XÂY DỰNG mô HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG đài ASTERISK (có code bên dưới)

XÂY DỰNG mô HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG đài ASTERISK (có code bên dưới) ................................ XÂY DỰNG mô HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG đài ASTERISK (có code bên dưới) ................................ XÂY DỰNG mô HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG đài ASTERISK (có code bên dưới) ................................ XÂY DỰNG mô HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG đài ASTERISK (có code bên dưới) ................................ XÂY DỰNG mô HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG đài ASTERISK (có code bên dưới) ................................

ĐỒ ÁN XÂY DỰNG MƠ HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG ĐÀI ASTERISK MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VIII DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU IX DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT III CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VOIP V CHƯƠNG TỔNG ĐÀI MÃ NGUỒN MỞ ASTERISK XV CHƯƠNG MƠ PHỎNG MƠ HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG ĐÀI ASTERISK CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN .7 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DSP Digital System Process CODEC Coder-Decoder IP Internet Protocol ACK Acknowledgment IVR Interactive Voice Response IETF Internet Engineering Task Force LAN Local Area Network PSTN Public Switched Telephone Network PBX Private Branch Exchange ITU International Telecommunication Union RTCP Real-Time Transport Control Protocol SDP Session Descripsion Protocol SIP Session Initiation Protocol TCP/IP TCP/IP protocol suite RTP Real-Time Transport Protocol UDP User Datagram Protocol VoIP Voice over Internet Protocol QoS Quality of Service CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ VoIP Cơng nghệ VoIP đời vào năm 1995 công ty VocalTel đưa phần mềm Internet chạy máy tính cá nhân giống điện thoại, PC ngày sử dụng card âm thanh, microphone, loa Phần mềm gọi Internet Phone, vào lúc sử dụng giao thức H323 giao thức SIP sử dụng phổ biến Do lúc hạn chế mặt cơng nghệ nên phần mềm có chất lượng thoại so với điện thoại thông thường Nhưng đời phần mềm đánh dấu cột mốc quan điện thoại IP Vì điện thoại IP truyền qua tài nguyên internet nên giá thành rẻ so với điện thoại PSTN Ngày lưu lượng VoIP phân tách so với liệu khác để đảm bảo chất lượng gọi Do chất lượng dịch vụ VoIP cải thiện đáng kể, thị trường phát triển ngày cao 1.1 Công nghệ VoIP VoIP (Voice Over IP) công nghệ cho phép truyền tải liệu thoại từ nơi sang nơi khác dựa giao thức IP (Internet Protocol) Nó sử dụng gói liệu IP (trên mạng LAN, WAN, Internet) với thơng tin truyền tải mã hố âm Công nghệ VoIP ngày phổ biến nước ta nay, việc áp dụng giải pháp VoIP doanh nghiệp thường nhắm đến để tối ưu chi phí thoại nâng cao hiệu suất cơng việc 1.2 Hoạt động VoIP Khi tín hiệu giọng nói truyền vào