Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet.

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet.

CHƯƠNG1 Ưu thế và xu hướng phát triển của điện thoại

1.1Những ưu thế của dịch vụ thoại qua internet. 7

1.2Sự phát triển của các dịch vụ điện thoại Internet: 9

1.2.1Thoại thông minh 10

1.2.2Dịch vụ tính cước cho bị gọi 10

1.2.3Dịch vụ Callback Web 10

1.2.4Dịch vụ fax qua IP 11

1.2.5Dịch vụ Call center 11

1.3Thị trường hiện nay 11

1.4Xu hướng thị trường thoại Internet trong tương lai 13

CHƯƠNG2 Công nghệ cơ sở 16

2.1Kỹ thuật nén tín hiệu thoại 16

2.1.1Tổng quan 16

2.1.2Nguyên lý chung của bộ mã hoá CELP 18

2.1.3Nguyên lý mã hoá CS-ACELP 21

2.1.3.1Nguyên lý chung cuả bộ mã hoá 21

2.1.3.2Nguyên lý bộ mã hoá CS-ACELP 22

2.1.3.3Nguyên lý bộ giải mã CS-ACELP 23

2.1.4Chuẩn nén G.729A 24

2.1.5Chuẩn nén G.729B 26

2.2Báo hiệu DTMF (Dial tone Multi Frequency ) 27

2.2.1Báo hiệu DTMF qua bản tin UserInputIndication 27

2.2.1.1Thiết bị đầu cuối thu phát DTMF 28

2.2.1.2Gateway thu phát DTMF 28

2.2.1.3Gate Keeper thu và phát các tín hiệu âm thanh D.323. 28

2.2.2DTMF được truyền thông qua giao thức thời gian thực RTP

(Real time Transport Protocol) 29

2.3Khử tiếng vọng 29

2.4Cơ chế bảo mật. 30

2.4.1Định nghĩa và khái niệm 31

2.4.2Thu tục Authentication giữa hai đầu cuối 32

2.4.2.1Thủ tục Authentication của Diffie-Hellman 32

2.4.2.2Thủ tục Authentication dựa vào nhận dạng. 33

2.4.3Thủ tục Authentication giữa đầu cuối và Gatekeeper 33

2.4.3.1Thủ tục Authentication không có thông tin ngầm định trước.332.4.3.2Thủ tục Authentication dựa trên thông tin ngầm định trước 34

2.4.4Thủ tục mã hoá bảo mật luồng dữ liệu. 34

2.4.5Xử lý khi nhận thấy mất an toàn 34

2.4.6Ví dụ bảo mật bằng cách sử dụng Token 34

CHƯƠNG3 Cấu trúc mạng và cấu hình chuẩn của mạng IP. 36

3.1Tổng quan về cấu hình chuẩn của mạng VoIP 36

3.2Các cấu hình chuẩn và chức năng của các phần tử 37

3.2.1Thiết bị đầu cuối 37

4.2Thiết lập cuộc gọi 46

4.2.1Cuộc gọi từ đầu cuối H.323 tới thuê bao trong SCN. 46

4.2.2Cuộc gọi thuê bao trong mạng SCN tới đầu cuối H.323: 48

4.2.3Phối hợp hoạt động với báo hiệu DTMF: 50

4.2.4Lựa chọn nhà cung cấp mạng: 50

4.3Thực hiện cuộc gọi 50

4.3.1Khái niệm chung 50

4.3.2Các trường hợp ngoại lệ trong giai đoạn thực hiện cuộc gọi 51

4.4Giải phóng cuộc gọi: 51

4.5Nhận dạng thuê bao chủ gọi 51

4.6Mô hình tính cước và cách tính cước trong mạng VOIP 52

CHƯƠNG5 Đánh số và chuyển đổi địa chỉ 58

5.1Yêu cầu chung 58

5.1.1Yêu cầu với cuộc gọi từ IP đến PSTN: 58

5.1.2Yêu cầu đối với cuộc gọi từ PSTN đến IP: 59

5.1.3Yêu cầu đối với cuộc gọi từ PSTN đến IP đến PSTN: 59

5.1.4Yêu cầu đối với cuộc gọi từ IP đến PSTN đến IP: 59

5.1.5Các phương thức quay số: 59

5.1.6Các số lựa chọn 60

5.2Phương pháp đánh số thuê bao: 61

5.2.1Yêu cầu đối với quy tắc đánh số: 61

5.2.2Quy tắc đánh số để hỗ trợ tại giao diện đối với mạng PSTN: 61

5.2.3Phương pháp đánh số thuê bao 62

5.2.3.1Quy tắc của IETF 62

5.2.3.2Khuyến nghị của ETSI 63

5.3Phương pháp chuyển đổi số E.164 và địa chỉ IP: 65

5.3.1Khuyến nghị của IETF 65

5.3.2Định tuyến cho các loại hình dịch vụ 66

5.4Phương pháp định tuyến giữa PSTN và IP 68

5.4.1Cách thứ nhất 68

5.4.2Cách thứ hai. 68

5.4.3Cách thứ ba 69

5.5Kết luận 69

CHƯƠNG6 Đánh giá chất lượng dịch vụ 70

6.1Đánh giá theo chủ quan 70

6.2Đánh giá theo khách quan 70

6.3Đánh giá theo độ trễ 73

CHƯƠNG7 Khả năng triển khai dịch vụ 74

7.1Các động lực chính 74

7.2khả năng phổ biến dịch vụ thoại qua Internet 74

7.2.1Phương án 1: Dịch vụ thoại Internet là thứ yếu 75

7.2.2Phương án 2 :dịch vụ thoại Internet chiễm lĩnh thị trường. 76

7.3Sự ảnh hưởng đến các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông 77

7.3.1Tương lai của mạng viễn thông 78

7.3.2Sự thay đổi nhu cầu của khách hàng 79

7.3.3Vị trí của IP và sự liên quan với mạng chuyển mạch kênh. 79

7.3.4Chiến lược của các nhà khai thác dịch vụ viễn thông với dịch vụ IP. 807.3.4.1Nhà khai thác mạng truy nhập và mạng đường dài. 81

7.3.4.2Nhà khai thác mạng đường trục 82

7.3.4.3Nhà khai thác mạng truy nhập. 82

CHƯƠNG8 thiết kế Gateway thoại Internet và mô tả phần mềm VIPGATE. 848.1Môi trường phát triển 84

8.1.1tổng quan 84

8.1.2Cấu trúc phần cứng : 85

8.2Giải pháp thiết lập bộ đệm 88

8.2.1Phương pháp truyền dữ liệu qua 3 bộ đệm. 89

8.2.2Phương thức truyền dữ liệu qua hai bộ đệm. 90

8.3Triệt tiếng vọng 91

8.4.2.3Điều khiển truyền dữ liệu trên mạng IP 93

8.4.3Đặc tính kỹ thuật của VIPGate 93

8.4.3.1Tính năng và yêu cầu kỹ thuật 93

8.4.3.2Giao diện người sử dụng 93

CHƯƠNG9 thử nghiệm Dịch vụ thoại Internet 96

9.1Cấu hình thử nghiệm 96

9.2Cấu hình đo kiểm 96

9.3Kết quả đánh giá chất lượng dịch vụ. 98

lời nói đầu

Đầu năm 1995 công ty VocalTec đưa ra sản phẩm phần mềm thoại qua Internet(kết nối điểm -điểm) đầu tiên trên thế giới Sau đó ,nhiều công ty đã đầu tư nghiên cứuvà đưa ra các sản phẩm thương mại.Tháng 3/1996 ,VocalTec kết hợp với Dialogic đãđưa ra sản phẩm cổng kết nối PSTN và Internet đầu tiên trên thế giới.Hiệp hội các nhàsản xuất thoại qua máy tính ECTF đã ra đời nhằm đưa ra các tiêu chuẩn thoại quaInternet Hiệp hội bao gồm 36 các công ty máy tính và viễn thông hàng đầu thế giớinhư AT&T ,IBM,Sun Microsystems,Digital,Ericsson,v.v

Mặc dù công nghệ thoại qua Internet đã được thương mại hoá từ năm1995,nhưng việc nghiên cứu về lĩnh vực này ở Việt Nam còn quá ít.Với lợi thế giácước thấp ,dịch vụ thoại qua mạng Internet thực sự đã làm nhiều nhà kinh doanh viễnthông quan tâm.

Trong thời gian thực tập từ 1/12/1999 em đã có may mắn được tham gia cùng nhómnghiên cứu ứng dụng công nghệ thoại trong mạng Internet ở Việt Nam tại phòngChuyển mạch Viện Khoa Học Kỹ Thuật Bưu Điện.Vì thời gian có hạn nên trong khuônkhổ bản đồ án tốt nghiệp này chỉ xin đề cập đến những vấn đề cơ bản của công nghệInternet Telephony và những kết quả công việc mà em đã thu thập và thực hiên trongthời gian qua.

Hiện tại dịch vụ Thoại qua Internet vẫn chưa được xem là hợp pháp ở ViệtNam nhưng việc nghiên cứu dịch vụ này là rất cần thiết để có thể theo kịp và nắm bắtđược công nghệ mới trong tương lai.Em xin chân thành cảm ơn thày giáo Ngọ VănToàn khoa điện tử viễn thông trưòng đại học Bách khoa Hà Nội,kỹ sư Nguyễn NgọcThành cùng toàn thể các cán bộ nghiên cứu phòng chuyển mạch Viện Khoa học KỹThuật Bưu Điện đã giúp đỡ Em thời gian qua.

Sinh viên :Phạm Việt Dũng.

C h a p t e r 1

CH¦¥NG1 Ưu thế và xu hướng phát triển của điện thoạiInternet:

1.1 Những ưu thế của dịch vụ thoại qua internet.

Đầu năm 1995 công ty VocalTec đưa ra sản phẩm phần mềm InternetTelephony đầu tiên trên thế giới Sau đó nhiều công ty viễn thông lớn đã đầu tư đưa ranhững sản phẩm thương mại nhưng kết quả còn nhiều hạn chế Gần đây cùng với sựphát triển của công nghệ thông tin ,chât lượng của thoại Internet đã gần đạt đến chấtlượng của thoại truyền thống PSTN Một số hãng viễn thông lớn như AT&T Sprint vàTelstra đã thông báo về việc chuyển các mạng viễn thông chủ đạo sang nền chuyểnmạch gói Điều này có nghĩa là phần lớn lưu lượng thoại sẽ được truyền qua mạngmạch gói trong thời gian không xa Điện thoại qua Internet đã gây được sự chú ý mạnhmẽ nhất và có khả năng để trở thành nền tảng cho mạng thoại công nghệ chuyển mạchgói Một bí quyết thành công của dịch vụ thoại qua mạng Internet là khả năng đáp ứngnhư dịch vụ thoại truyền thống đặc biệt là trong thoại đường dài

Bảng 1:Giá thành của dịch vụ thoại Internet *

(2) Mức giá định sẵn của dịch vụ thoại qua Internet từ Mỹ tới một số nước.

