10.1 PBX - Private Branch Exchange
PBX hay còn gọi là PABX - Private Automatic Branch Exchange là hệ thống tổng đài nội bộ được đặt tại nhà thuê bao, từ Automatic ở đây muốn nói đến là hệ thống tổng đài điện tử tự động nhưng hiện nay đa số là tổng đài PBX điện tử tựđộng nên từ trên thực sự không còn cần thiết nữa.
PBX với mục tiêu chia sẻ nhiều thuê bao nội bộ gọi ra thế giới bên ngoài thông qua một vài
đường trung kế hay nói một cách khác PBX là hệ thống trung chuyển giữa các đường dây điện thoại bên ngoài từ công ty điện thoại và máy điện thoại nội bộ trong tổng đài PBX. Vì thế nên số lượng máy điện thoại nội bộ luôn nhiều hơn sốđường dây nối đến PBX từ bên ngoài.
PBX thực hiện chuyển mạch cuộc gọi các máy điện thoại nội bộ với nhau và với các máy điện thoại bên ngoài thông qua đường trung kế. Đồng thời thực hiện chuyển mạch các cuộc gọi điện thoại từ bên ngoài vào các máy điện thoại nội bộ.
Ngoài việc chuyển mạch cuộc gọi PBX cung cấp nhiều tính năng sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau của khách hàng mà bản thân các đường dây điện thoại từ công ty điện thoại kết nối đến không thể thực hiện được, các tính năng như tương tác thoại (IVR), Voicemail, phân phối cuộc gọi tự động (ADC)... (các khái niệm này sẽđược trình bày rõ hơn ở chương sau).
Hiện nay với việc phát triển mạnh mẽ của công nghệ VoIP, chúng ta còn có thêm thuật ngữ IP PBX. Đây là hệ thống chuyển mạch PBX với công nghệ Voip.
10.2 PSTN – Public Switched Telephone Network
PSTN là mạng chuyển mạch điện thoại công cộng hay nói cách khác là mạng kết nối tất cả các hệ thống tổng đài chuyển mạch-mạch.
Để hiểu rõ hơn hãy xem xét mạng PSTN với mạng Internet về khía cạnh chuyển thoại trên đó. Chuyển mạch mạch muốn thực hiện cuộc gọi giữa hai thuê bao thì hệ thống phải giành riêng một kênh truyền 64kbps để chuyển tải tín hiệu thoại trên đó, Còn cuộc gọi điện thoại trên mạng Internet thì tín hiệu thoại được đóng gói và chuyển đi trên cùng kênh truyền với nhiều dịch vụ khác. Vì lẽđó chất lượng cuộc gọi trên mạng PSTN bao giờ cũng tốt hơn trên mạng Internet nhưng đổi lại chi phí lại đắc hơn rất nhiều, đặc biệt là các cuộc gọi quốc tế, nên phải cần cân nhắc kỹ khi sử dụng.
PSTN được phát triển trên chuẩn ITU (International Telecommunication Union) còn mạng Internet được phát triển trên chuẩn IETF (Internet Engineering Task Force) cả hai mạng trên đều sử
dụng địa chỉđể định tuyến cuộc gọi, PSTN sử dụng các con sốđiện thoại để chuyển mạch cuộc gọi giữa các tổng đài điện thoại trong khi đó trên mạng Internet, địa chỉ IP sẽđược sử dụng đểđịnh tuyến các gói thoại.
10.3 TDM – Time Division Multiplexing
Là kỹ thuật ghép kênh phân chia thời gian nhiều tín hiệu có thể truyền đồng thời trên một
đường truyền, TDM được sử dụng chuyển thoại trong hệ thống mạng PSTN. Có hai chuẩn ghép kênh TDM cơ bản là E1 với 30 kênh thoại trên một khung tốc độ 2Mbps và T1 với 24 kênh thoại tốc độ
1.5Mbps.
10.4 FXO và FXS
FXO (Foreign Exchange Office) là thiết bị nhận tín hiệu từ tổng đài gửi đến như dòng chuông, tín hiệu nhấc gác máy, tín hiệu mời quay số, gửi và nhận tín hiệu thoại… FXO giống như máy Fax hay modem dial-up 56k. Dùng để kết nối với đường dây điện thoại.
