Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Điện Thoại qua IP

MỤC LỤC

Dịch vụ fax qua IP

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 vụ fax .Một trong những dịch vụ gửi fax được ưa chuộng nhất là comfax. • Những người sử dụng dịch vụ thoại qua Internet cần có chương trình phần mềm chẳng hạn Quicknet’s Technologies Internet PhoneJACK .Cấu hình này cung cấp cho người sử dụng khả năng sử dụng thoại Internet thay cho sử dụng điện thoại để bàn truyền thông.

Dịch vụ Call center

Nếu bạn gửi nhiều fax từ PC ,đặc biệt là gửi ra nước ngoài thì việc sử dụng dịch vụ Internet fax sẽ giúp bạn tiết kiệm được tiền và cả kênh thoại. Dịch vụ này sẽ chuyển trực tiếp từ PC của bạn qua kết nối Internet .Hàng năm ,thế giới tốn hơn 30tỷ USD cho việc gửi fax đường dài.

Thị trường hiện nay

Một chuỗi giá trị riêng được 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 cước 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 trường –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 có khách hàng ,việc trở thành nhà cung cấp dịch vụ điện thoại Internet còn 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 ) , thị trường này đang tăng trưởng nhanh chóng .Sự tăng trưởng này được thúc đẩy do giá cả và đặc biệt đối với một số tuyến .Nó đặc biệt thành công cho các tuyến kết nối tới các nước nơi mà không mở cửa thị trường viễn thông cho cạnh tranh.ở đây ,các nhà cung cấp dịch vụ thoại Internet có thể lợi dụng các kẽ hở trong quy định hay chỉ đơn thuần hi vọng việc làm của mình không bị để ý.Tuy nhiên,điện thoại Internet không thể cạnh tranh được các thị trường có cạnh tranh mạnh và thừa dung lượng.

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

Xu hướng thị trường thoại Internet trong tương lai

• Theo dự báo của IDC ,số các giao dịch quốc tế theo phương pháp truyền thống sẽ đạt 79 tỷ phút vào cuối năm 1999, và hằng năm sẽ tăng 15%.Theo nhận định của ông Fischer thì tổng giá trị giao dịch trên thị trường là 60 tỷ USD. • Dự báo trong năm 2000 ,một số bộ phận lớn dân cư 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 được tiến hành qua Internet ,và một số người cho rằng đến năm 2005 con số này sẽ tăng lên 34% .Phillip Tarifica cũng báo cáo rằng số người sử dụng thoại truyền thống sẽ giảm do sử dụng Email và thoại qua Internet.