Nguyên nhân khiến dịch vụ thoại qua Internet có giá thành thấp là do hiệu quảkỹ thuật và lợi thế kinh tế về mặt lâu dài (IDC trong ITU,1997).Theo Cian PabloVillamil ,quản lý tại Andersen Consulting:”Ban đầu người ta cho rằng cơ hội này sẽmất đi khi giá bắt đầu giảm xuống Giờ đây, chúng ta mới nhận thấy rằng dịch vụ thoạiInternet có lợi thế kinh tế lâu dài do chi phí cho các thiết bị ngày càng giảm đi”(Evagora ,1997).

Công nghệ chuyển mạch gói sử dụng hiệu quả hơn so với công nghệ chuyển mạch kênhtruyền thống Khi mạng PSTN được lắp đặt ( vào cuối thế kỷ 19,đầu thế kỷ 20) ,thiết bịchuyển mạch rất đắt trong khi đó chi phí cho dây dẫn lại thấp.Đến những năm 70,giáthành của các thiết bị máy tính giảm.Vì vậy giá thành của các thiết bị chuyển mạchcũng hạ rất nhanh ,tốc độ giảm chi phí cho lắp đặt cáp cũng không theo kịp (Theo ýkiến của Gordon Moore,một trong những nhà sáng lập công ty Inlel).Ngày nay các bộTouter với giá thành thấp đã thay thế bộ chuyển mạch và dây dẫn với giá thành đangtăng dần ,thì những chuyển mạch gói tiết kiệm hơn,do đó sẽ cung cấp được dữ liệu cóhiệu quả hơn nhiều Đối với chuyển mạch gói ,giá thành là khoảng 4US cents /1Kbyte,so với 15cents /1Kbytes dữ liệu của chuyển mạch kênh

Một số người vẫn băn khoăn về việc chia tín hiệu thoại thành một số lượng lớncác gói và việc thêm phần mào đầu vào mỗi gói để đưa ra luồng dữ liệu.Điều này ítnhiều có ý nghĩa quan trọng trong việc cập nhật kỹ thuật nén mà được tạo ra bới cácđầu cuối của Internet hơn là nâng cấp phần cứng của PSTN Trong hệ thống chuyểnmạch kênh ,toàn bộ phần cứng trong toàn bộ mạng cần được nâng cấp để tận dụngđược các tiến bộ của kỹ thuật nén.Các đầu cuối Internet ,các PC chuẩn có thể thực hiệnbất kể công nghệ nén tốt nhất hay không ,và bất kể là chúng ở đâu.

Khách hàng có thể sử dụng IP cho mọi việc do đó có được mạng chung cho cảdịch vụ thoại trên Internet hoặc Intranet như multimedia.

Ngay cả trong trường hợp đơn giản nhất ,tiếng nói được chuyển qua Internetcũng khó mà sai lệch hơn so với tiếng nói trong dạng tương tự truyền qua cáp đồngxoắn Vấn đề chủ yếu khi đóng gói phần mềm mã hoá tín hiệu thoại thành các gói cũngbị biến đổi.Nhiều nhà toán học đã cho rằng phải cần đến SuperComputer hoạt độngtrong vài tuần , thậm chí vài tháng để thực hiện được cuộc gọi trong hai phút.

Tính kinh tế của quy mô rất thấy rõ trong hệ thống , bởi vì Internet cũng như PSTN làmột hệ thống gồm nhiều mạng Thậm chí một PSTN nhỏ cũng tận dụng được kết nốivới các mạng khác.

Các tiêu chuẩn chung cho dịch vụ thoại qua Internet

Hầu hết các nhà đầu tư trên thị trường đều chấp nhận tiêu chuẩn H.323 vàT.120 mà có khả năng hoạt động trong phạm vi quốc tế (Thực hiện tiêu chuẩn này cómột ý nghĩa là bất kỳ một người sử dụng IP nào cũng có thể nói chuyện được với một

IP khác.) Theo Fost và sullivan ,người ta hi vọng rằng tiêu chuẩn quốc tế mới này sẽdẫn đến sự tăng trưởng mạnh ở trên thị trưòng của dịch vụ thoại Internet trong nhữngnăm tới

Chính sách trợ giúp công cộng ,đặc biệt ở Mỹ ,đã làm cho quá trình phát triển íttốn kém hơn so với PSTN.Suốt trong thời gian phát triển qua, nhờ có các cơ quan nhànước nên người ta không cần đến bộ phận nghiên cứu và phát triển thị trường để thuhồi vốn ít nhất là ở Mỹ ,các ISP không phải trả phí truy nhập.Dịch vụ thoại Internet đã bỏ qua hệ thống tính giá quốc tế.Một nhà cung cấp dịch vụthoại Internet với Gateway trong phạm vi nước ngoài chỉ phải trả phí giao dich quốc tếcủa quốc gia đó , hoặc chi phí cho cuộc gọi nội hạt chứ không phải là thanh toán chi phíquốc tế.

1.2 Sự phát triển của các dịch vụ điện thoại Internet:

Môi trường sửdụng

-PC-Fax-PC-điện thoại

-Điện thoại -điện thoại

-ISP-Nhà bán lẻ

-Nhà khai thác mạngKhả năng hoạt động

Bảng 1.2 Sự phát triển của thoại qua IP

Điện thoại Internet không chỉ còn là công nghệ cho giới sử dụng máy tính màcho cả người sử dụng điện thoại quay vào Gateway.Dịch vụ này được một số nhà khaithác lớn cung cấp và chất lượng thoại không thua kém chất lượng của mạng thoại thôngthường,đặc biệt là trên các tuyến quốc tế Mặc dù vẫn còn một số vấn đề về độ tươngthích của các Gateway ,các vấn đề này sẽ sớm được giải quyết khi tiêu chuẩn H.323của ITU được sử dụng rộng rãi.

suốt từ khi các máy tính bắt đầu kết nối vói nhau ,vấn đề các mạng phưc hợpluôn là mối quan tâm của mọi người Mạng máy tính phát triển bên cạnh mạng điệnthoại Các mạng máy tính và mạng điện thoại song song tồn tại ngay trong cùng một cơ

ngay lập tức đe doạ đến mạng điện thoại toàn cầu mà nó sẽ dần thay thế thoại chuyểnmạch kênh truyền thống Sau đây là các ứng dụng của dịch vụ thoại Internet tiêu biểu:

1.2.1 Thoại thông minh

Hệ thống điện thoại ngày càng trở nên hữu hiệu : rẻ ,phổ biến ,dễ sử dụng ,cơđộng Nhưng nó hoàn toàn “ngớ ngẩn “.Nó chỉ có 12 phím để điều khiển Trong nhữngnăm gần đây ,người ta đã cố gắng để tạo ra thoại thông minh , đầu tiên là các thoại đểbàn ,sau là đến các server Nhưng mọi có gắng đều thất bại do tồn tại các hệ thống cósẵn.

Internet sẽ thay đổi điều này Kể từ khi Internet phủ khắp toàn cầu ,nó đã sửdụng để tăng thêm tính thông minh cho mạng điện thoại toàn cầu Giữa máy tính vàmạng điện thoại tồn tại một mối liên hệ Internet cung cấp cách giám sát và điều khiểncuộc gọi một cách tiện lợi hơn Chúng ta có thể thấy được khả năng kiểm soát và điềukhiển các cuộc thoại thông qua mạng Internet

1.2.2 Dịch vụ tính cước cho bị gọi

Thoại Internet giúp bạn có khả năng cung cấp dịch vụ tính cước cho bị gọi đếncác khách hàng nước ngoài cũng giống như khách hàng trong nước Để thực hiện đượcđiều này ,bạn chỉ cần PC với hệ điều hành Window98 (hoặc Window 2000) ,địa chỉ kếtnối Internet (tốc độ 28,8 kbps hoặc nhanh hơn ),và chương trình phần mềm chuyển đổichẳng hạn như Quicknet’s Technologies Internet PhoneJACK.

Thay vì gọi qua mạng điện thoại truyền thống ,khác hàng có thể gọi cho bạnqua Internet bằng việc sử dụng chương trình phần mềm chẳng hạn như Internet phonecủa Vocaltec hoặc Netmeeting của Mỉcrosoft .Với các chương trình phần mềmnày ,khách hàng có thể gọi đến công ty của bạn cũng giống như việc họ gọi qua mạngPSTN.

Bằng việc sử dụng chương trình chẳng hạn Internet Phone JACK ,bạn cũng cóthể xử lý các cuộc gọi cũng giống như xử lý các cuộc gọi khác.Bạn có thể định tuyếncác cuộc gọi này tới nhà vận hành ,tới các dịch vụ tự động trả lời ,tới các ACD Trongthực tế ,hệ thống điện thoại qua Internet và hệ thống điện thoại truyền thống hoàn toànnhư nhau.

1.2.3 Dịch vụ Callback Web

“Worldwide Web “ đã làm cuộc cách mạng trong cách giao dịch với kháchhàng của các doanh nghiệp Với tất cả các tiềm năng của Web ,điện thoại vẫn là mộtphương tiện kinh doanh quan trọng trong nhiều nước Điện thoại Web hay “bấm số “(ckick to dial ) cho phép các nhà doanh nghiệp có thể dưa thêm các phím bấm lên trangWeb để kết nối tới hệ thống điện thoại của họ Dịch vụ bấm số là cách dễ dàng nhất và

an toàn nhất để đưa thêm các kênh trực tiếp từ trang Web của bạn vào hệ thống điệnthoại.

1.2.4 Dịch vụ fax qua IP

Nếu bạn gửi nhiều fax từ PC ,đặc biệt là gửi ra nước ngoài thì việc sử dụngdịch vụ Internet fax sẽ giúp bạn tiết kiệm được tiền và cả kênh thoại Dịch vụ này sẽchuyển trực tiếp từ PC của bạn qua kết nối Internet Hàng năm ,thế giới tốn hơn 30tỷUSD cho việc gửi fax đường dài Nhưng ngày nay Internet fax đã làm thay đổi điều này.Việc sử dụng Internet không những được mở rng cho thoại mà còn cho cả dịch vụfax Một trong những dịch vụ gửi fax được ưa chuộng nhất là comfax

Khi sử dụng dịch vụ thoại và fax qua Internet ,có hai vấn đề cơ bản:

 Những người sử dụng dịch vụ thoại qua Internet cần có chương trình phần mềmchẳng hạn Quicknet’s Technologies Internet PhoneJACK Cấu hình này cung cấpcho người sử dụng khả năng sử dụng thoại Internet thay cho sử dụng điện thoạiđể bàn truyền thông.

