CÁC KHÁI NIỆM TRONG HỆ THỐNG ASTERISK - Chương 2 potx

Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn Cơng ty có khả tiếp nhận lúc 10 gọi gọi thứ 11 gọi đến hệ thống giải nào? Bình thường nghe tín hiệu bận với chức phân phối gọi đưa thuê bao vào hàng đợi để chờ trả lời, chờ trả lời gọi thuê bao nghe hát hay asterisk cung cấp, lúc mười số điện thoại trở trạng thái rỗi gọi chờ trả lời Giống chức dịch vụ 1080 hay 116 Bưu Điện Thành Phố CÁC KHÁI NIỆM TRONG HỆ THỐNG ASTERISK GIỚI THIỆU Trong chương giải thích rõ khái niệm liên quan đến hệ thống asterisk, cung cấp kiến thức tảng, khái niệm cần thiết để thiết kế triển khai xây dựng hệ thống điện thoại với Asterisk PBX - Private Branch Exchange PBX hay gọi PABX - Private Automatic Branch Exchange hệ thống tổng đài nội đặt nhà thuê bao, từ Automatic muốn nói đến hệ thống tổng đài điện tử tự động đa số tổng đài PBX điện tử tự động nên từ thực không cần thiết PBX với mục tiêu chia sẻ nhiều thuê bao nội gọi giới bên ngồi thơng qua vài đường trung kế hay nói cách khác PBX hệ thống trung chuyển đường dây điện thoại bên ngồi từ cơng ty điện thoại máy điện thoại nội tổng đài PBX Vì nên số lượng máy điện thoại nội nhiều số đường dây nối đến PBX từ bên Tác Giả Lê Quốc Toàn 19 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn PBX thực chuyển mạch gọi máy điện thoại nội với với máy điện thoại bên ngồi thơng qua đường trung kế Đồng thời thực chuyển mạch gọi điện thoại từ bên vào máy điện thoại nội Ngoài việc chuyển mạch gọi PBX cung cấp nhiều tính sử dụng cho nhiều mục đích khác khách hàng mà thân đường dây điện thoại từ công ty điện thoại kết nối đến khơng thể thực được, tính tương tác thoại(IVR), Voicemail, phân phối gọi tự động(ADC)… Hiện với việc phát triển mạnh mẽ cơng nghệ VoIP, cịn có thêm thuật ngữ IP PBX Đây hệ thống chuyển mạch PBX với công nghệ Voip VOIP - Voice Over Internet Protocol Voice over Internet Protocol (VoIP) công nghệ cho phép truyền thoại sử dụng giao thức mạng IP, sở hạ tầng sẵn có mạng internet Voip công nghệ viễn thông quan tâm không nhà khai thác, nhà sản xuất mà với người sử dụng dịch vụ Voip vừa thực loại gọi mạng điện thoại kênh truyền thống (PSTN) đồng thời truyền liệu sở mạng truyền liệu Do ưu điểm giá thành dịch vụ tích hợp nhiều loại hình dịch vụ nên voip triển khai rộng rãi Dịch vụ điện thoại voip dịch vụ ứng dụng giao thức IP, nguyên tắc VoIP bao gồm việc số hố tín hiệu tiếng nói, thực việc nén tín hiệu số, chia nhỏ gói cần truyền gói tin qua mạng, tới nơi nhận gói tin ráp lại theo thứ tự tin, giải mã tín hiệu tương tự phục hồi lại tiếng nói ban đầu Tác Giả Lê Quốc Toàn 20 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn Các gọi VoIP dựa sở sử dụng kết hợp chuyển mạch kênh chuyển mạch gói Trong loại chuyển mạch có ưu, nhược điểm riêng Trong kỹ thuật chuyển mạch kênh giành riêng cho kênh truyền hai thiết bị đầu cuối thông qua node chuyển mạch trung gian Trong chuyển mạch kênh tốc độ truyền dẫn luôn cố định(nghĩa băng thông không đổi) , với mạng điện thoại PSTN tốc độ 64kbps, truyền dẫn chuyển mạch kênh có độ trễ nhỏ Trong chuyển mạch gói tin chia thành gói nhỏ gọi gói, nguyên tắc hoạt động sử dụng hệ thống lưu trữ chuyển tiếp gói tin nút mạng Đối với chuyển mạch gói khơng tồn khái niệm