Nghiên cứu, Tìm hiểu Hệ thống Điện thoại Vệ tinh

Giao thức này truyền tải các gói tin tới đích một cách tin cậy TCPA TCP Accelerator Bộ tối ưu TCP qua kênh vệ tinh FLP Forward Link Processor Bộ xử lý tuyến từ trạm chủ đến trạm con QoS

TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

-o0o -

TIỂU LUẬN Môn học: CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH

Đề tài: Nghiên cứu, Tìm hiểu Hệ thống Điện thoại Vệ tinh

Học viên thực hiện: Lê Xuân Bách - CB120129

Phạm Thị Lệ - CB120142

Nghành: KT Máy tính và Truyền thông

Giáo viên hướng dẫn: TS Tạ Hải Tùng

Hà Nội 04/2013

Mục lục

Danh mục hình vẽ 5

Từ viết tắt 5

Lời nói đầu 8

1 Mở đầu 9

1.1 Khái quát chung về VSAP IP 9

1.2 Công nghệ OFDM trong truyền dẫn vô tuyến băng rộng điểm – đa điểm tốc độ cao 9

2 Tổng quan về công nghệ của hệ thống VSAT IP 11

2.1 Thành phần chính của hệ thống 11

2.1.1 Vệ tinh iPSTAR 11

2.1.2 Trạm cổng (Gateway) 13

2.1.3 Các trạm đầu cuối thuê bao (User terminal – UT) 15

2.2 Dịch vụ VOIP 17

2.2.1 Giới thiệu về VoIP (Voice over Internet Protocol) 17

2.2.2 IP qua vệ tinh 29

2.3 Dịch vụ VoIP trên hệ thống VSAT IP 30

2.3.1 Mở đầu 30

2.3.2 Mô hình định tuyến cuộc gọi 32

2.3.3 Chuẩn mã hóa và băng thông vệ tinh 36

3 Các ưu điểm và tồn tại 38

4 Giải pháp tổng đài VoIP với mã nguồn mở Asterisk 40

4.1 Tổng quan hệ thống VoIP với mã nguồn mở Asterisk 40

4.2 Giải pháp Nâng cập tổng đài Analog sang tổng đài VoIP (IP-PBX) 42

4.2.1 Tận dụng tổng đài PABX Analog/Digital của doanh nghiệp làm tổng đài chính 43

4.2.2 Tận dụng tổng đài PABX Analog/Digital của doanh nghiệp làm tổng đài nhánh 44

4.2.3 Sử dụng các dịch vụ VoIP thuê ngoài của các nhà cung cấp dịch vụ VOIP 45

4.2.4 Sử dụng các dịch vụ ngoài theo mô hình của hệ thống IP Centrex (thuê tổng đài IP PBX ngoài ) 46

5 Kết luận 48

Tài liệu tham khảo 49

Danh mục hình vẽ

Hình 1 Vùng phủ sóng của vệ tinh IPSTAR 12

Hình 2 Vùng phủ sóng vệ tinh IPSTAR tại Việt Nam 12

Hình 3 Sơ đồ khối chức năng trạn cổng IPSTAR 13

Hình 4 Cấu hình trạm thuê bao 16

Hình 5 Cách máy IP PBX tích hợp với mạng và cách nó sử dụng đường PSTN hoặc Internet để kết nối cuộc gọi 18

