Cấu trúc và công nghệ của dịch vụ thoại qua internet

MỤC LỤC

Dịch vụ Call center

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

Thị trờng hiện nay

Một chuỗi giá trị riêng đợc hình thành trong thế giới điện thoại Internet ,nơi mà các nhà vận hành mạng trên phạm vi toàn cầu và các nhà môi giới dịch vụ cung cấp kết nối ,thông tin cớc và quản lý mạng cho các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại Internet có thể không sở hữu mạng truy nhập cho dịch vụ.Điều này làm chô các nhà cung cấp mới thâm nhập thị trờng –họ chỉ cần ký với một nhà môi giới ,thíêt lập một POT 24 cổng dùng truy nhập máy chủ chạy Windows NT,sử dụng mạng có sẵn để truy cập 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 truy nhập , hoặc đã. Cả hai điều trên cho thấy tính u việt của mạng IP so với mạng chuyển mạch kênh ,đặc biệt khả năng tiết kiệm dung lợng và cắt giảm chi phí ,tài nguyên d thừa .Tuy nhiên ,để điện thoại Internet có thể chiếm lĩnh đợc thị trờng thoại ,cần thiết phải thay.

Hình 1- Chuỗi giá trị
Hình 1- Chuỗi giá trị

Xu hớng thị trờng thoại Internet trong tơng lai

Đối với những đầu cuối cuộc gọi ,cạnh tranh sẽ bị chậm lại bởi vì các nhà độc quyền tr - ớc kia sẽ tiếp tục thống trị và định ra các mức giá cho các cuộc gọi quốc tế .Vị trí độc quyền của họ sẽ bị suy yếu một cách chậm chạp nên sẽ phải mất một thời gian dài và một lợng đầu t đáng kể để triển khai các mạng mới. • Dự báo trong năm 2000 ,một số bộ phận lớn dân c sẽ sử dụng thoại Internet .Chủ tịch kiêm giám đốc điều hành RSL COM ,Itzhak Fischer dự báo rằng đến năm 2000 sẽ có 15% cuộc gọi thoại quốc tế đợc tiến hành qua Internet ,và một số ngời cho rằng đến năm 2005 con số này sẽ tăng lên 34% .Phillip Tarifica cũng báo cáo rằng số ngời sử dụng thoại truyền thống sẽ giảm do sử dụng Email và thoại qua Internet.

CHƯƠNG3 Cấu trúc mạng và cấu hình chuẩn của mạng IP

Các cấu hình chuẩn và chức năng của các phần tử .1 Thiết bị đầu cuối

    Gateway báo hiệu (SGW ):. 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 của MGWC;. - Chức năng báo hiệu :chuyển đổi giữa báo hiệu mạng IP với báo hiệu mạng SCN khi phối hợp hoạt động với MGWC;. - Bảo mật kênh báo hiệu : bảo đảm tính bảo mật của kênh báo hiệu từ GW;. - Chức năng ghi các bản tin sử dụng :xác định và ghi các bản tin xử dụng ra thiết bị ngoại vi ;. - OAM&P: vận hành, quản lý và bảo dỡng ,thông qua các giao diện logic cung cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới các phần tử quản lý hệ thông;. - Chức năng quản lý :giao diện với hệ thống quản lý mạng ;. - Giao diện mạng chuyển mạch gói :kết nối mạng chuyển mạch gói;. a) Gateway ph ơng tiện (Media Gateway ). • Giao diện với mạng SCN :kết cuối các kênh mang (ví dụ nh DS0) từ mạng SCN và chuyển nó sang trạng thái có thể điều khiển bởi chức năng xử lý kênh thông tin;. • Chức năng chuyển đổi kênh thông tin giữa IP và SCN :chuyển đổi giữa kênh mang thông tin thoại ,fax,dữ liệu của SCN và các gói dữ liệu trong mạng chuyển mạch gói .Nó cũng thực hiện chức năng xử lý tín hiệu thích hợp ví dụ nh :nén tín hiệu thoại,triệt tiếng vọng ,triệt khoảng lặng,mã hoá,chuyển đổi tín hiệu fax và điều tiết tốc. độ modem tơng tự.Thêm vào đó nó còn thực hiện chuyển đổi giữa tín hiệu DTMF trong mạng SCN và các tín hiệu thích hợp trong mạng chuyển mạch gói khi mà các bộ mã hoá tín hiệu thoại không mã hoá tín hiệu DTMF.Chức năng chuyển đổi kênh thông tin giữa IP và SCN cũng có thể thu thập thông tin về lu lợng gói và chất lợng kênh đối với mỗi cuộc gọi để sử dụng trong việc báo cáo chi tiết và điều khiển cuộc gọi;. • Chức năng ghi các bản tin sử dụng : xác định và ghi các bản tin báo hiệu và các bản tin thông tin truyền và nhận;. • Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng ; báo cáo các bản tin sử dụng ra thiết bị ngoại vi ;. • OAM&P :vận hành ,quản lý và bảo dỡng ,thông qua các giao diện logic cung cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới các phần tử quản lý hệ thèng;. • Chức năng quản lý :giao diện với hệ thống quản lý mạng;. • Giao diện mạng chuyển mạch gói:kết cuối mạng chuyển mạch gói. b) Gateway điều khiển ph ơng tiện (MGWC-Media Gateway Controller).