kênh riêng, băng thơng khơng cố định có nghĩa thay đổi tốc độ truyền, kỹ thuật chuyển mạch gói phải chịu độ trễ lớn chuyển mạch gói khơng quy định thời gian cho gói liệu tới đích, gói nhiều đường khác để tới đích, chuyển mạch gói thích hợp cho việc truyền liệu mạng truyền liệu khơng địi hỏi thời gian thực thoại, để sử dụng ưu điểm loại chuyển mạch voip kết hợp sử dụng hai loại chuyển mạch kênh chuyển mạch gói PSTN – Public Switched Telephone Network PSTN mạng chuyển mạch điện thoại cơng cộng hay nói cách khác mạng kết nối tất hệ thống tổng đài chuyển mạch-mạch Để hiểu rõ xem xét mạng PSTN với mạng Internet khía cạnh chuyển thoại Chuyển mạch mạch muốn thực gọi hai thuê bao hệ thống phải giành riêng kênh truyền 64kbps để chuyển tải tín hiệu thoại đó, Cịn gọi điện thoại mạng Internet tín hiệu thoại đóng gói chuyển kênh truyền với nhiều dịch vụ khác Vì lẽ chất lượng gọi mạng PSTN tốt mạng Internet đổi Tác Giả Lê Quốc Toàn 21 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn lại chi phí lại đắc nhiều, đặc biệt gọi quốc tế, nên phải cần cân nhắc kỹ sử dụng PSTN phát triển chuẩn ITU(International Telecommunication Union) mạng Internet phát triển chuẩn IETF(Internet Engineering Task Force) hai mạng sử dụng địa để định tuyến gọi, PSTN sử dụng số điện thoại để chuyển mạch gọi tổng đài điện thoại mạng Internet, địa IP sử dụng để định tuyến gói thoại TDM – Time Division Multiplexing Là kỹ thuật ghép kênh phân chia thời gian nhiều tín hiệu truyền đồng thời đường truyền, TDM sử dụng chuyển thoại hệ thống mạng PSTN Có hai chuẩn ghép kênh TDM E1 với 30 kênh thoại khung tốc độ 2Mbps T1 với 24 kênh thoại tốc độ 1.5Mbps Tác Giả Lê Quốc Toàn 22 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn Hình Minh họa ghép kênh phân chia theo thời gian Các hình thức báo hiệu giao tiếp TDM FXO FXS FXO (Foreign Exchange Office) thiết bị nhận tín hiệu từ tổng đài gửi đến dịng chng, tín hiệu nhấc gác máy, tín hiệu mời quay số, gửi nhận tín hiệu thoại… FXO giống máy Fax hay modem dial-up 56k Dùng để kết nối với đường dây điện thoại FXS (Foreign Exchange Station) thiết bị nơi cung cấp đường dây điện thoại, thiết bị FXS cung cấp tín hiệu mời quay số(dialtone), dịng chng, hồi âm chng(ring tone) Trong đường dây Analog FXS cung cấp dịng chng điện áp cho điện thoại hoạt động ví dụ FXS cung cấp điện áp -48VDC đến máy điện thoại Tác Giả Lê Quốc Toàn 23 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn Analog suốt thời gian đàm thoại cung cấp 90VAC(20hz) để phát điện áp rung chuông Thiết bị FXS phát thiết bị FXO nhận Card TDM sử dụng hệ thống asterisk thường tích hợp vừa thiết bị FXO vừa thiết bị FXS(Giống ATA) FXO để kết nối với đường dây điện thoại FXS dùng để kết nối với máy điện thoại analog thông thường dùng để chuyển mạch gọi TDM qua hệ thống asterisk(Xem thêm phần cấu hình cho kênh TDM) Tóm lại cần nắm: FXS kết nối với FXO giống với đường dây điện thoại nối với máy điện thoại FXS cung cấp nguồn cho điện thoại FXO(điện thoại Analog) Hình a) Máy điện thoại vai trị FXO kết nối với FXS(PSTN), Hình b) PBX kết nối với FXO FXS, Hình c) ATA đóng vai trị FXS để kết nối với máy điện thoại vai trò FXO Tác Giả Lê Quốc Toàn 24 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn Báo hiệu Analog đầu cuối