Hình 6 Datagram 18

Hình 7 Cấu trúc tiêu đề cố định RTSP 21

Hình 8 Hệ thống chuẩn H.323 và các thành phần 24

Hình 9 Cấu trúc thiết bị đầu cuối H.323 25

Hình 10 Các lớp của bộ giao thức H.323 28

Hình 11 Cấu hình dịch vụ VoIP VSAT-IP 32

Hình 12 Mô hình cuộc gọi trong mạng VSAT-IP 34

Hình 13 Mô hình điều khiển cuộc gọi H.323 35

Hình 14 Mô hình điều khiển cuộc gọi H.323 ra ngoài mạng VSAT-IP 35

Hình 15 mô hình tổng đài IP PBX Asterisk 40

Hình 16 Tổng đài PABX 43

Hình 17 Tổng đài PABX Analog/Digital 44

Hình 18 Sử dụng các dịch vụ VoIP thuê ngoài 45

Hình 19 Sử dụng các dịch vụ ngoài theo mô hình của hệ thống IP Centrex 46

Từ viết tắt

Từ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt

IP Internet Protocol Giao thức Internet

Return Link

3 kỹ thuật truy nhập Slotted Aloha, Aloha, TDMA dùng cho hướng truyền

từ trạm con về trạm chủ

TDM Time Drivision

Multiplex

Ghép kênh phân chia theo thời gian

ÒFDM Orthogonal

Frequency-Division Multiplexing

Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao

NLOS None Line Of Sight Không có tầm nhìn thẳng

OLOS Obstructed Line Of

Điều khiển công suất linh hoạt

HPA High Power Amplifier Máy khuếch đại năng lượng cao

LNA Low Noise Amplifier Bộ khuyếch đại tạp âm thấp

EIRP Equivalent Isotropic

Radiated Power

Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương

TCP Transport Protocol Giao thức truyền tải Giao thức này

truyền tải các gói tin tới đích một cách tin cậy

TCPA TCP Accelerator Bộ tối ưu TCP qua kênh vệ tinh

FLP Forward Link Processor Bộ xử lý tuyến từ trạm chủ đến trạm con QoS Quality of Service Chất lượng của dịch vụ

TOLL TPC Orthogonal

frequency division multiplexed L- code Link

Hướng từ trạm chủ đến trạm con dùng phương pháp ghép kênh phân chia tần

số trực giao mã hoá TPC

CoS Class of Service Phân loại dịch vụ

RRM Radio Resources

Management

Quản lý tài nguyên vô tuyến

NM Network Management Quản lý mạng

SCPC Single Channel Per

Carrier

Đơn kênh trên sóng mang TDMA Time Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo thời gian

RG Receive Groundstation Phía mặt đất phía thu

VSAT Very Small Aperture

Giao thức dòng thời gian thực

RTCP Real Time Control

Protocol

Giao thức điều khiển thời gian thực

UDP User Datagram Protocol Giao thức truyền tải đơn vị dữ liệu

người dùng Giao thức này truyền dữ liệu một cách không tin cậy

Lời nói đầu

Dịch vụ thoại truyền thống dựa trên cơ sở chuyển mạch kênh đã và đang phục vụ rất đắc lực cho nhu cầu thông tin trong cuộc sống của chúng ta Tuy nhiên, với sự phát triển ngày càng cao của đời sống xã hội cũng như của khoa học kỹ thuật, rất nhiều dịch vụ mới đã được đưa vào phát triển song song cùng với dịch vụ thoại vốn đã xuất hiện từ lâu Để đáp ứng yêu cầu đó các nhà phát triển viễn thông không ngừng không ngừng nghiên cứu các giải pháp mới có tính khả thi và đã đạt được một số kết quả khả quan Cụ thể là với một số dịch vụ truyền thống vốn đòi hỏi khắt khe về thời gian thực cũng như chất lượng mà trước đây chỉ phù hợp với công nghệ chuyển mạch kênh thì bây giờ với sự hỗ trợ của các kỹ thuật mới cho phép chúng ta thực hiện chúng trên chuyển mạch gói bởi vì chỉ có chuyển mạch gói mới có thể đáp ứng được yêu cầu của đa dịch vụ Một trong những giải pháp đó

là việc truyền tín hiệu thoại qua giao thức internet (VoIP - Voice over IP) VoIP đã

và đang được thực tế chứng minh là hiệu quả và đang dần thay thế cho các mạng thoại sử dụng chuyển mạch kênh truyền thống Bài tiểu luận này sẽ giới thiệu sơ lược về công nghệ VoIP này

Trạm cổng (Gateway) có chức năng truy nhập vào mạng công cộng (VSAT là mạng độc lập, phải thông qua cổng để vào mạng công cộng - mạng nội địa truy xuất tài nguyên) Sau đó, tài nguyên Internet và viễn thông từ trạm cổng sẽ được gửi dưới dạng các gói dữ liệu tới trạm vệ tinh thuê bao (UT) Các vệ tinh IP STAR

sử dụng công nghệ nhân băng tần bằng việc dùng nhiều búp sóng nhỏ (spot beam) phủ chụp để truyền tải, tạo ra băng thông lớn hơn nhiều so với vệ tinh thông thường Các máy trạm tại mặt đất nhận sóng của vệ tinh, chuyển tải để hoạt động như các máy trạm bình thường của mạng mặt đất Phương thức truyền tải trên mạng VSAT sử dụng vệ tinh (truyền vô tuyến) Trạm VSAT thực chất như một tổng đài, chỉ khác về phương pháp truyền tải không qua cáp quang, dây nối như mạng mặt đất, mà dùng sóng vệ tinh nhưng vẫn đảm bảo được độ lớn băng thông

và chất lượng truyền tải dữ liệu bằng các công nghệ tiên tiến Các gói dữ liệu từ trạm Gateway gửi tới trạm UT theo phương thức ghép kênh phân chia thời gian (TDM) kết hợp với kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM)