 Kết nối một Gateway thoại qua Internet với hệ thống điện thoại hiện hành Cấuhình này cung cấp dịch vụ thoại qua Internet giống như việc mở rộng hệ thốnghiện hành của bạn.

1.2.5 Dịch vụ Call center

GateWay call center với công nghệ thoại IP cho các nhà kiểm duyện trang Web với cácPC trang bị multimedia kết nối được với bộ phận phân phối các cuộc gọi tự động(ADC) Một ưu điểm của thoại IP là khả năng kết hợp cả thoại và dữ liệu trên cùng mộtkênh.

1.3 Thị trường hiện nay

Hiện nay ,trên thị trường điện thoại Internet có một số nhà cung cấp dịch vụ lớnbao gồm các nhà vận hành mạng như AT&T ,Deutsche Telekom và Sonera nhưng chủyếu vẫn là các nhà cung cấp dịch vụ thẻ và bán lại.Điện thoại qua Internet ( Chủ yếuqua mạng Internet công cộng ) có thể giúp các nhà bán lẻ dịch vụ thoại giảm được chiphí tăng lãi Một số nhà cung cấp chính các loại dịch vụ này là Delta-3 , IDT , và USAGlobalLink Các nhà cung cấp dịch vụ này không nói rõ dịch vụ của họ là thoại Internetvà thường sử dụng tuyến Internet như một tuyến chính nhằm giảm chi phí vì nó làtuyến rẻ nhất Hàng triệu người không biết là mình đã từng sử dụng điện thoại Internet.Điện thoại Internet cũng tạo cơ hội cho một số hãng mới xâm nhập thị trường nhưBestelsmann ở Đức Đối với các nhà vận hành mạng mới đang triển khai dịch vụ

hàng , doanh nghiệp và cơ sở để tiếp cận thị trường dân cư và SME Đối với các nhàcung cấp dịch vụ Internet ,đây là một dịch vụ bổ sung làm cơ sở cho việc cạnh tranh vàtạo nguồn thu mới.

Hình 1-1 Chuỗi giá trị

Một chuỗi giá trị riêng được hình thành trong thế giới điện thoại Internet ,nơimà các nhà vận hành mạng trên phạm vi toàn cầu và các nhà môi giới dịch vụ cung cấpkết nối ,thông tin cước và quản lý mạng cho các nhà cung cấp dịch vụ điện thoạiInternet có thể không sở hữu mạng truy nhập cho dịch vụ.Điều này làm chô các nhàcung cấp mới thâm nhập thị trường –họ chỉ cần ký với một nhà môi giới ,thíêt lập mộtPOT 24 cổng dùng truy nhập máy chủ chạy Windows NT,sử dụng mạng có sẵn để truycập dịch vụ ( có thể các nhà vận hành mạng này cũng không biết điều gì đang diễn ra )và có nguồn thu nhập ngay lập tức.Cho các nhà cung cấp dịch vụ có sở hữu mạng truynhập , hoặc đã có khách hàng ,việc trở thành nhà cung cấp dịch vụ điện thoại Internetcòn dễ dàng hơn nhiều với chỉ một ít đầu tư và thời gian

Mặc dù hiện còn tương đối nhỏ ( chỉ vài phần trăm của thị trường viễn thông ) , thịtrường này đang tăng trưởng nhanh chóng Sự tăng trưởng này được thúc đẩy do giá cảvà đặc biệt đối với một số tuyến Nó đặc biệt thành công cho các tuyến kết nối tới cácnước nơi mà không mở cửa thị trường viễn thông cho cạnh tranh.ở đây ,các nhà cung

Khách h ngà môi gi

cấp dịch vụ thoại Internet có thể lợi dụng các kẽ hở trong quy định hay chỉ đơn thuần hivọng việc làm của mình không bị để ý.Tuy nhiên,điện thoại Internet không thể cạnhtranh được các thị trường có cạnh tranh mạnh và thừa dung lượng.

Điện thoại Internet hiện tác động đáng kể lên thời lượng cuộc gọi ở một sốtuyến và tác động này có thể còn tiếp tục tăng.

Điện thoại Internet có một số ưu điểm xét trên hiệu quả kỹ thuật và điều nàyđồng nghĩa với việc cắt giảm phí vận hành :

 Mạng IP tự động cắt quãng lặng – gói tin không dược tạo ra khi không có âmthanh

 Mạng IP có độ tin cậy cao

Cả hai điều trên cho thấy tính ưu việt của mạng IP so với mạng chuyển mạchkênh ,đặc biệt khả năng tiết kiệm dung lượng và cắt giảm chi phí ,tài nguyên dưthừa Tuy nhiên ,để điện thoại Internet có thể chiếm lĩnh được thị trường thoại ,cần thiếtphải thay đổi toàn bộ cấu trúc của thị trường Internet

telephonyResaleand callbackPSTN

1998-2000(Analysys,1998)

1.4 Xu hướng thị trường thoại Internet trong tương lai

Cứ mỗi năm trong suốt thập kỷ vừa qua ,Internet lại tăng gấp đôi quy mô củanó

Trong các công ty nghiên cứu thị trường Internet ,thì có một nhận định thống nhất làtổng doanh số bán trong năm 1996 là từ 2 tỷ đến 3 tỷ USD Mục tiêu đặt ra là thịtrường sẽ tăng trưởng rộng lớn với dao động từ 110% đến 175% Forrester dự đoán làđến năm 2001 ,trị giá giao dịch sẽ đạt ở mức 327 tỷ USD,Active Media là 314 tỷUSD

Theo ý kiến của Kelly của ITU ,thị trường giao dịch thoại quốc tế được phânthành 3 lĩnh vực sau:

Giữa các quốc gia ,những tập đoàn quốc tế như Concert .Global One và Unisource sẽ chào bán thiết bị kết nối đầu cuối đến đầu cuối (end to end) Những tậpđoàn này sẽ phải đối mặt với sự cạnh tranh ngày càng tăng lên từ phía dịch vụ thoạiInternet ,từ các chủ các phương tiện quốc tế ( chẳng hạn như người điều hành vệtinh ,các nhà điều hành cáp tư nhân ) bán trực tiêp cho khách hàng và từ phía các thịtrường giao ngay với mức giá bán lại.

AT&T-Đối với các cuộc gọi gốc ,cạnh tranh sẽ ngày càng trở lên gay gắt bỏi những người mớithâm nhập thị trường như các call –back, thoại Internet ,và những người bán lại thôngqua việc kêu gọi sử dụng card và bản quyền.

Đối với những đầu cuối cuộc gọi ,cạnh tranh sẽ bị chậm lại bởi vì các nhà độc quyềntrước kia sẽ tiếp tục thống trị và định ra các mức giá cho các cuộc gọi quốc tế Vị tríđộc quyền của họ sẽ bị suy yếu một cách chậm chạp nên sẽ phải mất một thời gian dàivà một lượng đầu tư đáng kể để triển khai các mạng mới Do vậy PTO vẫn định giá caonhất mà họ có thể cho các đầu cuối cuộc gọi khi mà họ vẫn đang ở vị trí độc quyền Theo ITU , thì việc kiểm tra khả năng tồn tại của thoại Internet và việc triển khai nómột cách rộng rãi là cách tốt nhất Thậm chí các nhà cung cấp dịch vụ thoại Internethoặc các công ty phát triển phần mềm đều có thể mua các ISP.

Do ưu điểm giá thành rẻ và các dịch vụ mở rộng như đã trình bày ở trên , dịch vụ thoạiInternet đã và đang tạo ra một thị trường rộng lớn gồm mọi đối tượng sử dụng như: cácthuê bao gia đình ,các doanh nghiệp ,các tổ chức và các cơ quan nhà nước

 Theo dự báo của IDC ,số các giao dịch quốc tế theo phương pháp truyền thống sẽđạt 79 tỷ phút vào cuối năm 1999, và hằng năm sẽ tăng 15%.Theo nhận định củaông Fischer thì tổng giá trị giao dịch trên thị trường là 60 tỷ USD Các nguồn tintương tự cũng cho biết ,giao dịch qua Internet ngày nay đạt 198 triệu phút và sẽtăng lên ở mức 220% hàng năm

 Dự đoán thị trường sẽ đạt ở mức 600 triệu USD vào cuối năm 1999.Khi đó cóhơn 16 triệu người sử dụng Tổng giá trị giao dịch qua thị trường thoại quaInternet dự đoán đạt mức 1.89 tỷ USD vào cuối năm 2001 Theo Frost & Sullivanthị trường sẽ đạt mức tăng trưởng hàng năm là 149% trong 5 năm liền

 Dự báo trong năm 2000 ,một số bộ phận lớn dân cư sẽ sử dụng thoạiInternet Chủ tịch kiêm giám đốc điều hành RSL COM ,Itzhak Fischer dự báorằng đến năm 2000 sẽ có 15% cuộc gọi thoại quốc tế được tiến hành quaInternet ,và một số người cho rằng đến năm 2005 con số này sẽ tăng lên34% Phillip Tarifica cũng báo cáo rằng số người sử dụng thoại truyền thống sẽgiảm do sử dụng Email và thoại qua Internet

 Thị trường điện thoại Internet sẽ tăng trưởng và đạt doanh thu cỡ 2,7 tỷ USD vàonăm 2002 (Mc Kinsey Telecom Practice ).

Về cơ bản các bộ mã hoá tiếng nói có ba loại :mã hoá dạng sóng (waveform),mã hoá nguồn (source)và mã hoá lai (hybrid) (có nghĩa là kết hợp cả hai loại mã hoádạng trên ).

