Tìm hiểu các giao thức trong VoIP

Tìm hiểu giao thức VoIP Biên tập bởi: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Tìm hiểu giao thức VoIP Biên tập bởi: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Các tác giả: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Phiên trực tuyến: http://voer.edu.vn/c/5cfab6af MỤC LỤC Lời mở đầu Danh mục từ viết tắt Chương 1: Tổng quan VOIP 3.1 Tổng quan VOIP Chương 2: Bộ giao thức TCP/IP 4.1 Mô hình TCP/IP 4.2 Giao thức IP 4.3 Giao thức khơng kết nối (User Datagram Protocol – UDP) 4.4 Giao thức điều khiển truyền tin (Transmission Control Protocol – TCP) 4.5 Q trình đóng gói tin VoIP Chương 3: Chuẩn H.323 5.1 Chồng giao thức H.323 5.2 Các thành phần hệ thống H.323 5.3 Bộ giao thức RTP/RTCP 5.4 Báo hiệu xử lý gọi 5.4.1 Chuyển đổi địa 5.4.2 Các kênh điều khiển 5.4.3 Các thủ tục báo hiệu Chương 4: Chuẩn SIP (Session Initiation Protocol) 6.1 Chuẩn SIP (Session Initiation Protocol) Chương 5: Các biện pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ 7.1 Các biện pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ Chương 6: Bảo mật VoIP 8.1 Bảo mật VoIP Chương 7: Mơ hình mơ hệ thống VoIP 9.1 Mơ hình mơ hệ thống VoIP 10 Kết luận 11 Tài liệu tham khảo Tham gia đóng góp 1/134 Lời mở đầu Lý chọn đề tài Trên giới, công nghệ điện thoại IP thương mại hóa từ năm 1995, với lợi giá cước thấp chất lượng dịch vụ chấp nhận làm nhiều nhà kinh doanh viễn thông quan tâm Tại Việt Nam, dịch vụ triển khai dịch vụ thoại IP Tuy nhiên, việc triển khai dịch vụ nhiều hạn chế vấn đề kỹ thuật hạ tầng mạng chưa đáp ứng kịp Qua thời gian sử dụng, nhờ giá cước rẻ hẳn so với dịch vụ thoại truyền thống, dịch vụ thực mang lại lợi ích to lớn cho người sử dung Nhận thấy khả phát triển dịch vụ tương lai quan tâm động viên thầy giáo Bộ môn Mạng máy tính – Khoa Cơng nghệ thơng tin – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên hướng tới làm chủ cơng nghệ VoIP Vì em lựa chọn đề tài “Tìm hiểu giao thức VoIP” để làm đồ án tốt nghiêp Khách thể đối tượng nghiên cứu • Các mơ hình truyền thoại giới Việt Nam • Các dịch vụ ứng dụng IP • Tài liệu mơ tả chuẩn đóng gói truyên tin mạng Internet, tiêu chuẩn nén, mã hóa giải mã tín hiệu Giới hạn phạm vi VoIP công nghệ với nhiều ứng dụng triển khai nhằm cung cấp dịch vụ truyền thoại Internet Tuy nhiên kỹ thuật để triển khai VoIP phức tạp tổ hợp giao thức truyền thoại truyền thống giao thức truyền tin mạng Internet Trong đề tài em chủ yếu tập trung tìm hiểu giao thức sử dụng VoIP từ tiến tới làm chủ công nghệ triển khai số mơ hình ứng dụng VoIP Tuy nhiên thời gian tìm hiểu hạn chế, nhân lực có người nên tốn xây dựng mơ hình ứng dụng VoIP thực tế doanh nghiệp cố phát sinh việc triển khai VoIP chưa giải Mục đích nhiệm vụ Trong đề tài em chủ giao thức sử dụng VoIP • Giao thức thiết lập điều khiển gọi: H.323, SIP 2/134 • Giao thức truyền tin mạng TCP/IP • Các giao thức nén giải nén thơng tin • Tìm hiểu dịch vụ sử dụng công nghệ VoIP giới Việt Nam Ý nghĩa lý luận thực tiễn đề tài Trước hết em xin gửi tới thầy giáo Nguyễn Duy Tân thầy giáo Vũ Xuân Thắng – Giảng viên Khoa Công nghệ thông tin – trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên – Lời cảm ơn chân thành sâu