tổng đài Khi nhấc điện thoại để gọi nghe tín hiệu mời quay số, gọi gọi đầu bên bị bận nghe tín hiệu bận(busy tone) loại tín hiệu gọi tín hiệu báo hiệu analog Các tín hiệu như: Mời quay số, tín hiệu bận, rung chng, trạng thái nhấc gác máy Các loại tín hiệu trao đổi thiết bị FXO FXS Có nhiều phương thức báo hiệu khác ứng với nơi sử dụng, nơi kết nối với đường dây điện thoại cần xem xét họ sử dụng phương thức báo hiệu gì, từ khai thác loại tín hiệu báo hiệu cho thích hợp, phương thức báo hiệu Loop Start, Ground Start Một minh họa cho việc sử dụng sai phương thức báo hiệu khai báo phương thức báo hiệu hệ thống Asterisk đường dây điện thoại khác dẫn đến Asterisk khơng nhận biết tín hiệu gác máy, điều làm cho asterisk không báo giải tỏa gọi để thực gọi Báo hiệu tổng đài SS7 hệ thống báo hiệu số phát triển AT&T ITU hệ thống báo hiệu chuyển gọi tổng đài mạng PSTN Trong hệ thống báo hiệu số tín hiệu chuyển tải đường trung kế kết nối hai tổng đài gồm có hai mạch riêng, cho thoại cho báo hiệu, thoại báo hiệu chuyển hai kênh vật lý khác Báo Hiệu mạng điện thoại VoIP SIP Session Initiation Prorocol Sip giao thức Internet dành cho báo hiệu VoIP phát triển IETF cung cấp vài chức giống hệ thống báo hiệu số dựa IP Một chức giống báo hiệu số báo hiệu thoại chuyển tải hai kênh Tác Giả Lê Quốc Toàn 25 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn riêng Giao thức SIP thực chức thiết lập báo hiệu gọi, nói đến báo hiệu gọi định tín hiệu báo hiệu như: tín hiệu mời quay số, tín hiệu bận… Proxy server Mặc dầu hai thiết bị SIP liên lạc trực tiếp với để khởi tạo gọi giao thức SIP cịn có chức Proxy để linh hoạt thiết lập gọi Proxy Server làm nhiệm vụ ghi nhận tất số điện thoại phía client đăng ký đến qua tin “Registration” Khi client khác thực gọi thực Client khơng biết số điện thoại cần gọi đâu nên thơng qua Proxy server để tìm kiếm thiết lập gọi + Hình Đăng ký từ Client đến SIP Proxy, Với Giao thức SIP đường báo hiệu thoại riêng RTP vá NAT Các gọi Internet với giao thức SIP chia thành gói thoại chuyển qua giao thức RTP(Real Time Protocol) RTP giao thức không thực chuyển gói thoại qua Internet mà cịn có video Một gọi Tác Giả Lê Quốc Toàn 26 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn thơng thường có hai hướng thông tin nhận phát, RTP làm việc chuyển gói liệu thoại hai hướng NAT Network Address Translators trở ngại lớn giao thức RTP Mạng sử dụng NAT mạng chia sẻ nhiều địa IP nội với địa IP Công cộng để kết nối với giới bên ngồi NAT dùng để chia sẻ nhiều máy tính mạng LAN nội sử dụng Internet, mà máy tính nội gặp khó khăn việc thực gọi VoIP qua Internet Đó vấn để trở ngại truyền thoại qua giao thức RTP Hình Minh họa hoạt động NAT Trong Giao thức RTP biết thoại chuyển hai đường khác đường phát đường thu, Vấn đề NAT nằm chỗ tín hiệu thoại từ bên ngồi vào bên qua giao thức RTP không thực cịn chiều ngược lại thực tốt Hay nói cách khác vấn đề NAT làm cho gọi từ Tác Giả Lê Quốc Toàn 27 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn Internet đàm thoại vào máy nội qua NAT khơng nghe được, cịn trường hợp gọi từ máy nội máy internet nghe tốt Vấn đề NAT giải Asterisk việc khai báo thông số NAT=yes cấu hình kênh giao thức SIP IAX – Inter Asterisk eXchange IAX giao thức báo hiệu Voip phát