(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu triển khai điện thoại thẻ thông minh 1719 trên nền mạng NGN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐINH THỊ LAN HƯƠNG NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI ĐIỆN THOẠI THẺ THÔNG MINH 1719 TRÊN NỀN MẠNG NGN LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2009 HÀ NỘI - 2008 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐINH THỊ LAN HƯƠNG NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI ĐIỆN THOẠI THẺ THÔNG MINH 1719 TRÊN NỀN MẠNG NGN Ngành : Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử Mã số : 60 52 70 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS -TS NGUYỄN CẢNH TUẤN HÀ NỘI – 2009 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN Mục lục Danh sách hình vẽ Danh sách Bảng biểu Danh sách từ viết tắt lời nói đầu .1 Chương I CÔNG NGHệ VOIP Và DịCH Vụ ĐIệN THOạI IP 1.1 Giới thiệu công nghệ VoIP 1.2 Các hình thức truyền thoại mạng IP 1.2.1 Mơ hình PC to PC 1.2.2 Mơ hình PC to Phone 1.2.3 Mơ hình Phone to Phone 1.3 Các ứng dụng điện thoại IP .6 1.4 Lợi ích điện thoại IP 1.5 Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng điện thoại IP 1.6 Uu điểm nhược điểm điện thoại IP 10 1.7 Các thách thức việc triển khai điện thoại IP 11 Chương II Các Giao thức báo hiệu VoIP .12 2.1 Báo hiệu theo chuẩn H.323 13 2.1.1 Giới thiệu chuẩn H.323 13 2.1.2 Cấu trúc H.323 14 2.1.3 Các thủ tục báo hiệu gọi 20 2.2 Giao thức điều khiển phiên SIP (Session Initation Protocol) 23 2.2.1 Các thành phần SIP 24 2.2.2 Các tin SIP mào đầu 25 2.2.3 Hoạt động SIP 26 2.2.4 Thiết lập huỷ gọi SIP 27 2.2.5 Tính SIP 29 2.2.6 So sánh H.323 SIP 30 2.3 Báo hiệu theo giao thức MGCP 32 2.3.1 Giới thiệu chung 32 2.3.2 Thiết lập gọi 33 2.3.3 So sánh MGCP, SIP H.323 34 2.4 Giao thức Megaco/H.248 36 2.5 Kết luận 38 Chương III Giải pháp đảm bảo chất lượng thoại VoIP40 3.1 Kĩ thuật nén thoại VoIP 40 3.1.1 Các kĩ thuật mã hoá thoại 40 3.1.2 Các chuẩn nén thoại 45 3.2 Các biện pháp xử lý gói hoá thoại truyền mạng IP 46 3.2.1 Giao thức truyền tải thời gian thực (RTP) 48 3.2.2 Sử dụng gói có kích thước bé 49 3.2.3 Sử dụng gói có cấp ưu tiên khác 49 3.2.4 Bộ đệm jitter 50 3.2.5 Kỹ thuật nén khoảng lặng 50 3.2.6 Độ ồn 51 3.2.7 Triệt tiếng vọng 52 3.3 Các chế điều khiển chất lượng dịch vụ bên phần tử mạng 52 3.3.1 Các thuật toán xếp hàng 53 3.3.2 Định hình lưu lượng (Traffic Shapping) 54 3.3.3 Các chế tăng hiệu đường truyền 54 3.4 Giao thức báo hiệu QoS 55 Chương VI nghiên cứu triển khai dịch vụ điện thoại thẻ ThÔng minh 1719 mạng NGN 58 4.1 Mạng viễn thông hệ NGN 58 4.1.1 Định nghĩa 58 4.1.2 Đặc điểm 59 4.2 Giải pháp mạng SURPASS SIEMENS 61 4.2.1 Cấu trúc mạng Surpass 61 4.2.2 Các thiết bị họ sản phẩm Surpass 67 4.2.3 Trung kế ảo (Virtual Trunking) 76 4.2.4 Giao thức BICC 79 4.2.5 Báo hiệu 81 4.3 Dịch vụ điện thoại thẻ trả trước thông minh 1719 (Calling Card) 82 4.3.1 Giới thiệu dịch vụ 82 4.3.1 Cách sử dụng thẻ 1719 83 4.3.3 Cước dịch vụ 1719 so sánh với dịch vụ khác 84 4.4 Cấu trúc mạng dịch vụ 1719 88 4.5 Quá trình thiết lập gọi 1719 90 4.5.1 Thiết lập gọi 90 4.5.2 Quá trình thực gọi chi tiết 91 4.6 Một số vướng mắc triển khai dịch vụ thẻ trả trước PPCS 96 4.7 So sánh chất lượng dịch vụ 1719-64Kbps 1719-8Kpbs 100 4.7.1 Cuộc gọi VoIP 64K 100 4.7.2 Cuộc gọi VoIP 8K 103 4.7.3 Chất lượng thoại 64K 105 4.7.4 Chất lượng thoại 8K 107 4.7.5 Nhận xét 109 4.7 Khảo sát số liệu 1719 thực tế 110 Kết luận 115 Tài liệu tham khảo 116 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Điện thoại thơng thường Hình 1.2 Mơ hình điện thoại IP Hình 1.3 Mơ hình PC to PC Hình 1.4 Mơ hình PC to Phone Hình 1.5 Mơ hình Phone to Phone dùng điện thoại thường Hình 1.6 Mơ hình Phone to Phone dùng IP phone Hình 1.7 Hoạt động đệm 10 Hình 2.1 Quan hệ giao thức mạng VoIP 12 Hình 2.2 Chồng giao thức H.323 14 Hình 2.3 Cấu trúc hệ thống H.323 14 Hình 2.4 Thiết bị đầu cuối H.323 (H.323 Terminal) 15 Hình 2.5 Các cấu hình sở Gateway 18 Hình 2.6 Báo hiệu thiết lập gọi mạng chuyển mạch gói PSTN 20 Hình 2.7 Báo hiệu trực tiếp - Cùng Gatekeeper 22 Hình 2.8 Cấu trúc SIP 24 Hình 2.9 Thiết lập huỷ gọi SIP 28 Hình 2.10 MG MGC 33 Hình 2.11 Thiết lập gọi A-B 33 Hình 2.12 H.323 Gateway MGC + MG 34 Hình 2.13 Báo hiệu thiết lập gọi hai mạng H.323 MGCP 35 Hình 2.14 Cấu trúc giao thức điều khiển cổng Megaco/H.248 36 Hình 3.1 Mơ hình chung tạo tiếng nói Vocoding 42 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý phương pháp tổng hợp CELP 43 Hình 3.3 Mạch triệt tiếng vọng 52 Hình 3.4 Nén tiêu đề gói thoại 55 Hình 3.5 Quá trình gửi path message 56 Hình 3.6 Quá trình gửi resv message 57 Hình 4.1 Mơ hình mạng NGN 58 Hình 4.2 Giải pháp Surpass Siemens 61 Hình 4.3 Chức thiết bị Surpass 62 Hình 4.4 Chuyển mạch hệ sau 64 Hình 4.5 Truy nhập hệ sau 66 Hình 4.6 Các thiết bị họ sản phẩm Surpass 67 Hình 4.7 Cấu trúc chức hiQ9200 69 Hình 4.8 Sơ đồ khối hiQ9200 70 Hình 4.9 Bộ xử lý CP113C 72 Hình 4.10 AMP 72 Hình 4.11 MBD 73 Hình 4.12 CCGE 73 Hình 4.13 Sơ đồ tổng quát hiG1000 74 Hình 4.14 Chế độ dự phòng hiG1000 74 Hình 4.15 Chế độ dự phịng mạng lưới 75 Hình 4.16 Cấu trúc khung HiG1000 75 Hình 4.17 Trung kế ảo 77 Hình 4.18 Mơ hình gọi trung kế ảo 77 Hình 4.19 Modem over IP 78 Hình 4.20 Truyền Fax qua IP 79 Hình 4.21 Truyền liệu ISDN qua IP 79 Hình 4.22 BICC 80 Hình 4.23 BICC