1.2 Công nghệ OFDM trong truyền dẫn vô tuyến băng rộng điểm – đa điểm tốc độ cao

Một trong những yêu cầu chính trong hệ thống vô tuyến băng rộng thế hệ thứ 2

là khả năng hoạt động trong các điều kiện tầm nhìn thẳng bị che chắn OLOS(Obstructed- Line-Of-sight) và điều kiện không có tầmnhìn thẳngNLOS(Non-Line-Of-Sight) Hoạt động trong các điều kiện như vậy là một vấn đề gây rất nhiều khó khăn và hạn chế đối với các nhà khai thác viễn thông khi cung cấp dịch vụ cho các khách hàng tiềm năng

Do các vấn đề về nhiễu và các vấn đề về đa đường, một số công nghệ trước đây cũng đã đưa ra giải pháp điều chế sóng mang đơn dùng cho các ứng dụng NLOS nhưng cũng chưa mang lại hiệu quả cao Thay vào đó là sự ra đời của kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao – OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) Đây chính là một bước đột phá trong thị trường truy cập

vô tuyến băng rộng

Hiện nay, kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) được dùng làm chuẩn trong các hệ thống phát thanh số ở châu Âu Kỹ thuật này đang được đề nghị đưa vào ứng dụng ở Mỹ cũng như nghiên cứu để phát triển trong lĩnh vực truyền hình số Bài này sẽ giới thiệu về nguyên lý, mô hình toán học và những đặc điểm cơ bản trong kỹ thuật OFDM

Công nghệ OFDM nằm trong một lớp các kỹ thuật điều chế đa sóng mang trong thông tin vô tuyến Còn trong các hệ thống thông tin hữu tuyến chẳng hạn như trong hệ thống ADSL, các kỹ thuật này thường đượcc nhắc đến dưới cái tên: đa tần (DMT - discrete multitone modulation) Ý tưởng chính trong kỹ thuật OFDM là việc chia lượng dữ liệu trước khi phát đi thành N luồng dữ liệu song song có tốc độ thấp hơn và phát mỗi luồng dữ liệu đó trên một sóng mang con khác nhau Các sóng mang này là trực giao với nhau, điều này được thực hiện bằng cách chọn độ dãn cách tần số giữa chúng một cách hợp lý

Công nghệ OFDM hỗ trợ truyền số liệu tốc độ cao và tăng hiệu quả quang phổ Điều này đạt được là do sự truyền dẫn song song của nhiều sóng mang phụ (subcarrier) qua không trung, mỗi sub-carrier có khả năng mang số liệu điều biến Các sub-carrier được đặt vào các tần số trực giao

Trực giao có nghĩa là tần số trung tâm của một sub-carrier nhất định sẽ rơiđúng vào các điểm bằng 0 (null) của các sub-carrier khác Sử dụng các tần số trực giao

sẽ tránh được sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các sub-carrier khác nhau khi sắp xếp vị trí các subcarrier với mật độ lớn trong miền tần số do đó sẽ đạt được hiệu quả quang phổ cao

2 Tổng quan về công nghệ của hệ thống VSAT IP

2.1 Thành phần chính của hệ thống

2.1.1 Vệ tinh iPSTAR

Hệ thống VSAT-IP liên lạc qua vệ tinh IPSTAR-1 (Thaicom 4), là vệ tinh băng rộng đầu tiên trong khu vực châu Á - Thái Bình Dương do tập đoàn Shin Satellite Plc của Thái Lan vận hành và khai thác Vệ tinh này được chế tạo bởi Space Systems/Loral có 114 bộ phát đáp với tổng dung lượng lên tới 45Gbps, tuổi thọ hoạt động là 12 năm, vệ tinh mới được phóng vào ngày 11/8/2005 ở vị trí quỹ đạo 120 độ Đông

Vệ tinh IPSTAR sử dụng công nghệ phủ sóng nhiều búp hẹp (spot beams)