CH¦¥NG2 Công nghệ cơ sở

Kỹ thuật nén tín hiệu thoại .1 Tổng quan

  • Nguyên lý mã hoá CS-ACELP

    Tín hiệu đầu vào đưa qua bộ tiền xử lý ,bộ này có hai chức năng :lọc thông cao và 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 một khung 10ms để tính các hệ số của bộ lọc dự báo tuyến tính (LP).Các hệ số này được biến đổi thành các cặp vạch phổ (LSP) và được lượng tử bằng phương pháp lượng tử hoá véc tơ dự báo hai bước (VQ) 8 bit.Tín hiệu kích thích được lựa chọn bằng cách cực tiểu hoá sai số ,có tính đến trọng số thụ cảm ,giữa tiếng nói gốc và tiếng nói tổng hợp.Các tham số kích thích (gồm :bảng mã cố định và bảng mã thích ứng)được xác dịnh qua từng khung con 5ms(tương đương 40mẫu).Các hệ số của bộ lọc LP đã được lượng tử và chưa được lượng tử được sử dụng cho phân khung thứ 2 ,còn tại phân khung thứ nhất các hệ số của bộ lọc LP đã được nội suy sẽ được sử dụng (trong cả hai trường hợp đã lượng tử và chưa lượng tử).Độ trễ bước mạch vòng hở sẽ được tính toán một lần trong một khung 10ms dựa trên độ lớn tín hiệu thoại .Sau đó các phép tính này sẽ lặp lại trong từng phân khung tiếp theo.Tín hiệu ban đầu x(n) được tính bằng các lọc độ dư LP thông qua bộ lọc tổng hợp W(z)/A(z).Trạng thái ban đầu của bộ lọc này Là Tín hiệu lỗi giữa tín hiêu dư LP và tín hiệu kích thích .Sự phân tích bước của mạch vòng đóng sẽ thực hiện sau đó (để tìm độ trễ mã thích ứng và độ khuếch đại )dùng tín hiệu ban đầu x(n) và đặc tuyến xung h(n) ,bằng cách làm tròn giá trị độ trễ bước của mạch vòng hở.Độ trễ bước được mã hoá bằng mã 8 bit trong phân khung thứ nhất ,độ vi sai của độ trễ được mã hoá bằng mã 5 bit trong phân khung thứ 2 .Tín hiệu x’(n) là tín hiệu của 2 tín hiệu :tín hiệu ban đầu x(n) và tín hiệu mã thích ứng –là tín hiệu mã cố định.Tín hiệu này được dùng trong việc tìm tín hiệu kích thích tối ưu .Giá trị kích thích mã cố định được mã hoá bằng mã đại số 17 bit(trong đó :chỉ số bảng mã cố định được mã hoá bằng từ mã C1,C2-13 bit ; Dấu bảng mã cố định được mã hoá bằng từ mã S1,S2-3bit).Các bộ khuếch đại bảng mã cố định và bảng mã thích ứng được lượng tử hoá bằng véc tơ 7 bit(Trong đó:ở bước 1 được mã hoá bằng từ mã GA1,GA2 -3 bit ; ở bước 2 được mã hoá bằng từ mã GB1,GB2-4 bit ).tại đây sự dự đoán trung bình động MA cho bộ khuếch đại mã cố định .Cuối cùng ,dựa vào các bộ nhớ lọc sẽ xác định được tín hiệu kích thích. Thuật toán VAD và bộ mã hoá tiếng nói không tích cực ,giống với các bộ mã hoá G.729 và G.729A, được thực hiện trên các khung của tiếng nói đã được số hoá.Để phù hợp kích thước các khung giống nhau được dùng cho mọi sơ đồ và không có độ trễ thêm vào nào được tạo ra bởi thuật toán VAD hoặc bộ mã hoá thoại không tích cực đối với nén cao hơn .Đầu vào bộ mã hoá tiếng nói là tín hiệu tiếng nói đến đã được số hoá .Với mỗi khung tiếng nói đầu vào ,VAD đưa ra mức hoạt động thoại ,mức này được dùng như một chuyển mạch giữa các bộ mã hoá thoại tích cực và không tích cực.Khi bộ mã hoá thoại tích cực có tác dụng,luồng bit thoại tích cực sẽ gửi tới bộ giải mã tích cực cho mỗi khung.Tuy nhiên,trong các chu kỳ không tích cực ,bộ mã hoá thoại không tích cực 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 gì cả .Kỹ thuật này có tên là truyền gián đoạn (DTX :Discontinuous Transmission ) .Với mỗi khung ,đầu ra của mỗi bộ giải mã được dùng làm tín hiệu khôi phục.

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

    Báo hiệu DTMF (Dial tone Multi Frequency )

    • Báo hiệu DTMF qua bản tin UserInputIndication

      Đây là một phương pháp được lựa chọn sử dụng để truyền DTMF thông qua một RTF riêng biệt được trình bày trong bản thảo của IETF (draft-ietf-avt-dtmf-00.txt).Nừu được thử nghiệm đạt kết quả tốt và được VoIP forum thông qua thì nó sẽ trở thành một trong hai 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.

      Khử tiếng vọng

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

      Cơ chế bảo mật

      • Thu tục Authentication giữa hai đầu cuối
        • Thủ tục Authentication giữa đầu cuối và Gatekeeper

          Thủ tục Authentication này thuộc loại thứ nhất .Nghĩa là trước hết phải trao đổi thông tin ngầm định (có thể là từ khoá ) giữa hai phần tử phục vụ cho các giao tiếp có tính riêng tư. Sau khi trao đổi xong từ khoá cả hai phần tử sẽ lựa chọn thuật toán để xử lý nó .Sau đó từ khoá này sẽ được sử dụng để mã hoá mọi thong tin hỏi -đáp.Một trường hợp hãn hữu có thể xảy ra là thủ tục Diffie-Hellman phát hiện từ khoá có công dụng kém thì một trong hai phần tử sẽ huỷ bỏ kết nối và tái thiết lập kết nối với từ khoá khác.Như thể hiện trên 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[Dha,timea).],cryptoToken[..({generallD atimeaDha.]. 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 cuối đóng 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 tới tất cả các thành viên trước khi từ khoá mới có hiêụ lực trên kênh dữ liệu.