sắc trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình suốt trình em làm đồ án Em chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên hết lòng dạy bảo, giúp em năm học Đại học, giúp em có kiến thức kinh nghiệm quý báu sống tương lại Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đinh bạn bè giúp đơn, động viên em hoàn thành đồ án Hưng Yên, tháng năm 2009 Sinh viên Đinh Bá Trịnh 3/134 Danh mục từ viết tắt DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Ý nghĩa ACD Automatic Call Distribution ACELP Algebraic Code Excited Linear Prediction ACF Admission Confirmation ACK Acknowledgment ACR Admission Control Routine ADPCM Adaptive Difference PCM ADSL Asymmetric Digital Subcriber Line ARJ Admission Reject ARP Address Resolution Protocol 10 ARQ Admission Request 11 ASCII American Standard Code for Information Interchange 12 ATM Asynchronous Transfer Mode 13 AVT Audio/Video/Transport 14 BCF Bandwidth Change Confirmation 15 B-ISDN Broadband-Integrated Services Digital Network 16 BRJ Bandwidth Change Reject 17 BRQ Bandwidth Change Request 18 CIF Common Intermediate Format 19 CQ Custom Queuing 20 CRTP Compress Realtime Transport Protocol 21 CRV Call Reference Value 22 CT Computer Telephony 4/134 23 CTI Computer Telephony Intergration 24 DCF Disengate Confirmation 25 DHCP Dianmic Host Configuaration Protocol 26 DNS Domain Name Service 27 DRQ Disengage Request 28 DS0 Digitl Signal Level 29 DSCP Diff Serv Code Point 30 DTMF Dial Tone Multi Frequency 31 EAN Enterprise Area Network 32 ECTF Enterprise Computer Telephony Forum 33 ETSI European Telecommunications Standards Institude 34 FIFO First In First Out 35 GSM Global System for Mobile 36 GSTN General Switched Telephone Network 37 GT Global Transit 38 HTTP Hypertext Transfer protocol 39 IETF Internet Enginerring Task Force 40 IP Internet Protocol 41 IPX Internetwork Protocol Exchange 42 IRQ Information Request 43 IS Integrated Service 44 ISDN Integrated Services Digital Network 45 ISP Internet Service Provider 46 ISUP ISDN User Part 47 ITSP Internet Telephone Service Provider 48 ITU International Telecommunication Union 49 ITU-T International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization 5/134 50 IVR Interactive Voice Response 51 LAN Local Area Network 52 LCF Localtion Confirmation 53 LDAP Link Access Procedure On Channel 54 LFI Link Fragment and Interleaving 55 LRJ Location Reject 56 LRQ Location Request 57 MC Multipoint Controller 58 MCS Multipoint Communications System 59 MCU Multipoint Control Unit 60 MGCP Media Gateway Control Protocol 61 OSI Open Systems Interconnection 62 PBX Private Branch Exchange 63 PCM Pulse Code Modulation 64 PQ Priority Queuing 65 PSTN Public Switched Telephone Network 66 QoS Quality of Service 67 RAS Registration, Admission and Status 68 RSVP Resource Reservation Protocol 69 RTCP Real Time Control Protocol 70 RTP Realtime Transport Protocol 71 SAP Service Access Point 72 SCN Switched Circuit Network 73 SDP Session Descripsion Protocol 74 SIP Session Initiation Protocol 75 SS7 Signaling System 76 TCP Transmisstion Control Protocol 77 TDM Time Division Multiplexing 6/134 78 ToS Type of Service 79 UDP User Datagram Protocol 80 