để tăng khả năng tái sử dụng tần số, cho phép mở rộng phổ tần làm việc lớn hơn rất nhiều so với các vệ tinh thông thường, đồng thời nâng cao được công suất cho từng spot beam (mức EIRP có thể đạt tới 60 dBW) cho phép giảm kích thước anten trạm đầu cuối và tăng tốc độ chất lượng đường truyền Ngoài ra, vệ tinh IPSTAR còn sử dụng kỹ thuật điều khiển công suất linh hoạt (DLA - Dynamic Link Allocation) cho từng beam phù hợp với các điều kiện thời tiết khác nhau ở từng vùng, đảm bảo không làm gián đoạn liên lạc ngay cả ở điều kiện thời tiết xấu nhất, đây cũng là kỹ thuật không được áp dụng ở những vệ tinh thông thường

Hình 1 Vùng phủ sóng của vệ tinh IPSTAR

Vệ tinh IPSTAR có 4 búp phủ hẹp bao phủ toàn bộ lãnh thổ Việt Nam (Hình 2) và 1 búp phủ quảng bá, hoạt động ở băng tần Ka và Ku với dung lượng thiết kế khoảng 2 Gbps (cho cả 2 chiều lên, xuống) Dung lượng cụ thể được phân bổ như sau:

Hình 2 Vùng phủ sóng vệ tinh IPSTAR tại Việt Nam

2.1.2 Trạm cổng (Gateway)

Hình 3 Sơ đồ khối chức năng trạn cổng IPSTAR

Trạm Gateway làm việc băng tần Ka, được thiết kế hoạt động theo cấu hình

dự phòng (1+1) cho phần cao tần, anten chính và dự phòng được phân tập theo không gian, cách nhau từ 40 đến 60 km, để tránh ảnh hưởng của thời tiết lên đồng thời tới hai địa điểm Trạm Gateway chính đặt tại Quế Dương - Hà Tây và trạm dự phòng tại Hoa Sen - Hà Nam Hệ thống cao tần tại hai địa điểm được kết nối trực tiếp với nhau bằng cáp quang

- Antenna : đường kính 8,1m cho cả trạm chính và trạm dự phòng

- Khối thiết bị cao tần: bao gồm các thiết bị máy phát HPA, Up converter, LNA, Down converter, Khối điều khiển hoạt động của trạm Gateway chính và dự phòng cùng các thiết bị phụ trợ cao tần khác thu phát cao tần;

- Core IP Router (IPR): Thực hiện trên một Router riêng biệt có năng lực chuyển mạch và định tuyến mạnh, Router này có nhiệm vụ định tuyến các gói tin IP vào và ra giữa các thiết bị trong mạng IPSTAR và các mạng bên ngoài

- TCP Accelerator (TCPA): Tối ưu hóa tốc độ truyền dẫn TCP qua vệ tinh bằng việc giảm thiểu các trễ và suy giảm chất lượng vốn có của giao thức TCP/IP qua vệ tinh

- Forward Link Processor (FLP): lọc và sắp xếp các gói tin IP theo thứ tự

ưu tiên theo chất lượng dịch vụ (QoS) và phân loại dịch vụ (CoS) trước khi gửi tới TOLL Interface (TI) Ngoài ra FLP còn có chức năng giám sát hoạt động, lỗi, tương tác với thiết bị quản lý tài nguyên (RRM) cho mục đích phân bổ tài nguyên đường truyền cho các trạm UT Bản tin cước từ

TI và SI cũng sẽ được hợp nhất tại đây và chuyển tới NCS và máy chủ tính cước

- Radio Resource Management (RRM): quản lý các nguồn tài nguyên đường truyền vệ tinh, phân bổ hay giải phóng dung lượng cho các trạm đầu cuối mỗi khi các trạm log-on hay log-off khỏi mạng và điều khiển các chức năng thực hiện trên TI, SI

- Toll Interface (TI): gồm có thiết bị phần cứng và phần mềm giao tiếp với thiết bị phát TOLL (TOLL Tx) TI nhận các gói tin gửi từ FLP, sau đó sắp xếp và đóng gói, dưới sự điều khiển của RRM, theo định dạng khung của TOLL (TOLL Format) trước khi gửi tới TOLL-Tx (TOLL Transmitter) Mỗi TI làm việc với 1 TOLL-Tx

- TOLL-Tx : nhận luồng bit đã được định dạng từ TI, mã hoá TPC, điều chế, ghép kênh OFDM và chuyển đổi tới tần số trung tâm 135MHz, sau

