12 CCGE 69 H×nh 4.13 Sơ đồ tổng quát hiG1000 69 H×nh 4.14 ChÕ ®é dù phßng cđa hiG1000 70 Hình 4.15 Chế độ dự phòng mạng lới 71 H×nh 4.16 CÊu tróc khung HiG1000 71 Hình 4.17 Trung kế ảo 72 Hình 4.18 Mô hình gọi trung kế ảo 73 H×nh 4.19 Modem over IP 74 H×nh 4.20 Trun Fax qua IP 74 Hình 4.21 Truyền liệu ISDN qua IP 75 H×nh 4.22 BICC 75 Hình 4.23 BICC mô hình gọi phone to phone 76 Hình 4.24 Báo hiệu mạng NGN 77 H×nh 4.25 Cấu trúc mạng dịch vụ 1719 85 H×nh 4.26 Sơ đồ thiết lập gọi 86 H×nh 4.27 Cuéc gäi Prepaid Card Service 1719 87 H×nh 4.28 Cuéc gäi VoIP 90 H×nh 4.29 Cuéc gäi qua m¹ng PSTN 91 H×nh 4.30 Cuéc gäi néi tØnh 92 H×nh 4.31 Cuéc gäi tõ thuê bao Nam đến thuê bao Bắc 93 Hình 4.32 Cấu hình giải ph¸p cđa Siemens 95 Hình 4.33 Cấu hình đo gäi VoIP 64K-64K 97 Hình 4.34 Cấu hình đo gọi VoIP 64K-VoTDM 98 Hình 4.35 Cấu hình đo gọi VoIP 8K-8K 100 Hình 4.36 Cấu hình đo gọi VoIP 8K-VoTDM 101 H×nh 4.37 Cấu hình đo chất lợng thoại 64K 102 H×nh 4.38 CÊu hình đo chất lợng thoại 8K 104 Danh sách bảng biểu Bảng 2.1 Các thành phần giao thức cđa chn H.323 10 B¶ng 2.2 So sánh SIP H.323 29 B¶ng 2.3 ThiÕt lËp cuéc gọi hai mạng H.323 MGCP 32 Bảng 2.4 So sánh Megaco/H.248 MGCP 35 B¶ng 3.1 Tỉng kết đặc tính phơng pháp nén thoại 43 Bảng 3.2 Dịch vụ thoại dịch vụ liệu 44 Bảng 4.1 Cớc gọi liên tỉnh với dịch vơ 1719 83 B¶ng 4.2 Cớc gọi liên tỉnh với dịch vụ 171 84 B¶ng 4.3 Tû lệ thành công cho gọi VoIP 64K-64K 97 B¶ng 4.4 Thêi gian thiÕt lËp trung b×nh cho cuéc gäi VoIP 64K-64K 98 Bảng 4.5 Tỷ lệ thành công cho gọi VoIP 64K-VoTDM 99 Bảng 4.6 Tỷ lệ thành c«ng cho cuéc gäi VoIP 64K-VoTDM 99 Bảng 4.7 Thời gian thiết lập trung bình cho gọi VoIP 64K-VoTDM 99 Bảng 4.8 Tỷ lệ thành c«ng cho cuéc gäi VoIP 8K-8K 100 Bảng 4.9 Thời gian thiết lập trung bình cho cuéc gäi VoIP 8K-8K 100 B¶ng 4.10 Tỷ lệ thành công cho gọi VoIP 8K-VoTDM 101 B¶ng 4.11 Thêi gian thiÕt lËp trung bình cho gọi VoIP 8K-VoTDM 101 Bảng 4.12 Độ trÔ VoIP 64K 103 B¶ng 4.13 Suy hao tÝn hiƯu VoIP 64K 103 Bảng 4.14 Độ trễ VoIP 8K 104 B¶ng 4.15 Suy hao víi tÝn hiƯu VoIP 8K 105 Bảng 4.16 Tiêu chuẩn trễ thông tin thoại 105 Bảng 4.17 So sánh tổng lu lợng 1719 tháng năm 2008 109 Danh sách từ viết tắt ARQ Admission Request Yêu cầu truy nhËp ACF ARJ Admission Confirm Admission Reject X¸c nhËn yêu cầu truy nhập Từ chối yêu cầu truy nhập ADPCM §iỊu xung m· vi sai thÝch nghi BRI BRQ Adaptive Differential Pulse Code Modulation Basic Rate Interface Bandwidth Request Giao diện tốc độ sở Yêu cầu dải thông BRJ Bandwidth Reject Từ chối yêu cầu dải thông CELP CS-ACELP Codebook Excited Linear Prediction Mà dự