    Các giao diện chuẩn

      Chức năng của MGWC là giải phóng việc sử lý cuộc gọi và các dịch vụ mạng trí tuệ khỏi các cổng vật lý .Các chức năng của MGWC có thể chạy trên các PC phục vụ mục đích chung và không cần thiết phải thay thế mà chỉ cần sử dụng cổng vật lý mới kết nối vào mạng của nhà cung cấp dịch vụ. GW thứ 3 là MGW chứa các kết nối với mạng SCN và IP .MGƯ bao gồm các cổng vật lý kết nối với MGWC .Các cổng mới này đợc đa vào sử dụng trong mạng của các nhà cung cấp dịch vụ ,nó cho phép kết nối thêm MGW mà không làm ảnh hởng tới các MGW sẵn có trong mạng.

      Hình 3-Ví dụ về cấu hình mạng VoIP
      Hình 3-Ví dụ về cấu hình mạng VoIP

      CHƯƠNG4 Xử lý cuộc gọi và tính cớc

      • Thiết lập cuộc gọi
        • Thực hiện cuộc gọi .1 Khái niệm chung

          Căn cứ vào các thông tin nhận đợc đầu cuối H.323 sẽ gửi bản tin SETUO tới đầu cuối đích.Đầu cuối H.323 có thể che các thông tin này để tránh khách hàng sử dụng để truy nhập .Nếu không tìm thấy các thông tin này thì đầu cuối H.323 sẽ sử dụng các số gửi trong bản tin ARQ để gửi trong bản tin trong bản tin SETUP.Nếu tìm thấy các trờng thông tin này nhng không có nội dung thì đầu cuối H.323 sẽ không gửi thông tin về thuê bao đích trong bản tin SETUP .Trong trờng hợp đó GK sẽ cung cấp thông tin định tuyến trong các Token để che đi các thông tin này từ đầu cuối. Nh vậy các ISP có nguy cơ lỗ nặng hơn vì các thuê bao sử dụng VoIP .Vì thế cần có sự thay đổi chính sách thu cớc phí đối với trờng hợp này.Ngoài ra các công ty điện thoại nội hạt cũng yêu cầu đợc tăng thu cho các đờng dây thoại cục bộ đợc sử dụng cho Internet Telephony .Chính vì thế chi phí của ISP càng tăng.Một trong những chính sách đề nghị là thu tiền theo từng phút đối với thuê bao dial-up (tại Hoa Kỳ).Sự đổi mới này giúp cho các ISP tăng thu nhập trực tiếp từ các thuê bao loại này.Tuy nhiên giải pháp này cha đủ.

          Hình 4-Thiết lập nhanh cuộc gọi- báo hiệu kiểu Overlap.
          Hình 4-Thiết lập nhanh cuộc gọi- báo hiệu kiểu Overlap.

