Như vậy hệ thống mạng viễn thông truyền thống có rất nhiều nhược điểm mà quan trong nhất là: - Chỉ truyền được các dịch vụ độc lập tương ứng với từng mạng.. Theo đó có thể định nghĩa khá
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ DỊCH VỤ VoIP TRÊN NỀN NGN ĐẶNG NGỌC TRÚC Người hướng dẫn khoa học : TS PHẠM CÔNG HÙNG HÀ NỘI 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131478011000000 Dịch vụ VoIP NGN MỤC LỤC MỞ ĐẦU i Thuật ngữ từ viết tắt iv Mục lục hình vẽ vi PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ NGN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.Giới thiệu mạng viễn thông 1.1 Khái niệm mạng viễn thông 1.2 Đặc điểm mạng viễn thông truyền thống Khái niệm mạng NGN Đặc điểm mạng NGN 4.Các công nghệ sử dụng NGN 4.1.Công nghệ truyền dẫn 4.2.Công nghệ truy nhập mạng 4.3.Công nghệ chuyển mạch CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC MẠNG NGN 2.1 C ấu trúc luận lí 2.1.1 Mơ hình phân lớp chức mạng NGN 2.1.2 Phân tích 2.2 Cấu trúc vật lí 10 2.2.1 Cấu trúc vật lí mạng NGN 11 2.2.2 Các thành phần mạng chức 11 CHƯƠNG 3: CÁC DỊCH VỤ TRÊN NGN 15 3.1 Các đặc trưng dịch vụ NGN 15 3.2 Các dịch vụ NGN 16 PHẦN : VoIP TRÊN MẠNG NGN 17 CHƯƠNG : GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ VoIP TRÊN MẠNG NGN 1.1 Giới thiệu 18 1.2 Cấu trúc VoIP NGN 20 1.3 Lợi ích VoIP 21 1.4 Thách thức VoIP 22 CHƯƠNG 2: CHUẨN H 323 24 2.1.Giới thiệu 24 2.2.Các thành phần H.323 24 2.2.1 Thiết bị đầu cuối 26 2.2.2 Gateway 26 2.2 3Gatekeeper 28 2.2.4 Đơn vị điều khiển liên kết đa điểm MCU (Multipoint Control Unit) 30 12T 12T HV: Đặng Ngọc Trúc GVHD: TS Phạm Công Hùng Dịch vụ VoIP NGN 2.3.Bộ giao thức H.323 2.3.1 H.225 RAS (Registation/Admission/Status) 2.3.2 Q.931 (H.225 Call Signaling) 2.3.3 H.245 (Call Signaling) 2.3.4 RTP RTCP 2.4.Các thủ tục báo hiệu gọi 2.4.1 Bước 1: Thiết lập gọi 2.4.2 Bước 2: Thiết lập kênh điều khiển 2.4.3 Bước 3: Thiết lập kênh truyền thông 2.4.3.1 Thay đổi chế độ hoạt động 2.4.3.2 Trao đổi luồng tín hiệu Video 2.4.3.3 Phân phối địa luồng liệu 2.4.4 Bước 4: Dịch vụ gọi 2.4.4.1 Thay đổi độ rộng băng tần 2.4.4.2 Giám sát trạng thái 2.4.5 Bước 5: Kết thúc gọi CHƯƠNG 3: SIP 3.1 Giới thiệu 3.2 Cấu trúc SIP 3.3 Các tin SIP 3.3.1 Request 3.3.2 Response 3.4 Hoạt động SIP 3.4.1 Quá trình định vị tới máy phục vụ SIP 3.4.2 Giao dịch SIP 3.4.3 Lời mời SIP 3.5 Đánh giá SIP CHƯƠNG 4: MGCP 4.1 Giới thiệu 4.2 Kiến trúc thành phần 4.2.1 Các thành phần 4.2.2 Các lệnh (MGCP Commands) 4.2.3 Các đáp ứng (Responses) 4.3 Thiết lập gọi 4.4 Đánh giá MGCP 4.5 So sánh giao thức 30 32 33 34 35 36 37 38 39 39 39 39 40 40 41 42 45 45 46 46 46 47 49 49 50 50 52 53 53 54 54 54 55 56 57 58 CHƯƠNG 5: CÔNG NGHỆ VoIP TRÊN NGN Ở NƯỚC TA HIỆN NAY 60 Giới thiệu