Nguyên lý của mã hoá dạng sóng là mã hoá dạng sóng của tiếng nói.Tại phíaphát ,bộ mã hóa sẽ nhận các tín hiệu nói tương tự liên tục và mã thành tín hiệu số trướckhi truyền đi.Tại phía thu sẽ làm nhiệm vụ ngược lại để khôi phục tín hiệu tiếngnói.Khi không có lỗi truyền dẫn thì dạng sóng của tiếng nói khôi phục sẽ rất giống vớidạng sóng tiếng nói gốc.Cơ sở của bộ mã hoá dạng sóng là :nếu người nghe nhận đượcmột bản sao dạng sóng của tiếng nói gốc thì chất lượng âm thanh sẽ rất tuyệt vời.Tuynhiên , trong thực tế,qúa trình mã hoá lại sinh ra tạp âm lượng tử (mà thực chất là mộtdạng méo dạng sóng ),song do tạp âm lượng tử này thường đủ nhỏ để không ảnh hưởngđến chất lượng tiếng nói thu được.Ưu điểm của bộ mã hoá loại này là :độ phức tạp,giáthành thiết kế ,độ chễ và công suất tiêu thụ thấp.Người ta có thể áp dụng chúng để mãcác tín hiệu khác như: tín hiệu báo hiệu,số liệu ở giải âm thanh và đặc biệt với nhữngthiết bị ở điều kiện nhất định thì chúng còn có khả năng mã hoá được cả tín hiệu âmnhạc Bộ mã hoá dạng sóng đơn giản nhất là điều chế xung mã (PCM).điều chế Delta(DM) Tuy nhiên , nhược điểm của bộ mã hoá dạng sóng là không tạo được tiếng nóichất lượng cao tại tốc độ bit dưới 16 kbps ,mà điều này được khắc phục ở bộ mã hoánguồn.Nguyên lý bộ mã hoá nguồn là mã hóa kiểu phát âm(vocoder),ví dụ như bộ mãhoá dự báo tuyến tính (LPC).Các bộ mã hoá này có thể thực hiện được tại tôc độ bít cõ2 Kbps Hạn chế chủ yếu của mã hoá kiểu phát âm LPC là giả thiết rằng: tín hiệu tiếngnói bao gồm cả âm hữu thanh và vô thanh.Do đó ,đối với âm hữu thanh thì nguồn kích

thích bộ máy phát âm sẽ là một dãy xung ,còn đối với các âm vô thanh thì nó sẽ là mộtnguồn nhiễu ngẫu nhiên.Trong thực tế , có rất nhiều cách để kích thích cơ quan phát âm.Và để đơn giản hoá,người ta giả thiết rằng chỉ có một điểm kích thích trong toàn bộgiai đoạn lên giọng của tiếng nói ,dù cho đó là âm hữu thanh hay vô thanh.

Vào năm 1982 Atal đã đề ra một mô hình mới về kích thích ,được gọi là kíchthích đa xung.Trong mô hình này ,không cần biết trước đó là âm hữu thanh hay vôthanh ,đó có phải là giai đoạn lên giọng hay không.Sự kích thích được mô hình hoá bởimột số xung (thông thường là 3 xung trên 5ms ) có biên độ và vị trí được xác định bằngcực tiểu hoá sai lệch ,có tính đến trọng số thụ cảm ,giữa tiếng nói gốc và tiếng nói tổnghợp.Việc đưa ra mô hình này đã tạo lên một sự chú ý to lớn và đó là mô hình đầu tiêncủa một thế hệ mới của các bộ mã hoá tiếng nó phân tích bằng tổng hợp.Chúng có khảnăng cho tiếng nói chất lượng cao tại tốc độ bit quanh 10 kbps và có thể đến tận 4,8kbps.Tín hiệu kích thích sẽ được tối ưu hoá một cách kỹ lưỡng và người ta sử dụng kỹthuật mã hoá dạng sóng để mã hoá tín hiệu kích thích này một cách có hiệu quả Hình2.1 đưa ra mô hình tổng quát của mã hoá tiếng nói theo phương pháp LPC phân tíchtổng hợp.

Hình 2-3 Mô hình mã hoá tiếng nói LPC phân tích bằng tổng hợp

Trong đó u(n) :tín hiệu kích thích

Cùc tiÓu ho¸ saisè

S*(n): :tín hiệu tiếng nói tổng hợpS(n) : Tín hiệu tiếng nói gốc

Ew(n ) :tín hiệu sai số

Mô hình bao gồm 3 phần chính:

 Phần thứ nhất : Bộ lọc tổng hợp LPC ,là bộ lọc toàn cục biến đổi theo thời gianđể mô hình hoá đường bao phổ ngắn hạn của dạng sóng tiếng nói Đầu ra của nộlọc tổng hợp là tín hiệu nói tổng hợp.

 Phần thứ 2 : Bộ tạo kích thích Bộ này sẽ cho ra dãy kích thích cấp cho bộ lọctổng hợp để tạo ra tiếng nói tái tạo ở máy thu.Việc kích thích sẽ được tối ưu hoábằng các cực tiểu hoá sai lệch,các tính trọng số thụ cảm,giữa tiếng nói gốc vàtiếng nói tổng hợp.

 Phần thứ 3 : Thur tục được sử dụng trong việc tối thiểu hoá sai lệch (Gồm 2khối :tính trọng số sai số và cực tiểu hoá sai số) Tiêu chuẩn cục tiểu hoá sai lệchđược sử dụng rộng rãi nhất là sai lệch bình phương trung bình (mes:meansquared error).Trong mô hình này ,tiêu chuẩn cực tiểu hoá sai số được sử dụnglà :tín hiệu sai lệch ew(n) được đưa qua một bộ lọc đánh giá trọng số sai số ,cótính trọng số thụ cảm ,và bộ lọc này sẽ tạo dạng phổ tạp âm theo một cách nào đóđể công suất tín hiệu sẽ tập chung nhất tại các tần số formant của phổ tiếng nói.

Thủ tục mã hoá :bao gồm 2 bước :bước 1 :thông số của bộ lọc tổng hợp được xác định

từ mẫu tiếng nói.Bước 2 :dãy kích thích tối ưu đối với bộ lọc này được xác định bằngcách cực tiểu hoá sai số,có tính trọng số thụ cảm ,giữa tiếng nói gốc và tiếng nói tổnghợp.Khoảng thời gian tối ưu hoá kích thích khoảng 47.5 ms, thấp hơn khung thờigian cập nhật thông số LPC.Khung tiếng nó được chia thành nhiều khung con ,việckích thích được xác định riêng rẽ cho từng khung con Các tham số của bộ lọc và tínhiệu kích thích sẽ được lượng tử hoá trước khi gửi đến phía thu

Thủ tục giải mã :Cho tín hiệu kích thích đã được giải mã qua bộ lọc tổng hợp để tiếng

nói được khôi phục.

Có rất nhiều phương pháp mô hình hoá sự kích thích:Phương pháp kích thích đa xung(MPE),phương pháp kích thích xung đều (RPE),phương pháp dự đoán tuyến tính kíchthích mã (CELP).ở đây em chỉ đề cập đến phương pháp dự đoán tuyến tính kích thíchmã CELP Hiện nay phương pháp này đã trở thành công nghệ chủ yếu cho mã hoátiếng nói tốc độ thấp.

2.1.2 Nguyờn lý chung của bộ mó hoỏ CELP

Tớn hiệu kớch thớch là một mục từ của một bảng mó rất lớn được phõn bố một cỏch ngẫunhiờn

Sơ đồ nguyờn lý của phương phỏp tổng hợp CELP được đưa ra trong hỡnh 2.2

Hỡnh 2-4 Sơ đồ nguyờn lý của phương phỏp tổng hợp CELP

Tại phớa phỏt :Cỏc tham số của bộ lọc tổng hợp cựng tăng ớch và độ trễ của cỏcbảng mó (bao gồm bảng mó thớch ứng và bảng mó ngẫu nhiờn )được truyền đi Tại phớathu :cũng sử dụng những bảng thớch ứng và ngẫu nhiờn như thế để xỏc định tớn hiệukớch thớch tại lối vào bộ lọc tổng hợp LPC để tạo tiếng núi tổng hợp.

Bảng mó kớch thớch gồm L từ mó (là cỏc vộc tơ ngẫu nhiờn ) cú độ dài N mẫu (thụngthường L=1024,N=40 mẫu ứng với một khung kớch thớch 5ms) Bằng cỏch tỡm kiếmtriệt để toàn bộ bảng mó ngẫu nhiờn người ta sẽ chọn được tớn hiệu kớch thớch của mộtkhung tiếng núi dài N mẫu.Bộ lọc tổng hợp đó tớnh trọng số được cho bởi :

Trong đú :

S*(n) Tiếng nói tổng hợp

Bộ lọc tổnghơp

Trễ khungconBảng mã thích ứng

Khuếch đại

Khuếch đại

Bảng mã ngẫu nhiên

u(n)

h(n) là phản ứng xung của bộ lọc tổng hợp đã tính trọng số W(z).s0*(n) là phản ứng lối vào của bộ lọc tổng hợp đã tính trọng số.G là tăng ích của bảng mã thích ứng.

y(n) = c’(n)*h(n) là phản ứng trạng thái không của bộ lọc tổng hợp đã tính trọng sốvới từ mã c’(n) được lựa chọn từ bảng mã thích ứng.

Sai số đã tính trọng số giữa tiếng nó tổng hợp và tiếng nói gốc được cho bởi:)

Độ phức tạp của bộ mã hoá này tăng khi tốc độ bit giảm.Thí dụ CELP có thể cho tiếngnói tốc độ thấp tới 4.8 kbps với trả giá rất cao về đòi hỏi tính toán do : tín hiệu kíchthích tối ưu được tìm kiếm thông qua bảng mã rất lớn (kích thước bảng mã thường gồmkhoảng 1024 mục từ ) Đối với bảng mã có 1024 từ mã và một khung kích thước 40mẫu thì cần thực hiện khoảng 40.000 phép nhân để soát bảng mã

Có thể nhận xét rằng : nhược điểm của phương pháp CELP là : có một thủ tục đòi hỏitính toán rất lớn rất khó có thể thực hiện trong thời gian thực Vậy có một phương phápđơn giản hoá thủ tục soát bảng mã sao cho không ảnh hưởng tới chất lượng tiếngnói Đó là phương pháp sử dụng các bảng mã đại số ACELP (Algebraic CELP) trongđó các bảng mã được tạo ra nhờ các mã sửa lỗi nhị phân đặc biệt Và để nâng cao hiệuquả rà soát bảng mã,người ta sử dụng các bảng mã đại số có cấu liên kết CS-ACELP(Conjugate-Structure ACELP) Khuyến nghị ITU G.729 đưa ra nguyên lý của bộ mãhoá tiếng nói sử dụng phương pháp CS-ACELP mã hoá tiếng nói tốc độ thấp 8kbps.

