GIAO TIẾP GIỮA ĐIỆN THOẠIVÀ MÁY TÍNH

GIAO TIẾP GIỮA ĐIỆN THOẠIVÀ MÁY TÍNH I. Sự cần thiết của modem : Như chúng ta đã biết kỹ thuật điện thoại ra đời và phát triển rất sớm trước kỹ thuật máy tính. Ngày đó, đường dây điện thoại được thiết kế chỉ để truyền tín hiệu của tiếng nói có tần số của âm thanh. Dạng tín hiệu này thuộc loại tín hiệu tương tự (analog) và thường gọi là sóng âm tần hình sin. Trong khi đó, máy tính chỉ có thể xử lý các tín hiệu số (digital) có tần số cao. Nếu tín hiệu số này được truyền trực tiếp trên đường dây điện thoại thì chúng sẽ bị suy giảm và biến dạng. Vì thế, một thiết bị chuyển đổi qua lại giữa hai tín hiệu này đã ra đời, gọi là modem. Công việc chuyển tín hiệu số của máy tính thành tín hiệu tương tự của đường dây điện thoại được thực hiện bằng một số phương pháp mà người ta gọi là điều chế (Modulation). Ngược lại, công việc chuyển tín hiệu tương tự của đường dây điện thoại thành tín hiệu số của máy tính cũng được thực hiện bằng một số phương pháp mà người ta gọi là giải điều chế (Demodulation). Modem chính là viết tắt của 2 chữ Modulation và Demodulation. Ứng dụng của modem mà chúng ta thường thấy nhất là kết hợp với máy tính để truy cập internet. Trong trường hợp này, mỗi đầu của đường dây điện thoại sẽ nối vào một modem gắn vào máy tính. Nhờ đó chúng ta có thể truy xuất được dữ liệu của máy kia (máy chủ). Còn ở đây, đối với công việc thông báo qua điện thoại từ máy tính, ta chỉ cần nối một đầu dây điện thoại vào modem gắn với máy tính tại trường học. Người gọi có thể sử dụng bất kỳ điện thoại nào để gọi tới. Lúc này tín hiệu từ đường dây điện thoại sẽ được modem chuyển đổi thành tín hiệu số và đưa vào máy tính để xử lý. Sau đó máy tính sẽ phát trở lại các tín hiệu số (ví dụ như tiếng nói ở dạng số) cho modem để modem chuyển đổi thành các tín hiệu tương tự (tiếng nói ở dạng tương tự) và truyền ngược trở lại người gọi. Nhờ đó , người gọi có thể nghe được. I. Giao tiếp lập trình ứng dụng cho hệ thống điện thoại - TAPI (Telephony Application Programming Interface) : I.1. Một số khái niệm trong mô hình TAPI : I.1.1. TAPI là gì ? TAPI được phát triển bởi sự kết hợp của hai hãng Intel và Microsoft . TAPI được thiết kế để truy xuất các dịch vụ điện thoại trên tất cả các hệ điều hành Windows. Nói cách khác, TAPI là tập hợp các hàm đơn lẻ được Windows cung cấp để hỗ trợ cho việc lập trình giao tiếp giữa điện thoại và máy tính thông qua modem hoặc các thiết bị truyền thông . Với TAPI , người lập trình không phải lo lắng về các tập lệnh của modem để khởi tạo nó hoặc phải chọn cổng hoạt động cho modem. Mục đích của TAPI là cho phép các nhà lập trình viết những ứng dụng mà không cần quan tâm chi tiết đến thiết bị phần cứng. Ví dụ với modem, người lập trình không cần biết modem loại nào, của hãng nào, tập lệnh của của modem là gì, sử dụng cổng nối tiếp hay song song hay cổng USB, chỉ cần thiết bị phần cứng đó có một TAPI driver gọi là TSP(Telephone Service Provider) do nhà sản xuất cung cấp, mà thường khi cài thiết bị phần cứng này vào máy thì tất cả các