micro, tín hiệu điện từ tạo từ giọng nói, tín hiệu analog Lúc tín hiệu analog chuyển đổi sang tín hiệu digital sử dụng thuật tốn để chuyển đổi Ví dụ điện thoại truyền thống thơng thường, tín hiệu thoại lấy mẫu với tần số KHz sau lượng tử hóa bit/mẫu truyền với tốc độ 64 KHz đến mạng chuyển mạch truyền cho phía thu (destination) Phía thu nhận tín hiệu giải mã thành tín hiệu ban đầu Với công nghệ VoIP điều không khác so với điện thoại truyền thống thông thường Đầu tiên, tín hiệu thoại số hóa (digital), thiết bị khác có cách chuyển đổi khác ví dụ IPphone hay Softphone (nếu dùng điện thoại analog thơng thường cần Telephony Adapter để chuyển mạch) Nhưng thay truyền mạng PSTN truyền thống qua trường chuyển mạch, tín hiệu thoại lúc nén xuống tốc độ thấp đóng gói truyền qua mạng IP 1.3 Thành phần mạng VoIP Hình 1-: Thành phần mạng IP [1] Các thành phần mạng điện thoại IP bao gồm phần tử sau: • Thiết bị đầu cuối (Terminal) kết nối với mạng IP • Gateway • Gatekeeper • Mơi trường mạng IP • Mạng điện thoại truyền thống PSTN Mơ hình mạng thay đổi thêm bớt phần tử kết nối vào hạ tầng mạng 1.3.1 Các thiết bị đầu cuối Thiết bị đầu cuối terminal kết nối với mạng điện thoại IP Nó thiết lập với mạng IP sử dụng giao diện truy nhập lớp Application mơ hình tham chiếu OSI Các thiết bị đầu cuối mạng IP thực gọi với thực gọi tới thuê bao khác mạng PSTN Các gọi quản lý Gatekeeper mà thiết bị đầu cuối thuê bao đăng ký giám sát 1.3.2 Gateway Gateway có vai trò phần tử kết nối loại mạng lại với tham gia vào gọi có chuyển tiếp từ mạng IP sang mạng chuyển mạch kênh hay PSTN Nó khơng tạo thay đổi phức tạp đến sở hạ tầng điện thoại mạng có Một Gateway kết nối vật lý với nhiều mạng IP hay nhiều mạng chuyển mạch kênh Gateway dịch tín hiệu analog ISDN, GSM thành gói liệu cho giao thức SIP RTP ngược lại 1.3.3 Gatekeeper Gatekeeper phần tử chịu trách nhiệm quản lý việc đăng ký (Register), lưu trữ ghi nhận trạng thái thiết bị đầu cuối Gateway Gatekeeper tham gia vào việc quản lý vùng mạng kết nối, xử lý báo hiệu gọi Nó xác định đường để truyền báo hiệu gọi truyền tải nội dung gọi Gatekeeper bao gồm thành phần chức sau: • Chức chuyển đổi địa E.164 • Chức dịch địa kênh thông tin • Chức giao tiếp Gatekeeper • Chức Register • Chức Confirm • Chức Security Information • Chức Billing • Chức điều chỉnh tốc độ giá cước • Chức Management • Chức ghi, báo cáo tin sử dụng 1.3.4 Mạng truy nhập IP Mạng IP loại mạng liệu sử dụng giao thức TCP/IP sử dụng giao thức IP layer layer giao thức sử dụng LAN, Frame Relay, PPP,X.25 Các thiết bị đầu cuối, Gatekeeper, Gateway truy nhập vào mạng IP dựa sở hạ tầng sẵn có 1.4 Các mơ hình kết nối mạng VoIP Các mơ hình kết nối thường sử dụng VoIP: • Kết nối PC to PC hay PC to Phone • Kết nối Phone to Phone 1.4.1 Kết nối PC to PC hay PC to Phone Đối với mơ hình này, máy tính điện thoại cần trang bị card âm thanh, speaker, microphone, kết nối trực tiếp với mạng Internet thơng qua card mạng modem wifi Hình 1-: Loại kết nối PC to PC [1] Các tiến trình lấy mẫu tín hiệu, mã