triển tác giả phần mềm Asterisk để khắc phục hạn chế giao thức SIP Không giống giao thức SIP chuyển tải thoại báo hiệu hai kênh khác (out of band), IAX chuyển tải thoại báo hiệu kênh(in band) IAX giải vấn đề NAT đề cập phần giao thức SIP Mặc khác IAX giao thức tối ưu việc sử dụng băng thơng, cho phép nhiều gói liệu thoại IP header, chế chuyển tải nhiều gọi gói IP gọi trung kế(Trunk) Có thể giải thích thêm chế trung kế sau: Giả sử Tôi cần gửi thư tới người bạn Tơi, Tơi có hai hình thức để thực hiện, thứ thư Tôi bỏ vào phong bì tổng cộng tơi phải sử dụng phong bì để gửi thư, Cách thứ hai Tôi bỏ thư vào phong bì gửi tổng cộng Tơi tốn phong bì, Qua phân tích rõ ràng việc thư vào phong bì tiết kiệm so với thư với phong bí Cơ chế giống nhiều gọi đóng thành gói chuyển đường trung kế Tóm lại: IAX giao thức dành cho VoIP thời điểm với nhiều ưu điểm hấp dẫn như: + Tối thiểu sử dụng băng thông + Trong suốt với NAT + Hiệu với chế trung kế Tác Giả Lê Quốc Toàn 28 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn Thiết Bị VoIP Voip Phone Đây thiết bị phần cứng kết nối với mạng VoIP giống máy điện thoại để bàn thông thường dành cho VoIP, cần phải thực cấu hình trước sử dụng Lưu ý số tính thực mua thiết bị điện thoại VoIP: + Low bandwidth : hỗ trợ Codec nào, G729 tốt + Web Interface : Phải có giao tiếp thiết lập cấu hình thân thiện dễ sử dụng + Audio Interface : Có speaker phone hay không? Giá thành điện thoại voip IP đắc điện thoại thông thường, giá khoảng 100$ Hình Máy Điện Thoại VoIP Tác Giả Lê Quốc Toàn 29 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn Softphone Là phần mềm cài máy tính thực tất chức giống thiết bị điện thoại Voip, cần lưu ý sử dụng softphone máy tính phải có card âm thanh, headphone firewall khơng bị khóa Sử dụng softphone với hệ thống Asterisk nên dùng softphone với công nghệ giao thức dành cho Asterisk IAX Hình Điện Thoại Softphone Card giao tiếp với PSTN Muốn cho phép máy điện thoại nội hệ thống Asterisk kết nối thực gọi với mạng PSTN cần phải có thiết bị phần cứng tương thích Thiết bị phần cứng sử dụng cho hệ thống Asterisk tác giả lập cơng ty Digium phân phối, ý tưởng lớn việc phân phối phần mềm Asterisk hệ thống nguồn mở sử dụng miễn phí Thiết bị phần cứng thường ký hiệu bắt đầu cụm từ TDMxyB x số lượng port FXS, y số lượng port FXO giá trị tối đa x y 4, ví dụ card TDM22B có nghĩa có fort FXS port FXO Tác Giả Lê Quốc Toàn 30 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn Hình Card TDM22B gồm port FXS FXO ATA Analog Telephone Adaptors ATA thiết bị kết nối với điện thoại Analog thông thường đến mạng VoIP, thiết bị ATA gồm có hai loại port: RJ-11 để kết nối với máy điện thoại analog thơng thường cịn RJ-45 để kết nối với mạng VoIP ATA thực thiết bị FXS chuyển đổi tín hiệu Analog sang tín hiệu số sử dụng cho mạng VoIP, để tận dụng máy điện thoại Analog nên trang bị thiết bị ATA thay phải trang bị điện thoại VoIP Thiết bị ATA sử dụng với giao thức IAX Digium phân phối thiết bị ATA sử dụng rộng rãi với Asterisk có tên gọi IAXy Tác Giả Lê Quốc Toàn 31 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn Hình Thiết bị ATA Codecs Thuật Toán codecs(Compressor/De-compressor) tập quy luật sử dụng để chuyển đổi tín hiệu thoại dạng Analog sang tín