FXS (Foreign Exchange Station) là thiết bị tại nơi cung cấp đường dây điện thoại, thiết bị FXS sẽ cung cấp tín hiệu mời quay số (dialtone), dòng chuông, hồi âm chuông (ring tone). Trong đường
dây Analog FXS cung cấp dòng chuông và điện áp cho điện thoại hoạt động ví dụ FXS cung cấp điện áp -48VDC đến máy điện thoại Analog trong suốt thời gian đàm thoại và cung cấp 90VAC (20Hz) để
phát điện áp rung chuông. Thiết bị FXS phát còn thiết bị FXO nhận.
Card TDM sử dụng trong hệ thống Asterisk thường tích hợp vừa thiết bị FXO vừa là thiết bị
FXS (Giống bộ ATA) FXO để kết nối với đường dây điện thoại còn FXS dùng để kết nối với máy
điện thoại analog thông thường dùng để chuyển mạch cuộc gọi TDM qua hệ thống Asterisk.
Hình Error! No text of specified style in document..1: Các hình thức kết nối cổng FXO và FXS
a) Máy điện thoại vai trò FXO kết nối với FXS (PSTN) b) PBX kết nối với FXO và FXS
c) ATA đóng vai trò như FXS để kết nối với máy điện thoại vai trò FXO.
Chương 2: CÁC GIAO THỨC SỬ DỤNG TRONG VOIP 1. Giao thức H323
H.323là giao thức được phát triển bởi ITU-T (International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector). H.323 phiên bản 1 ra đời vào khoảng năm 1996 và 1998 phiên bản thế hệ 2 ra đời. H.323 ban đầu được sử dụng cho mục đích truyền các cuộc hội thoại đa phương tiện trên các mạng LAN, nhưng sau đó H.323 đã tiến tới trở thành 1 giao thức truyền tải VoIP trên thế giới. Giao thức này chuyển đổi các cuộc hội thoại voice, video, hay các tập tin và các
ứng dụng đa phương tiện cần tương tác với PSTN. Là giao thức chuẩn, bao trùm các giao thức trước
đó như H.225,H.245, H.235,… (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1.1 Cấu trúc của H.323.
Hình 2.1. Cấu trúc H.323
1.1.1. Thiết bị đầu cuối.
- Thực hiện các chức năng đầu cuối : thực hiện gọi hoặc nhận cuộc gọi.
Một miền H.323 trên cơ sở mạng IP là tập hợp tất cả các đầu cuối được gán với một bí danh. Mỗi miền được quản trị bởi một Gatekeeper duy nhất, là trung tâm đầu não, đóng vai trò giám sát mọi hoạt động trong miền đó. Đây là thành phần tuỳ chọn trong hệ thống VoIP theo chuẩn H.323. Tuy nhiên nếu có mặt Gatekeeper trong mạng thì các đầu cuối H.323 và các Gateway phải hoạt động theo các dịch vụ của Gatekeeper đó. Gatekeeper hoạt động ở hai chếđộ :
- Chế độ trực tiếp: Gatekeeper chỉ có nhiệm vụ cung cấp địa chỉ đích mà khôngtham gia vào các hoạt động kết nối khác.
- Chếđộ chọn đường : Gatekeeper là thành phần trung gian, chuyển tiếp mọithông tin trao đổi giữa các bên.
v Gatekeeper phải thực hiện các chức năng sau:
• Chức năng dịch địa chỉ : Gatekeeper sẽ thực hiện chuyển đổi địa chỉ hình thức (dạng tên gọi hay địa chỉ hộp thư ) của một đầu cuối hay Gateway sang địa chỉ truyền dẫn (địa chỉ
IP). Việc chuyển đổi được thực hiện bằng cách sử dụng bản đối chiếu địa chỉ được cập nhật thường xuyên bởi các bản tin đăng ký.
• Điều khiển truy cập : Gatekeeper cho phép một truy cập mạng LAN bằng cách sử dụng các bản tin H.225 là ARQ/ACF/ARJ. Việc điều khiển này dựa trên sự cho phép cuộc gọi, băng thông, hoặc một vài thông số khác do nhà sản xuất quy định. Nó có thể là chức năng rỗng có nghĩa là chấp nhận mọi yêu cầu truy nhập của đầu cuối.