hóa, giải mã, nén giải nén tín hiệu máy tính điện thoại xử lý Kết nối PC to PC, PC to Phone hình thức chia làm hai loại: • Kết nối thơng qua mạng IP mạng LAN • Kết nối PC/Phone với PC/Phone mạng IP với mạng IP khác thông qua PSTN 1.4.2 Kết nối Phone to Phone Hình 1-: Loại kết nối Phone to Phone [1] Mơ hình Phone to Phone mơ hình mở rộng mơ hình PC to PC, PC to Phone sử dụng môi trường Internet làm cầu nối liên lạc mạng PSTN Trong mơ hình Gateway đóng vài trò kết nối mạng PSTN vào mạng Internet Tiến trình gọi từ mạng PSTN kết nối đến Gateway gần Sau Gateway địa phân giải từ địa PSTN sang địa IP để phù hợp với môi trường Internet Lúc việc xử lý môi trường mạng IP định tuyến gói tin để đến mạng đích phức tạp qua nhiều chặn Đồng thời lúc Gateway có chức chuyển đổi tín hiệu thoại analog sang tín hiệu digital sau mã hố, nén, đóng gói gửi qua mạng IP Tại phía mạng đích kết nối với Gateway, Gateway làm nhiệm vụ ngược lại chuyển đổi trở lại thành địa PSTN, giải nén, giải mã chuyển đổi ngược lại thành tín hiệu analog đến mạng PSTN đích 1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng VoIP Các vấn đề chất lượng dịch vụ (QoS) yếu tố ảnh hưởng lớn, đóng vai trò quan trọng tồn mạng viễn thông Ba yếu tố sau yếu tố ảnh hưởng nhiều đến chất lượng dịch vụ mạng VoIP: • Delay (Trễ) • Jitter (Hiện tượng sai lệch thời gian) • Packet Loss (Mất gói tin) 1.5.1 Delay Delay (Trễ) hiểu khoảng thời gian bị tiêu hao đàm thoại Delay xuất phát từ nhiều nguyên nhân từ truyền tin gói tin qua mạng IP xử lý tín hiệu số DSP, Jitter, thuật toán nén giải nén Delay yếu tố tránh khỏi loại mạng Thơng thường mạng điện thoại truyền thống có thời gian trễ vào khoảng 50 đến 70ms Trong mạng VoIP để có khoảng thời gian trễ điều khó thực Tổ chức ITU khuyến nghị chất lượng dịch vụ VoIP tốt độ trễ chiều vào khoảng 140ms không vượt 150ms: tin ACK để thông báo tiến trình bắt tay thành cơng, lúc q trình thiết lập gọi bắt đầu Các tin ACK ln đóng thêm gói tin SDP để mơ tả thơng tin phía người gọi • Bản tin BYE: Bản tin dùng để kết thúc phiên làm việc • Bản tin CANCEL: Bản tin thường dùng để huỷ yêu cầu thiết lập gọi, yêu cầu UAS dừng xử lý thiết lập gọi lúc UAS tạo phản hồi lỗi Bản tin CANCEL phù hợp với tin INVITE tin mà hệ thống nhiều thời gian để phản hồi • Bản tin REGISTER: Bản tin sử dụng để đăng ký thông tin UAC với UAS Các tin phản hồi SIP: • Bản tin 1xx Provisional: Đây tin phản hồi tạm thời cho biết nhận yêu cầu từ UAC tiếp tục trình yêu cầu • Bản tin 2x Success: Bản tin thể nhận đầy đủ thông tin thiết lập, hiểu chấp nhận • Bản tin 3xx Redirection: Khi tin có nghĩa thơng báo cần phải có tin khác để thực thi q trình u cầu • Bản tin 4xx Client Error: Bản tin xuất yêu cầu UA chứa cấu trúc liệu sai, không đáp ứng thơng tin server • Bản tin 5xx Server Error: Server khơng thể hồn tất đáp ứng u cầu khơng hợp lệ • Bản tin 6xx Global Failure: Bản tin thông báo yêu cầu thực thi server c Quá trình thiết lập gọi SIP Hình 2-: Quá trình thiết lập gọi SIP [6] (1) User Agent A (UAA) gửi tin INVITE