đó chuyển đổi lên L- band (950-1450Mhz) và Ka-band để phát lên vệ tinh Mỗi trạm Gateway có tối đa tới 12 khối TOLL-Tx làm việc và 2 khối dự phòng Mỗi khối TOLL-Tx có thể cho phép tới 20.000 Terminal kết nối đồng thời, và có dung lượng truyền dẫn lên tới 186Mbps

- STAR-Rx (STAR Receiver) : nhận tín hiệu băng Ka từ vệ tinh, chuyển đổi tới dải tần 950 -1450 MHz sau đó thực hiện tách kênh, giải điều chế,

và giải mã tín hiệu Mỗi khối STAR-Rx có dung lượng truyền dẫn tới 8Mbps

- STAR Interface (SI): Nhận các gói tin từ STAR-Rx, sau đó xử lý và sắp xếp thành các gói tin IP rồi gửi tới IPR theo sự điểu khiển của RRM Ngoài ra SI còn có các chức năng khác như là xử lý các bản tin báo hiệu giữa trạm cổng và trạm đầu cuối, giám sát sự hoạt động của kênh để kịp thời báo cáo cho RRM để đưa ra sự điều chỉnh phù hợp Mỗi SI làm việc được với 10 STAR-Rx Mỗi Gateway có tối đa tới 10 SI Mỗi SI có thể cho phép tới 20.000 Terminal kết nối đồng thời

- Network Management (NM) : thực hiện các chức năng về quản trị mạng chung như : Quản lý lỗi, phát hiện và đưa ra các cảnh báo mỗi khi có sự

cố về phần cứng hay phần mềm; Quản lý cấu hình, cập nhật theo dõi các thay đổi về cấu hình hoạt động của các thiết bị ; Quản lý truy nhập mạng, cấp tên, passwords và quyền truy nhập cho từng người sử dụng; Quản lý

hệ thống tính cước…

- Acounting server/Call Record server nhận dữ liệu từ NMS và lưu trữ tại

cơ sở dữ liệu nội bộ để phục vụ cho mục đích tính cước

Tuỳ thuộc vào ứng dụng cung cấp mà trạm Gateway được trang bị thêm:

- Các đường truyền kết nối băng rộng với mạng Internet, trụ sở khách hàng cho các mục đích cung cấp người sử dụng đầu cuối truy cập mạng Internet băng rộng, mạng dùng riêng

- Content Server, VoD Server : cho ứng dụng cung cấp thông tin, chương trình TV theo yêu cầu

- Call Manager Server: cho ứng dụng thoại, fax

- Video Conferencing Server: cho truyền hình hội nghị

Hệ thống trạm mặt đất được kết nối với các mạng viễn thông hiện tại của Tổng Công ty Bưu chính viễn thông Việt Nam (VNPT) để cung cấp các dịch vụ truy nhập Internet băng rộng, dịch vụ thoại, dịch vụ Intranet/VPN, dịch vụ mạng thuê riêng và dịch vụ mobile GSM trunking

2.1.3 Các trạm đầu cuối thuê bao (User terminal – UT)

Các trạm UT bao gồm khối ODU và IDU:

Khối ODU: bao gồm anten và các thiết bị cao tần như BUC, LNB,

feedhorn:

- BUC là khối đảo tần lên, thường dùng loại công suất 1 W hoặc 2 W, tần số

phát từ 13,75 đến 14,5 GHz

- LNB là khối khuếch đại tạp âm thấp, tần số thu từ 10,7 đến 12,75GHz

Khối IDU (Modem) :

- Tốc độ download tối đa: 4Mbps

- Tốc độ upload tối đa: 2Mbps

- Sử dụng công suất phát và băng thông linh hoạt cho phép phân bổ băng thông hợp lý dựa trên đặc điểm lưu lượng từng khách hàng

- Sử dụng kỹ thuật điều chế QPSK, phương thức truy nhập SCPC, TDMA, Slotted ALOHA

- Giao diện mạng RJ45, USB

- Nguồn điện cung cấp 100-240 VAC và 24DC

- Công suất tiêu thụ:70W

Hình 4 Cấu hình trạm thuê bao

Thiết bị ODU và IDU được kết nối bằng cáp RG6 hoặc RG11, khoảng cách dùng cáp RG6 cho phép nhỏ hơn 35m, sử dụng cáp RG11 khoảng cách cho phép đạt tới 100m Tần số IF thu từ LNB đến Modem từ 1550 đến 2050MHz hoặc từ 1650 đến 2150 MHz, tần số IF phát từ Modem đến ODU từ 950 đến