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

          CH¦¥NG3 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

            SGW cung cấp kênh báo hiệu giữa mạng IP và mạng SCN.Nó có thể hỗ trợ chức năng hoặc kênh báo hiệu giữa mạng IP (ví dụ như H.323 ) và báo hiệu trong mạng SCN (ví dụ 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 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 dưỡng ,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 phương tiện (Media Gateway ). • Giao diện với mạng SCN :kết cuối các kênh mang (ví dụ như 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 như :nén tín hiệu thoại,triệt tiếng vọng ,triệt khoảng lặng,mã hoá,chuyển đổi tín hiệu fax và điều tiết tốc độ modem tương 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 lưu lượng gói và chất lượng 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 dưỡng ,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 thống;. • 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 phương 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 được đưa vào sử dụng trong mạng của các nhà cung cấp dịch vụ ,nó cho phép kết nối thêm MGW mà không làm ảnh hưởng tới các MGW sẵn có trong mạng.

              Hình 3-12Ví dụ về cấu hình mạng VoIP
              Hình 3-12Ví dụ về cấu hình mạng VoIP

              CH¦¥NG4 Xử lý cuộc gọi và tính cước

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

                  Căn cứ vào các thông tin nhận được 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 trường thông tin này nhưng không có nội dung thì đầu cuối H.323 sẽ không gửi thông tin về thuê bao đích trong bản tin SETUP .Trong trường hợp đó GK sẽ cung cấp thông tin định tuyến trong các Token để che đi các thông tin này từ đầu cuối. Như 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 cước phí đối với trường hợp này.Ngoài ra các công ty điện thoại nội hạt cũng yêu cầu được tăng thu cho các đường dây thoại cục bộ được 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 chưa đủ để giải quyết những vấn đề đứng trước mắt ISP.

                  Hình 4.1 thể hiện một thủ tục báo hiệu kiểu Overlap cho cuộc gọi từ  một thuê bao  trong  mạng SCN tới đầu cuối H.323.
                  Hình 4.1 thể hiện một thủ tục báo hiệu kiểu Overlap cho cuộc gọi từ một thuê bao trong mạng SCN tới đầu cuối H.323.