driver của nó đều được cài vào. Do đó chỉ cần thiết bị này hoạt động tốt thì ứng dụng TAPI sẽ không gặp vấn đề gì. TAPI hỗ trợ cả việc truyền số liệu lẫn tiếng nói ở nhiều loại thiết bị đầu cuối khác nhau, hỗ trợ các kiểu kết nối phức tạp và các kỹ thuật quản lý cuộc gọi như: tạo cuộc gọi, chờ cuộc gọi , hộp thư thoại, vv . Các ứng dụng được viết bởi TAPI có thể truy cập trực tiếp vào các dịch vụ trên đường dây điện thoại. Các ứng dụng này có thể phát ra và nhận vào mọi tín hiệu của điện thoại. Dù đường dây điện thoại truyền tín hiệu dạng tương tự hay dạng số thì ta cũng cần một thiết bị giao tiếp giữa máy tính và đường dây điện thoại . Dĩ nhiên, thiết bị giao tiếp đó phải có hỗ trợ TAPI TSP. Thiết bị này có thể là một trạm ISDN , một bảng mạch hệ thống điện thoại hoặc đơn giản là một modem I.1.2. Chương trình ứng dụng TAPI : Ứng dụng TAPI là ứng dụng mà có sử dụng giao tiếp lập trình hệ thống điện thoại nhằm thực hiện một công việc gì đó. Ví dụ : phần mềm giả lập điện thoại trong mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN), phần mềm gửi/nhận fax, hộp thư thoại, hệ thống trả lời tự động, điện thoại qua internet (VoIP) vv . I.1.3. TAPI DLL (Dynamic link library - Thư viện liên kết động) : Các thư viện này cùng với TAPI Server (Tapisvr.exe) là sự trừu tượng hóa trong việc phân cách giữa người dùng và các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại. Một thư viện TAPI liên kết với TAPI Server để cung cấp một giao tiếp giữa 2 lớp (xem mô hình lập trình cho hệ thống điện thoại ở phần sau). Có 3 thư viện liên quan tới TAPI : Tapi.dll, Tapi32.dll, Tapi3.dll . Mỗi thư viện này đều có vài trò như nhau : Ứng dụng TAPI 16-bit Tapi.dll Tapi32.dll Ứng dụng TAPI 32-bit Tapi32.dll Ứng dụng TAPI3 32-bit Tapi3.dll MSP TAPISVR.EXE TSP Registry Telephony Control Panel, Dialing Properties, vv . Mỗi thư viện này tương ứng với một thời điểm phiên bản của TAPI. Các ứng dụng 16-bit liên kết với Tapi.dll . Trong Windows 98/NT/2000, Tapi.dll sẽ hoạt động bằng cách ánh xạ các địa chỉ 16-bit tới các địa chỉ 32-bit , đồng thời chuyển các yêu cầu tới Tapi32.dll. Với các ứng dụng 32-bit thì chúng sẽ liên kết với Tapi32.dll (TAPI phiên bản 1.4 - 2.2). Với TAPI 3.0 và 3.1 thì ứng dụng sẽ liên kết với Tapi3.dll I.1.4. MSP (Media Service Provider ) : Trước hết MSP chỉ đến với TAPI 3, nó cho phép việc điều khiển một ứng dụng qua phương tiện với cơ chế vận chuyển đặc biệt. Một MSP luôn luôn tồn tại song song với một TSP (Tapi Service Provider). Một MSP cho phép việc điều khiển phương tiện thông qua việc sử dụng thiết bị cuối và các giao tiếp luồng được định nghĩa bởi TAPI I.1.5. MSPI (Media Service Provider Interface) : MSPI là tập hợp các giao tiếp và các phương thức được thực hiện bởi MSP nhằm cho phép việc điều khiển một ứng dụng TAPI 3 trên phương tiện trong suốt phiên liên lạc truyền thông. I.1.6. TAPI Server : TAPI Server được xem như kho trung tâm lưu trữ các thông tin về hệ thống điện thoại trên máy người dùng. Tiến trình của dịch vụ này giám sát các tài nguyên cục bộ và ở xa