đoán tuyến tính kích thích bảng mà cố định Conjugate Structure Algebraic Mà dự đoán tuyến tính kích CSRC CTI Codebook Excited Linear Prediction thích bảng mà đại số cấu trúc liên kết Contributing Source Sè nhËn d¹ng nguån gãp Computer Telephony Intergration Kết hợp điện thoại máy tính Codec Coder/Decoder Bộ mà hoá giải mà DRQ DCF Disengage Request Disengage Confirm Yêu cầu giải phóng Xác nhận yêu cầu giải phóng DRJ Disengage Reject Từ chối yêu cầu giải phóng DM Delta Modulation §iỊu chÕ Delta DPCM DTMF Delta Pulse Code Modulation Dual Tone Multi Frequency §iỊu chÕ xung m· Delta Tín hiệu mà đa tần DSVD Digital Simultaneous Voice and Data Số hoá đồng thời thoại số liệu Domain Name System HƯ thèng tªn miỊn European Telecommunications ViƯn tiªu chn viƠn th«ng DNS ETSI GRQ Standard Institure Global System for Mobile Communications Gatekeeper Request Châu Âu Hệ thống thông tin di động toàn cầu Yêu cầu đăng kí Gatekeeper GCF Gatekeeper Confirm Gatekeeper xác nhận yêu cầu GSM GRJ Gatekeeper Reject Gatekeeper từ chối yêu cầu HDLC High Level Data Link Control Điều khiển liên kết số liệu mức HTTP IP Hypertext Transfer Protocol Internet Protocol cao Giao thøc truyền siêu văn Giao thức internet ISDN Intergrated Services Digital Network Mạng số tích hợp đa dịch vụ IRQ Information Request Yêu cầu thông tin IRR ITU-T Information Request Respond International Telecommunication Đáp ứng yêu cầu thông tin Hiệp héi viƠn th«ng qc tÕ LAN Union - Telecommunication Local Area Network M¹ng néi bé LSI LRQ Large Scale Integration Location Request Mạch tích hợp mật độ cao Yêu cầu cấp phát LCF Location Confirmation Xác nhận yêu cầu cấp ph¸t LRJ LCN Location Reject Logical Channel Number Tõ chèi cấp phát Số hiệu kênh logic LD - CELP LPC Low Delay Codebook Excited Linear Mà dự đoán tuyến tính kích Prediction thích bảng mà độ trễ thấp Linear Predictive Coding Mà hoá dự đoán tuyến tính LSP LTP Line Spectrum Pair Long Term Predictor Cặp vạch phổ Bộ dự đoán dài hạn LP Linear Prediction Dự đoán tuyến tÝnh MC MCS Multipoint Controller Multipoint Communication System Bé ®iỊu khiển đa điểm Hệ thống thông tin đa điểm MCU Multipoint Control Unit Khèi ®iỊu khiĨn ®a ®iĨm MOS MPE Mean Opnion Scores Multipulse Excited Coding M· ho¸ kÝch thÝch ®a xung MIPS Million Intructions Per Second TriƯu lƯnh trªn giây MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cæng Megaco NTP Media Gateway Control Network Time Protocol Giao thức điều khiển cổng Giao thức thời gian mạng NGN Next Generation Network M¹ng thÕ hƯ míi OSI Open System Interconnection Mô hình kết nối hệ thống mở