Tìm hiểu tổng quan về voice ip

Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP LờI NóI ĐầU Hiện nay, Internet dần trở nên phổ biến, sở hạ tầng mạng ngày đ-ợc nâng cấp, công nghệ mạng ngày hoàn thiện, yếu tố đÃ giúp cho dịch vụ ngày phát triển nở rộ, đem ¹i nhiỊu lỵi Ých cho cc sèng cđa ng-êi Một công nghệ đ-ợc quan tâm hiƯn chÝnh lµ Voice Intrernet Protocol (Voice IP) lµ công nghệ cho phép truyền thoại sử dụng giao thức mạng IP Với -u điểm bật lợi ích đem lại, Voice IP thu hút đ-ợc nhiều quan tâm không nhà khai thác, nhà sản xuất mà ng-ời sử dụng Với l-u l-ợng ngày tăng, Voice IP hứa hẹn t-ơng lai hệ thống điện thoại toàn giới Chính vậy, việc nghiên cứu nắm bắt công nghệ Voice IP đ-ợc nhiều tr-ờng đại học quan tâm, Khoa Công Nghệ Thông Tin Tr-ờng Đại Học Vinh không ngoại lệ Với sở hạ tầng trang thiết bị đầy đủ, sinh viên Khoa CNTT đ-ợc tạo điều kiện tốt cho việc học tập nghiên cứu Em sinh viên may mắn có hội đ-ợc tham gia nghiên cứu công nghệ Voice IP ngồi nghế nhà tr-ờng Sau thời gian tìm hiểu em đÃ hoàn thành đồ án mình, đÃ nỗ lực song không tránh khỏi thiếu xót, em mong nhận đ-ợc bảo thầy cô bạn đọc Cuối cho em gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoa Công Nghệ Thông Tin đặc biệt thầy Trần Văn Cảnh đÃ tận tình giúp đỡ, bảo em hoàn thành đồ án Vinh,Tháng5/2010 Sinh viên Nguyễn Đức Phúc GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP TóM TắT Đồ áN Với mục đích nghiên cứu công nghệ Voice IP tính hệ thống Voice IP, đồ án gồm hai phần chính: Phần thứ nhất: Tìm hiểu tổng quan công nghệ Voice IP Phần thứ hai:Thử nghiệm số hệ thống Voice IP Và đ-ợc chia thành ch-ơng Ch-ơng 1: Tổng quan Voice IP Giíi thiƯu tỉng quan vỊ c«ng nghƯ Voice IP, -u điểm công nghệ Voice IP, mô hình triển khai Voice IP ứng dụng Voice IP vào sống Ch-ơng 2: Kiến trúc mạng Voice IP T×m hiĨu kiÕn tróc tỉng quan cịng nh- thành phần mạng Voice IP Ch-ơng 3: Các giao thức truyền tải báo hiệu Tìm hiểu giao thức báo hiệu đ-ợc sử dụng việc truyền thoại qua môi tr-ờng IP Ch-ơng 4: Tìm hiểu thử nghiệm số hệ thông Voice IP Xây dựng mô hình Voice IP dựa phần mền đồng thời tìm hiểu sâu sắc Voice IP có nhìn thực tế mô hình Voice IP GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP MụC LụC Ch-ơng 1:Tổng quan vÒ Voice IP 1.1 Kh¸i niƯm Voice IP 1.1.1 Voce IP 1.1.2 Đặc điểm Voice IP 1.1.3 M« hình phân lớp chức 1.1.4 Các thành phần mạng Voice IP 1.1.5 Mô hình PC to PC 10 1.1.6 Mô hình PC to Phone 11 1.1.7 Mô hình Phone to Phone 11 1.2 Các -u điểm ứng dụng cña Voice IP 12 1.2.1 Ưu điểm 12 1.2.2 Ứng dông 13 Ch-ơng 2: Kiến trúc mạng Voice IP 15 2.1 Kiến trúc giao diện m¹ng Voice IP 15 2.1.1 KiÕn tróc cđa m¹ng Voice IP 15 2.1.2 Çc giao diƯn cđa m¹ng Voice IP 15 2.2 Các thành phần mạng Voice IP 16 2.2.1 Giíi thiƯu chn H.323 16 2.2.2 Chång giao thøc H.323 (H.323 Protocol stack) 17 2.2.3 Các thành phần hệ thống H.323 17 2.2.4 ThiÕt bÞ ®Çu cuèi H.323 (H.323 Terminal) 19 2.3 Gatekeeper 20 2.4 Gateway 21 2.4.1 Gateway b¸o hiƯu (SGW) 21 2.4.2 Gateway truyền tải kênh thoại (MGW) 22 2.4.3 Gateway ®iỊu khiĨn trun tải kênh thoại (MGWC) 23 Ch-ơng 3: Các giao thức truyền tải báo hiệu 25 3.1 Giao thøc TCP/IP 25 3.1.1 Giíi thiƯu vỊ m¹ng IP 25 3.1.2 Mạng IP hoạt động 26 GVHD:ThS.TrÇn Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP 3.2 Giao thøc TCP/UDP 28 3.3 Giao thøc RTP, RCTP 30 3.3.1 Real time Transport Protocol (RTP) 30 3.3.2 Real time Transport Control Protocol (RTCP) 32 3.4 Các kênh điều khiển 33 3.4.1 Kªnh ®iỊu khiĨn RAS 33 3.4.2 Kênh điều khiển H.245 38 3.5 Các giá trị đặc tr-ng gọi 38 3.5.1 Giá trị tham chiếu gọi CRV 38 3.5.2 Conference ID vµ Conference Goal 39 3.6 Çc thđ tơc b¸o hiƯu cc gäi 39 3.6.1 Giai ®o¹n I thiÕt lËp cuéc gäi (Call Setup) 39 3.6.2 Giai đoạn II khởi đầu truyền thông 43 3.6.3 Giai đoạn III thiết lập kênh tÝn hiÖu media 43 3.6.4 Giai đoạn IV dịch vụ gọi 44 3.6.5 Giai đoạn V kết thúc gọi 46 Ch-ơng 4: Tìm hiểu thử nghiệm số hệ thông Voice IP 49 4.1 Cấu hình mạng Internet Backbone 49 4.2 Mét sè phÇn mỊm Voice IP phỉ biÕn hiƯn 50 4.2.1 PhÇn mÒm Skype 50 