VoIP Voice over IP 81 VPN Virtual Private Network 82 WAN Wide Area Network 83 WFQ Weighted Fair Queuing 7/134 Chương 1: Tổng quan VOIP Tổng quan VOIP Dịch vụ điện thoại IP dịch vụ ứng dụng cao cấp cho phép truyền tải đàm thoại sử dụng hạ tầng mạng IP Nguyên tắc VoIP gồm việc số hóa tín hiệu giọng nói, nén tín hiệu số hóa, chia tín hiệu thành gói truyền gói số liệu IP Đến nơi nhận, gói số liệu ghép lại, giải mã tín hiệu analog để phục hồi âm Trong dịch vụ điện thoại IP có tham gia loại đối tượng cung cấp dịch vụ sau: • Nhà cung cấp dịch vụ Internet ISP • Nhà cung cấp dịch vụ điện thoại Internet ITSP • Nhà cung cấp dịch vụ mạng chuyển mạch kênh Để sử dụng dịch vụ điện thoại IP, người sử dụng cần thông qua mạng Internet chương trình ứng dụng cho điện thoại IP Trong nhà cung cấp dịch vụ Internet cung cấp truy cập Internet cho khách hàng họ nhà cung cấp dịch vụ điện thoại ITSP cung câp dịch vụ điện thoại IP cho khách hàng cách sử dụng chương trình ứng dụng dùng cho điện thoại IP Có thể nói dịch vụ truy cập Internet cung cấp ISP chưa đủ để cung cấp dịch vụ điện thoại thông qua dịch vụ điện thoại IP Người sử dụng cần phải truy nhập vào nhà cung cấp dịch vụ điện thoại IP sử dụng điện thoại IP Họ gọi nhận đàm thoại thông qua dịch vụ điện thoại IP có truy cập vào mạng Internet Để phục vụ cho việc truyền thông người sử dụng máy tính đầu cuối mạng Internet, công ty phần mềm cung cấp chương trình ứng dụng dùng cho điện thoại IP thực vai trò ITSP Đối với người sử dụng mạng chuyển mạch kênh, họ truy nhập vào ISP ITSP thông qua điểm truy nhập mạng chuyển mạch kênh VoIP dựa kết hợp mạng chuyển mạch kênh chuyển mạch gói mạng IP Mỗi loại mạng có đặc điểm khác biệt Trong mạng chuyển mạch kênh kênh truyền dẫn dành riêng thiết lập hai thiết bị đầu cuối thông qua hay nhiều nút chuyển mạch trung gian Dòng thơng tin trun kênh dòng bit truyền liên tục theo thời gian Băng thông kênh dành riêng đảm bảo cố định trình liên lạc (64Kbps mạng điện thoai PSTN), độ trễ thông tin nhỏ cỡ thời gian truyên thông tin kênh Khác với mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch gói (Packet Switching Network) sử dụng hệ thống lưu trữ truyền nút mạng Thông tin chia sẻ thành gói, gói thêm thơng tin điều kiển cần thiết cho trình truyền địa nơi gửi, địa nới nhận… Các 8/134 gói thơng tin đến nút mạng xử lý lưu trữ thời gian định truyền đến nút cho việc sử dụng kênh có hiệu cao Trong mạng chuyển mạch gói khơng có kênh dành riêng thiết lập, băng thông kênh logic hai thiết bị đầu cuối thường không cố định, độ trễ thông tin lớn mạng chuyển mạch kênh nhiều Áp dụng VoIP khai thác tính hiệu mạng truyền số liệu, khai thác tính linh hoạt phát triển ứng dụng giao thức IP Nhưng VoIP phức tạp đòi hỏi giải nhiều vấn đề Cấu hình mạng điện thoại IP Theo nghiên cứu ETSI, cấu hình chuẩn mạng điện thoại IP bao gồm phần tử sau: • • • • • • • Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP Mạng truy nhập IP Mạng xương sống IP Gateway Gatekeeper Mạng chuyển mạch kênh Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng chuyển mạch kênh Trong kết nối khác cấu hình mạng thêm bớt số phần tử Cấu hình chung mạng điện thoại IP gồm phần tử Gatekeeper, Gateway, thiết bị đầu cuối thoại máy