hiệu số ngược lại Có nhiều thuật tốn codec để thực chuyển đổi tín hiệu analog sang tín hiệu số dạng nhị phân (0,1) G711, GSM, G729…Ứng với thuật tốn có ưu điểm riêng, đặc biệt việc tối ưu sử dụng băng thông đường truyền Mục tiêu cuối thuật toán đưa phải đảm bảo chất lượng gọi tiết kiệm băng thông G729 thuật toán codec tốt hệ thống VoIP Với hệ thống Asterisk để sử dụng thuật tốn cần phải mua quyền sử dụng codec khơng miễn phí sử dụng 10 QoS – Quality of Service Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ, VoIP yếu ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu thoại Độ trễ Tác Giả Lê Quốc Toàn 32 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn Thoại dịch vụ mang tính thời gian thực cao trễ yếu tố ảnh hưởng lớn đến chất lượng dịch vụ Trễ định nghĩa khoảng thời gian tính từ lúc tín hiệu thoại từ miệng người nói tới tai người nghe Trễ yếu tố tránh khỏi, độ trễ mạng điện thoại truyền thống (mạng PSTN) khoảng từ 50ms đến 70ms, theo khiến nghị ITU-T để đảm bảo chất lượng cho hệ thống VoIP độ trễ từ đầu phát tới đầu thu ngược lại không vượt 150ms, mà độ trễ vượt q 400ms đến 500ms khơng thể chấp nhận Các nguyên nhân gây trễ bao gồm : Trễ mạng lưới, trễ mả hóa giải mã, trễ q trình đóng gói, trễ đệm, trễ xử lý tiếng nói… Độ trượt(Jitter) Nguyên nhân gây trượt gói tín hiệu thoại q trình truyền từ nguồn đến đích gặp phải điều kiện khác mạng lưới thường đến đích với khoảng trễ khác Đây tính khơng đồng trễ Một ngun nhân khác trượt ứng dụng PC to PC việc sử dụng hệ điều hành phi thời gian thực, gói tin thoại phải đợi hệ điều hành xử lý khoảng thời gian khác mà hệ điều hành phải xử lý ứng dụng khác Tác Giả Lê Quốc Toàn 33 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn Hình Nguyên nhân xảy trượt Để loại bỏ tính khơng đồng trễ, người ta thiết kế đệm trễ (Jitter Buffer) nơi đến gói tin, gói tin đến với khoảng cách khác thời gian lưu đệm phát khỏi đệm với khoảng trễ Tác Giả Lê Quốc Toàn 34 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn Khi đếm có kích thước lớn khả loại bỏ tính khơng đồng lớn, nhiên việc sử dụng đệm gây tượng trễ ứng dụng thoại, cần có tốn cân đối độ trễ độ trượt Ngoài nguyên nhân số nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng thoại độ gói, giới hạn băng thơng, tiếng vọng CÀI ĐẶT ASTERISK Cài đặt Asterisk Download bung nén Để cài đặt Asterisk, cần phải cài đặt hệ điều hành linux máy tính Có thể cài hệ điều hành Linux Fedora , CentOS, Redhat, Debian Các gói phần mềm phụ thuộc phải có hệ điều hành Linux trước cài Asterisk bao gồm: bison gcc kernel-source libtermcap-devel ncurses-devel openssl096b openssl-devel Tác Giả Lê Quốc Toàn 35 ... thoại hệ thống mạng PSTN Có hai chuẩn ghép kênh TDM E1 với 30 kênh thoại khung tốc độ 2Mbps T1 với 24 kênh thoại tốc độ 1.5Mbps Tác Giả Lê Quốc Toàn 22 Sách Asterisk – http://my.opera.com/asteriskvn... softphone với hệ thống Asterisk nên dùng softphone với công nghệ giao thức dành cho Asterisk IAX Hình Điện Thoại Softphone Card giao tiếp với PSTN Muốn cho phép máy điện thoại nội hệ thống Asterisk. .. báo hiệu hệ thống Asterisk đường dây điện thoại khác dẫn đến Asterisk khơng nhận biết tín hiệu gác máy, điều làm cho asterisk không báo giải tỏa gọi để thực gọi Báo hiệu tổng đài SS7 hệ thống báo