chứa thông người gọi tới Asterisk Server, tin chứa gói tin SDP mô tả địa IP, Port, Codecs,…của UAA trình truyền liệu (2) Asterisk Sever (AS) lúc gửi tin INVITE tới User Agent B (UAB) thay đổi địa IP, Port, Codecs,…thành AS Có thể nhận thấy AS ln tham gia vào trình truyền nhận hai User Agents (3) Đồng thời lúc AS gửi cho UAA tin 100 Trying để giữ trình kết nối (4) UAB nhận tin INVITE từ AS gửi tin 100 Trying để giữ trình thiết lập kết nối (5) UAB lúc chấp nhận gọi gửi tin 200 OK gói tin SDP chứa thơng số địa IP, Port, Codecs, UUB (6), (7), (8) AS nhận tin UAB thay đổi thông tin gói SDP để chuyển tiếp cho UAA Lúc UAA nhận tin 200 OK phản hồi tin ACK cho biết nhận tin 200 OK (9), (10) Cả hai UA cúp máy gửi tin BYE xác nhận tin 200 OK 2.6 So sánh hai giao thức H.323 SIP Bảng 2-: Bảng so sánh SIP H.323 Thơng số SIP H.323 kỹ thuật Tính SIP hỗ trợ kết nối truyền thông đa H.323 thiết kế để xây phương tiện qua mạng IP âm dựng kiểu kết nối hai thanh, hình ảnh liệu Hỗ trợ điểm Không hỗ trợ Multimedia Conferencing TCP/UDP với ports 5060 5061 Multimedia Conferencing UDP với ports 1718, 1719, dụng Servers SIP Proxy, Redirect, Registration 1720 Gatekeepes Signalling servers UDP TCP TCP (UDP hỗ trợ version ASCII RTP 3) Binary RTP Port sử Protocol Cose basis Media Protocol Other Hỗ trợ IETF/IP SDP, Hỗ trợ ITU/ISDN Protocols HTTP/1.1 H.225, H.245, H450 ĐỒ ÁN Trang 1/43 CHƯƠNG MƠ PHỎNG MƠ HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG ĐÀI ASTERISK 3.1 Kế hoạch thực thi gọi (Diaplan) Dialplan điểm mạnh bật tổng đài Asterisk so với hệ thống điện thoại truyền thống, khả cho phép người dùng tùy biến Dialplan theo ý Một Dialplan cho biết gọi thực thi qua thông hệ thống Asterisk Để hệ thống Asterisk hoạt động theo tùy biến người dùng cần phải nắm rõ hoạt động Dialplan Đó cơng việc thiết lập, cấu hình hoạt động hệ thống Asterisk tùy biến gọi hệ thống, danh sách bước cấu hình file extensions.conf, sip.conf,…đây lệnh liên tục để hệ thống phải thực tác vụ Điều cho thấy khác biệt rõ rệt với hệ thống điện thoại truyền thống Tất tùy biến, cấu hình hệ thống tổng đài Asterisk phụ thuộc vào người sử dụng Dialplan tập hợp gồm nhiều extensions Khi dòng lệnh tương ứng với extention ứng dụng phù hợp với extension thực thi XÂY DỰNG MƠ HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG DÀI ASTERISK ĐỒ ÁN Trang 2/43 3.2 Lưu đồ thuật tốn Hình 3-: Lưu đồ thuật tốn 3.3 Mơ tả hoạt động Kế hoạch thực thi Dialplan mơ hình sau: • Cấu hình gọi nội tổ chức mà cụ thể Phòng Đại Học (PĐH có số nội 100), Tổ Tư Vấn Học Đường (TTVHĐ có số nội 101), Khoa Điện – Điện Tử (ĐĐT có số nội 102) • Giả lập trường hợp gọi vào số Trường Đại Học Tôn Đức Thắng thực tương tác thoại (IVR) để quay số sau ấn phím để gặp PĐH, ấn phím để gặp TTVHĐ, ấn phím để gặp ĐĐT XÂY DỰNG MƠ HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG DÀI ASTERISK ĐỒ ÁN Trang 3/43 3.3.1 Thực gọi nội Hình 3-: Mơ hình PC to Phone mạng nội Ở máy tính sử dụng phần mềm softphone X-Lite để gọi điện, điện thoại sử dụng phần mềm