4.2.2 PhÇn mỊm GoogleTalk 54 4.2.3 Phần mềm Voice IP: FPT Phone Gọi điện thoại quèc tÕ tõ Internet 55 4.3 Mét sè thiÕt bị gọi điện thoại Voice IP 56 4.3.1 Điện thoại Voice IP MaxIP10 56 4.3.2 Planet USB Phone UP 100 57 4.4 T-ơng lại Voice IP 57 GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan vỊ Voice IP Ch-¬ng 1:Tỉng quan vỊ Voice IP 1.1 Kh¸i niƯm Voice IP Voice Internet Protocol (Voice IP) công nghệ cho phép truyền thoại sử dụng giao thức mạng IP, sở hạ tầng sẵn có mạng Internet Voice IP nói ngắn gọn dịch vụ điện thoại thông qua mạng Internet 1.1.1 Voce IP Voice IP chủ đề rộng nhiên cốt lõi công nghệ cho phép truyền tải thoại từ ng-ời gửi tới ng-ời nhận thông qua mạng IP theo chất l-ợng chấp nhận đ-ợc Mạng IP mạng máy tính sử dụng giao thức IP để truyền tải thông tin Voice IP cã thĨ võa thùc hiƯn mäi lo¹i cc gọi nh- mạng điện thoại kênh truyển thống (PSTN) đồng thời truyền liệu sở mạng truyền liệu Do -u điểm giá thành dịch vụ tích hợp nhiều loại hình dịch vụ nên Voice IP đ-ợc triển khai rộng rÃi Dịch vụ điện thoại Voice IP dịch vụ ứng dụng giao thức IP, nguyên tắc Voice IP bao gåm viƯc sè ho¸ tÝn hiƯu tiÕng nãi, thùc hiƯn viƯc nÐn tÝn hiƯu sè, chia nhá çc gói cần truyền gói tin qua mạng, tới nơi nhận gói tin đ-ợc ráp lại theo thứ tự tin, giải mÃ tín hiệu t-ơng tự phục hồi lại tiếng nói ban đầu Các gọi Voice IP dựa sở sử dụng kết hợp chuyển mạch kênh chuyển mạch gói Trong loại chuyển mạch có -u, nh-ợc điểm riêng Trong kỹ thuật chuyển mạch kênh giành riêng cho hai thiết bị đầu cuối thông qua node chuyển mạch trung gian Trong chuyển mạch kênh tốc độ truyền dẫn luôn cố định, với mạng điện thoại PSTN tốc độ 64kbps, truyền dẫn chuyển mạch kênh có độ trễ nhỏ Trong chuyển mạch gói tin đ-ợc chia thành gói nhỏ gọi gói, nguyên tắc hoạt động sử dụng hệ thống l-u trữ chuyển tiếp gói tin nút mạng Đối với chuyển mạch gói không tồn khái niệm kênh riêng, băng thông không cố định có nghĩa thay đổi tốc độ truyền, kỹ thuật chuyển mạch gói phải chịu độ trễ lớn chuyển mạch gói không quy định thời gian cho gói liệu tới đích, gói nhiều đ-ờng khác để tới đích, chuyển mạch gói thích hợp cho việc truyền liệu mạng truyền liệu không đòi hỏi thời gian thực nh- thoại, để sử dụng -u điểm loại chuyển mạch Voice IP kết hợp sử dụng hai loại chuyển mạch kênh chuyển mạch gói 1.1.2 Đặc điểm Voice IP Voice IP hay gọi la điện thoại IP đời nhằm khai thác tính hiệu mạng truyền số liệu, khai thác tính linh hoạt phát triển ứng dụng GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP giao thức IP đ-ợc áp dụng mạng toàn cầu mạng Internet Các tiến công nghệ mang đến cho điện thoại IP -u điểm sau: a Ưu điểm Giảm chi phí gọi: Ưu điểm bật điện thoại IP so với dịch vụ điện thoại khả cung cấp gọi đ-ờng dài giá rẻ với chất l-ợng chấp nhận đ-ợc Nếu dịch vụ điện thoại IP đ-ợc triển khai, chi phí cho gọi đ-ờng dài t-ơng đ-ơng với chi phí truy nhập Internet Nguyên nhân dẫn ®Õn chi phÝ thÊp nh- vËy lµ tÝn hiƯu thoại đ-ợc 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 xng thÊp tíi Kbps (theo tiªu chn nÐn thoại G.729A ITU T) kết hợp với tốc độ xử lý nhanh vi xử lý ngày cho phÐp viƯc trun tiÕng nãi theo thêi gian thực thực đ-ợc với l-ợng tài nguyên băng thông thấp nhiều so với kỹ thuật cũ So sánh gọi mạng PSTN víi mét cc gäi qua m¹ng IP, ta thÊy: Chi phí phải trả cho gọi mạng PSTN chi phí phải bỏ để trì cho kênh 64kbps suốt từ đầu cuối tới đầu cuối thông qua hệ thống tổng đài Chi phí gọi đ-ờng dài (liên tỉnh, quốc tế) lớn Trong tr-ờng hợp cc gäi qua m¹ng IP, ng-êi sư dơng tõ m¹ng PSTN phải trì kênh 64kbps đến Gateway nhà cung cấp dịch vụ địa ph-ơng 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 đ-ợc Gateway nối tới mạng điện thoại khác có ng-ời liên lạc đầu Việc kết nối nh- làm giảm đáng kể chi phí gọi phần lớn kênh truyền 64Kbps đ-ợc thay việc truyền thông tin qua mạng liệu hiệu cao Tích hợp mạng thoại, mạng số liệu mạng báo hiệu: Trong điện thoại IP, tín hiệu thoại, số liệu báo hiệu mạng IP Điều tiết kiệm đ-ợc chi phí đầu t- để xây dựng mạng riêng rẽ Khả mở rộng (Scalability): Nếu