          CHƯƠNG5 Đánh số và chuyển đổi địa chỉ

          • Yêu cầu chung
            • Phơng pháp đánh số thuê bao
              • Phơng pháp chuyển đổi số E.164 và địa chỉ IP
                • Phơng pháp định tuyến giữa PSTN và IP

                  Do vậy dung lợng của nó bị giới hạn là khoảng nhỏ hơn 10 số cho mỗi NDC( mỗi số. Điều này tạo ra những nhợc điểm không nhỏ do nhu cầu về việc sử dụng số E.164 sẽ tăng mạnh trong tơng lai. Loại 2: Số cho các quốc gia không phân vùng địa lý:. Trong trờng hợp này, ngời ta quy định một NDC riêng trong số E.164 cho những thuê bao sử dụng máy tính trên Internet để nhận dạng đợc những thuê bao này. đối với những cuộc gọi quốc tế thì có thể các NDC cho điện thoại IP không đợc nhận ra vì mỗi quốc gia có một quy định về NDC riêng. Dung lợng ngời sử dụng trong trờng hợp này cũng bị giới hạn cỡ n*107 với n là số mã. NDC đợc sử dụng. Số định vị toàn cầu:. Trong trờng hợp này, điện thoại IP đợc nhận dạng nh là một dịch vụ toàn cầu. Phần CC và GSN trong số E.164 đợc sử dụng để chỉ ra khách hàng sử dụng PC trong mạng Internet. Vì CC đợc dành riêng sử dụng cho dịch vụ điện thoại IP nên dung lợng đợc mở rộng tuỳ thuộc vào dung lợng tối đa đối với mỗi CC. Số lợng này có thể đáp ứng đợc cho những nhu cầu trong tơng lai. Bảng 5.2 thể hiện các trờng hợp đánh số E.164 cho ngời sử dụng PC kết nối Internet. Đánh số E.164 cho ngời sử dụng máy tính kết nối Internet. đăng ký cho ngời sử dụng dịch vụ điện. Ví dụ với các loại. hình đăng ký Dung lợng Có thể xác định dợc vị. trí ngời sử dụng điện thoại IP không?. 1.Số theo vùng địa lý quèc gia. Các thuê bao mạng SCN và điện thoại IP dùng chung mã vùng. Ví dụ tại Boston. 2.Số không theo vùng. địa lý quốc gia. Nhận ra các thuê bao sử dụng dịch vụ điện thoại IP thông qua NDC .Với NDC là. điện thoại miễn phí. đăng ký cho dịch vụ. điện thoại IP ở Mỹ với cÊu tróc:. Nhỏ Có đối với các cuộc gọi trong nớc. Không với các cuộc gọi quốc tế. Số định vị toàn cầu. Nhận dạng thuê bao. điện thoại IP toàn cầu thông qua CC.Nh CC bằng “800” cho dịch vụ điện thoại quốc tế miÔn phÝ. đăng ký cho các thuê bao điện thoại IP toàn cÇu. Năm 1998, Rosenberg và Schulzrinne đă đa ra cơ chế chuyển đổi giữa số E.164 và địa chỉ IP trong trờng hợp kết nối điện thoại- điện thoại và PC- điện thoại. Họ đã đa ra các. đặc tính cơ bản của GW cho dịch vụ điện thoại IP và đề xuất các máy chủ định vị .Mỗi GW đợc xác định bởi 3 thông số:. Số lợng dịch vụ mà nó có thể cung cấp đợc. Kiểu dịch vụ mà nó có thể cung cấp. Những đặc điểm này đợc sử dụng để máy chủ lựa chọn GW và thiết lập đờng truyền cho cuộc gọi. Năm 1998, Agapi và một số ngời khác đã đa ra cơ cấu chuyển đổi địa chỉ với loại hình kết nối PC- điện thoại và PC- PC và đa ra 3 mô hình kinh doanh sử dụng phối hợp hoạt. động với máy chủ định vị. Các ITSP cung cấp dịch vụ chuyển