1450 MHz

Các trạm thuê bao cung cấp các dịch vụ tích hợp theu yêu cầu cụ thể của khách hang

2.2 Dịch vụ VOIP

2.2.1 Giới thiệu về VoIP (Voice over Internet Protocol)

VoIP là công nghệ truyền tải các cuộc liên lạc thoại bằng cách sử dụng giao thức internet (Internet Protocol – IP) Điện thoại truyền thống được thực hiện dựa trên công nghệ chuyển mạch kênh mà ở đó cho phép giải quyết vấn đề thời gian thực Giao thức IP dựa trên công nghệ chuyển mạch gói mà trước đây chỉ được dùng để truyền dữ liệu hoặc các ứng dụng mạng internet Do đó việc truyền thoại dựa trên giao thức IP là giải pháp truyền thoại dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, điều này mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng cũng như cho các nhà cung cấp dịch vụ Để thực hiện VoIP người ta phải sử dụng các kỹ thuật cho phép thực hiện các cuộc gọi với thời gian thực, đó là các giao thức Real Time Stream Protocol (RTSP), Real Time Control Protocol (RTCP), Secsion Initiation Protocol (SIP)

Hệ thống điện thoại VoIP bao gồm một hoặc nhiều điện thoại chuẩn SIP / điện thoại VoIP SIP mô tả những giao tiếp cần có để thiết lập một cuộc điện thoại Chi tiết của những giao tiếp này được mô tả rõ hơn trong giao thức SDP

SIP đã chiếm lĩnh thế giới VoIP nhanh như vũ bão Giao thức này giống như giao thức HTTP, là giao thức dạng văn bản, rất công khai và linh hoạt Do vậy, nó

đã thay thế rộng rãi cho chuẩn H323

Hình 5 Cách máy IP PBX tích hợp với mạng và cách nó sử dụng đường PSTN hoặc

Internet để kết nối cuộc gọi

Giao thức liên mạng IP:

Cấu trúc

Mục đích của IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng

để truyền dữ liệu Vai trò của IP tương tự vai trò của giao thức tầng mạng trong mô hình OSI

IP là một giao thức kiểu “không liên kết” (connectionless) có nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập trước khi truyền dữ liệu Đơn vị dữ liệu dùng trong IP được gọi là datagram, có khuôn dạng như trong hình 6

Hình 6 Datagram

Trongđó :

VER (4 bit) : chỉ version hiện hành của IP được cài đặt

IHL (4 bit) : chỉ độ dài phần đầu (Internet Header Length) của datagram, tính theo đơn vị từ (32 bit) Độ dài tối thiểu là 5 từ (20 byte)

Type of service (8 bit) : đặc tả các tham số về dịch vụ, có dạng cụ thể như sau:

0 1 2 3 4 5 6 7 Precedence D T R Reserved Precedence (3 bit) : chỉ thị về quyền ưu tiên gửi datagram

D: Delay (1 bit) : chỉ độ trễ yêu cầu

T: Throghput (1 bit) : chỉ thông lượng yêu cầu

R: Reliability (1 bit) : chỉ độ tin cậy yêu cầu

Total Length (16 bit) : chỉ độ dài toàn bộ datagram, kể cả phần header (tính theo đơn vị byte)

Identification (16 bit) : cùng với các tham số khác (như Source Address và Destination Address) tham số này dùng để định danh duy nhất cho một datagram trong khoảng thời gian nó vẫn còn trên liên mạng

Flags (3 bit) : liên quan đến sự phân đoạn (fragment) các datagram

Fragment Offset (13 bit) : chỉ vị trí của đoạn (fragment) ở trong datagram, tính theo đơn vị 64 bit, có nghĩa là mỗi đoạn (trừ đoạn cuối cùng) phải chứa một vùng dữ liệu có độ dài là bội số của 64 bit

Time to Live (8 bit) : quy định thời gian tồn tại (tính bằng giây) của datagram trong liên mạng để tránh tình trạng một datagram bị quẩn trên liên mạng Thời gian này được cho bởi trạm gửi và được giảm đi (thường quy ước là 1 đơn vị) khi datagram đi qua mỗi router của liên mạng

Protocol (8 bit) : chỉ giao thức tầng trên kế tiếp sẽ nhận vùng dữ liệu ở trạm đích

Header Checksum (16 bit) : mã kiểm soát lỗi 16 bit theo phương pháp CRC, chỉ cho vùng header