                  CH¦¥NG5 Đánh số và chuyển đổi địa chỉ

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

                          Do vậy dung lượng của nó bị giới hạn là khoảng nhỏ hơn 10 số cho mỗi NDC(. mỗi số điện thoại có 7 chữ số). Điều này tạo ra những nhược điểm không nhỏ do nhu cầu về việc sử dụng số E.164 sẽ tăng mạnh trong tương lai. Loại 2: Số cho các quốc gia không phân vùng địa lý:. Trong trường hợp này, người ta quy định một NDC riêng trong số E.164 cho những thuê bao sử dụng máy tính trên Internet để nhận dạng được những thuê bao này. Tuy nhiên đối với những cuộc gọi quốc tế thì có thể các NDC cho điện thoại IP không được nhận ra vì mỗi quốc gia có một quy định về NDC riêng. Dung lượng người sử dụng trong trường hợp này cũng bị giới hạn cỡ n*107 với n là số mã NDC được sử dụng. Số định vị toàn cầu:. Trong trường hợp này, điện thoại IP được nhận dạng như là một dịch vụ toàn cầu. Phần CC và GSN trong số E.164 được sử dụng để chỉ ra khách hàng sử dụng PC trong mạng Internet. Vì CC được dành riêng sử dụng cho dịch vụ điện thoại IP nên dung lượng được mở rộng tuỳ thuộc vào dung lượng tối đa đối với mỗi CC. Số lượng này có thể đáp ứng được cho những nhu cầu trong tương lai. Bảng 5.2 thể hiện các trường hợp đánh số E.164 cho người sử dụng PC kết nối Internet. Đánh số E.164 cho người sử dụng máy tính kết nối Internet. Cấu trúc số E.164 đăng ký cho người sử dụng dịch vụ điện thoại Internet. Ví dụ với các loại hình đăng ký. Dung lượng Có thể xác định dược. vị trí người sử dụng điện thoại IP không?. 1.Số theo vùng địa lý quốc gia. Các thuê bao mạng SCN và điện thoại IP dùng chung mã vùng. Rất nhó Không. 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. được đăng ký cho dịch vụ điện thoại IP ở Mỹ với cấu trúc:. Nhỏ Có đối với các cuộc gọi trong nước. Không với các cuộc gọi quốc tế. Số định vị toàn cầu. Nhận dạng thuê bao. Coi CC bằng “777” là đăng ký cho các thuê bao điện thoại IP toàn. điện thoại IP toàn cầu thông qua CC.Như CC bằng “800” cho dịch vụ điện thoại quốc tế miễn phí. Năm 1998, Rosenberg và Schulzrinne đă đưa ra cơ chế chuyển đổi giữa số E.164 và địa chỉ IP trong trường hợp kết nối điện thoại- điện thoại và PC- điện thoại. Họ đã đưa ra các đặc tính cơ bản của GW cho dịch vụ điện thoại IP và đề xuất các máy chủ định vị .Mỗi GW được xác định bởi 3 thông số:. Số lượng dịch vụ mà nó có thể cung cấp được. Kiểu dịch vụ mà nó có thể cung cấp. Những đặc điểm này được sử dụng để máy chủ lựa chọn GW và thiết lập đường truyền cho cuộc gọi. Năm 1998, Agapi và một số người khác đã đưa ra cơ cấu chuyển đổi địa chỉ với loại hình kết nối PC- điện thoại và PC- PC và đưa 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 được 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 thường cho việc chuyển đổi .Giao thức này có thể độc lập với các liên kết .Do các GW. được 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 được 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 được chọn sẽ lựa chọn một cổng riêng để thiết lập đường dẫn tới thuê bao bị gọi. Nếu ITSP được lựa chọn theo mô hình liên kết mạng riêng ,nó cần lựa chọn cổng .Nếu số lượng cổng có thể chia sẻ càng nhiều thì khả năng lựa chọn càng cao .Khi đó quãng đường 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 một phần đặc biệt để bộ phận định tuyến trong SCN có thể nhận ra thuê bao bị gọi sử dụng máy tính trên Internet và truy nhập vào cổng của ITSP.Mã nhận dạng (IC) hoặc một vài chữ số của mã nước bị gọi (NDC) có thể sử dụng như là một phần của số E.164 cho việc thông báo dịch vụ điện thoại IP.Điều này sẽ gây thêm sự phức tạp trong hệ thống định tuyến trong SCN. c)Định tuyến trong kết nối từ Máy tính-Điện thoại. Trong loại hình kết nối từ máy tính đến điện thoại ,người ta lựa chọn ITSP có khả năng cung cấp dịch vụ chuyển giao cho họ .ITSP cung cấp dịch vụ chuyển giao cho thuê bao chủ gọi cần lựa chọn cổng thích hợp để thiết lập đường dẫn đến thuê bao bị gọi thông qua nó. Các phương thức khác nhau đưa ra các đường dẫn khác nhau. Nếu ITSP được lựa chọn theo một mô hình liên kết mạng riêng ,nó cần lựa chọn cổng .Nếu số lượng cổng có thể chia sẻ càng nhiều thì khả năng lựa chọn càng cao.Khi đó quãng đường 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. d)Định tuyến trong kết nối Máy tính-Máy tính.

                          Bảng 5.1. Vấn đề giải quyết đối với các lớp kết nối trong điện thoại IP(bảng 3.1  [31])
                          Bảng 5.1. Vấn đề giải quyết đối với các lớp kết nối trong điện thoại IP(bảng 3.1 [31])

                          CH¦¥NG6 Đánh giá chất lượng dịch vụ

                          Đánh giá theo chủ quan

                          Đánh giá theo khách quan

                          Trong phương pháp này tiếng nói hoặc tín hiệu chuẩn được truyền tải theo hai hướng : một hướng qua bộ mã chuẩn (G.711,G.726,GSM FR), một hướng qua mạng thực tế .Tín hiệu sau khi truyền qua hai hướng này được đưa 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 được kết quả là các tông số chất lượng tiếng nói truyền qua mạng so với bộ mã hoá chuẩn.Dựa vào kết quả thu được ,người tiến hành đo sẽ cho điểm (MOS) và đánh giá hệ số phẩm chất Q của phần tử cần đo. Trong phương 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 được thông số rất quan trọng của kênh thoại liên quan tới tín hiệu thoại ,nhiễu và tiếng vọng .Bằng phương pháp này ta cũng có thể xác định được các thông số liên quan đến truyền dẫn tín hiệu số.