2.1.3 Nguyên lý mã hoá CS-ACELP

Tín hiệu PCM 64 kbps đầu vào (theo quy luật A hoặc ) qua bộ mã hoá thuật toán ACELP ,được lẫy mẫu tại tần số 8khz ,sau đó qua bộ chuyển đổi thành tín hiệu PCMđều 16 bit đưa tới đầu vào bộ mã hoá Tín hiệu đầu ra bộ giải mã sẽ được chuyển đổithành tín hiệu PCM (theo quy luật A hoặc ) theo đúng tín hiệu vào Các đặc tính đầuvào / đầu ra khác ,giống tín hiệu PCM 64 kbps (theo khuyến nghị ITU G.711),sẽ đượcchuyển đổi thành tín hiệu ra PCM theo đúng quy luật của tín hiệu đầu vào ở bộ giảimã

CS-2.1.3.1 Nguyên lý chung cuả bộ mã hoá

Bộ mã hoá CS-ACELP dựa trên cơ sở của bộ mã dự báo tuyến tính kích thích mãCELP

Bộ mã hoá CS-ACELP thực hiện trên các khung tiếng nói chu kỳ 10 ms tương đươngvới 80 mẫu tại tốc độ lâý mẫu 8000 mẫu /s.Cứ mỗi một khung 10 ms ,tín hiệu tiếng nólại được phân tích để trích lấy các tham số của bộ mã CELP (đó là :các hệ số của bộ lọcdự báo thích ứng ,chỉ số các bảng mã cố định và bảng mã thích ứng cùng với tăng íchcủa bảng mã ) Các tham số này sẽ được mã hoá và truyền đi.Sự phân bố bit của cáctham số mã hoá được trình bầy ở bảng 2.1.3.1

khungcon 1

Số bittrongkhungcon 2

Tổng sốbit trong1 khung

Chỉ số mó cố địnhC1,C2131326

Cỏc độ khuếch đại mó(bước1)

Cỏc độ khuếch đại mó(bước2)

Bộ lọc tổng hợp ngắn hạn dựa trờn cơ sở bộ lọc dự bỏo tuyến tớnh LP bậc 10 Bộ lọctổng hợp dài hạn ,hay bộ lọc tổng hợp độ cao dung cho việc làm trũn mó thớch ứng Saukhi khụi phục ,nhờ bộ lọc sau tiếng núi sẽ làm tăng độ trung thực.

2.1.3.2 Nguyờn lý bộ mó hoỏ CS-ACELP

Sơ đồ khối bộ mó hoỏ được mụ tả như hỡnh 2.3

Hỡnh 2-5Sơ đồ khối bộ mó hoỏ

Khối tiềnxử lýKhối tổng hợp LPsự l ợng tử hoá và

nội suyBộ lọc

+Bảng mã

thích ứngBảng mãcố định

Bộ lọc tổnghợp độ cao

Tìm bảngmã cố định

Độ cảmnhận

Sự l ợng tử hoáđộ khuếch đạiSự l ợng tử

hoá độkhuếch đại

luồng bitphát đi LPC info

LPC infotiếng nói

đầu vào

LPC info Gc

Gp

Tín hiệu đầu vào đưa qua bộ tiền xử lý ,bộ này có hai chức năng :lọc thông caovà tính toán tín hiệu.Tín hiệu đầu ra bộ tiền xử lý là tín hiệu đầu vào của các khối tổng hợp tiếp sau.Sự tổng hợp dự báo tuyến tính (LP)được thực hiện một lần trong mộtkhung 10ms để tính các hệ số của bộ lọc dự báo tuyến tính (LP).Các hệ số này đượcbiến đổi thành các cặp vạch phổ (LSP) và được lượng tử bằng phương pháp lượng tửhoá véc tơ dự báo hai bước (VQ) 8 bit.Tín hiệu kích thích được lựa chọn bằng cách cựctiểu hoá sai số ,có tính đến trọng số thụ cảm ,giữa tiếng nói gốc và tiếng nói tổnghợp.Các tham số kích thích (gồm :bảng mã cố định và bảng mã thích ứng)được xácdịnh qua từng khung con 5ms(tương đương 40mẫu).Các hệ số của bộ lọc LP đã đượclượng tử và chưa được lượng tử được sử dụng cho phân khung thứ 2 ,còn tại phânkhung thứ nhất các hệ số của bộ lọc LP đã được nội suy sẽ được sử dụng (trong cả haitrường hợp đã lượng tử và chưa lượng tử).Độ trễ bước mạch vòng hở sẽ được tính toánmột lần trong một khung 10ms dựa trên độ lớn tín hiệu thoại Sau đó các phép tính nàysẽ lặp lại trong từng phân khung tiếp theo.Tín hiệu ban đầu x(n) được tính bằng các lọcđộ dư LP thông qua bộ lọc tổng hợp W(z)/A(z).Trạng thái ban đầu của bộ lọc này LàTín hiệu lỗi giữa tín hiêu dư LP và tín hiệu kích thích Sự phân tích bước của mạchvòng đóng sẽ thực hiện sau đó (để tìm độ trễ mã thích ứng và độ khuếch đại )dùng tínhiệu ban đầu x(n) và đặc tuyến xung h(n) ,bằng cách làm tròn giá trị độ trễ bước củamạch vòng hở.Độ trễ bước được mã hoá bằng mã 8 bit trong phân khung thứ nhất ,độvi sai của độ trễ được mã hoá bằng mã 5 bit trong phân khung thứ 2 Tín hiệu x’(n) làtín hiệu của 2 tín hiệu :tín hiệu ban đầu x(n) và tín hiệu mã thích ứng –là tín hiệu mã cốđịnh.Tín hiệu này được dùng trong việc tìm tín hiệu kích thích tối ưu Giá trị kích thíchmã cố định được mã hoá bằng mã đại số 17 bit(trong đó :chỉ số bảng mã cố định đượcmã hoá bằng từ mã C1,C2-13 bit ; Dấu bảng mã cố định được mã hoá bằng từ mãS1,S2-3bit).Các bộ khuếch đại bảng mã cố định và bảng mã thích ứng được lượng tửhoá bằng véc tơ 7 bit(Trong đó:ở bước 1 được mã hoá bằng từ mã GA1,GA2 -3 bit ; ởbước 2 được mã hoá bằng từ mã GB1,GB2-4 bit ).tại đây sự dự đoán trung bình độngMA cho bộ khuếch đại mã cố định Cuối cùng ,dựa vào các bộ nhớ lọc sẽ xác địnhđược tín hiệu kích thích.

2.1.3.3 Nguyên lý bộ giải mã CS-ACELP

Sơ đồ khối của bộ giải mã được mô tả trong hình 2.4

Hỡnh 2-6Sơ đồ nguyờn lý của bộ giải mó CS-ACELP

Đầu tiờn ,cỏc chỉ số của cỏc tham số được trớch ra từ buồng bit thu.Cỏc chỉ sốnày sẽ được giải mó để thu lại cỏc tham số của bộ mó hoỏ trong 1 khung tiếng núi 10ms Cỏc tham số đú là :cỏc hệ số LSP ,2 phần độ trễ bước(độ trễ bước và độ vi sai củađộ trễ bước),2 vec tơ bảng mó cố định (chỉ số mó cố định và chỉ số bảng mó cốđịnh ),và 2 tập hợp độ khuếch đại bảng mó cố định và bảng mó thớch ứng Cỏc hệ sốLSP được nội suy và được chuyển đổi thành cỏc hệ số bộ lọc LP cho mỗi phõnkhung.Sau đú ,cứ mỗi phõn khung thực hiện cỏc bước tiếp theo:

Giỏ trị kớch thớch được khụi phục là tổng của vộc tơ bảng mó cố định và bảng mó thớchứng nhõn với cỏc giỏ trị khuếch đại tương ứng của chỳng.

Tiếng núi được khụi phục bằng cỏch lọc giỏ trị kớch thớch này thụng qua bộ lọc tổnghợp LP

Tớn hiệu tiếng núi khụi phục đưa qua bước xử lý trạm ,bao gồm bộ lọc thớch ứng dựatrờn cơ sở cỏc bộ lọc tổng hợp ngắn hạn và dài hạn ,sau đú qua bộ lọc thụng cao và bộnõng tớn hiệu.

Bảng 1.2 :Cỏc tham số của bộ mó và giải mó CS-ACELP

Cỏc chỉ số dự bỏo MAchuyển mạch của bộ lượng tử LPSVec tơ bước đầu tiờn của bộ lượng tử LPS

Vec tơ thấp bước thứ hai của bộ lượng tử LPSVec tơ cao bước thứ hai của bộ lượng tử LPS

Bảng mã cốđịnh

Bảng mã thíchứng

Bộ lọcngắnhạn

bộ xử lýtrạmGc

Gp

P1P0 S1C1 GA1 GB1

Độ trễ lên giọng của khung con thứ nhấtBit chẵn lẻ dành cho độ trễ lên giọng

Dấu của các xung bảng mã cố định của khung con thứ nhâtBảng mã cố định của khung con thứ nhất

Khuếch đại bảng mã (bước 1 )của khung con thứ nhâtKhuếch đại bảng mã (bước 2 )của khung con thứ nhât

Độ trễ lên giọng của khung con thứ hai

Dấu của các xung bảng mã cố định của khung con thứ haiBảng mã cố định của khung con thứ hai

Khuếch đại bảng mã (bước 1)của khung con thứ haiKhuếch đại bảng mã (bước 2)của khung con thứ hai

2.1.4 Chuẩn nén G.729A

G.729A là thuật toán mã hoá tiếng nói tiêu chuẩn cho thoại và số liệu đồng thời số hoá(DSVD) G.729A là sự trao đổi luồng bit với G.729 ,có nghĩa là :tín hiệu được mã hoábằng thuật toán G.729A có thể được giải mã thông qua thuật toán G.729 và ngượclại.Giống như G.729 ,nó sử dụng thuật toán dự báo tuyến tính mã kích thích đại sốđược cấu trúc liên kết (CS-ACELP) với các khung 10ms.Tuy nhiên ,một vài thuật toánthay đổi sẽ được giới thiệu mà kết quả của các thuật toán này làm giảm 50% độ phứctạp

Nguyên lý chung của bộ mã hóa và giải mã của thuật toán G.729A giống nhưG.729 Các thủ tục lượng tử hoá và phân tích LP của bộ khuếch đại bảng mã cố định vàthích ứng giống như G.729.Các thay đổi thuật toán so vơi G.729 sẽ tổng kết như sau:Bộ lọc trọng số thụ cảm sử dụng các tham số bộ lọc LP đã lượng tử và được biểu diễnlà Ư(z) =A(z)/A(z/) vói giá trị =0,75.