nh- hệ tổng đài th-ờng hệ thống kín, khó để thêm vào tính thiết bị mạng Internet th-ờng 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 Không cần thông tin ®iỊu khiĨn ®Ĩ thiÕt lËp kªnh trun vËt lý: Gãi thông tin mạng IP truyền đến đích mà không cần thiết lập kênh Gói cần mang địa nơi nhận cuối thông tin đến đ-ợc GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn §øc Phóc Líp 46k1 CNTT §å ¸n tèt nghiƯp Tìm hiểu Tông quan Voice IP 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 thông: Trong điện thoại chuyển mạch kênh, tài nguyên băng thông cung cấp cho liên lạc cố định (một kênh 64Kbps) nh-ng điện thoại IP việc phân chia tài nguyên cho thoại linh hoạt nhiều Khi liên lạc diễn ra, l-u l-ợng mạng thấp, băng thông dành cho liên lạc cho chất l-ợng thoại tốt có thể; nh-ng l-u l-ợng mạng cao, mạng hạn chế băng thông gọi mức trì chất l-ợng thoại chấp nhận đ-ợc nhằm phục vụ lúc đ-ợc nhiều ng-ời Điểm yếu tố làm tăng hiệu sử dụng điện thoại IP Việc quản lý băng thông mét çch tiÕt kiƯm nh- vËy cho phÐp ng-êi ta nghĩ tới dịch vụ cao cấp nh- truyền hình hội nghị, điều mà với công nghệ chuyển mạch cũ ng-ời ta không thực chi phí cao Nhiều tính dịch vụ: Tính linh ho¹t cđa m¹ng IP cho phÐp t¹o nhiỊu tÝnh dịch vụ thoại Ví dụ cho biết thông tin ng-ời gọi tới hay thuê bao điện thoại IP có nhiều số liên lạc mà cần thiết bị đầu cuối (VÝ dơ nh- mét thiÕt bÞ IP Phone cã thĨ có số điện thoại dành cho công việc, cho gọi riêng t-) Khả Multimedia: Trong mét cc gäi ng-êi sư dơng cã thĨ võa nói chuyện vừa sử dụng dịch vụ khác nh- truyền File, chia sẻ liệu, hay xem hình ảnh ng-ời nói chuyện bên b 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 tránh đ-ợc độ trễ không cố định gói thông tin truyền mạng Để có đ-ợc dịch vụ thoại chấp nhận đ-ợc, cần thiết phải có kỹ thuật nén tín hiệu đạt đ-ợc yêu cầu khắt khe: tỉ số nén lớn (để giảm đ-ợc tốc độ bit xuống), có khả suy đoán tạo lại thông tin gói bị thất lạc Tốc độ xử lý cđa çc bé Codec (Coder and Decoder Bé mã hãa giải mó) phải đủ nhanh để không làm đàm thoại bị gián đoạn Đồng thời sở hạ tầng mạng cần đ-ợc nâng cấp lên công nghệ nh- Frame Relay, ATM, để có tốc độ cao phải có chế thực chức QoS (Quality of Service Chất l-ợng dịch vụ) Tất điều làm cho kỹ thuật thực điện thoại IP trở nên phức tạp thực đ-ợc năm tr-ớc 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 GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn §øc Phóc Líp 46k1 CNTT §å ¸n tèt nghiƯp Tìm hiểu Tông quan Voice IP đảm bảo thông tin liên quan đến cá nhân nh- số liên lạc truy nhập sử dụng dịch vụ ng-ời dùng đ-ợc giữ bí mật Nh- vậy, điện thoại IP chứng tỏ loại hình dịch vụ có tiềm Trong t-ơng lai, điện thoại IP cung cấp dịch vụ có điện thoại mạng PSTN dịch vụ riêng nhằm đem lại lợi ích cho đông đảo ng-ời dựng Tuy nhiên, điện thoại IP với t- cách dịch vụ không trở nên hấp dẫn PSTN chạy mạng IP Khách hàng chấp nhận loại dịch vụ nh- đ-a đ-ợc chi phí thấp tính v-ợt trội so với dịch vụ điện thoại 1.1.3 Mô hình phân lớp chức Về mặt chức năng, công nghệ Voice IP đ-ợc chi làm ba lớp nh- sau: Lớp ứng dụng dịch vụ Giao diện mở tuân theo chuẩn Lớp điều khiển gọi Giao diện mở tuân theo chuẩn Lớp sở hạ tầng mng gúi Hình 1.1 Mô hình phân cấp chức Lớp sở hạ tầng mạng gói thực chức truyền tải l-u l-ợng thoại Trong Voice IP, sở hạ tầng mạng IP Giao thức truyền tải thời gian thực RTP (Realtime Transport Protocol) kết hợp với UDP IP giúp truyền tải thông tin thoại qua mạng IP RTP chạy UDP, UDP hoạt động IP hình thành lên chế truyền RTP/UDP/IP Voice IP Trong mạng IP, t-ợng gói IP thất lạc đến không theo thứ tự th-ờng xuyên xảy Cơ chế truyền TCP/IP khắc phục việc gói chế truyền lại không phù hợp với ứng dụng thời gian thực vốn nhạy cảm với trễ RTP với tr-ờng tem thời gian (Timestamp) đ-ợc dùng để bên thu nhận biết xử lí vấn đề nh- trễ, thay đổ độ trễ(Jitter) gói Lớp điều khiển gọi thực chức báo hiệu, định h-ớng gọi Voice IP Sự phân tách mặt phẳng báo hiệu truyền tải đÃ đ-ợc thực PSTN với báo hiệu kênh chung SS7, nh-ng nhấn mạnh thực tế có nhiều chuẩn báo hiệu