                          Đánh giá theo độ trễ

                          Hệ số hoạt động : là tỷ lệ giữa khoảng thời gian giá trị tuyệt đối của biên độ tín hiệu lớn hơn một giá trị quy định nào đó và toàn bộ khoảng thời gian đo. Độ trễ tiếng vọng : đo bằng cách phát đi xung và độ trễ được 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.

                          CH¦¥NG7 Khả năng triển khai dịch vụ

                          Các động lực chính

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

                          • Chiến lược của các nhà khai thác dịch vụ viễn thông với dịch vụ IP

                            Các khách hàng là các tổ chức và doanh nghiệp lớn thì khác hẳn ,họ đã sử dụng các dịch vụ chuyển mạch gói (ví dụ như X.25 và Frame relay) trong một thời gian dài .Hiện nay một vài tổ chức và doanh nghiệp bắt đàu có nh cầu sử dụng mạng chuyển mạch gói dựa trên công nghệ Ip nhờ đó họ có thể kết hợp được các dịch vụ và mở rộng mạng LAN thành mạng WAN .Khi IP trở thành chuẩn của mạng WAN thì nảy sinh nhu cầu đưa công nghệ IP vào mạng đường trục để có thể dễ dàng và mềm dẻo trong việc phối hợp hoạt động giữa mạng WAN của các tổ chức và doanh nghiệp với mạng của nhà cung cấp dịch vụ viễn thông. Nhu cầu về mạng đường trục IP ngày càng tăng cùng với việc phát triển các ứng dụng cho phép mở rộng vùng mạng của các doanh nghiệp ,của các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông cũng như mạng Internet. Unified messaging,Web-enabled call centre và thương mại điện tử là 3 ứng dụng chính đóng vai trò động lực thúc đẩy sự phát triển của mạng IP trong những năm đầu tiên của thế kỷ 21 này. 7.3.3 Vị trí của IP và sự liên quan với mạng chuyển mạch kênh. Từ nay đến năm 2001 sẽ chứng kién nhiều cuộc tranh cãi giữa hai trường phái :”sử dụng mạng thoại để truyền số liệu “ và “sử dụng mạng số liệu để truyền tín hiệu thoại” .Nhưng dù sử dụng công nghệ mạng nào thì các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông vẫn phải tiến tới xu thế tích hợp các dịch vụ trong cùng một mạng. Các nhà cung. cấp dịch vụ viễn thông cũng như các khách hàng là tổ chức và doanh nghiệp sẽ chia làm hai trường phái chính:. • Truờng phái thứ nhất bao gồm các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông và các tổ chức nhận thức được lợi ích của việc tích hợp các dịch vụ dựa trên mạng chuyển mạch gói và họ muốn thu được lợi nhuận đó. • Trường phái thứ hai gồm các nhà cung cấp dịch vụ viến thông và các tổ chức lo sợ không đạt được độ tin cậy cũng như chất lượng dịch vụ như mạng chuyển mạch kênh. Đối với các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông ,mạng tích hợp đa dịch vụ được phát triển dựa trên hạt nhân là mạng ATM. Trong khi đó đối với các tổ chức và doanh nghiệp diễn ra sự cạnh tranh gay gắt giữa công nghệ thông tin và công nghệ viễn thông. Nhu cầu đối với các ứng dụng tích hợp số liệu và âm thanh từ cái đơn giản nhất là Voice mail đến tích hợp điện thoại và máy tính như Call centre ngày càng gia tăng.Công nghệ thông tin cho phép triển khai và quản lý các ứng dụng này theo từng vùng và chính vì vâỵ đã có sự chuyển dịchh từ sử dụng tổng đài nội bộ PBX sang mạng các máy chủ của nhiều tổ chức và doanh nghiệp kết nối với nhau. Công nghệ ATM quá phức tạp và đắt tiền để triển khai trong mạng của các tổ chức và doanh nghiệp đây cũng là nguyên nhân phát triển của mạng IP .Sau đây là 3 nguyên nhân để ứng dụng công nghệ IP vào mạng của các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông trong những năm tới:. • Sự phát triển của IP trong mạng WAN của các tổ chức và doanh nghiệp nhờ có khả năng tích hợp các dịch vụ và kết nối. • Phải triển khai truyền âm thanh qua mạng IP để phục vụ cho các ứng dụng mới tích hợp âm thanh và số liệu cũng như truyền thông đa phương tiện. • Sử dụng có hiệu quả hơn khả năng của mạng,không còn tình trạng tài nghuyên của mạng được dành riêng để truyền một luồng dữ liệu nào, vì vậy cho phép sử dụng toàn bộ độ rộng băng tần vào mọi thời điểm. Cho đến năm 2005 thì các tranh cãi