tính Mỗi thiết bị đầu cuối giao tiếp với Gatekeeper giao tiếp giống với giao tiếp thiết bị đầu cuối Gateway Mỗi Gatekeeper chịu trách nhiệm quản lý vùng, nhiều Gatekeeper chia quản lý vùng trường hợp vùng có nhiều Gatekeeper Trong vùng quản lý Gatekeeper, tín hiệu báo hiệu chuyển tiếp qua nhiều Gatekeeper Do Gatekeeper phải có khả trao đổi thông tin với gọi liên quan đến nhiều Gatekeeper Cấu hình mạng điện thoại IP mơ tả hình 9/134 Cấu hình mạng điện thoại IP Chức phần tử mạng sau: Thiết bị đầu cuối Thiết bị đầu cuối nút cuối cấu hình mạng điện thoại IP Nó kết nối với mạng IP sử dụng giao diện truy nhập Một thiết bị đầu cuối cho phép thuê bao mạng IP thực gọi tới thuê bao khác mạng chuyển mạch kênh Các gọi Gatekeeper mà thiết bị đầu cuối thuê bao đăng ký giám sát Thiết bị đầu cuối nút cuối cấu hình mạng điện thoại IP Nó kết nối với mạng IP sử dụng giao diện truy nhập Một thiết bị đầu cuối cho phép thuê bao mạng IP thực gọi tới thuê bao khác mạng chuyển mạch kênh Các gọi Gatekeeper mà thiết bị đầu cuối thuê bao đăng ký giám sát Một thiết bị đầu cuối gồm khối chức sau: • Chức đầu cuối: Thu nhận tin • Chức bảo mật kênh truyền tải: đảm bảo tính bảo mật kênh truyền tải thơng tin kết nối với thiết bị đầu cuối • Chức bảo mật kênh báo hiệu: đảm bảo tính bảo mật kênh báo hiệu kết nối với thiết bị đầu cuối • Chức xác nhận: thiết lập đặc điểm nhận dạng khách hàng, thiết bị phần tử mạng, thu nhập thông tin dùng để xác định tin báo hiệu hay tin chứa thông tin truyền nhận chưa • Chức quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng • Chức ghi tin sử dụng: xác định ghi lại thông tin kiện (truy nhập, cảnh báo) tài nguyên 10/134 • Chức báo cáo tin sử dụng: báo cáo tin sử dụng thiết bị ngoại vi Mạng truy nhập IP Mạng truy nhập IP cho phép thiết bị đầu cuối, Gateway, Gatekeeper truy nhập vào mạng IP thơng qua sở hạ tầng sẵn có Sau vài loại giao diện truy nhập IP sử dụng cấu hình chuẩn mạng điện thoại IP: • • • • • Truy nhập PSTN Truy nhập ISDN Truy nhập LAN Truy nhập GSM Truy nhập DECT Đây tất giao diện truy nhập IP, vài loại khác nghiên cứu để sử dụng cho mạng điện thoại IP Đặc điểm giao diện gây ảnh hưởng đến chất lượng tính bảo mật gọi điện thoại IP Gatekeeper Gatekeeper phần tử mạng chịu trách nhiệm quản lý việc đăng ký, chấp nhận trạng thái thiết bị đầu cuối Gateway Gatekeeper tham gia vào việc quản lý vùng, xử lý gọi báo hiệu gọi Nó xác định đường dẫn để truyền báo hiệu gọi nội dung gọi Gatekeeper bao gồm khối chức sau: • Chức chuyển đổi địa E.164 (Số E.164 số điện thoại tuân thủ theo cấu trúc kế hoạch đánh số mô tả khuyến nghị E.164 Liên minh viễn thông quốc tế ITU): chuyển đổi địa E.164 sang địa IP ngược lại để truyền tin, nhận truyền địa IP để truyền tin, bao gồm mã lựa chọn nhà cung cấp • Chức dịch địa kênh thông tin: nhận truyền địa IP kênh truyền tải thông tin, bao gồm mã lựa chọn nhà cung cấp • Chức giao tiếp Gatekeeper: thực trao đổi thông tin Gatekeeper • Chức đăng ký: cung cấp thông tin cần đăng ký yêu cầu dịch vụ • Chức xác nhận: thiết lập đặc điểm nhận dạng khách hàng, thiết bị đầu cuối phần tử mạng • Chức bảo vệ kênh thơng tin: đảm bảo tính bảo mật kênh báo hiệu kết nối Gatekeeper với thiết bị đầu cuối • Chức tính cước: thu thập thơng tin để tính cước • Chức điều chỉnh tốc độ giá cước: xác định tốc độ giá cước 11/134 • Chức quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng • Chức ghi tin sử dụng: xác định ghi lại thông tin kiện (truy nhập, cảnh báo) tài nguyên • Chức báo cáo tin sử dụng: báo cáo tin sử dụng thiết bị ngoại vi Gateway Gateway phần tử khơng thiết phải có giao tiếp H.323 Nó đóng vai trò làm phần tử cầu nối tham gia vào gọi có chuyển tiếp từ mạng H.323 (ví dụ mạng LAN hay mạng Internet) sang mạng phi H.323 (ví dụ mạng chuyển kênh hay PSTN) Một Gateway kết nối vật lý với hay nhiều mạng IP hay với hay nhiều mạng chuyển mạch kênh Một Gateway bao gồm: Gateway báo hiệu, Gateway truyền tải kênh thoại, Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại Một hay nhiều chức thực Gatekeeper hay Gateway khác • Gateway báo hiệu SGW: cung cấp kênh báo hiệu mạng IP mạng chuyển mạch kênh Gateway báo hiệu phần tử trung gian chuyển đổi báo hiệu mạng IP (ví dụ H.323) báo hiệu mạng chuyển mạch kênh (ví dụ R2, CCS7) Gateway báo hiệu có chức sau: • Chức kết nối giao thức điều khiển gọi • Chức kết cuối báo hiệu từ mạng chuyển mạch kênh: phối hợp hoạt động với chức báo hiệu Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại • Chức báo hiệu: chuyển đổi báo hiệu mạng IP với báo hiệu mạng chuyển mạch kênh phi phối hợp hoạt động với Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại • Chức giao diện mạng chuyển mạch gói: kết cuối mạng chuyển mạch gói • Chức bảo mật kênh báo hiệu: đảm bảo tính bảo mật kênh báo hiệu nối với thiết bị đầu cuối • Chức quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng • Chức ghi tin sử dụng: xác định ghi lại thông tin kiện (truy nhập, cảnh báo) tài nguyên • Chức báo cáo tin sử dụng: báo các tin sử dụng thiết bị ngoại vi • Gateway truyền tải kênh thoại MGM: cung cấp phương tiện để thực chức chuyển đổi mã hóa Nó chuyển đổi mã hóa mạng IP với mã hóa truyền mạng chuyển mạch kênh Gateway truyền tải kênh thoại bao gồm khối chức sau: • Chức chuyển đổi địa kênh thông tin: cung cấp địa IP cho kênh thơng tin truyền nhận 12/134 • Chức chuyển đổi luồng: chuyển đổi luồng thông tin mạng IP mạng chuyển mạch kênh bao gồm việc chuyển đổi mã hóa triệt tiếng vọng • Chức dịch mã hóa: định tuyến luồng thơng tin mạng IP mạng chuyển mạch kênh • Chức giao diện với mạng chuyển mạch kênh: kết cuối điều khiển kênh mang thông tin từ mạng chuyển mạch kênh • Chức chuyển đổi kênh thơng tin mạng IP mạng chuyển mạch kênh: chuyển đổi kênh mang thông tin thoại, Fax, liệu mạng chuyển mạch kênh gói liệu mạch IP Nó thực chức xử lý tín hiệu thích hợp như: nén tín hiệu thoại, triệt tiếng vọng, mã hóa, chuyển đổi tín hiệu Fax điều tiết tốc độ modem tương tự Thêm vào đó, thực việc chuyển đổi tín hiệu mã đa tần DTMF mạng chuyển mạch kênh tín hiệu thích hợp mạng IP mã hóa tín hiệu thoại khơng mã hóa tín hiệu mã đa tần DTMF Chức chuyển đổi kênh thông tin mạng IP mạng chuyển mạch kênh thu nhập thơng tin lưu lượng gói chất lượng kênh gọi để sử dụng việc báo cáo chi tiết điều khiển gọi • Chức quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng • Chức ghi tin sử dụng: xác định ghi lại thông tin kiện (truy nhập, cảnh báo) tài nguyên • Chức báo cáo