Phân tích độ lên giọng mạch vòng hở đơn giản hoá bằng cách sử dụng phương phápdecimation (có nghĩa là trích lấy 10 mẫu ) trong khi tính sự tương quan của tiếng nótrọng số.

Các tính toán phản ứng xung của bộ lọc tổng hợp trọng số W(z)/A(z) ,của tín hiệu banđầu ,và việc thay thế W(z) bằng 1/A(z/).

Việc tìm bảng mã thích ứng được đơn giản hoá Việc tim sẽ cực đại hoá giá trị tươngquan giữa kích thích trước và tín hiệu ban đầu lọc trước ( năng lượng của kích thíchtrước lọc là không đáng kể ).

Việc tìm bảng mã cố định được đơn giản hoá.Thay vì tập trung ở mạch vòng tổong ,giải pháp tìm sơ đồ hình cây độ sâu trước được sử dung.

Tại bộ giải mã , hoạ ba của bộ lọc sau sẽ được đơn giản bằng cách sử dụng chỉ các độtrễ nguyên.

Tiền xử lýPhân tích LP

Lượng tử hoá và nội suy LSPBiến đổi LSP thành A(z) & trọng sốLên giọng mạch vòng hở

Lên giọng mạch vòng đóngBảng mã đại số

Lượng tử hoá các bộ khuếch đạiTìm kích thích và cập nhật bộ nhớ

Giải mãBộ lọc sauXử lý sau

Bảng 2.3 Các thông số WMOPS và MIPS của G.729 và G.729A

MIPS :(Million Instructions Per Second ) : triệu câu lệnh trên một giây

WMOPS: (Weighted Milion Operations Per Second): triệu thao tác trên 1 giây.

Cả hai bộ mã hoá G.729 và G.729A đã được thử nghiệm trên vi mạch T1TMS320C50DSP.Trong thử nghiệm USH, thuật toán mã hoá song công G.729A yêu cầu 12,4 MIPS,trong khi G.729 yêu cầu 22,3 MIPS Việc giảm độ phức hợp của cả hai bộ mã hoá G.729và G.729A được đưa ra trong bảng 2.3 cho cả hai phần mã hoá và giải mã Độ phức tạpở đây thể hiện qua 2 số hạng :C50 MIPS và WOPS của thuật toán cơ sở Về yêu cầuG.729A yêu cầu ít hơn 2k RAM và 10k ROM trong khi G.729 yêu cầu khoảng 2k RAMvà 11k ROM.Hiển nhiên với việc sử dụng G.729A giảm được khoảng 50% độ phức tạpso với G.729, với việc giảm một ít chất lượng trong trường hợp 3 bộ đôi (mã hoá / giảimã) và trong trường hợp có tạp âm nền.

2.1.5 Chuẩn nén G.729B

G.729B đưa ra một nguyên lý nén im lặng tốc độ bít thấp được thiết kế và tối ưu hoá đểlàm việc chung được với cả G.729 và G.729A phức tạp thấp.Để đạt được việc nén imlặng tốc độ bit thấp chất lượng tốt ,một mô đun bộ dò hoạt động thoại khun cơ bản là

yếu tố cần thiết để dò các khung thoại không tích cực,gọi là các khung tạp âm nền hoặckhung im lặng.Đối với các khung thoại không tích cực đã dò được này, một mô đuntruyền gián đoạn đo sự thay đổi theo thời gian của đặc tính tín hiệu thoại không tích cựcvà quyết định xem có một khung mô tả thông tin im lặng mới không có thể được gửi điđể duy trì chất lượng tái tạo của tạp âm nền tại đầu thu.Nếu có một khung như thế đượcyêu cầu ,các tham số năng lượng và phổ mô tả các đặc tính cảm nhận được của tạp âmnền được mã hoá và truyền đi một cách hiệu quả dùng 15b/khung Tại đầu cuối thu ,môđun tạo tạp âm phù hợp sẽ tạo tạp âm nền đầu ra sử dụng tham số cập nhật đã phát hoặccác tham số đã có trước đó.Tạp âm nền tổng hợp đạt được bằng cách lọc dự báo tuyếntính tín hiệu kích thích giả trắng được tạo ra trong nội bộ của mức điều khiển Phươngpháp mã hoá tạp âm nền tiết kiệm tốc độ bit cho tiếng nó mã hoá tại tốc độ bit trung bìnhthấp 4kbps trong cuộc đàm thoại tiếng nói bình thường để duy trì chất lượng đàm thoại.Đối với các ứng dụng DSVD (Digital Simultaneous Voice and data: thoại và số liệuđồng thời số hoá ) và độ nhạy tốc độ bit khác ,G729B là một điều kiện tối cần thiết đểgiảm tôc độ bit hơn nữa băng cách sử dụng công nghệ nén im lặng.Khi không có tiếngnói ,tốc độ bit có thể giảm,giải phóng dung lượng kênh cho các ứng dụng xảy ra đồngthời,ví dụ như đường truyền tiếng khác trong điện thoại tế bào đa truy nhập phân kênhtheo mã/theo thời gian (TDMA/CDMA) hoặc truyền số liệu đồng thời.Một phần đángkể trong cuộc đàm thoại thông thường là im lặng ,trung bình lên tới 60% của một cuộcđàm thoại 2 chiều Trong suốt quá trình im lặng ,thiết bị đầu vào tiếng,ví dụ như tai nghe,sẽ thu thông tin từ môi trường ồn Mức và đặc tính ồn có thể thay đổi đáng kể,từ mộtphòng im lặng tới đường phố ồn ào hoặc từ một chiếc ô tô chuyển động nhanh,Tuynhiên ,hầu hết các nguồn tạp âm thường mang thông tin ít hơn thông tin tiếng ,vì vậy,trong các chu kỳ không tích cực tỷ số nén sẽ cao hơn Nhiều ứng dụng điển hình, ví dụhệ thống toàn cầu đối với điện thoại di động GSM ,sử dụng việc dò tìm chu kỳ im lặngvà chèn tạp âm phù hợp để tạo được hiệu quả mã hoá cao hơn.

Xuất phát từ quan niệm về dò tìm im lặng và chèn tạp âm phù hợp dẫn đến các côngnghệ mã hoá tiếng mấu kép Các mẫu khac nhau bởi tín hiệu đầu vào ,được hiển thịlà :thoại tích cực đối với tiếng nói và thoại không tích cực đối với im lặng hoặc tạp âmnền,được xác định bởi sự phân loại tín hiêu.Sự phân loại này có thể được thực hiện bêntrong hoặc bên ngoài bộ mã hoá tiếng nói.Bộ mã hoá tiếng toàn tốc có thể có tác dụngtrong quá trình tiếng thoại tích cực,nhưng có một nguyên lý mã hoá khác được dùng đốivới tín hiệu thoại không tích cực,sử dụng ít bit hơn ,tỷ số nén trung bình cao hơn.Sựphân loại này được gọi chung là bộ dò hoạt động thoại (VAD: Voice Activity Detector )

và đầu ra của bộ này gọi là mức hoạt động thoại.Mức hoạt động thoại là 1 khi có mặthoạt động thoại và là 0 khi không có hoạt động thoại.

Thuật toán VAD và bộ mã hoá tiếng nói không tích cực ,giống với các bộ mãhoá G.729 và G.729A, được thực hiện trên các khung của tiếng nói đã được số hoá.Đểphù hợp kích thước các khung giống nhau được dùng cho mọi sơ đồ và không có độ trễthêm vào nào được tạo ra bởi thuật toán VAD hoặc bộ mã hoá thoại không tích cực đốivới nén cao hơn Đầu vào bộ mã hoá tiếng nói là tín hiệu tiếng nói đến đã được sốhoá Với mỗi khung tiếng nói đầu vào ,VAD đưa ra mức hoạt động thoại ,mức này đượcdùng như một chuyển mạch giữa các bộ mã hoá thoại tích cực và không tích cực.Khi bộmã hoá thoại tích cực có tác dụng,luồng bit thoại tích cực sẽ gửi tới bộ giải mã tích cựccho mỗi khung.Tuy nhiên,trong các chu kỳ không tích cực ,bộ mã hoá thoại không tíchcực có thể được chọn để gửi đi các thông tin mới nhất gọi là bộ mô tả việc chèn im lặng(SID :Silence Insertion Descriptor ) tới bộ giải mã không tích cực hoặc không gửi gìcả Kỹ thuật này có tên là truyền gián đoạn (DTX :Discontinuous Transmission ) Vớimỗi khung ,đầu ra của mỗi bộ giải mã được dùng làm tín hiệu khôi phục.

Ngoài các chuẩn nén đã được nêu trên còn một số chuẩn nén để nén tín hiệuthoại tốc độ thấp như GSM 10.6 ;G.723 trong khuyến nghị H.323

2.2 Báo hiệu DTMF (Dial tone Multi Frequency )

Cũng như các thuê bao điện thoại thông thường ,mỗi thuê bao trong mạng điệnthoại Internet có một địa chỉ thể hiện dưới dạng số Các số này được truyền dưới dạngtín hiệu DTMF ,trong phần này em xin trình bày sơ lược các phương thức truyền báohiệu DTMF trong mạng.

2.2.1 Báo hiệu DTMF qua bản tin UserInputIndication

Tất cả các phần tử H.323 trong mạng đều phải có khả năng nhận tín hiệuDTMF trên bản tin UserInputIndication của H.245 và truyền nó tới các phần tử khactrong mạng Bảng 4 liệt kê tất cả các trường hợp trao đổi báo hiệu DTMF của các phầntử mạng.

Đầu cuốiH.323

Mạng phi H.323

Gateway H.323M/OM/OM/OM/O

Chú thích: -M/O :bắt buộc hoặc lựa chọn-N/A: Không sử dụng

Bảng 4.

2.2.1.1 Thiết bị đầu cuối thu phát DTMF

Tại phía phát ,để tránh cho gateway khỏi bị nhầm giữa tín hiệu âm thanh H.323 và tínhiệu DTMF trong bản tin UserInputIndication H.225 ,thiết bị đầu cuối H.323 sẽ khôngmã hoá tín hiệu DTMF trong luồng dữ liệu âm thanh H.323.

Tại phía nhận ,thiết bị đầu cuối D.323 sẽ chuyển các tín hiệu DTMF nhận được trên bảntin UserInputIndication thành dạng người sử dụng có thể cảm nhận được ví dụ như tínhiệu tone hoặc giá trị ghi vào một hộp thoại.