Source Address (32 bit) : địa chỉ của trạm nguồn

Destination Address (32 bit) : địa chỉ của trạm đích

Options (độ dài thay đổi) : khai báo các options do người gửi yêu cầu

Padding (độ dài thay đổi) : vùng đệm, được dùng để đảm bảo cho phần header luôn kết thúc ở một mốc 32 bit

Data (độ dài thay đổi) : vùng dữ liệu, có độ dài là bội số của 8 bit, và tối đa

là 65535 byte

TCP

TCP (Transmission Control Protocol) là một giao thức kiểu có liên kết nghĩa

là cần phải thiết lập liên kết giữa một cặp thực thể TCP trước khi chúng trao đổi dữ liệu với nhau

Trong VoIP, TCP được sử dụng để đảm bảo sự tin cậy trong việc thiết lập cuộc gọi Tuy nhiên do cách thức hoạt động của TCP mà ta không thể dùng TCP như một cơ chế để truyền thoại trong VoIP Bởi vì trong VoIP sự mất gói là không

Phần tiêu đề của UDP chỉ có bốn trường: Source port, destination port, length, và UDP checksum

UDP được dùng để truyền thoại trong VoIP TCP không được dùng bởi vì

cơ chế điều khiển luồng và truyền lại trong thoại là không cần thiết UDP được sử dụng để truyền các dòng audio, nó liên tục truyền dù là 5% hay 50% số gói bị mất

Giao thức dòng thời gian thực RTSP (Real Time Stream Protocol)

RTSP nói chung được dùng trong liên kết với UDP (Uer Datagram Protocol) nhưng có thể lợi dụng bất kỳ một giao thức nào của tầng thấp hơn trên cơ sở gói tin Khi một trạm chủ muốn gửi một gói, thì cần phải biết phương thức truyền thông cụ thể để tạo khuôn dạng gói, thêm vào phần tiêu đề của gói phương thức truyền thông đó Công việc này phải thực hiện để quyết định trước tiêu đề của RTSP và đưa vào phương thức truyền tầng thấp hơn Sau đó chúng được gửi vào mạng (dùng một trong hai cách đa phát đáp hay đơn phát đáp) đến các thành viên khác tham dự

Tiêu đề của gói RTSP dài 12 bytes Trường V chỉ rõ phiên bản của giao thức, cờ X báo hiệu đặc trưng của tiêu đề mở rộng giữa tiêu đề cố định và số liệu đi theo Nếu bit P là 1, phần số liệu được đệm thêm để đảm bảo liên kết đầy đủ cho

sự mã hoá thành mật mã

Hình 7 Cấu trúc tiêu đề cố định RTSP

Các người sử dụng trong cùng một nhóm đa phát phân biệt bởi tên nhận diện

32 bit nguồn đồng bộ ngẫu nhiên SSRC (Synchronization Source) Có một bộ nhận diện tầng ứng dụng cho phép dễ dàng nhận diện dòng số liệu đến từ cùng một bộ

chuyển đổi hoặc bộ trộn đi kèm với các thông báo bên nhận với phía nguồn phát Hiếm khi hai người sử dụng cùng chọn một bộ nhận diện giống nhau, khi đó họ phải qua lại quá trình đồng bộ ban đầu

Danh sách nguồn đồng bộ phân tán CSRC (Contributing SSRC), trường chiều dài của nó được biểu thị bởi trường chiều dài của đồng bộ phân tán, ghi danh sách tất cả các nguồn đồng bộ để phân tán vào nội dung của gói Đối với thoại thì trường này ghi vào danh sách toàn bộ người đang tham gia hội thoại

RTSP hỗ trợ khái niệm phương thức truyền thông phụ thuộc vào việc đặt tên

để giúp trong quá trình xây dựng lại và phát gói ra Bit người ghi M cung cấp thông tin cho mục đích này Đối với âm thanh, gói đầu tiên trong tiếng nói phát ra

có thể được đưa vào để lập thời gian biểu phát đi ột cáhc đoọc lập , nếu gói đó nằm trong tiếng nói phát ra trước đó Bit M trong trường hợp này dùng để đánh dấu gói đầu tiên trong tiếng nói Đối với video, một khung video chỉ có thể được phát đi khi gói cuối cùng đã đến Do đó trong trường hợp này M dùng để đánh dấu gói cuối cùng trong một khung video

Trườngpayload type nhận dạng phương thức mã hoá trong gói

Trường Sequnce number tăng mỗi khi gói được phát ra để dò sự mất gói và khôi phục thứ tự