cho Voice IP cïng tån t¹i nh- H323, SIP hay SGCP/MGCP (Simple Gateway Control Protocol/ Media Gateway Control Protocol) Çc giao GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP thức báo hiệu hoạt động nhau, đ-ợc ứng dụng để phù hợp với nhu cầu cụ thể mạng Ngoài lớp cung cấp chức truy nhập tới dịch vụ bên nh- giao diện lập trình mở để phát triển ứng dụng Lớp ứng dụng dịch vụ đảm nhiệm chức cung cấp dịch vụ mạng với dịch vụ cũ t-ong tự nh- PSTN dịch vụ thêm vào Các giao diện mở cho phép nhà cung cấp phần mềm độc lập phát triển nhiều ứng dụng Đặc biệt ứng dụng dựa Web, ứng dụng kết hợp thoại liệu, ứng dụng liên quan tới th-ơng mại điện tử Sự phân tách lớp dịch vụ làm cho dịch vụ đ-ợc triển khai nhanh chóng Ngoài ra, chức nh- quản lí, nhận thực gọi chuyển đổi địa đ-ợc thực lớp Do giao diện lớp mở tuân theo chuẩn, tạo nhiỊu sù lùa chän x©y dùng thiÕt kÕ mạng Ví dụ, ứng với lớp sở hạ tầng mạng ta dùng Router Switch hÃng Cisco, điều khiển gọi thực Gatekeeper VocalTec dịch vụ đ-ợc cung cấp Server dịch vụ Netspeak Do mô hình giá trị mặt lí thuyết 1.1.4 Các thành phần mạng Voice IP Mạng Voice IP phải có khả thực chức mà mạng điện thoại công cộng thực hiện, phải thực chức Gateway mạng IP mạng điện thoại công cộng Thành phần mạng điện thoại IP gồm phần tử sau đây: Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP: Là nút cuối mạng điện thoại IP, thiết bị đầu cuối cho phép thuê bao mạng IP thực gọi Cuộc gọi đ-ợc Gatekeeper mà đầu cuối thuê bao đÃ đăng ký giám sát Mạng truy nhập IP: Là loại mạng liệu sử dụng chång giao thøc TCP/IP ®ã sư dơng giao thøc IP cho lớp mạng (lớp 3) lớp truy nhập mạng (lớp 2) giao thức mạng LAN, x25, Frame Relay, PPP Mạng IP đ-ợc trình bày cụ thể phần Gateway: Là thiết bị có chức kết nối hai mạng không giống nhau, hầu hết tr-ờng hợp mạng IP mạng PSTN Có loại Gateway là: Gateway truyền tải kênh thoại, Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại Gateway báo hiệu Gateway báo hiệu (SGW Signalling Gateway): chức trung chuyển báo hiệu mạng chuyển mạch kênh (nh- SS7 hay R2) báo hiệu mạng IP (H.323), phối hợp hoạt động với Gateway truyền tải hệ thống quản lý mạng Gateway báo hiệu đứng độc lập kết hợp với Gateway truyền tải thoại thành Gateway GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP Gateway truyền tải kênh thoại( MGM Media Gateway): Chức chuyển đổi khuôn dạng thông tin từ thông tin ghép kênh theo thời gian (TDM) mạng chuyển mạch gói thành gói tin IP ng-ợc lại, nén tín hiệu thoại (voice compression), nén khoảng lặng (silent comppression) triệt tiếng vọng (echo cancellation) Ngoài cung cấp giao diện vật cho kết nối mạng (nh- E1/T1 với mạng chuyển mạch kênh, ethernet/frame relay với mạng IP) Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại (MGWC Media Gateway Controller): Vai trò nh- phần tử kết nối Gateway bào hiệu Gatekeeper Nó nhận thông tin báo hiệu từ mạng chuyển mạch kênh thông qua Gateway báo hiệu, từ mạng IP thông qua Gatekeeper thực việc điều khiển Gateway truyền tải kênh thoại Gatekeeper: Có thể xem Gatekeeper nh- nÃo hệ thống mạng điện thoại IP Nó cung cấp chức quản lý gọi cách tập trung số dịch vụ quan trọng khác nh- là: nhận dạng đầu cuối Gateway, quản lý băng thông, chuyển đổi ®Þa chØ (tõ ®Þa chØ IP sang ®Þa chØ E.164 ng-ợc lại), đăng ký hay tính c-ớc Mỗi Gatekeeper quản lý vùng bao gồm đầu cuối đÃ đăng ký, nh-ng nhiều Gatekeeper quản lý vùng tr-ờng hợp vùng có nhiều Gatekeeper 1.1.5 Mô hình PC to PC Trong mô hình này, máy tính cần đ-ợc trang bị Sound Card, Microphone, Speaker đ-ợc kết nối trực tiếp với mạng Internet thông qua modem card mạng Mỗi máy tính đ-ợc cung cấp địa IP hai máy tính đÃ trao đổi tín hiệu thoại với thông qua mạng Internet Tất thao tác nh- lấy mẫu tín hiệu âm thanh, mÃ hoá giải mÃ, nén giải nén tín hiệu đ-ợc máy tính thực Trong mô hình có máy tính nối với mạng có khả trao đổi thông tin víi Internet ` ` PC PC H×nh 1.2 Mô hình PC to PC GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT 10 Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP địa giao vận cho kênh RTCP