mơ hình gọi phone to phone 81 Hình 4.24 Báo hiệu mạng NGN 81 Hình 4.25 Cấu trúc mạng dịch vụ 1719 89 Hình 4.26 Sơ đồ thiết lập gọi 90 Hình 4.27 Cuộc gọi Prepaid Card Service 1719 91 Hình 4.28 Cuộc gọi VoIP trả trước 94 Hình 4.29 Cuộc gọi qua mạng PSTN 95 Hình 4.30 Cuộc gọi nội tỉnh 96 Hình 4.31 Cuộc gọi từ thuê bao Nam đến thuê bao Bắc 97 Hình 4.32 Cấu hình giải pháp Siemens 98 Hình 4.33 Cấu hình đo gọi VoIP 64K-64K 101 Hình 4.34 Cấu hình đo gọi VoIP 64K-VoTDM 102 Hình 4.35 Cấu hình đo gọi VoIP 8K-8K 104 Hình 4.36 Cấu hình đo gọi VoIP 8K-VoTDM 105 Hình 4.37 Cấu hình đo chất lượng thoại 64K 106 Hình 4.38 Cấu hình đo chất lượng thoại 8K 108 DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các thành phần giao thức chuẩn H.323 13 Bảng 2.2 So sánh SIP H.323 32 Bảng 2.3 Thiết lập gọi hai mạng H.323 MGCP 35 Bảng 2.4 So sánh Megaco/H.248 MGCP 38 Bảng 3.1 Tổng kết đặc tính phương pháp nén thoại 46 Bảng 3.2 Dịch vụ thoại dịch vụ liệu 47 Bảng 4.1 Cước gọi liên tỉnh với dịch vụ 1719 87 Bảng 4.2 Cước gọi liên tỉnh với dịch vụ 171 88 Bảng 4.3 Tỷ lệ thành công cho gọi VoIP 64K-64K 101 Bảng 4.4 Thời gian thiết lập trung bình cho gọi VoIP 64K-64K 101 Bảng 4.5 Tỷ lệ thành công cho gọi VoIP 64K-VoTDM 102 Bảng 4.6 Tỷ lệ thành công cho gọi VoIP 64K-VoTDM 103 Bảng 4.7 Thời gian thiết lập trung bình cho gọi VoIP 64K-VoTDM 103 Bảng 4.8 Tỷ lệ thành công cho gọi VoIP 8K-8K 104 Bảng 4.9 Thời gian thiết lập trung bình cho gọi VoIP 8K-8K 104 Bảng 4.10 Tỷ lệ thành công cho gọi VoIP 8K-VoTDM 105 Bảng 4.11 Thời gian thiết lập trung bình cho gọi VoIP 8K-VoTDM 105 Bảng 4.12 Độ trễ VoIP 64K 107 Bảng 4.13 Suy hao tín hiệu VoIP 64K 107 Bảng 4.14 Độ trễ VoIP 8K 108 Bảng 4.15 Suy hao với tín hiệu VoIP 8K 109 Bảng 4.16 Tiêu chuẩn trễ thông tin thoại 119 Bảng 4.17 So sánh tổng lưu lượng 1719 tháng năm 2008 113 DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ARQ ACF Admission Request Admission Confirm Yêu cầu truy nhập Xác nhận yêu cầu truy nhập ARJ ADPCM Admission Reject Adaptive Differential Pulse Code Modulation Từ chối yêu cầu truy nhập Điều xung mã vi sai thích nghi BRI Basic Rate Interface Giao diện tốc độ sở BRQ BRJ CELP Bandwidth Request Yêu cầu dải thông Bandwidth Reject Từ chối yêu cầu dải thơng Codebook Excited Linear Prediction Mã dự đốn tuyến tính kích thích bảng mã cố định CS-ACELP Conjugate Structure Algebraic Mã dự đốn tuyến tính kích Codebook Excited Linear Prediction thích bảng mã đại số cấu trúc liên kết CSRC CTI Contributing Source Computer Telephony Intergration Số nhận dạng nguồn góp Kết hợp điện thoại máy tính Codec DRQ DCF DRJ Coder/Decoder Disengage Request Disengage Confirm Disengage Reject Bộ mã hố