của hệ thống điện thoại, giám sát các ứng dụng TAPI, và thực hiện một giao tiếp phù hợp với các TSP. (xem mô hình lập trình hệ thống điện thoại ở phần sau để thấy mối liên hệ giữa TAPI Server và các thành phần khác) . Trong Windows 95, 98, NT, TAPI Server (Tapisrv.exe) sẽ chạy như một tiến trình riêng biệt. Trong Windows 2000, nó chạy trong ngữ cảnh của Svchost.exe . Khi ứng dụng nạp TAPI DLL và thực hiện công việc khởi tạo xong, DLL sẽ xây dựng một kết nối tới TAPI Server. Sau đó TAPI Server sẽ nạp các TSP. I.1.7. TSP (Telephony Service Provider ) : TSP thực chất là một thư viện liên kết động hỗ trợ việc điều khiển các thiết bị truyền thông thông qua một tập các hàm dịch vụ. Ứng dụng TAPI sử dụng các lệnh được chuẩn hóa , và TSP điều khiển các lệnh đặc trưng mà cần phải được trao đổi với thiết bị. I.1.8. TSPI (Telephony Service Provider Interface ) : TSP phải tạo ra một giao tiếp TSP phù hợp để thực hiện chức năng như một nhà cung cấp dịch vụ trong môi trường hệ thống điện thoại. TSPI định nghĩa ra các hàm ngoại mà được hỗ trợ bởi TSP. I.1.9. Service Providers : Đây được xem như bộ phận cung cấp các dịch vụ cần thiết để thực hiện việc điều khiển thiết bị điện thoại một cách chi tiết. TSP cung cấp các điều khiển cuộc gọi và MSP nếu có sẽ cung cấp điều khiển luồng qua phương tiện. Tất cả các TSP thực thi bên trong tiến trình TAPISRV. Các bộ phận cung cấp dịch vụ có thể tạo ra các thread ngay trong ngữ cảnh của TAPISRV khi cần và được chắc chắn rằng không có tài nguyên nào mà chúng tạo ra bị hủy do thoát khỏi một ứng dụng cá nhân nào đó. Khi cần TAPI Server có thể dịch các câu lệnh của ứng dụng sang tập các lệnh phù hợp như là TSPI. Các MSP thực thi ngay trong tiến trình của ứng dụng, cho phép phản hồi nhanh một số yêu cầu trong việc điều khiển phương tiện. TAPI DLL cung cấp một kết nối chặt chẽ tới MSPI. I.2. Mô hình lập trình cho hệ thống điện thoại : Ứng dụng TAPI TAPI DLL (Dynamic Link Library) MSP (Media Service Provider) TAPISVR (TAPI Server) TSP (TAPI Service Provider) Device MSPI Service Providers TSPI - Ứng dụng TAPI sẽ nạp thư viện TAPI (TAPI DLL) vào và sử dụng TAPI cho các nhu cầu truyền thông - TAPI sẽ tạo ra một kết nối với TAPI Server. Ngoài ra, với TAPI phiên bản 3 sẽ tạo thêm một đối tượng MSP và kết nối với nó bằng cách sử dụng tập các câu lệnh được định nghĩa trước, hình thành nên MSPI - Khi ứng dụng thực hiện một thao tác TAPI, thư viện TAPI sẽ làm một số kiểm tra cần thiết , sau đó sẽ chuyển thông tin cho TAPISVR - TAPISVR liên lạc với các tài nguyên khả dụng trên máy tính và giao tiếp với các TSP bằng cách sử dụng TSPI - Những kết nối giữa TSP và MSP được diễn ra bằng cách sử dụng một kết nối ảo thông qua TAPI DLL và TAPISVR - TSP và MSP sẽ làm nhiệm vụ cung cấp những thông tin về các trạng thái, chức năng của thiết bị khi có yêu cầu. Kết quả của việc lập trình theo mô hình này là ứng dụng vẫn có thể hoạt động khi thay thế thiết bị mới mà không cần thực hiện những thay đổi mã nguồn. I.3. Mô hình ứng dụng TAPI : Khởi tạo TAPI Điều khiển phiên làm việc