h-ớng từ điểm cuối đến điểm cuối khởi đầu mở kênh (chiều ng-ợc) Điểm cuối đáp ứng mở kênh trả lời thông điệp OpenLogical ChannelAck, kênh logic mang thông tin RTP thông điệp phải bao gồm hai thông số: mediaTransportChannel mang địa giao vận cho kênh RTP, thông số mediaControlChannel mang địa giao vận kênh RTCP h-ớng thuận (từ điểm khởi đầu đến điểm cuối đáp ứng) Các kênh điều khiển RTCP kênh hai h-ớng chúng đ-ợc sử dụng lại thiết lập kênh RTP theo h-ớng ng-ợc lại Nh- vậy, việc thực trao ®ỉi th«ng tin gi-a hai ®iĨm ci sư dơng cổng UDP, hai cho kênhRTP hai cho kênh điều khiển RTCP 3.6.4 Giai đoạn IV dịch vụ gọi Trong giai đoạn ng-ời sử dụng trao đổi thông tin với nhau, đồng thời, số dịch vụ đ-ợc tiến hành Các dịch vụ bao gồm: Thay đổi thông l-ợng gọi (Bandwith Changes) Thông báo trạng thái (Status) Mở hội nghị(AdHoc Conference Extension) a Thay đổi thông l-ợng gäi Gatekeeper Endpoint Endpoint Gatekeeper BRQ(1) BCF/BRJ(2) FlowControlComman d BRQ BCF/BRJ CloseLogicalChannel OpenLogicalChannel OpenLogicalChAck RAS Message H.245 Control Message Hình 3.14 Thay đổi thông l-ợng gọi GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT 44 Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP Trong trình diễn gọi, điểm cuối Gatekeeper yêu cầu tăng giảm thông l-ợng gọi Một điểm cuối thay ®ỉi tèc ®é bit trªn kªnh media bÊt cø lóc mà yêu cầu thay đổi thông l-ợng gọi nh- tốc độ bit kênh không v-ợt thông l-ợng gọi Nếu nhsự thay đổi tốc độ bit v-ợt thông l-ợng gọi điểm cuối phải yêu cầu thay đổi thông l-ợng với Gatekeeper Tuy điểm cuối không cần yêu cầu thay đổi thông l-ợng tr-ờng hợp giảm tốc độ bit kênh nh-ng thay đổi thông l-ợng nên đ-ợc thực để giải phóng thông l-ợng không dùng đến cho gọi khác Các thông điệp điều khiển thay đổi thông l-ợng gọi bao gồm BRQ, BCF, BRJ Quá trình thay đổi thông l-ợng diễn nh- sau : Điểm cuối muốn thay đổi thông l-ợng gọi gửi tới Gatekeeper thông điệp BRQ mang thông tin thay đổi thông l-ợng mong muốn Gatekeeper xác định xem yêu cầu chấp nhận đ-ợc hay không Nếu yêu cầu không đ-ợc chấp nhận, Gatekeeper gửi trả lại thông điệp BRJ (Bandwith Change Reject); chấp nhận gửi trả lại thông điệp BCF (Bandwith Confirm) độ thay đổi cho phép thông l-ợng gọi BCF Nếu thông l-ợng thoả mÃn điểm cuối 1, điểm cuối đóng kênh logic lại mở lại kênh với tốc độ bit gửi thông điệp FlowControlCommand tới điểm cuối để yêu cầu điểm cuối thực đóng mở lại kênh Điểm cuối thực thủ tục thay đổi thông l-ỵng víi Gatekeeper cđa nã cho phï hỵp víi sù thay đổi thông l-ợng điểm cuối Nếu thay đổi thông l-ợng thành công, điểm cuối hai gửi trả thông điệp OpenLogicalChannelAck để phúc đáp lại kiện điểm cuối mở lại kênh thực mở lại kênh để đáp ứng lại lệnh FlowControlCommand điểm cuối b Thông báo trạng thái + Thông báo trạng thái kênh RAS Để Gatekeeper xác định tình trạng điểm cuối (hỏng hóc tắt nguồn) Gatekeeper gửi cách định kỳ thông điệp IRQ (Information Request) để yêu cầu thông tin điểm cuối Điểm cuối trả trạng thái IRR (Information Request Respond) Khoảng thời gian hai lần gửi thông điệp IRQ không quy định th-ờng lớn 10 giây Gatekeeper muốn nhận đ-ợc thông điệp IRR tự nguyện (unsolicited IRR) cách định kỳ Mong muốn phải đ-ợc thông điệp ACF ACF phải nêu rõ tốc độ gửi IRR điểm cuối (Tốc độ đ-ợc thị tr-ờng IRRFrequency) +Thông báo trạng thái gọi GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT 45 Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP Thông tin trạng thái có đ-ợc kênh điều khiển gọi Điểm cuối Gatekeeper gửi thông điệp Status Enquiry tới điểm cuối cần kiểm tra trạng thái Nhận đ-ợc thông điệp này, điểm cuối trả lời trạng thái gọi thông điệp Status +Mở rộng hội nghị (AdHoc Conference Extension) Trong giai đoạn này, gọi nhận thêm điểm cuối khác tham gia vào hội nghị cho phép vài điểm cuối rời khỏi gọi mà không ảnh h-ởng tới điểm cuối khác gọi 3.6.5 Giai đoạn V kết thúc gọi Mỗi điểm cuối có thĨ kÕt thóc cc gäi theo thđ tơc sau:  Chấm dứt việc truyền tín hiệu media (video, thoại, sô liệu) đóng kênh media t-ơng ứng Điểm cuối chủ động huỷ gọi phải gửi thông