này sẽ được giải quyết ,chuyển mạch gói sẽ trở thành công nghệ cơ sở cho hầu hết các mạng viễn thông của các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông cũng như các tổ chức và doanh nghiệp lớn.Khi đó giá thành truyền dẫn giảm xuống và chiếm tỷ trọng nhỏ nên các nhà cung cấp dịch vụ viễn thoong cạnh tranh với nhau dựa trên việc triển khai các dịch vụ và quản lý một cách có hiệu quả. Vì vậy ngay từ bây giờ ,các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông phải bắt đầu đi sâu vào công nghệ IP .Vào thời điểm hiện tại ,các nhà cung cấp mạng Ip cạnh tranh chủ yếu dựa trên giá cước phí rẻ, chất lượng dịch vụ thấp tuy nhiên nó chỉ chiếm được một. phần nhỏ thị trường viễn thông. Khi các dịch vụ mới có thể được thực hiện được qua IP và nhu cầu của khách hàng về các dịch vụ dựa trên IP ngày càng tăng thì tầm quan trọng của việc trở thành nhà cung cấp dịch vụ IP của các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông ngày càng tăng.Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông phải thử nghiệm khai thác các dịch vụ trên mạng IP ngay từ bây giờ để tạo tiền đề cho việc triển khai mạng IP thành hạt nhân của mạng viễn thông trong tương lai. 7.3.4 Chiến lược của các nhà khai thác dịch vụ viễn thông với dịch vụ IP. Tuỳ thuộc vào lĩnh vực kinh doanh của các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, mà họ có các định hướng khác nhau trong thị trường công nghệ IP:. Nhà cung cấo dịch vụ viễn thông có vận hành mạng đường dài không?. Nhà cung cấp dịch vụ viễn thông có vận hành mạng truy nhập nội hạt hay không?. Bảng 7.1 thể hiện cách thức phân loại các nhà khai thác dịch vụ viễn thông và một vài nhà cung cấp mạng tiêu biểu. Có kinh doanh mạng truy nhập Không kinh doanh mạng truy nhập. Có kinh doanh mạng đường dài. Độc quyền từ trước. Mới gia nhập thị trường. AT&T Qwest Global one BT. Mạng cố định Mạng di động. Easynet Globalnet Global Exchange. CATV Lĩnh vực. Time Warner Euro bell Jupiter. Colt Lonica RCN. Bảng 7.1 phân loại các nhà khai thác dịch vụ viễn thông. a)Nhà khai thác độc quyền. Các nhà khai thác độc quyền không những chỉ cung cấp các dịch vụ dựa trên công nghệ IP mà họ còn có xu thế sử dụng nó làm phưong tiện truyền dẫn. Các nhà khai thác độc quyền tiếp cận thị trường công nghệ IP theo các bước:. Kiểm tra khả năng của các dịch vụ IP,và phát triển các hệ thống cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng dựa trên công nghệ IP. Cung cấp dịch vụ IP trong mạng viễn thông quốc gia và mở rộng ra mạng quốc tế, với chất lượng cao và có bảo đảm. Cung cấp dịch vụ cho các nhà khai thác dịch vụ viễn thông khác. Chuẩn bị hệ thống tính cước ,dịch vụ danh bạ điện thoại và các hệ thống khác để hỗ trợ vận hành mạng tích hợp đa dịch vụ. b)Nhà khai thác mạng truy nhập và mạng đường dài. Nhà khai thác cả mạng đường dài và mạng truy nhập có nhiều lợi thế trong việc triển khai cung cấp dịch vụ điện thoại IP .Nhà khai thác mạng đường dài có thể cung cấp dịch vụ điện thoại IP với cước phí thấp đáp ứng nhu cầu của các khách hàng có nhu cầu cao. Các nhà khai thác mạng loại này phải phát triển mạng IP có thể hỗ trợ các dịch vụ gia tăng giá trị khi mà xu thế chuyển từ cạnh tranh dựa trên cước phí sang cạnh tranh dựa trên dịch vụ trong môi trường mạng IP. Các nhà khai thác mạng truy nhập và đường dài chủ yếu dựa trên phương thức thầu khoán vì vậy cho phép họ chuyển hướng kinh doanh nhanh chóng hơn so với các nhà kinh doanh độc quyền. c)Nhà khai thác mạng di động. Thoại qua Internet hiện tại chưa thành lĩnh vực kinh doanh đối với các nhà khai thác mạng di động trong ít nhất 10 năm tới,vì để đảm bảo chất lượng của các dịch vụ thời gian thực trong giao diện vô tuyến rất khó và giá thành cao.Dịch vụ fax qua IP sẽ được triển khai vào khoảng năm 2001 nhưng nó cũng chỉ tồn tại được đến năm 2005 ,khi mà tất cả các bản tin của mạng di động đều được truyền dưới dạng thư điện tử .Tuy nhiên các ứng dụng tích hợp tín hiệu thoại và gói dữ liệu là một thị trường rất quan trọng đối với các nhà khai thác mạng di động.