Điều khiển thiết bị Điều khiển phương tiện Kết thúc TAPI 1. Khởi tạo TAPI (TAPI Initialization) : - Khởi tạo môi trường truyền thông trên máy tính - Việc khởi tạo là đồng bộ và không quay trở về cho tới khi thao tác hoàn tất hoặc bị lỗi - Nếu TAPISRV không đang chạy thì TAPI sẽ gọi nó - TAPI thiết lập một kết nối cho tiến trình TAPISRV - TAPISRV nạp vào các bộ phận cung cấp dịch vụ được chỉ định trong registry và buộc chúng khởi tạo những thiết bị mà chúng hỗ trợ. - Lấy số phiên bản thích hợp cho ứng dụng TAPI, TAPI và bộ cung cấp dịch vụ điện thoại . Công việc này bắt buộc phải làm ở TAPI 2. - Kiểm tra và thu nhận thông tin liên quan đến các thiết bị khả dụng cho ứng dụng TAPI - Đăng ký thông điệp để nhận được các sự kiện liên quan tới những thay đổi trạng thái của đường truyền. 2. Điều khiển phiên làm việc (Session Control) : - Một phiên làm việc nói chung hay một cuộc gọi nói riêng là một kết nối giữa hai hay nhiều địa chỉ. Kết nối này là động và các đối tượng liên quan phải được tạo , quản lý và hủy khi không còn dùng. Trong trường hợp đơn giản nhất thì đây là quá trình từ lúc tạo cho đến lúc ngắt kết nối một cuộc gọi. - Gồm 2 công việc chính : • Điều khiển hoạt động của phiên làm việc : khởi tạo, duy trì và kết thúc phiên làm việc • Lấy thông tin của phiên làm việc : lấy những thông tin chi tiết trong phiên làm việc. 3. Điều khiển thiết bị (Device Control) : - Thiết lập và lấy thông tin của các thiết bị • Network : là lớp giao vận cho việc truyền thông. • Line : là một kết nối tới một network. Đó là một thiết bị vật lý như bảng mạch fax, modem, hay cạc ISDN. Thiết bị có thể không cần kết nối thẳng vào máy tính mà có ứng dụng TAPI đang chạy • Channel : là sự chia nhỏ của một line • Address : một address đại diện cho một sự định vị trên network. Mỗi line hay channel đều có một hay nhiều địa chỉ liên kết với nhau • Terminal : một nguồn hoàn trả lại cho một địa chỉ đặc trưng và một kiểu phương tiện. 4. Điều khiển phương tiện (Media Control) : - Phương tiện của phiên làm việc truyền thông được thiết kế cho dữ liệu truyền qua. Nó cho phép một ứng dụng nhận biết những thay đổi của các kiểu phương tiện và điều chỉnh các luồng trên phương tiện như âm lượng của tiếng nói được truyền. Đó cũng có thể là việc gửi và nhận các tín hiệu DTMF từ điện thoại. 5. Kết thúc TAPI (TAPI Shutdown) : - Kết thúc các phiên làm việc - Giải phóng các tài nguyên hệ thống đang chiếm giữ I.4. Các phiên bản TAPI : Bất kỳ một vấn đề nào liên quan đến TAPI cũng gồm có 3 thành phần : chương trình ứng dụng, TSP, và chính bản thân của TAPI. Mỗi một trong ba thành phần này đều có thể hỗ trợ đến một phiên bản TAPI tối đa nào đó . Đây là công việc của ứng dụng phải kiểm tra và chọn lựa phiên bản cao nhất của TAPI mà cả ba thành phần này đều hỗ trợ. Các con số phiên bản này được duy trì sự tương thích khi Microsoft mở rộng các khả năng của TAPI. Các phiên bản của hệ điều hành Windows khác nhau sẽ hỗ trợ các phiên bản Windows khác nhau : Hệ điều hành Windows Phiên bản TAPI ban đầu Phiên bản TAPI tối đa có thể