tin sử dụng: báo cáo tin sử dụng thiết bị ngoại vi • Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại MGWC: đóng vai trò phần tử kết nối Gateway báo hiệu Gatekeeper Nó cung cấp chức xử lý gọi cho Gateway, điều khiển Gateway truyền tải kênh thoại, nhận thông tin báo hiệu mạng chuyển mạch kênh từ Gateway báo hiệu thông tin báo hiệu mạng IP từ Gatekeeper Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại bao gồm chức sau: • Chức truyền nhận tin • Chức xác nhận: thiết lập đặc điểm nhận dạng người sử dụng, thiết bị phần tử mạng • Chức điều khiển gọi: lưu giữ trạng thái gọi Gateway Chức bao gồm tất điều khiển kết nối logic Gateway • Chức báo hiệu: chuyển đổi báo hiệu mạng IP báo hiệu mạng chuyển mạch kênh trình phối hợp hoạt động với Gateway báo hiệu • Chức quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng • Chức ghi tin sử dụng: xác định ghi lại thông tin kiện (truy nhập, cảnh báo) tài nguyên • Chức báo cáo tin sử dụng: báo cáo tin sử dụng thiết bị ngoại vi 13/134 Cấu trúc kết nối Hình mô tả thành phần mạng phục vụ cho dịch vụ thoại qua Internet Các phần tử mạng điện thoại IP Về chia cấu trúc kết nối ứng dụng dịch vụ thoại Internet thành ba loại: • Kết nối PC-PC • Kết nối PC-Máy thoại • Kết nối Máy thoại – Máy thoại Kết nối PC – PC Khi thực kết nối PC với PC mặt hình thức chia làm hai loại: Kết nối thông qua mạng LAN mạng IP Kết nối PC mạng IP với PC mạng IP khác thông qua mạng PSTN Kết nối PC – Máy thoại Đối với kết nối PC máy thoại, có chuyển tiếp từ mạng Internet sang mạng SCN nên có tham gia Gateway Sau số tình kết nối PC máy thoại: Một mạng LAN/Một nhà quản trị vùng 14/134 Đây kết nối đầu cuối IP máy điện thoại Trong mạng LAN có cấu trúc đơn giản gồm Gateway, Gatekeeper đầu cuối IP tạo thành phần mạng LAN Trong trường hợp đầu cuối IP Gateway muốn hoạt động đăng ký với Gatekeeper báo hiệu để thực gọi Gatekeeper điều khiển Hai mạng LAN/Một Gatekeeper/Một nhà quản trị vùng Trong trường hợp phần tử H.323 nằm hai mạng LAN gọi Gatekeeper giữ vai trò làm nhà quản trị vùng điều khiển Cấu trúc thích hợp cho việc xây dựng mạng công ty Hai mạng LAN/Hai Gatekeeper/Một nhà quản trị vùng Trong trường hợp phần tử H.323 nằm hai mạng LAN Về đặc điểm gần giống với trường hợp trên, nhờ có Gatekeeper thứ hai nên mạng LAN có Gatekeeper điêu khiển Nhờ phương thức điều khiển mềm dẻo cho phép nhà quản trị vùng điều khiển lưu lượng mạng LAN lưu lượng chuyển giao chúng Toàn báo hiệu gọi Gatekeeper nối trực tiếp với đầu cuối IP đóng vai trò làm nhà quản trị vùng điều khiển Hai mạng LAN/Hai nhà quản trị vùng/Có kết nối trực tiếp với Trường hợp thực kết nối có liên quan đến hai mạng LAN hai nhà quản trị mạng khác quản lý Trao đổi tin báo hiệu gọi chúng thông qua kênh báo hiệu nối trực tiếp hai Gatekeeper Hai mạng LAN/Hai nhà quản trị vùng/Kết nối thông qua Gatekeeper trung gian chúng khơng có kênh báo hiệu nối trực tiếp với để thực gọi chúng phải thông qua hay nhiều Gatekeeper khác đóng vai trò làm cầu nối Kết nối Máy thoại – Máy thoại Trong kết nối hai máy điện thoại thực không qua mạng IP thay kết nối mạng PSTN Đặc điểm điện thoại IP Điện thoại IP đời nhằm khai thác tính hiệu mạng truyền số liệu, khai thác tính linh hoạt phát triển ứng dụng