tiếp theo các thông tin địa chỉ chia sẻ .Khi một thuê bao của mạng SCN bị gọi thì máy chủ của ITSP sẽ chuyển đổi số E.164 thành địa chỉ IP. của GW phù hợp nhất.Khi một thuê bao PC kết nối Internet bị gọi thì máy chủ sẽ chuyển đổi số E.164 thành địa chỉ IP của thuê bao đó. Mỗi ITSP có thể lựa chọn mô hình thích hợp cho mục đích kinh doanh của mình .Tuy nhiên mỗi ITSP chỉ có thể chọn một trong 3 mô hình ,không thể chọn 3 mô hình hoặc nhiều hơn tại cùng một thời điểm .Việc chuyển đổi thông tin địa chỉ giữa các ITSP cần phải hỗ trợ lẫn nhau. Trong mô hình liên kết mạng riêng ,do tất cả các hoạt động đòi hỏi chuyển đổi. địa chỉ đều do ITSP đó thực hiện nên ITSP có thể sử dụng những giao thức riêng cho việc chuyển đổi. Tuy nhiên trong mô hình liên kết mạng riêng có những hạn chế về cung cấp dịch vụ do sự giới hạn của các GW.Bên cạnh đó ,nó không cung cấp đợc các dịch vụ chuyển tiếp khi thuê bao bị gọi là máy tính sử dụng Internet đăng ký dịch vụ với một ITSP khác. Trong mô hình nhóm quan hệ mật thiết ,ITSP cần sử dụng giao thức thông th- ờng cho việc chuyển đổi .Giao thức này có thể độc lập với các liên kết .Do các GW đợc chia sẻ với các ITSP khác trong liên kết nên mô hình nhóm quan hệ mật thiết sẽ có ít hạn chế hơn trong việc cung cấp dịch vụ so với mô hình liên kết mạng riêng .Tuy nhiên giống mô hình liên kết mạng riêng ,nó không cung cấp đợc các dịch vụ chuyển tiếp khi thuê bao bị gọi là máy tính sử dụng Internet đăng ký dịch vụ với các ITSP không nằm trong liên kết. Bên cạnh đó ,đối với hệ thống liên kết mở, việc liên kết giữa các GW có thể không giới hạn các dịch vụ mà ITSP cung cấp. Tuy nhiên, ITSP cần sử dụng giao thức chuẩn cho việc chuyển đổi. a)Định tuyến trong kết nối Điện thoại -Điện thoại. Trong loại hình liên kết này ,thuê bao chủ gọi lựa chọn ITSP có thể cung cấp dịch vụ chuyển giao cho họ.ITSP đợc chọn sẽ lựa chọn một cổng riêng để thiết lập đờng dẫn tới thuê bao bị gọi. Nếu ITSP đợc lựa chọn theo mô hình liên kết mạng riêng ,nó cần lựa chọn cổng .Nếu số lợng cổng có thể chia sẻ càng nhiều thì khả năng lựa chọn càng cao .Khi. đó quãng đờng truy nhập vào SCN sẽ ngắn hơn hoặc ta sẽ có một vùng cung cấp dịch vụ lớn hơn.Với loại hình liên kết theo hệ thống mở có thể sẽ mang lại cho ITSP một khả. năng lựa chọn lớn nhất cho cổng riêng biệt và một khoảng truy nhập ngắn nhất trong SCN. b)Định tuyến trong kết nối Điện thoại –máy tính. Trong loại hình liên kết này ,ITSP cung cấp việc thiết lập dịch vụ cho thuê bao bị gọi.Thuê bao chủ gọi sử dụng điện thoại SCN có thể không biết thuê bao bị gọi sử dụng máy tính trên Internet.Thuê bao chủ gọi không có ý định sử dụng dịch vụ chuyển giao trong loại hình dịch vụ điện thoại IP.Khi đó ,thuê bao chủ gọi chỉ bấm số E.164 của thuê bao bị gọi.Do vậy ,trong cấu trúc của số E.164 của thuê bao bị gọi cần phải có.