2.2.1.2 Gateway thu phát DTMF

Do nhiệm vụ làm cầu nối trung gian giữa mạng H.323 và mạng phi H.323 nên tất cả cácgateway đều phải có khả năng chuyển đổi từ dạng tín hiệu DTMF nhận được từ phíamạng phi H.323 thành bản tin UserInputIndication H.245 để truyền đi trong mạng H.323và ngược lại.

Khi nhận được tín hiệu DTMF từ phía mạng phi H.323 thì ngoài việc chuyển đổi trên nósẽ loại bỏ tín hiệu này khỏi luồng tín hiệu âm thanh.

Khi phát tín hiệu DTMF cho mạng phi H.323 thì gateway sẽ giả thiết rằng không có mộttín hiệu DTMF nào trên luồng tín hiệu H.323.

Gatekeeper có thể thực hiện việc khôi phục tín hiệu DTMF trong bản tinUserInputIndication nhận được từ một phần tử H.323 và truyền nó cho một phần tửH.323 khác có liên quan tới cuộc gọi.

2.2.2 DTMF được truyền thông qua giao thức thời gian thực RTP (Realtime Transport Protocol)

Đây là một phương pháp được lựa chọn sử dụng để truyền DTMF thông qua một RTFriêng biệt được trình bày trong bản thảo của IETF (draft-ietf-avt-dtmf-00.txt).Nừu đượcthử nghiệm đạt kết quả tốt và được VoIP forum thông qua thì nó sẽ trở thành một tronghai phương pháp mà các đầu cuối có thể lựa chọn để truyền DTMF.

Khả năng thu phát tín hiệu theo phương thức được trình bày trong

draft-ietf-avt-dtmf-00.txt của một thiết bị đầu cuối được thiết lập bằng một bản tin H.245

TerminalCapabilitySet Đầu cuối sẽ sử dụng các bit nhận dạng IMTC DTMF để chỉ ra

khả năng mã hoá và giải mã RTP DTMF.

Cácbit IMTC DTMF để chỉ ra khả năng nhận RTP DTMF sắp sếp theo thứ tự:

Các bit nhận dạng IMTC DTMF để chỉ ra khả năng truyền RTP DTMF sắp sếp theo thứtự

Khi một thiết bị đầu cuối hỗ trợ phương thức thu phát DTMF được trình bày trong

draft-ietf-avt-dtmf-00.txt thì H.245 sẽ mở kênh logic căn cứ vào bản tin H.245

openLogicalChanel

2.3 Khử tiếng vọng

Trong mạng IP đường truyền tiếng vọng là đường tròn (round –trip) và tạo ra do mạchhybrid (chuyển 2 dây-4 dây) ,mặt khác tín hiệu sẽ tích luỹ qua các quá trình xử lý (mãhóa và giải mã ,đóng gói và giải đó gói ) và truyền dẫn tín hiệu Vì vậy tiếng vọng làmột trong những yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến chất lượng cuộc thoại trên mạng Internet.

Thông thường việc khử tiếng vọng được thực hiện trong các Gateway và khối này tuântheo các khuyến nghị G.165 và G.167 Hình 1.3 sau đây mô tả đường truyền của tín hiệutrên đó có các mạch triệt tiếng vong.

Hình 2-7Mạch triệt tiếng vọng

2.4 Cơ chế bảo mật.

Đối với các dịch vụ dựa trên cơ sở khuyến nghị H.323 và khuyến nghị H.245của ITU-T mà cụ thể một trong các dịch vụ này là Thoại Internet ,cơ chế bảo mật củachúng được thực hiện theo khuyến nghị H.235 của ITU-T.Cơ chế bảo mật trong khuyếnnghị này chủ yếu nhằm chống lại mọi cố gắng thực hiện nghe trộm trong mạng cũng nhưmọi cố gắng làm lệch hướng các luồng dữ liệu

Echo-+

Hình 2-8 Phạm Vi tác động của khuyến nghị H.235

Hình 2.4 thể hiện phạm vi tác động của cơ chế bảo mật theo khuyến nghị H235 vào môhình phân lớp trong khuyến nghị H323

2.4.1 Định nghĩa và khái niệm

Authentication: là thủ tục kiểm tra thuê bao muốn sử dụng dịch vụ là ai.Authentication

được sử dụng để thực hiện kết nối người sử dụng và tổng đài dựa trên cácCertificate.Thủ tục này cũng được tổng đài sử dụng để thực hiện trao đổi thông tin riênggiữa hai phần tử như mật khẩu tĩnh hoặc là trao đổi trước một vài thông tin ngầmđịnh Authentication có tác dụng ngăn chặn người lạ sử dụng dịch vụ

Certificate: là các thông tin chứa đặc điểm nhận dạng.Thông thường Certificate bao

gồm thông tin nhận dạng nhà cung cấp dịch vụ,nhận dạng người sử dụng.Certificateđược sử dụng để thiết lập các kênh an toàn(kênh báo hiệu cuộc gọi và điều khiển cuộcgọi)

Kênh H.245 an toàn: là kênh H.245 mà trên đó trước khi trao đổi các bản tin điều khiển

H.245 ,các phần tử phải thực hiện thủ tục bắt tay và thủ tục Authentication.

Kênh H.245 không an toàn: kênh H.245 cũng có thể hoạt động theo chế độ không an

toàn và khi đó hai phần tử sẽ thiết lập một kênh logic an toàn giữa chúng để thực hiện

Termial control and Management DataAppAV App

H.225.0Terminal toGatekeeperSignaling(RAS)

T.123Transport Security

Unreliable Transport Reliable Transport

Link LayerPhysical Layer

thủ tục Authentication (ví dụ như TLS hoặc IPSEC được sử dụng để mở một kênh logicứng với một giá trị encryptionData).

2.4.2 Thu tục Authentication giữa hai đầu cuối

Thủ tục Authentication gồm hai loại: loại thứ nhất là mã hoá đối xứng không yêu cầuthông tin ngầm định trước nào giữa hai phần tử ,loại thứ hai là có một vài thông tinngầm định trước giữa hai phần tử.

2.4.2.1 Thủ tục Authentication của Diffie-Hellman

Thủ tục Authentication này thuộc loại thứ nhất Nghĩa là trước hết phải trao đổithông tin ngầm định (có thể là từ khoá ) giữa hai phần tử phục vụ cho các giao tiếp cótính riêng tư.

Sau khi trao đổi xong từ khoá cả hai phần tử sẽ lựa chọn thuật toán để xử lý nó Sau đótừ khoá này sẽ được sử dụng để mã hoá mọi thong tin hỏi -đáp.Một trường hợp hãn hữucó thể xảy ra là thủ tục Diffie-Hellman phát hiện từ khoá có công dụng kém thì mộttrong hai phần tử sẽ huỷ bỏ kết nối và tái thiết lập kết nối với từ khoá khác.Như thể hiệntrên hình 2.7, trong giai đoạn 1 hai phần tử trao đổi từ khoá trong thủ tục Diffie-Hellman,giai đoạn hai mô tả giao thức hỏi đáp Authentication.

Hình 2-9Thủ tục Authentication của Diffie-Hellman

clearToken[Dha,randomb,timea) ],cryptoToken[ ({generallD atimebDhb.] clearToken[Dh

Phase 2

Request

[ ] thể hiện chuỗi có thứ tự các Token() chỉ ra một token đặc biệt gồm nhiều yếu tố.

theo thủ tục Diffie-Hellman.

Đầu cuối A biết từ khoá để giải mã generallDa ứng với đầu cuối B cógenerallDb

là Dha và nó sẽ gửi từ khoá đó cho B trong giai đoạn 1 và ngược lại đầu cuối B cũng gửitừ khoá Dhb cho A.

Trong giai đoạn 2 thực hiện thuật toán đối với từ khoá thu được giá trị EDH-Sẻcet dùng đểmã hoá các bản tin hỏi đáp.

2.4.2.2 Thủ tục Authentication dựa vào nhận dạng.

Thủ tục này thuộc vào loại thứ hai tức là có trước thông tin ngầm định Mặc dù các thủtục này bình thường được thực hiên trên cả hai hướng truyền nhưng nó cũng có thể chỉthực hiện trên một hướng nếu như chỉ cần Authentication theo hướng đó Có 3 thủ tụcAuthentication thuộc loại này :mật khẩu mã hoá đối xứng ,mật khẩu ngẫu nhiên ,xácnhận chữ ký.

1 Mật khẩu mã hoá đối xứng

giao thức này được trình bày trong tiêu chuẩn ISO9798-2(mục 5.2.1)

2 Mật khẩu ngẫu nhiên

Giao thưc này được trình bày trong tiêu chuẩn ISO 9798-4(mục 5.2.1).

3 Công nhận chữ ký

Giao thức này được trình bày trong tiêu chuẩn ISO9798-3(muc 5.2.5)

2.4.3 Thủ tục Authentication giữa đầu cuối và Gatekeeper

Thủ tục Authentication giữa đầu cuối và GateKeeper cũng chia làm hai loại.loại 1 là mãhoá đối xứng và không có thông tin ngầm định trước giữa đầu cuối và Gatekeeper ;loại 2

là Authentication dựa trên thông tin nhận dạng tồn tại dưới hai hình thức là mật khẩu và

xác nhận quyền truy cập Các bản tin của thủ tục này được truyền trên kênh RAS nốigiữa đầu cuối và Gatekeeper.

2.4.3.1 Thủ tục Authentication không có thông tin ngầm định trước.

Thủ tục Authentication này trao đổi bản tin theo thủ tục Diffie-Hellman như trình bàytrong mục 2.4.2.1 Trong giai đoạn 1,đầu cuối và GateKeeper trao đổi cặp bản tin GRQ/GCF trong đó có chứa từ khoá mã hoá.Sau đó từ khoá sẽ được sử dụng để mã hoá cặpbản tin tiếp theo RRQ/URQ Nếu Gatekeeper hoạt động ở chế độ này mà nhận được bảntin GRQ không có từ khoá DHset nó sẽ trả lời bằng bản tin DRJ có chứa mã nguyên nhân

từ chối securityDenial.

2.4.3.2 Thủ tục Authentication dựa trên thông tin ngầm định trước

Có 3 loại thông tin ngầm định trước là :mật khẩu mã hoá đối xứng ,mật khẩungẫu nhiên ,công nhận dựa trên chữ ký.Cũng giống như trao đổi giữa hai đầu cuối nhưđã trình bày ở mục 2.4.2.2.