mạng NGN VTN 60 Phân tích gọi IP mạng NGN 66 Giải pháp trung kế ảo với Sofswitch 66 HV: Đặng Ngọc Trúc GVHD: TS Phạm Công Hùng Dịch vụ VoIP NGN 2 Mơ hình trung kế ảo với Softswitch trở lên 68 Các dịch vụ VoIP triển khai mạng NGN VNPT 69 Dịch vụ thoại VoIP 171 69 Dịch vụ thoại thẻ trả trước 1719 70 3 Dịch vụ miễn cước người gọi (Freephone Service) 76 Dịch vụ thơng tin giải trí thương mại 1900 (Premium Service) 79 Hướng phát triển VoIP mạng NGN VNPT 82 Call Waiting Internet (CWI) 83 Webdial Page 86 Free Call Button 87 4 Dịch vụ hội nghị Web - Web Conference 88 5 Mở rộng kết nối NGN với mạng khác 89 5 Nâng cấp kết nối NGN PSTN 89 5 Mở rộng kết nối mạng NGN với mạng di động PLMN 90 CHƯƠNG 6: CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO VoIP TRÊN NGN 6.1 Các thông số ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ VoIP 91 6.1.1 Codecs 91 6.1.2 Delay 93 6.1.3 Jitter 96 6.1.4 Packet Loss 97 6.2 Mơ hình chất lượng dịch vụ cho mạng IP 99 6.2.1 Dịch vụ cố gắng tối đa (Best Effort) 100 6.2.2 Dịch vụ tích hợp (IntServ) 100 6.2.3 Dịch vụ DiffServ 102 6.3 Nâng cao chất lượng dịch vụ cho VoIP 104 6.3.1 Các công cụ xử lý tắc nghẽn hàng đợi 105 6.3.1.1 Xếp hàng công theo trọng lượng WFQ 105 6.3.1.2 Xếp hàng theo yêu cầu CQ 105 6.3.1.3 Xếp hàng ưu tiên PQ 106 6.3.1.4 Xếp hàng công theo trọng lượng dựa phân lớp CB-WFQ 107 6.3.2 Các cấu nâng cao hiệu đường truyền 107 6.3.2.1 Giao thức RTP nén (cRTP) 107 6.3.2.2 Các công cụ phân mảnh 109 6.3.3 Báo hiệu chất lượng dịch vụ (quyền ưu tiên IP RSVP) 109 6.3.3.1 Quyền ưu tiên IP (IP Precedence) 109 6.3.3.2 Giao thức giữ trước tài nguyên RSVP (Resource Reservation Protocol) 110 KẾT LUẬN 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 HV: Đặng Ngọc Trúc GVHD: TS Phạm Công Hùng Dịch vụ VoIP NGN PHẦN I TỔNG QUAN VỀ NGN NỘI DUNG: Chương : Tổng quan mạng NGN Chương : Cấu trúc mạng NGN Chương : Các dịch vụ mạng NGN HV: Đặng Ngọc Trúc GVHD: TS Phạm Công Hùng Dịch vụ VoIP NGN CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN 1.1 Giới thiệu mạng viễn thông 1.1.1 Khái niệm mạng viễn thơng Mạng viễn thơng định nghĩa sau: Mạng viễn thông phương tiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tới đầu thu Mạng có nhiệm vụ cung cấp dịch vụ cho khách hàng Mạng viễn thông bao gồm thành phần chính: thiết bị chuyển mạch, thiết bị truyền dẫn, mơi trường truyền thiết bị đầu cuối Hình 1.1: Các thành phần mạng viễn thơng - Thiết bị chuyển mạch bao gồm: tổng đài nội hạt tổng đài giang Các thuêu bao nối vào tổng đài nội hạt tổng đài nội hạt nối vào tổng đài giang Nhờ thiết bị chuyển mạch mà thiết bị truyền dẫn dùng chung mạng sử dụng cách kinh tế - Thiết bị truyền dẫn sử dụng để nối thuê bao với tổng đài, hay tổng đài để truyền đưa tín