điệp endSessionCommand kênh điều khiển H.245 để thông báo cho điểm cuối biết muốn ngắt gọi Điểm cuối chủ động huỷ gọi đợi nhận lại thông điệp endSessionCommand từ điểm cuối tr-ớc đóng kênh điều khiển H.245 Nếu kênh báo hiệu gọi mở, điểm cuối gửi thông điệp Release Complete kênh đ-ợc đóng lại Thùc hiƯn thđ tơc xo¸ cc gäi víi Gatekeeper Trong tr-ờng hợp gọi mặt Gatekeeper b-ớc không cần thực Với điểm cuối thụ động nhận đ-ợc endSessionCommand phải thực b-ớc đến trừ b-ớc (đợi nhận lại thông điệp endSessionComm and) Kết thúc gọi không kết thúc hội nghị Hội nghị đ-ợc kết thúc nhờ sử dụng thông điệp dropConference (H.245) Trong tr-ờng hợp này, điểm cuối phải đợi cho MC kết thúc gọi theo thủ tục mô tả Trong mạng có mặt Gatekeeper, Gatekeeper cần biết thông l-ợng đ-ợc giải phóng huỷ cc gäi Do vËy thđ tơc xo¸ cc gäi (Call clearing) b-ớc cần thiết phải đ-ợc thực a Xoá gọi đ-ợc thực điểm cuối Sau thực b-ớc từ đến 4, điểm cuối gửi thông điệp DRQ (Disengage Request) tới Gatekeeper Gatekeeper phải trả lời lại thông điệp DCF (Disengage Confirm) Các thông điệp DRQ DCF phải đ-ợc truyền kênh RAS Sau gửi DRQ, điểm cuối gửi nhứng thông báo trạng thái IRR tự nguyện Lúc gọi kết thúc GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT 46 Đồ án tốt nghiệp Gatekeeper Tìm hiĨu T«ng quan vỊ Voice IP Endpoint Endpoint Gatekeeper EndSessionCommand EndSessionCommand Release Complete DRQ DRQ DCF DCF RAS Message Call Signalling Message H.245 Control Message H×nh 15 Điểm cuối khởi đầu xoá gọi b Xoá gọi đ-ợc thực Gatekeeper Gatekeeper Endpoint Endpoint Gatekeeper DRQ EndSessionCommand EndSessionCommand Release Complete DCF DRQ DCF RAS Message Call Signalling Message H.245 Control Message Hình 3.16 Gatekeeper khởi đầu xoá gọi GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT 47 Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP Gatekeeper cã thĨ kÕt thóc cc gäi b»ng çch gưi DRQ tới điểm cuối Điểm cuối nhận đ-ợc thông điệp từ Gatekeeper thực b-ớc đến nh- mô tả trả lời lại Gatekeeper thông điệp DCF 3.7 Quá trình xử lý gọi CPU ứng dụng điều khiển gọi Điều khiển báo hiệu H.323 Stack Gói thoại giao thức UDP/IP lớp liên kết Báo hiệu Thoại Nén Bộ triệt thoại tiếng vọng Nhớ đệm jitter thoại UDP Các ứng dụng khác TCP IP Giao thức lớp liên kết RTP Giao diện thiết bị LAN/ WAN Hình 3.17 Quá trình xử lý gọi Tại Gateway phát, tín hiệu thoại từ mạng PSTN qua giao diện PCM đ-ợc đ-a vào DSP tín hiệu thoại đ-ợc xử lý triệt tiếng vọng, nén lại theo thuật toán đ-ợc thoả thuận tr-ớc bên thu bên phát gưi ®Õn CPU theo tõng khèi cã kÝch th-íc nhÊt định tuỳ vào thuật toán nén thoại sử dụng CPU lần l-ợt thêm vào khối tín hiệu thoại mào đầu giao thức RTP, UDP, IP mào đầu lớp liên kết gửi gói giao diện mạng LAN/WAN Tại Gateway thu, gói thoại IP đ-ợc qua giao diện mạng IP đ-ợc đ-a vào tới CPU xử lý mào đầu giao thức UDP, RTP cân biến động độ trễ gói (Jitter) nhờ nhớ đệm Jitter Các gói sau ®ã ®-ỵc gưi sang bé xư lý tÝn hiƯu sè DSP để thực việc giải nén đ-a sang mạng PSTN qua giao diện PCM Mỗi DSP đ-ợc thiết kế cho số kênh thoại định Vì muốn tăng dung l-ợng Gateway cần phải lắp thêm DSP t-ơng ứng Tuy nhiên khả xử lý giới hạn CPU nên số l-ợng kênh thoại Media Gateway bị giới hạn GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT 48 Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP Ch-ơng 4: Tìm hiểu thử nghiệm số hệ thông Voice IP 4.1 Cấu hình mạng Internet Backbone Mạng đ-ờng trục (Backbone) Internet Việt Nam công ty điện toán vµ trun sè liƯu VDC (Vietnam Datacommunication Company) vµ mét số nhà cung cấp chịu trách nhiệm điều hành quản lý có cấu hình nh- sau: Mạng có cấu hình vòng ring với ba trung tâm Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh Đà Nẵng Cấu hình mạng Internet Việt Nam đ-ợc minh hoạ: Hình 4.1 Cấu hình mạng Internet backbone GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT 49 Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP Mô hình Giải pháp mạng Voice IP: = R * # Fax SEKR Phones = R * # = PSTN R = R * # * # SEKR SEKR SEKR PBX Media Gateway Fax Internet