nâng cấp Windows 95 1.4 2.2 Windows 98 2.0 2.2 Windows ME 2.2 2.2 Windows NT 4 2.2 *SP5 2.2 Windows 2000 3.0 3.3 Windows XP 3.3 3.3 Có một sự thuận lợi là các ứng dụng TAPI 1.4 vẫn có thể hoạt động mà không gặp vấn đề gì khi chạy trên các hệ điều hành Windows khác. Còn một ứng dụng TAPI 2.0 sẽ tự động loại bỏ một số chức năng của nó khi chạy cùng với một TSP 1.4. Dưới đây là các chức năng được hỗ trợ thêm đối với mỗi phiên bản TAPI : Phiên bản TAPI Các chức năng chính được hỗ trợ thêm 1.4 Các chức năng cơ bản cho Windows 32 bit 2.0 Đầy đủ các chức năng cho Windows 32 bit; Hỗ trợ Unicode 2.1 Hỗ trợ Client/Server 2.2 Quản lý cuộc gọi chuyên dụng 3.0 Giao tiếp kiểu COM (Component Object Model); Hỗ trợ Media Stream Providers ; TSP 2.1 vẫn được dùng 3.1 Một số điều khiển thiết bị điện thoại và một số giao tiếp trạm chuyên dụng Có 2 thay đổi lớn trong các phiên bản này. Thứ nhất là ở phiên bản TAPI 2.1 khi chức năng hỗ trợ Client/Server được thêm vào. Điều này tạo khả năng cho thiết bị hệ thống điện thoại có thể được cài đặt trên một máy Server mà các máy Client trong mạng có thể truy cập được. Thay đổi lớn thứ hai đến với TAPI 3.0 khi nó được tổ chức như một bộ các đối tượng kiểu COM , sẽ tốt hơn kiểu kiến trúc ngôn ngữ C++ cho Windows. Nó tạo điều kiện dễ dàng cho việc viết các ứng dụng bằng bất cứ ngôn ngữ nào : C++ , Visual Basic hay Java. Ngoài ra , chức năng khác biệt chính là khả năng hỗ trợ MSP (Media Service Providers) nhằm cung cấp cách thức truy cập các luồng phương tiện trong một cuộc gọi và có thể hỗ trợ hệ thống điện thoại theo giao thức internet (IP) [...]... hệ thống điện thoại : DTMF là viết tắt của cụm từ “Dual Tone Multi Frequency” (Cặp tín hiệu đa tần) Mỗi khi ta nhấn phím để gọi điện thoại, các âm thanh phát ra mà ta nghe được chính là các tín hiệu DTMF được gửi đến tổng đài - Theo chuẩn thì có tổng cộng 16 cặp tín hiệu DTMF tương ứng với 16 phím bấm trên điện thoại Tuy nhiên, với các máy điện thoại thông thường hiện nay, chỉ có 12 phím trên điện thoại... Hz 1336 Hz 1477 Hz 1633 Hz [1] [2] [3] A [4] [5] [6] B [7] [8] [9] C [*] [0] [#] D Các tín hiệu DTMF này thường được sử dụng trong dịch vụ hộp thư thoại hoặc trong hệ thống máy điện thoại trả lời tự động Khi một người gọi điện tới, máy sẽ nhận các yêu cầu của người đó thông qua các tín hiệu này ... C, D - 16 cặp tín hiệu này được tổ chức dưới dạng ma trận 4x4 Khi ta nhấn 1 phím bình thường trên điện thoại, sẽ có 2 tín hiệu được phát đi : 1 tín hiệu thuộc nhóm tần số cao và 1 tín hiệu thuộc nhóm tần số thấp Sự kết hợp của 2 tín hiệu này sẽ tạo ra một tín hiệu DTMF Ví dụ : Khi ta nhấn phím số 1 trên điện thoại thì sẽ tạo ra cặp tín hiệu (1209Hz , 697Hz), nhấn phím # thì sẽ tạo ra cặp tín hiệu (1477Hz . GIAO TIẾP GIỮA ĐIỆN THOẠIVÀ MÁY TÍNH I. Sự cần thiết của modem : Như chúng ta đã biết kỹ thuật điện thoại ra đời và phát triển rất sớm trước kỹ thuật máy. của máy kia (máy chủ). Còn ở đây, đối với công việc thông báo qua điện thoại từ máy tính, ta chỉ cần nối một đầu dây điện thoại vào modem gắn với máy tính