                            Bảng 7.1 thể hiện cách thức phân loại các nhà khai thác dịch vụ viễn thông và một vài  nhà cung cấp mạng tiêu biểu.
                            Bảng 7.1 thể hiện cách thức phân loại các nhà khai thác dịch vụ viễn thông và một vài nhà cung cấp mạng tiêu biểu.

                            CH¦¥NG8 thiết kế Gateway thoại Internet và mô tả phần mềm VIPGATE

                            Môi trường phát triển .1 tổng quan

                              Trong mô hình chế tạo thử nghiệm Gateway tại phòng Chuyển Mạch Viện Khoa Học Kỹ Thuật Bưu 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. Trong khi ghi âm, bộ DSP sử dụng tốc độ số hoá từ 24kbps đến 64 kbps theo yêu cầu của trình ứng dụng cho chất lượng tốt nhất và kích thước hiệu quả nhất .Tôc độ số hoá được chọn cho từng kênh và có thể được thay đổi khi bắt đầu ghi hoặc phát .Tiếng nói sau khi qua xử lý bởi DSP được truyền tới máy chủ PC và được lưu giữ ở đó.Khi phát một file lưu trên đĩa ,bộ xử lý lấy thông tin thoại từ máy chủ PC và gửi tới bộ DSP .Bộ DSP chuyển đổi một file sang tiếng nó số hoá .Bộ DSP gửi tiếng nó dạng số và báo hiệu trả lời tới CODEC .CODEC chuyển sang tín hiệu dạng analog để truyền trong mạng thoại.

                              Hình 8-18Sơ đồ khối card D/41H
                              Hình 8-18Sơ đồ khối card D/41H