Database Database ASCENDMAX ASCEND ASCENDMAX ASCEND Mail Server Internet Mail Server Web Server Web Server Hình 4.2 Mô hình thông tin truyền thống doanh nghiệp Hình 4.3 Mô hình thông tin doanh nghiệp với giải pháp Voice IP 4.2 Mét sè phÇn mỊm Voice IP phỉ biÕn hiƯn 4.2.1 Phần mềm Skype Skype phần mềm gọi Voice IP miễn phí cho dịch vụ gọi từ máy tính tới máy tính với chất l-ợng t-ơng đối tốt, tính phí gọi từ máy tính đến điện thoại Phiên Skype đời ngày 29/08/2003 năm sau Skype cho Windows đời gần năm sau ngày 15/04/2005 Skype có 100 triệu l-ợt ng-êi t¶i vỊ sư dơng, hiƯn ë mäi thêi điểm có khoảng gần 10 triệu ng-ời liên tục liên lạc qua Skype Phần mềm Skype có phiên 3.1 t-ơng thích với hệ điều hành Windows 2000 trở lên GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT 50 Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP Cấu hình Phần cứng tối thiểu ®Ĩ sư dơng Skype:  Tèc ®é vi xư lý Pentium II 400 MHz trë lªn  Bé nhí trong: 128 MB  §Üa cøng trèng: 30MB  Cã Sound Card, loa, MicroPhone Đ-ờng truyền mạng Internet Di al 56 KBs Để đảm bảo cho chất l-ợng gọi tốt ta nên sử dụng cấu hình nh- sau:  Bé vi xö lý: Pentium III: GHz trë lªn  Bé nhí 256 Mb trë lªn  æ cøng trèng: 100 MB trë lªn  Cã Sound Card, loa, MicroPhone tốt thiết bị gọi điện Voice IP chuyên dụng kết nói với máy tính qua USB Đ-ờng truyền mạng Internet DSL 512 KBs trở lên a Cài đặt ch-ơng trình Tải phần mềm Skype từ địa www.skype.com (http://www.skype.com/intl/en/download/skype/windows/downloading.html) File cài đặt ch-ơng trình có tên SkypeSetup.msi Chạy Files cài đặt: Rồi chọn Next: Đánh dấu tích vào I accept the the License chọn Next GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT 51 Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan vÒ Voice IP NÕu tïy chän: Chän Next Chän Install để tiếp tục trình cài đặt Khi trình cài đặt kết thúc chọn Finish để hoàn thành trình cài đặt b H-ớng dẫn sử dụng Tạo tài khoản mới: Điền thông tin vào mục chọn Next GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT 52 Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP Quá trình tài khoản thành công bắt đầu c Các tính Skype Contac: Hiển thị danh sách ngắn gọn bạn bè Online hay Offline, Hiển thị gọi nhỡ hay nhận gọi qua dịch vụ Voicemail Thực gọi: Chọn tên tài khoản cần liên lạc sanh danh sách nháy chuột vào nút màu xanh bên trái tên Khi muốn kết thúc gọi cần chọn nút Hang Up màu đỏ GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT 53 Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP Hội thảo: Skype không hạn chế số ng-ời gọi mà ng-ời khác thời điểm Dịch vụ gọi điện thoại thông th-ờng: Có thể dùng điện thoại Voice IP mua Credit, tực với điện thoại thông th-ờng toàn giới Truyền tải liệu: Dễ dàng gửi files liệu trực tiếp, gửi Video trực tiếp thông qua Camera (Webcam), chia sẻ hình ảnh Chức chát: Chức trò chuyện văn thông th-ờng, thực với số l-ợng lớn ng-ời dùng 4.2.2 Phần mềm GoogleTalk Đ-ợc thiết kế với Giao diện đơn giản, dễ sử dụng, với số l-ợng ng-ời sử dụng dịch vụ Email Google t-ơng đối lín, Google Talk cịng lµ mét øng dơng Voice IP đ-ợc nhiều ng-ời dùng GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT 54 Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP 4.2.3 Phần mềm Voice IP: FPT Phone Gọi điện thoại quốc tế từ Internet Phần cứng yêu cầu: Máy tính cấu hình đảm bảo (Pentium II, 128 MB RAM, Cã Sound card) kÕt nèi Internet với tốc độ 512 Kbs trở lên, MicroPhone thiết bị gọi điện thoại Voice IP chuyên dụng FPT Phone dịch vụ gọi điện thoại quốc tế giá rẻ đ-ợc ứng dụng rộng rÃi Việt Nam đ-ợc cung cấp Công ty Cổ phần viễn thông FPT Với FPT Phone ng-ời dùng cần mua thẻ Có mệnh cào, thẻ cào có tên truy cập mËt khÈu, Víi mét m¸y tÝnh kÕt nèi Internet Gäi điện thoại qua phần mềm FPT Phone tải từ địa chỉ: http://phone.fpt.vn/ Sau cài đặt ch-ơng trình có giao diện nh- sau: Nhập số điện thoại cần gọi chọn Call, xuất cửa Nhận Tên truy cập mật mÃ in thẻ cào bắt đầu thực gọi Gọi điện trực tiếp không qua phần mềm: truy cập địa http://phone.fpt.vn/ Trên Menu chọn Gọi điện