Trường Timestamp, sẽ tăng liên tục theo tần số của phương tiện lấy mẫu để chỉ ra rằng khi nào khung được tạo ra

Giao thức điều khiển thời gian thực RTCP (Real Time Control Protocol)

Giao thức điều khiển thời gian thực RTCP là giao thức điều khiển đi kèm với RTSP Phương thức truyền thông người giữa người gửi và người nhận thực hiện theo chu kỳ các gói RTCP đến cùng một nhóm đa phát đáp như dùng để phân phát các gói RTSP Mỗi gói RTCP có chứa một số các phần tử thông thường là các bản tin người gửi hoặc bản tin ngươì nhận tiếp theo ngay sau mô tả tài nguyên Mỗi loại phục vụ một chức năng riêng

Các bản tin người dùng: Được tạo ra bởi người sử dụng đồng thời cũng kèm theo các phương thức truyền thông (các nguồn RTSP) Chúng mô tả số lượng dữ

liệu được gửi giống như tương quan với gán nhãn thời gian lấy mẫu RTSP và thời gian tuyệt đối để cho phép đồng bộ giữa các phương tiện khác nhau

Các bản tin người nhận: được tạo ra bởi các thành phần tham gia phiên RTSP chúng là phương thức truyền thông nhận Mỗi bản tin như vậy có chứa một khối cho các nguồn RTSP trong nhóm Mỗi khối mô tả hệ số mất tích luỹ tức thời

và sự trôi từ nguồn đó Khối cũng đồng thời chỉ ra nhãn cuối cùng và trễ từ lúc nhận một báo cáo người gửi, cho phép các nguồn ước lượng khoảng cách của chúng để hạ thấp dần

Các gói ký hiệu nguồn (Source Descriptor – SDES) dùng cho điều khiển phiên Nó có chứa tên chuẩn (Canonical name – CNAME), một nhận dạng duy nhất giống như khuôn dạng của một địa chỉ trên mạng internet Tên chuẩn dùng để giải quyết xung đột trong giá trị nguồn đồng bộ và các dòng phương thức truyền thông liên kết khác nhau được tao ra bởi cùng một người sử dụng Các gói SDES cũng nhận dạng các thành viên qua tên của nó, email, số diện thoại, điều này cung cấp dạng điều khiển phiên đơn giản Các ứng dụng client có thể hiển thị về tên và email trong các giao diện người sử dụng điều đó cho phép các thành viên tham gia phiên nghe được các thành viên khác cùng tham gia, nó cũng cho phép chúng thu được các thông tin liên lạc phục vụ cho các dạng khác của truyền thông ví dụ như khởi tạo một cuộc hội thoại riêng Chính điều này cũng làm thuận tiện hơn trong việc liên lạc với một người sử dụng

Nếu một người ngừng tham gia phiên thông tin, người đó sẽ có thông điệp BYTE Cuối cùng các phần tử ứng dụng (APP) có thể dùng để đưa thêm các thông tin cụ thể vào các gói tin RTCP

Các bản tin người nhận và người gửi và các gói SDES có chứa các thông tin, các thông tin này có thể thay đổi thường xuyên do đó phải gửi các gói này một cách định kỳ Nếu các thành phần phiên RTSP đơn giản gửi các thông điệp theo một chu kỳ cố định sẽ gây nên hậu quả là băng thông của nhóm đa phát đáp sẽ lớn

tỉ lệ tuyến tính với kích thước của nhóm đó Để khắc phục điều này, mỗi thành viên đếm số thành viên mà nó nghe được (theo các gói RTCP) Chu kỳ giữa các gói RTCP từ mỗi người sử dụng sau đó được cân đối tỉ lệ với với số các thành viên của nhóm, đảm bảo băng thông dành cho các bản tin RTCP vẫn cố định, không phụ thuộc vào kích thước của nhóm Từ khi kích thước của nhóm ước lượng thu

được bởi đếm số các thành phần khác, nó chiếm giữ thời gian cho mỗi thành viên tham gia mới để tiến gần đén gần kích thước nhóm một cách chính xác Nếu nhiều người sử dụng cùng tham gia nhập vào một nhóm, mỗi người sử dụng sẽ có sai lệch trong việc ước lượng kích thước của nhóm Do đó có thể dẫn đén sự tràn các bản tin RTCP Một giải thuật back-off được đưa ra để giải quyết vấn đề này