                              Giải pháp thiết lập bộ đệm

                                Trao đổi thông tin giữa bộ vi xử lý và máy chủ PC được thực hiện qua RAM chung 2 cổng .RAM đóng vai trò bộ đệm vào ra do đó tăng hiệu suất truyền file từ /đến đĩa.RAM được nối với maý chủ PC qua bus ISA.Tất cả hoạt động được thực hiện với ngắt nhằm đáp ứng yêu cầ về thời gian thực của hệ thống .Khi khởi tạo hệ thống ,firmware của SpringWare được tải từ máy chủ PC xuống RAM mã /số liệu và RAM DSP .Cơ chế tải firmware làm cho việc nâng cấp cải tiến được dễ dàng hơn. Luồng UIO là một phương án thuộc giải pháp bộ đệm (hình 3 ) .Dữ liệu thoại nhận được từ mạng thoại (ghi ) được ghi vào bộ đệm firmware của board thoại .Driver thoại sau đó điều khiển việc chuyển dữ liệu từ bộ đệm firmware đến một bộ đệm của driver .Các bộ đệm Driver được tạo ra trong bộ nhớ của người dùng sử dụng hàm dx_setparm() , và có thể được gán bất kỳ giá trị nào trong khoảng 256 byte đến 1 KB.Trong quá trình ghi ,khi bộ đệm driver đã đầy ,driver thoại gọi hàm write() của người dùng (được chỉ ra trong hàm dx_setuio()).Thông thường , hàm write() được sử dụng để lưu dữ liệu trong bộ đệm ứng dụngđể xử lý.

                                Hình 8-19Hình Sơ đồ khối của giải pháp bộ đệm
                                Hình 8-19Hình Sơ đồ khối của giải pháp bộ đệm

                                Triệt tiếng vọng

                                Theo hình (3) luồng đọc ghi trực tiếp (PRDS ) không sử dụng bộ đệm driver như trong phương pháp 1 .Thay vào đó ,một khu vực bộ nhớ chia sẻ (cũng được gọi là bộ đệm ứng dụng ) được tạo ra và được truy nhập bởi cả ứng dụng và driver .Bộ nhớ chia sẻ bao gồm một mào đầu (header) và có thể có đến 32 khối nhớ , mỗi khối nhớ tương đương với cừ của bộ đệm firmware .Cỏc hàm API được sử dụng để cung cấp bộ nhớ chia sẻ. Dữ liệu thoại nhận được tử Internet (đọc ) được lưu trong bộ nhớ chia sẻ.Việc đọc được khởi tạo sưe dụng hàm dx_playiottdata() .Driver định vị địa chỉ trong bộ nhớ chia sẻ nơi dữ liệu được lưu ,sau đó chuyển dữ liệu đến bộ đệm firmware .Ví dụ ,sử dụng cỡ bộ đệm firmware là 240 byte ,trễ xấp xỉ là 125 ms .Bằng cách đặt cỡ của bộ đệm firmware là 120 byte ,trễ được giảm xuống còn khoảng 85 ms.

                                Phần mềm VIPGate .1 Giới thiệu chung

                                • Cấu trúc chương trình
                                  • Đặc tính kỹ thuật của VIPGate .1 Tính năng và yêu cầu kỹ thuật

                                    Thực hiện các chức năng giao tiếp với người sử dụng .Các cửa sổ giao diện cho phộp người sử dụng theo dừi trạng thỏi hoạt động ,thống kờ thụng tin sử dụng và cỏc cảnh báo lỗi của toàn hệ thống hoặc từng kênh riêng biệt. General: Cho phép thiết lập các tham số cấu hình chung của hệ thống : các card D41/H được cài đặt ,tên card ,các tham số chọn cấu hình hoạt động của Gatnet, thủ tục truyền trên mạng IP và phương pháp nén tín hiệu thoại tốc độ thấp.

                                    Hình 8-22Cấu trúc phần mềm VIPGate.
                                    Hình 8-22Cấu trúc phần mềm VIPGate.

                                    CH¦¥NG9 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 được nối với nhau thông qua mạch vòng bên trong và khối phát sẽ phát mức tương đối đến khối thu ,khối thu sẽ đo mức nhận được.Sau đó mạch vòng để hở và bắt đầu đo thông qua đối tượng cần đo ,kết quả đem so sánh với kết quả đầu tiên.Như thế ta sẽ đo được mức suy hao tổng thể qua đối tượng cần đo. • Đo méo tổng bao gồm cả méo lượng tử (Total distortion including quantising distortion).Độ méo tín hiệu âm thanh điện thoại có nhiều thành phần khác nhau .Méo lượng tử ,sinh ra bởi phương pháp chuyển đổi giá trị được 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 phương pháp chuyển đổi ngược lại.

                                      Hình 9-26Cấu hình đo đặc tính biên độ tần số.
                                      Hình 9-26Cấu hình đo đặc tính biên độ tần số.