xuất cửa sổ trình duyệt : GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT 55 Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP Quá trình gọi điện thực trình duyệt 4.3 Một số thiết bị gọi điện thoại Voice IP 4.3.1 Điện thoại Voice IP MaxIP10 Là dạng điện thoại Voice IP cho phép ng-ời sử dụng cá nhân doanh nghiệp sử dụng kết nối Internet băng thông réng thùc hiƯn çc cc gäi Voice IP víi chi phí thấp, thiết bị cho phép thực gọi theo ph-ơng thức nh- điện thoại truyền thống Chất l-ợng gọi tốt đáp ứng yêu cầu ng-ời sử dụng Thiết bị Max IP10 điện thoại t-ơng thích với điện thoại truyền thống điện thoại Voice IP, tiết kiệm chi phí gọi đ-ờng dài thông qua mạng IP mà thực đ-ợc gọi nội hạt Một số tính Max IP 10: Tự động chuyển chế độ: Thiết bị Max IP10 tự động chuyển sang kết nối mạng PSTN đ-ờng truyền Internet bị ngắt, đ-ờng truyền Internet phục hồi lại tự động chuyển sang kết nối mạng Voice IP Kiểu chuông đặc biệt: Thiết bị Max IP10 với kiểu chuông khác nhau, cho phép nhận dạng gọi ®Õn lµ cuéc gäi IP hay PSTN vÉn thực gọi khác Màn hình LCD hiển thị cho biết thời gian gọi Chế độ chờ gäi: Cho phÐp chê cuéc gäi Voice IP ®ang nhËn cuéc gäi PSTN ChÕ ®é loa ngoµi cho phép đàm thoại Voice IP mà không cần nhấc máy Chế độ quay số thông minh: Cho phép Re dial lại số điện thoại cuối gọi.Để sử dụng Max IP10 cần có: GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT 56 Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP Internet băng thông rộng DSL tốc độ 512 Kbs trở lên Có thiết bị Router, Hub Switch Đ-ơng điện thoại thông th-ờng dùng để kết nối PSTN Máy tính cá nhân dùng để cấu hình hệ thống quản trị nâng cao 4.3.2 Planet USB Phone UP 100 Kiểu dáng giống điện thoại di động kết nối với máy tính qua cổng USB, PLANET USB Phone UP 100 cho phép bạn mở nhanh giao diện Skype; duyệt danh mục Contacts, Dial, History; nhận gọi thực hiện/chấm dứt gọi tài khoản Skype với (PC to PC) Thiết bị cho phép gọi trực tiếp đến số điện thoại thuộc mạng PSTN (nếu bạn đăng ký dịch vụ SkypeOut) HiƯn nµy cã mét số dòng điện thoại di động vơi tính đa ph-ơng tiện tiện dụng, với lợi Voice IP trở nên thân thuộc với ng-ời sử dụng 4.4 T-ơng lại Voice IP Dịch vụ điện thoại truyền thống phát triển mạnh tăng tr-ởng không ngừng, nh-ng dịch vụ điện thoại qua mạng IP lĩnh vực hứa hẹn đầy tiềm -u điểm trội giá thành thấp đặc biệt với gọi đ-ờng dµi, nhiỊu chi phÝ cho mét cc gäi IP chi phí kết nối Internet Với tốc độ phát triển Internet nh- Wimax đời làm cho dịch vụ điện thoại IP có b-ớc phát triển mới, tiến tới điện thoại di động Voice IP đÃ bắt đầu xuất thị tr-ờng GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT 57 Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP Tài liệu tham khảo [1] Thị tr-ờng điện thoại IP giới: Cao Mạnh Hùng-"B-u điện Việt Nam" [2] Một số nét trình phát triển điện thoại Internet: Nguyễn Đức Kiên"Chuyên đề Internet" 11/2000 [3]IP Telephony - Điện thoại Internet: [4] Con đ-ờng đến tháng dịch vụ Voice IP: Huệ Anh-"B-u Điện Việt Nam" số 14 [5]Các dịch vụ thời gian thực mạng Internet: KS Trịnh Bảo Khánh Khoa học kỹ thuật Kinh tế B-u Điện" 3/2001 [6] Th«ng tin tõ mét sè trang Website: http:// www.skype.com http:// www.yahoo.com http:// www.voice777.com http:// www.snetphone.com.vn http://support.fpt.vn http://phone.fpt.vn/ http://ww.vnpt.com.cn/vnpt/science_technology/IP/dthoai.htm GVHD:ThS.TrÇn Văn Cảnh SVTH:Nguyễn Đức Phúc Lớp 46k1 CNTT 58 ... nghiệp Tìm hiểu Tông quan Voice IP TóM TắT Đồ áN Với mục đích nghiên cứu công nghệ Voice IP tính hệ thống Voice IP, đồ án gồm hai phần chính: Phần thứ nhất: Tìm hiểu tổng quan công nghệ Voice IP. .. thèng Voice IP Và đ-ợc chia thành ch-ơng Ch-ơng 1: Tỉng quan vỊ Voice IP Giíi thiƯu tỉng quan vỊ công nghệ Voice IP, -u điểm công nghệ Voice IP, mô hình triển khai Voice IP ứng dụng Voice IP vào... T-¬ng l¹i Voice IP 57 GVHD:ThS.Trần Văn Cảnh SVTH:Nguyễn §øc Phóc Líp 46k1 CNTT §å ¸n tèt nghiƯp Tìm hiểu Tông quan Voice IP Ch-ơng 1 :Tổng quan vỊ Voice IP 1.1 Kh¸i niƯm Voice IP Voice

Định dạng
Số trang	58
Dung lượng	1,17 MB