Zoiper Tất máy tính, điện thoại đăng ký thơng tin vào server Mô thực sau, máy tính cấu hình có tên Phòng Đại Học số gọi nội 100, điện thoại có tên Khoa Điện – Điện Tử số gọi nội 101 Thực gọi ta thấy Asterisk thực thi theo extension file extensions.conf cấu hình Khi thực gọi đến 101 tức gọi đến Khoa Điện – Điện Tử ta thấy sau: XÂY DỰNG MƠ HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG DÀI ASTERISK ĐỒ ÁN Trang 4/43 Hình 3-: Mơ hình PC to Phone Với mơ hình gọi nội ta gọi từ điện thoại sang máy tính, từ điện thoại sang điện thoại 3.3.2 Giả lập mơ hình quay số tương tác thoại IVR Đối với mơ hình giả lập ví dụ gọi vào số Trường Đại Học Tơn Đức Thắng có số đại diện 0283000000, lúc sau nghe hướng dẫn tương tác từ thoại người gọi ấn phím để gặp PĐH, ấn phím để gặp Tổ Tư Vấn Học Đường, ấn phím để gặp Khoa Điện – Điện Tử,… XÂY DỰNG MƠ HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG DÀI ASTERISK ĐỒ ÁN Trang 5/43 Hình 3-: Thực gọi quay số Sau thực ấn phím tức gọi đến PĐH, hệ thống gọi tương tác đến máy tình lúc PĐH Hình 3-: Tương tác nhấn phím XÂY DỰNG MƠ HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG DÀI ASTERISK ĐỒ ÁN Trang 6/43 3.3.3 Cấu hình hàng đợi Vấn đề đặt giả sử lúc có thêm người gọi đến PĐH sao, lúc việc cấu hình hàng đợi cho người gọi quan trọng Ta thực giả lập mô trường hợp ví dụ gọi đến PĐH lúc bận khơng thể nhấc máy lý đó, lúc người gọi được đưa vào hàng đợi nghe nhạc chờ Sau hết nhạc chờ mà không nhấc máy có thơng báo hệ thống bận thơng tin đến người gọi Tồn thực thi cấu hình file queues.conf Hình 3-: Cấu hình hàng đợi UA bận XÂY DỰNG MƠ HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG DÀI ASTERISK ĐỒ ÁN Trang 7/43 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN 4.1 Phạm vi hoàn thành hạn chế đề tài 4.1.1 Phạm vi hoàn thành đề tài Khảo sát công nghệ VoIP hai giao thức H.323, SIP Mơ mơ hình PC to Phone tổng đài nội Asterisk Áp dụng tính tương tác thoại (IVR), hàng đợi (Queues), nhạc chuông chờ (Music On Hold),… 4.1.2 Hạn chế đề tài Do phạm vi đề tài mang tính chất khảo sát tính tổng đài Asterisk nội nên chưa tích hợp tính thực tế khác tính cước (Billing), hạn chế số lượng người gọi hay thời gian gọi (Blacklist),… 4.2 Kết luận Qua khảo sát, đề tài tập trung nhiều vào nghiên cứu Công nghệ VoIP giao thức H.323, SIP Mô tổng đài Asterisk tính khó thực tổng đài truyền thống, điều giúp giảm chi phí nhiều Việc sử dụng tổng đài Asterisk mang lại lợi ích lớn cho người sử dụng việc tiết kiệm chi phí, tùy biến, quản lý cài đặt 4.3 Hướng phát triển Tích hợp nhiều tính mở rộng Billing, Blacklist, áp dụng gọi nhiều chi nhánh tỉnh, thành phố, hoăc chí gọi nước Xây dựng sở liệu lớn để đưa phần mềm quản lý vào hệ thống tổng đài Asterisk từ nhằm nâng cao chất lượng phục vụ cho doanh nghiệp Quan tâm đến vấn đề bảo mật hệ thống nhằm tránh bị lộ thông tin phải dùng mạng IP XÂY DỰNG MƠ HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG DÀI ASTERISK ĐỒ ÁN Trang 8/43 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Vũ Văn