                  CHƯƠNG6 Đánh giá chất lợng dịch vụ

                  Đánh giá theo khách quan

                  Trong phơng pháp này tiếng nói hoặc tín hiệu chuẩn đợc truyền tải theo hai hớng : một hớng qua bộ mã chuẩn (G.711,G.726,GSM FR), một hớng qua mạng thực tế .Tín hiệu sau khi truyền qua hai hớng này đợc đa vào một bộ so sánh .Căn cứ vào các thông số của bộ mã hoá chuẩn đã biết, sau khi so sánh ta sẽ thu đợc kết quả là các tông số chất lợng tiếng nói truyền qua mạng so với bộ mã hoá chuẩn.Dựa vào kết quả thu đợc ,ngời tiến hành đo sẽ cho điểm (MOS) và đánh giá hệ số phẩm chất Q của phần tử cần đo. Trong phơng pháp đo này ta bố trí các thiết bị đo tại các kênh cần đo trong khi kênh này đang hoạt động ,bằng cách này ta xác định đợc thông số rất quan trọng của kênh thoại liên quan tới tín hiệu thoại ,nhiễu và tiếng vọng .Bằng phơng pháp này ta cũng có thể xác định đợc các thông số liên quan đến truyền dẫn tín hiệu số.

                  Hình vẽ 6.1 là sơ đồ khối đánh giá chất lợng mạng bằng phơng pháp so sánh với tín hiệu chuÈn.
                  Hình vẽ 6.1 là sơ đồ khối đánh giá chất lợng mạng bằng phơng pháp so sánh với tín hiệu chuÈn.

                  Đánh giá theo độ trễ

                  Độ trễ tiếng vọng : đo bằng cách phát đi xung và độ trễ đợc tính từ khi biên độ bắt đầu bằng giá trị điểm 0 chuẩn cho đến khi biên độ đột ngột tăng ứng với thời điểm xung phản hồi lại.

                  CHƯƠNG8 thiết kế Gateway thoại Internet và mô tả phần mềm VIPGATE

                  • Môi trờng phát triển .1 tổng quan
                    • Giải pháp thiết lập bộ đệm
                      • Phần mềm VIPGate .1 Giới thiệu chung

                        Trong mô hình chế tạo thử nghiệm Gateway tại phòng Chuyển Mạch Viện Khoa Học Kỹ Thuật Bu Điện phần cứng card gắn trên PC là card Dialogic D/41H .Đây là card sử dụng kiến trúc vi xử lý kép có chức năng xử lý tín hiệu của một DSP và chức năng tính toán logic và thao tác với số liệu của một bộ vi điều khiển đa dụng 80186.Với cách tiếp cận này ,do bảng mạch có thể tự xử lý các tính toán ỏ mức thấp nên tải trên máy chủ giảm .Vì vậy,việc phát triển các ứng dụng mạch hơn trở nên dễ dàng hơn.Kiến trúc này xử lý các sự kiện thời gian thực ,quản lý dòng số liệu trên máy chủ (thời gian phản ứng của hệ thống nhanh hơn ) ,giảm yêu cầu xử lý ở máy chủ ,xử lý DTMF và báo hiệu thoại và cho DSP thực hiện xử lý báo hiệu cho cuộc gọi tới. Mỗi trong bốn giao diện dây thuê bao alalog trên bảng mạch D/41H nhận tiếng nói ở dạng analog và báo hiệu thoại từ mạng PSTN .Mỗi giao diện dây thuê bao sử dụng lẫy nhấc đặt máy có độ tin cậy cao (dùng công nghệ solid state nên không có tiếp xúc cơ khí )và mạch phát hiện chuông theo tiêu chuẩn FCC-phần 68 loại B .Mạch phát hiện chuông này hoạt động chính xác ngay cả khi có dao động điện thế trong mạng .Mỗi giao diện còn có mạch bảo vệ chống điện áp cao và thay đổi môi trờng của mạng và cho.

                        Hình 8-Sơ đồ khối card D/41H
                        Hình 8-Sơ đồ khối card D/41H

                        CHƯƠNG9 thử nghiệm Dịch vụ thoại Internet

                          • Đo suy hao tổng thể (Overall loss) trong giải tần 201Hz-3513Hz.Trong phép đo này sử dụng hai luồng tín hiệu giữa khối phát và khối thu analog .Đầu tiên hai khối này đợc nối với nhau thông qua mạch vòng bên trong và khối phát sẽ phát mức tơng đối đến khối thu ,khối thu sẽ đo mức nhận đợc.Sau đó mạch vòng để hở và bắt đầu đo thông qua đối tợng cần đo ,kết quả đem so sánh với kết quả. • Đo méo tổng bao gồm cả méo lợng tử (Total distortion including quantising distortion).Độ méo tín hiệu âm thanh điện thoại có nhiều thành phần khác nhau .Méo lợng tử ,sinh ra bởi phơng pháp chuyển đổi giá trị đợc lấy mẫu của tín hiệu tần số thấp thành tín hiệu mã hoá nhị phân mô phỏng các giá trị biên độ rời rạc và phơng pháp chuyển đổi ngợc lại.

                          Hình 9-Cấu hình đo đặc tính biên độ tần số.
                          Hình 9-Cấu hình đo đặc tính biên độ tần số.