2.4.4 Thủ tục mã hoá bảo mật luồng dữ liệu.

Luồng dữ liệu sau khi mã hoá sẽ được chia thành các gói Các gói này sẽ đượcđưa vào khối mã hoá bảo mật Tại đây việc mã hoá bảo mật sẽ được thực hiện dựa vàocác từ khoá sau đó các gói dữ liệu mới được chèn thêm phần mào đầu tương ứng rồi mớitruyền đi.Quá trình giải mã bảo mật sẽ diễn ra ngược lại.

Các từ khoá (h235Key) nằm trong bản tin encryptionUpdate truyền trên kênhđiều khiển H.245 khi truyền đi các h235key có dạng chuỗi octet đã được mã hoá theo

chuẩn ASN.1

Tại mọi thời điểm khi hội thoại ,đầu cuối nhận hoặc truyền đều có thể yêu cầu từ khoá

mới bằng bản tin encryptionUpdateRequest Một trong những nguyên nhân dẫn đến

hiện tượng này là nếu nghi ngờ một trong những kênh logic mất đồng bộ Khi đầu cuốiđóng vai trò Master nhận được yêu cầu này nó sẽ phát đi từ khoá mới và nó cũng phát đi

yêu cầu cập nhật từ khoá mới bằng bản tin encryptionUpdate Nếu là cuộc gọi hội nghị

gồm nhiều đầu cuối ,thì MC hoặc đầu cuối Master sẽ có nhiệm vụ đưa từ khoá mới tớitất cả các thành viên trước khi từ khoá mới có hiêụ lực trên kênh dữ liệu.

2.4.5 Xử lý khi nhận thấy mất an toàn

Nếu một đầu cuối nhận thấy mất an toàn trên một trong các kênh sau: kênhH245,kênh dữ liệu an toàn(kênh điều khiển h235) hoặc kênh nối kết cuộc gọi ,ngay lậptức nó sẽ kết thúc cuộc gọi theo thủ tục giao thức H323

Nếu một đầu cuối phát hiện thấy mất an toàn trên một trong các kênh logic ,thì

ngay lập tức nó sẽ yêu cầu một từ khoá mới bằng bản tin encryptionUpdateRequest

và đóng kênh logic đó lại Tại MCU nếu nhận thấy mất privacy trên một trong nhữngkênh logic có thể nó sẽ đóng tất cả các kênh logic hoặc yêu cầu từ khoá mới ,khi đó

MCU sẽ phát bản tin encryptionUpdateRequest và encryptionUpdate tới tất cả các

đầu cuối.

2.4.6 Ví dụ bảo mật bằng cách sử dụng Token

Bằng cách sử dụng Token ta có thể làm ẩn đi các thông tin về địa chỉ đích củacuộc gọi.Ví dụ như trong mạng được thể hiện trên hình 2.4.6 Trong tình huống này thuêbao bị gọi(điện thoại B) không muốn cho thuê bao chủ gọi (đầu cuối A) biết địa chỉ vật

lý của nó mà cuộc gọi vẫn thực hiện được Các bước báo hiệu thực hiện cuộc gọi mà vẫnbảo đảm yêu cầu trên như sau.

Đầu cuối A gửi bản tin ARQ tới GateKeeper của nó có chứa địa chỉ hình thức của điệnthoại B đối với Gateway Khi Gatekeeper nhận tháy địa chỉ B chỉ có đặc tính Privacy ,đểthực hiện được cuộc gọi nó phải trả lời địa chỉ của điện thoại B đối với Gateway.

Khi Gatekeeper trả lời đầu cuối A bằng bản tin ACF vẫn chứa thông tin về địa chỉ nàyđể có thể kết nối với điện thoại B nhưng nó đã mã hoá bằng cách chèn Token vào Khiđó đầu cuối A không thể giải mã để hiểu được địa chỉ này

Đầu cuối A gửi bản tin SETUP đến Gateway có chứa địa chỉ đã mã hoá token này Gateway khi nhận được bản tin SETUP sẽ gửi bản tin ARQ có chứa địa chỉ đã mã hoá

token nhận được tới Gatekeeper.

Gatekeeper sẽ giải mã địa chỉ này và trả lời Gateway bằng bản tin ACF có chứa số bịgọi.

Endpoint XGatekeeper

C h a p t e r 3

CH¦¥NG3 Cấu trúc mạng và cấu hình chuẩn của mạng IP.

3.1 Tổng quan về cấu hình chuẩn của mạng VoIP

Cấu hình chuẩn của mạng VoIP có thể bao gồm các phần tử sau:Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP;

 Mạng truy nhập ; Mạng IP;

J

Cấu hình thể hiện trên hình 3.1 bao gồm hai GK và giao diện giữa chúng là loại D sẽđược đề cập đến sau.Mỗi thiết bị đầu cuối giao tiếp với một GK và giao tiếp này giốngvới giao tiếp giữa thiết bị đầu cuối và GW.Mỗi GK sẽ chịu trách nhiệm quản lý mộtDomain, nhưng cũng có thể nhiều GK chia nhau quản lý từng phần của một Domaintrong trường hợp một Domain có nhiều GK.

Trong vùng quản lý của các GK,các tín hiệu báo hiệu có thể được chuyển tiếp qua mộthoặc nhiều GK.Do đó các GK phải có khả năng trao đổi thông tin với nhau khi cuộc gọicó liên quan nhiều GK.Có thể sử dụng các cách thức nối sau đây để kết nối hai GK hoặcmột GK và một GW:Delicated ,non-delicated,long –live ,on-demand.

3.2 Các cấu hình chuẩn và chức năng của các phần tử3.2.1 Thiết bị đầu cuối

 Một thiết bị đầu cuối là một nút cuối trong cấu hình chuẩn của mạng VoIP ,nó cóthể được kết nối với mạng IP sử dụng một trong các giao diện truy nhập sẽ đượctrình bày sau đây.Một thiết bị đầu cuối có thể cho phép một thuê bao trong mạngIP thực hiện một cuộc điện thoại đến một thuê bao trong mạng SCN Các cuộcgọi đó sẽ được sự giám sát của GK mà thiết bị đầu cuối đó đã đăng ký.

 Một thiết bị đầu cuối có thể bao gồm các chức năng sau đây:

kết nối với thiết bị đầu cuối.

thiết bị đầu cuối;

phần tử mạng;

là bản tin báo hiệu hoặc bản tin chứa các thông tin đã được truyền hoặc nhậnchưa;

kiện (truy nhập ,cảnh báo ) và tài nguyên;

 Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin sử dụng đã được

ghi ra thiết bị ngoại vi.

3.2.2 Mạng truy nhập IP

Mạng truy nhập IP cho phép thiết bị đầu cuối ,GW,GK truy nhập vào mạng IP thôngqua cơ sở hạ tầng mạng sẵn có Sau đây là một vài loại giao diện truy nhập IP được sửdụng trong cấu hình chuẩn của mạng VoIP.

 Truy nhập PSTN; Truy nhập ISDN; Truy nhập GMS; Truy nhập cáp; Truy nhập LAN; Truy nhập BRAN; Truy nhập DECT.

Trên đây không phải là tất cả các giao diện truy nhập IP,một vài loại khác đang đượcnghiên cứu để sử dụng trong mạng VoIP Đặc điểm của các giao diện này có thể gâyảnh hưởng đến chất lượng và tính bảo mật của cuộc gọi VoIP.

3.2.3 Gatekeeper (GK)

GK là phần tử trong mạng chịu trách nhiệm quản lý việc đăng ký ,chấp nhận và trạngthái của các thiết bị đầu cuối và GW.GK có thể tham gia vào việc quản lý vùng ,xử lýcuộc gọi và báo hiệu cuộc gọi.Nó xác định tuyến để truyền báo hiệu cuộc gọi và nộidung đối với mỗi cuộc gọi GK có thể bao gồm các khối chức năng sau đây:

- Chuyển đổi địa chỉ E.164 : chuyển đổi địa chỉ E.164 sang tên gọi H.323;- Chuyển đổi tên gọi H.323: chuyển đổi tên gọi H.323 sang số E.164;

- Chuyển đổi địa chỉ H.225.0 :Chuyển từ tên gọi H.323 sang địa chỉ IP để truyền

các bản tin H.225.0 ,hoặc nhận và truyền địa chỉ IP để truyền các bản tinH.225.0,bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp mạng;

- Dịch địa chỉ kênh thông tin :nhận và truyền địa chỉ IP của các kênh truyền tải

thông tin ,bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp mạng;

- Dịch địa chỉ kênh H.245 : nhận và truyền địa chỉ IP phục vụ cho báo hiệu

H.245, bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp mạng;

- GK H.225.0 :truyền và nhận các bản tin H.225.0;

- Điều khiển GK chấp nhận kênh thông tin :cho phép hoặc không cho phép sử

dụng các kênh truyền tải thông tin;

- Non-repudiation evidence gathering : thu thập thông tin dùng để xác nhận là

bản tin báo hiệu hoặc bản tin chứa thông tin đã được truyền hoặc nhận chưa;

- Bảo mật kênh báo hiệu : đảm bảo tính bảo mật của kênh báo hiệu kết nối GK

với thiết bị đầu cuối;

- Tính cước: thu thập thông tin để tính cước;

- Điều chỉnh tốc độ và giá cước: xác định tốc độ và giá cước sử dụng;- Chức năng quản lý : giao tiếp với hệ thống quản lý mạng;

- Chức năng ghi các bản tin sử dụng : xác định hoặc ghi lại các thông tin về sự

kiện (truy nhập ,cảnh báo ) và tài nguyên;

- Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng :báo cáo các bản tin sử dụng đã được

ghi ra thiết bị ngoại vi.

3.2.4 Gateway(GW)

Một GW có thể kết nối vật lý một hay nhiều mạng IP với một hay nhiều mạngSCN Một GW có thể bao gồm :SGW,MGW,MGWC Một hay nhiều chức năng này cóthể được thực hiện trong GK hay một GW khác :

Gateway báo hiệu (SGW ):

SGW cung cấp kênh báo hiệu giữa mạng IP và mạng SCN.Nó có thể hỗ trợ chức nănghoặc kênh báo hiệu giữa mạng IP (ví dụ như H.323 ) và báo hiệu trong mạng SCN (vídụ như R2 ,CCS7 ).

SGW có thể bao gồm các khối chức năng sau :- Kết nối các giao thức điều khiển cuộc gọi SCN;

- Kết nối báo hiệu từ mạng SCN : Phối hợp hoạt động với các chức năng báo hiệu củaMGWC;

- Chức năng báo hiệu :chuyển đổi giữa báo hiệu mạng IP với báo hiệu mạng SCN khiphối hợp hoạt động với MGWC;

- Bảo mật kênh báo hiệu : bảo đảm tính bảo mật của kênh báo hiệu từ GW;