giao thức IP áp dụng mạng toàn cầu mạng Internet Các tiến công nghệ mang đến cho điện thoại IP ưu điểm sau: 15/134 • Giảm chi phí gọi: Ưu điểm bật điện thoại IP so với dịch vụ điện thoại khả cung cấp gọi đường dài giá rẻ với chất lượng chấp nhận Nếu dịch vụ điện thoại IP triển khai, chi phí cho gọi đường dài tương đương với chi phí truy nhập Internet Nguyên nhân dẫn đến chi phí thấp tín hiệu thoại truyền tải mạng IP có khả sử dụng kênh hiệu cao Đồng thời, kỹ thuật nén thoại tiên tiến giảm tốc độ bít từ 64 Kbps xuống thấp tới Kbps (theo tiêu chuẩn nén thoại G.729A ITU-T) kết hợp với tốc độ xử lý nhanh vi xử lý ngày cho phép việc truyền tiếng nói theo thời gian thực thực với lượng tài nguyên băng thông thấp nhiều so với kỹ thuật cũ So sánh gọi mạng PSTN với gọi qua mạng IP, ta thấy: Chi phí phải trả cho gọi mạng PSTN chi phí phải bỏ để trì cho kênh 64 Kbps suốt từ đầu cuối tới đầu cuối thông qua hệ thống tổng đài Chi phí gọi đường dài (liên tỉnh, quốc tế) lớn Trong trường hợp gọi qua mạng IP, người sử dụng từ mạng PSTN phải trì kênh 64 Kbps đến Gateway nhà cung cấp dịch vụ địa phương Nhà cung cấp dịch vụ điện thoại IP đảm nhận nhiệm vụ nén, đóng gói tín hiệu thoại gửi chúng qua mạng IP cách có hiệu để tới Gateway nối tới mạng điện thoại khác có người liên lạc đầu Việc kết nối làm giảm đáng kể chi phí gọi phần lớn kênh truyền 64 Kbps thay việc truyền thông tin qua mạng liệu hiệu cao • Tích hợp mạng thoại, mạng số mạng báo hiệu: Trong điện thoại IP, tín hiệu thoại, số liệu báo hiệu mạng IP Điều tiết kiệm chi phí đầu tư để xây dựng mạng riêng rẽ • Khả mở rộng (Scalability): Nếu hệ tổng đài thường hệ thống kín, khó để thêm vào tính thiết bị mạng Internet thường có khả thêm vào tính Chính tính mềm dẻo mang lại cho dịch vụ điện thoại IP khả mở rộng dễ dàng so với điện thoại truyền thống • Khơng cần thơng tin điều khiển để thiết lập kênh truyền vật lý: Gói thơng tin mạng IP truyền đến đích mà khơng cần thiết lập kênh Gói cần mạng địa nơi nhận cuối thơng tin đến đích Do vậy, việc điều khiển gọi mạng IP cần tập trung vào chức gọi mà tập trung vào chức thiết lập kênh • Quản lý băng thơng: Trong điện thoại chuyển mạch kênh, tài nguyên băng thông cung cấp cho liên lạc cố định (một kênh 64 Kbps) điện thoại IP việc phân chia tài nguyên cho thoại linh hoạt nhiều Khi liên lạc cho chất lượng thoại tốt có thể; 16/134 lưu lượng mạng cao, mạng hạn chế băng thông gọi mức trì chất lượng thoại chấp nhận nhằm phục vụ lúc nhiều người Điểm yếu tố làm tăng hiệu sử dụng điện thoại IP Việc quản lý băng thông cách tiết kiệm cho phép người ta nghĩ tới dịch vụ cao cấp truyền hình hội nghị, đieefu mà với cơng nghệ chuyển mạch cũ người ta không thực chi phí q cao • Nhiều tính dịch vụ: Tính linh hoạt mạng IP cho phép tạo nhiều tính dịch vụ thoại Ví dụ cho biết thông tin người gọi tới hay thuê bao điện thoại IP có nhiều số liên lạc mà cần thiết bị đầu cuối (Ví dụ thiết bị IP Phone có số điện thoại dành cho cơng việc, cho gọi riêng tư) • Khả multimedia: Trong “cuộc gọi” người sử dụng vừa nói chuyện vừa sử dụng dịch vụ khác truyền file, chia sẻ liệu, hay xem hình ảnh người nói chuyện bên Điện thoại IP có hạn chế: • Kỹ thuật phức tạp: Truyền tín hiệu theo thời gian