giải mã u cầu giải phóng Xác nhận yêu cầu giải phóng Từ chối yêu cầu giải phóng DM Delta Modulation Điều chế Delta DPCM DTMF DSVD Delta Pulse Code Modulation Điều chế xung mã Delta Dual Tone Multi Frequency Tín hiệu mã đa tần Digital Simultaneous Voice and Data Số hoá đồng thời thoại số liệu DNS Domain Name System Hệ thống tên miền ETSI European Telecommunications Viện tiêu chuẩn viễn thông Standard Institure Châu Âu Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động GSM Communications toàn cầu GRQ GCF Gatekeeper Request Gatekeeper Confirm Yêu cầu đăng kí Gatekeeper Gatekeeper xác nhận yêu cầu GRJ HDLC Gatekeeper Reject High Level Data Link Control Gatekeeper từ chối yêu cầu Điều khiển liên kết số liệu mức cao HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn IP Internet Protocol Giao thức internet ISDN IRQ IRR Intergrated Services Digital Network Mạng số tích hợp đa dịch vụ Information Request Yêu cầu thông tin Information Request Respond Đáp ứng yêu cầu thông tin ITU-T Hiệp hội viễn thông quốc tế LAN International Telecommunication Union - Telecommunication Local Area Network LSI LRQ Large Scale Integration Location Request Mạch tích hợp mật độ cao Yêu cầu cấp phát LCF LRJ Location Confirmation Location Reject Xác nhận yêu cầu cấp phát Từ chối cấp phát LCN LD - CELP Logical Channel Number Số hiệu kênh logic Low Delay Codebook Excited Linear Mã dự đốn tuyến tính kích Mạng nội Prediction thích bảng mã độ trễ thấp LPC Linear Predictive Coding Mã hố dự đốn tuyến tính LSP LTP Line Spectrum Pair Long – Term Predictor Cặp vạch phổ Bộ dự đoán dài hạn LP MC Linear Prediction Multipoint Controller Dự đốn tuyến tính Bộ điều khiển đa điểm MCS MCU Multipoint Communication System Multipoint Control Unit Hệ thống thông tin đa điểm Khối điều khiển đa điểm MOS MPE MIPS Mean Opnion Scores Multipulse Excited Coding Million Intructions Per Second Mã hố kích thích đa xung Triệu lệnh giây MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng Megaco Media Gateway Control Giao thức điều khiển cổng ... THỊ LAN HƯƠNG NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI ĐIỆN THOẠI THẺ THÔNG MINH 1719 TRÊN NỀN MẠNG NGN Ngành : Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử Mã số : 60 52 70 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI... Giao thức báo hiệu QoS 55 Chương VI nghiên cứu triển khai dịch vụ điện thoại thẻ ThÔng minh 1719 mạng NGN 58 4.1 Mạng viễn thông hệ NGN 58 4.1.1 Định nghĩa 58... Chương IV – Nghiên cứu khả triển khai dịch vụ điện thoại thẻ thông minh 1719 mạng NGN: Giới thiệu mạng NGN VNPT, ưu điểm loại hình dịch vụ này, sâu vào cấu trúc mạng dịch vụ 1719, sơ đồ thiết lập