Định (2010), Tổng đài VoIP triển khai, Luận văn thạc sĩ khoa học Điện Tử - Viễn Thông, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội [2] Trần Công Hùng (2011), Kỹ thuật thoại IP – VoIP, Nhà xuất thông tin truyền thông, Hà Ni [3] Https://asterisk.vn/ Ting Anh: [4] Flavio E Gonỗalves, Revision: Luis F Gonỗalves (2006), Asterisk PBX Configuration Guide [5] Jim Van Meggelen, Leif Madsen, and Jared Smith (2007), Asterisk™: The Future of Telephony, Second Edition, [6] Https://tools.ietf.org/html/rfc2543 [7] Https://asterisk.org/ XÂY DỰNG MƠ HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG DÀI ASTERISK ĐỒ ÁN Trang 9/43 PHỤ LỤC Danh mục code file sip.conf [100] type=friend username=PhongDaiHoc host=dynamic secret=123 context=NoiBo [101] type=friend username=KhoaDien host=dynamic secret=456 context=NoiBo [102] type=friend username=TTVHD host=dynamic secret=789 context=NoiBo XÂY DỰNG MƠ HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG DÀI ASTERISK ĐỒ ÁN Trang 10/43 [0283000000] type=user username=TDTU host=dynamic context=NoiBo Danh mục code file extensions.conf [NoiBo] exten => 100,1,Answer() exten => 100,n,Playback(pb-phongdh) exten => 100,n,Dial(SIP/100,30) exten => 100,n,Queue(queues,,,,30) exten => 100,n,Playback(thongbaoban) ;exten => 100,n,VoiceMail(100@voicemail,u) exten => 100,n,Hangup() exten => 101,1,Answer() exten => 101,n,Playback(pb-ddt) exten => 101,n,Dial(SIP/101,15) exten => 101,n,Queue(queues,,,,60) exten => 101,n,Hangup() exten => 102,1,Answer() exten => 102,n,Playback(pb-tuvan) XÂY DỰNG MƠ HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG DÀI ASTERISK ĐỒ ÁN Trang 11/43 exten => 102,n,Dial(SIP/102,15) exten => 102,n,Queue(queues,,,,60) exten => 102,n,Hangup() ;trunk exten => 0283000000,1,Answer() exten => 0283000000,n,Background(loichao) exten => 0283000000,n,WaitExten(10) exten => 1,1,Goto(NoiBo,100,1) exten => 2,1,Goto(NoiBo,101,1) exten => 3,1,Goto(NoiBo,102,1) ;[wait] ;exten => 101,1,Background(loichao) ;[PDH] ;exten => s,1,NoOp() ;exten => 1,Answer() ;exten => n,Dial(SIP/100) ;exten => n,Hangup() Danh mục code file queues.conf [queues] member => SIP/100 member => SIP/101 XÂY DỰNG MƠ HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG DÀI ASTERISK ĐỒ ÁN Trang 12/43 member => SIP/102 musiconhold = default strategy = leastrecent timeout = 30 ;retry = ;context = wait XÂY DỰNG MƠ HÌNH PC TO PHONE TRÊN TỔNG DÀI ASTERISK ... 1.4 Các mơ hình kết nối mạng VoIP Các mơ hình kết nối thường sử dụng VoIP: • Kết nối PC to PC hay PC to Phone • Kết nối Phone to Phone 1.4.1 Kết nối PC to PC hay PC to Phone Đối với mơ hình này,... 1-: Loại kết nối Phone to Phone [1] Mơ hình Phone to Phone mơ hình mở rộng mơ hình PC to PC, PC to Phone sử dụng môi trường Internet làm cầu nối liên lạc mạng PSTN Trong mơ hình Gateway đóng... nối PC to PC, PC to Phone hình thức chia làm hai loại: • Kết nối thơng qua mạng IP mạng LAN • Kết nối PC/ Phone với PC/ Phone mạng IP với mạng IP khác thông qua PSTN 1.4.2 Kết nối Phone to Phone Hình