hiệu điện Thiết bị truyền dẫn chia làm loại: thiết bị truyền dẫn phía thuê bao thiết bị truyền dẫn cáp quang - Mơi trường truyền hữu tuyến vô tuyến Truyền hữu tuyến bao gồm: cáp kim loại, cáp quang Truyền vô tuyến bao gồm: vi ba, vệ tinh HV: Đặng Ngọc Trúc GVHD: TS Phạm Công Hùng Dịch vụ VoIP NGN - Thiết bị đầu cuối cho mạng thoại truyền thống bao gồm: máy điện thoại, máy FAX, máy tính, tổng đài PABX 1.1.2 Đặc điểm mạng viễn thông truyền thống Các mạng viễn thơng truyền thống có đặc điểm tồn cách riêng lẻ, ứng với loại thông tin lại có loại mạng viễn thơng riêng biệt để phục vụ cho dịch vụ - Mạng Telex: dùng để gửi điện dạng kí tự mã hố bit (mã Baudot) Có tốc độ truyền thấp (từ 75 đến 300 bit/s) - Mạng điện thoại cơng cộng, cịn gọi mạng POST (Plain Old Telephone Service): tiếng nói số hố chuyển mạch hệ thống chuyển mạch điện thoại công cộng - Mạng truyền số liệu: bao gồm mạng chuyển mạch gói để trao đổi số liệu máy tính dựa giao thức X.25 hệ thống truyền số liệu chuyển mạch kênh dựa giao thức X.21 - Mạng tín hiệu truyền hình truyền theo cách: truyền sóng vơ tuyến, truyền qua hệ thống mạng truyền hình cáp CATV (Community Antenna Television) cáp đồng trục qua hệ thống vệ tinh - Trong phạm vi quan, số liệu máy tính trao đổi thông qua mạng LAN (Local Area Network) với công nghệ mạng Ethernet, Token Bus Token Ring Mỗi mạng thiết kế cho dịch vụ riêng biệt khơng thể sử dụng cho mục đích khác Ví dụ ta khơng thể truyền tín hiệu truyền hình qua mạng PSTN băng thơng mạng khơng đủ Do đặc điểm mạng viễn thông truyền thống tồn cách độc lập với nhau, mạng lại yêu cầu phương pháp thiết kế, vận hành bảo, dưỡng khác Như hệ thống mạng viễn thơng truyền thống có nhiều nhược điểm mà quan là: - Chỉ truyền dịch vụ độc lập tương ứng với mạng - Thiếu mềm dẻo: đời công nghệ ảnh hưởng mạnh mẽ tới tốc độ truyền tín hiệu Ngồi xuất nhiều HV: Đặng Ngọc Trúc GVHD: TS Phạm Công Hùng Dịch vụ VoIP NGN dịch vụ truyền thông tương lai Mỗi loại dịch vụ có tốc độ truyền khác mạng truyền thống khó thích nghi với đòi hỏi - Kém hiệu việc bảo dưỡng, vận hành sử dụng tài nguyên Tài ngun sẵn có mạng khơng thể chia sẻ cho mạng khác sử dụng Trước nhược điểm địi hỏi phải có sở hạ tầng cung cấp cho dịch vụ (tương tự - số, băng hẹp – băng rộng, – đa phương tiên,…) để việc quản lý tập trung, giảm chi phí bảo dưỡng vận hành, đồng thời hỗ trợ dịch vụ mạng 1.2 Khái niệm mạng NGN: Mạng viễn thông hệ NGN (Next Generation Network) có nhiều tên gọi khác nhau, như: - Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau) - Mạng hội tụ (hỗ trợ cho lưu lượng thoại phi thoại, cấu trúc mạng hội tụ) - Mạng phân phối (phân phối tính thơng minh cho phần tử mạng) - Mạng nhiều lớp (mạng phân phối nhiều lớp mạng có chức độc lập hỗ trợ lẫn thay khối thống mạng TDM) Theo định nghĩa khái quát mạng NGN sau: Mạng viễn thông hệ sau NGN mạng có sở hạ tầng thơng tin dựa cơng nghệ gói để triển khai nhanh chóng loại hình dịch vụ khác dựa hội tụ thoại số liệu, cố định di động Như vậy, xem mạng thông tin hệ mạng tích hợp mạng thoại PSTN, chủ yếu dựa kỹ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa kỹ thuật IP/ATM Nó chuyển tải tất dịch vụ vốn có PSTN đồng thời nhập lượng liệu lớn vào mạng IP, nhờ giảm nhẹ gánh nặng PSTN HV: Đặng Ngọc Trúc GVHD: TS Phạm Công Hùng Dịch vụ VoIP NGN Tuy nhiên, NGN không đơn hội tụ thoại số liệu mà hội tụ truyền dẫn quang cơng nghệ gói, mạng cố định di động Vấn đề chủ đạo tận dụng hết lợi đem đến từ trình hội tụ Một vấn đề quan trọng khác bùng nổ nhu cầu người sử dụng cho số lượng lớn dịch vụ ứng dụng phức tạp bao gồm đa phương tiện 1.3 Đặc điểm mạng NGN: Mạng NGN có đặc điểm chính: • Nền tảng hệ thống mạng mở • Mạng NGN mạng dịch vụ thúc đẩy, dịch vụ phải thực độc lập với mạng lưới • Mạng NGN mạng chuyển mạch gói, dựa giao thức thống • Là mạng có dung lượng ngày tăng, có tính thích ứng ngày tăng, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu Trước hết áp dụng cấu mở mà: o Các khối chức tổng đài truyền thống chia thành phần tử mạng độc lập, phần tử phân theo chức tương ứng, phát triển cách độc lập o Giao diện giao thức phận phải dựa tiêu chuẩn tương ứng Mạng NGN mạng dịch vụ thúc đẩy, với đặc điểm của: • Chia tách dịch vụ với điều khiển gọi • Chia tách gọi với truyền tải Mục tiêu chia tách làm cho dịch vụ thực độc lập với mạng, thực cách linh hoạt có hiệu việc cung cấp dịch vụ Th bao tự bố trí xác định đặc trưng dịch vụ mình, khơng quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ loại hình đầu cuối Điều làm cho việc cung cấp dịch vụ ứng dụng có tính linh hoạt cao HV: Đặng Ngọc Trúc GVHD: TS Phạm Công Hùng Dịch vụ VoIP NGN Thứ 3, NGN mạng chuyển mạch gói, giao thức thống Các mạng thơng tin, dù mạng viễn thơng, mạng máy tính, hay mạng truyền hình cáp, khơng thể lấy mạng làm tảng để xây dựng sở hạ tầng thông tin Nhưng với phát triển công nghệ IP, người ta nhận thấy mạng viễn thơng, mạng máy tính mạng truyền hình cáp tích hợp mạng IP thống Giao thức IP làm cho dịch vụ lấy IP làm sở thực nối thơng mạng khác Giao thức IP giao thức thống mà mạng lớn chấp nhận được, đặt sở vững mặt kỹ thuật cho hạ tầng sở thông tin quốc gia Hình 1.2: Topo mạng hệ sau 1.4 Các cơng nghệ sử dụng NGN 1.4.1.Công nghệ truyền dẫn Trong cấu trúc mạng NGN, truyền dẫn thành phần quan lớp kết nối (bao gồm truyền tải truy nhập) Trong mạng hệ công nghệ truyền dẫn sử dụng SDH WDM với khả hoạt động linh hoạt, mềm dẻo, thuận lợi cho khai thác điều hành quản lý HV: Đặng Ngọc Trúc GVHD: TS Phạm Công Hùng