thực mạng chuyển mạch gói khó thực gói mạng khơng thể tránh độ trễ khơng cố định gói thơng tin truyền mạng Để có dịch vụ thoại chấp nhận được, cần thiết phải có kỹ thuật nén tín hiệu đạt yêu cầu khắt khe: tỉ số nén lớn (để giảm tốc độ bit xuống), có khả suy đốn tạo lại thơng tin gói bị thất lạc… Tốc độ xử lý Codec (Coder and Decoder) phải đủ mạnh để không làm đàm thoại bị gián đoạn Đồng thời sở hạ tầng mạng cần nâng cấp lên công nghệ Frame Relay, ATM,… để có tốc độ cao và/hoặc phải có chế thực chức QoS (Quality of Service) Tất điều làm cho kỹ thuật thực điện thoại IP trở nên phức tạp thực năm trước • Vấn đề bảo mật (security): Mạng Internet mạng có tính rộng khắp hỗn hợp (hetorogenous network) Trong có nhiều loại máy tính khác dịch vụ khác sử dụng chung sở hạ tầng Do đảm bảo thơng tin liên quan đến cá nhân số liên lạc truy nhập sử dụng dịch vụ người dùng giữ bí mật Như vậy, điện thoại IP chứng tỏ loại hình dịch vụ có tiềm Trong tương lai, điện thoại IP cung cấp dịch vụ có điện thoại mạng PSTN dịch vụ riêng nhằm đem lại lợi ích cho đơng đảo người dùng Tuy nhiên, điện thoại IP với tư cách dịch vụ khơng trở nên hấp dẫn PSTN chạy mạng IP Khách hàng chấp nhận loại dịch vụ đưa chi phí thấp và/hoặc tính vượt trội so với dịch vụ điện thoại 17/134 Các ứng dụng VoIP Dịch vụ thoại qua Internet Điện thoại Internet khơng cơng nghệ cho giới sử dụng máy tính mà cho người sử dụng điện thoại quay vào gateway Dịch vụ số nhà khai thác lớn cung cấp chất lượng thoại không thua chất lượng mạng thoại thông thường, đặc biệt tuyến quốc tế Mặc dù số vấn đề tương thích gateway, vấn đề sớm giải tiêu chuẩn H.323 ITU sử dụng rộng rãi Suốt từ máy tính bắt đầu kết nối với nhau, vấn đề mạng tích hợp luồn mối quan tâm người Mạng máy tính phát triển bên cạnh mạng điện thoại Các mạng máy tính mạng điện thoại song song tồn cấu, cấu khác nhau, mạng rộng WAN Công nghệ thoại IP không đe dọa đến mạng điện thoại tồn cầu mà dần thay chuyển mạch kênh truyền thống Sau vài ứng dụng tiêu biểu dịch vụ thoại Internet Thoại thông minh Hệ thống điện thoại ngày trở nên hữu hiệu: rẻ, phổ biến, dễ sử dụng, động Tuy nhiên có 12 phím để điều khiển Trong năm gần đây, người ta cố gắng để tạo thoại thông minh, thoại để bàn, sau đến server Nhưng cố gắng thất bại tồn hệ thống có sẵn Internet thay đổi điều Kể từ Internet phủ khắp tồn cầu, sử dụng để tăng thêm tính thơng minh cho mạng điện thoại tồn cầu Giữa mạng máy tính mạng điện thoại tồn mối liên hệ Internet cung cấp cách giám sát điều khiển thoại cách tiện lợi Chúng ta thấy khả kiểm soát điều khiển thoại thơng qua mạng Internet Dịch vụ tính cước cho bị gọi Thoại qua Internet giúp nhà khai thác có khả cung cấp dịch vụ tính cước cho bị gọi đến khách hàng nước giống khách hàng nước Để thực điều này, khách hàng cần PC với hệ điều hành Windows9x, địa kết nối Internet (tốc độ 28,8Kbps nhanh hơn), chương trình phần mềm chuyển đổi chẳng hạn Quicknet’s Technologies Internet PhoneJACK Thay gọi qua mạng điện thoại truyền thống, khách hàng gọi cho ban qua Internet việc sử dụng chương trình phần mềm chẳng hạn Internet Phone Vocaltec Netmeeting Microsoft Với chương trình phần mềm này, khách hàng gọi đến cơng ty bạn giống việc họ gọi qua mạng PSTN 18/134