• Điều khiển độ rộng băng thông :Gatekeeper hỗ trợ các bản tin BRQ/BRJ/BCF cho việc quản lý băng thông. Nó có thể là chức năng rỗng nghĩa là chấp nhận mọi yêu cầu thay đổi băng thông.
• Quản lý vùng: Ởđây chữ vùng là tập hợp tất cả các phần tử H.323 gồm thiết bịđầu cuối, Gateway, MCU có đăng ký hoạt động với Gatekeeper để thực hiện liên lạc giữa các phần tử trong vùng hay từ vùng này sang vùng khác.
v Các chức năng không bắt buộc của Gatekeeper:
• Điều khiển báo hiệu cuộc gọi: Gatekeeper có thể lựa chọn hai phương thức điều khiển báo hiệu cuộc gọi là: hoàn thành báo hiệu cuộc gọi với các đầu cuối và xử lý báo hiệu cuộc gọi chính bản thân nó, hoặc Gatekeeper có thể ra lệnh cho các đầu cuối kết nối một kênh báo
hiệu cuộc gọi hướng tới nhau. Theo phương thức này thì Gatekeeper không phải giám sát báo hiệu trên kênh H.225.
• Cho phép cuộc gọi : Thông qua việc sử dụng báo hiệu H.225, Gatekeeper có thể loại bỏ
các cuộc gọi không được phép. Những nguyên nhân từ chối bao gồm hạn chế tới hoặc từ
một đầu cuối cụ thể, hay các Gateway, và hạn chế truy nhập trong các khoảng thời gian nhất định.
• Quản lý băng thông : Gatekeeper có thể hạn chế một số các đầu cuối H.323 cùng một lúc sử dụng mạng.Thông qua việc sử dụng kênh báo hiệu H.225, Gatekeeper có thể loại bỏ
các các cuộc gọi từ một đầu cuối do sự hạn chế băng thông. Điều đó có thể xảy ra nếu Gatekeeper thấy rằng không đủ băng thông sẵn có trên mạng để trợ giúp cho cuộc gọi. Việc từ chối cũng có thể xảy ra khi một đầu đang tham gia một cuộc gọi yêu cầu thêm băng thông. Nó có thể là một chức năng rỗng nghĩa là mọi yêu cầu truy nhập đều được
đồng ý.
• Quản lý cuộc gọi : Một ví dụ cụ thể về chức năng này là Gatekeeper có thể lập một danh sách tất cả các cuộc gọi H.323 hướng đi đang thực hiện để chỉ thị rằng một đầu cuối bị gọi
đang bận và cung cấp thông tin cho chức năng quản lý băng thông.
1.1.3. Khối điều khiển đa điểm MCU
Khối điều khiển đa điểm (MCU) đwợc sử dụng khi một cuộc gọi hay hội nghị cầngiữ nhiều kết nối hoạt động. Do có một số hữu hạn các kết nối đồng thời, nên cácMCU giám sát sự thoả
thuận giữa các đầu cuối và sự kiểm tra mọi đầu cuối về các khả năng mà chúng có thể cung cấp cho hội nghị hoặc cuộc gọi. Các MCU gồm hai phần: Bộđiều khiển đa điểm (MC) và Bộ
xử lý đa điểm (MP).
• Bộđiều khiển đa điểm (MC) có trách nhiệm trong việc thoả thuận và quyết định khảnăng của các đầu cuối. Trong khi đó bộ xử lý đa điểm được sử dụng để xử lý đaphương tiện (multimedia), các luồng trong suốt quá trình của một hội nghị hoặc một cuộc gọi đa điểm.
• Bộ xử lý đa điểm ( MP ) có thể không có hoặc có rất nhiều vì chúng có trách nhiệm trộn và chuyển mạch các luồng phương tiện truyền đạt và việc xử lý các bit dữ liệu âm thanh và hình ảnh. MC không phải tương tác trực tiếp với các luồng phương tiện truyền đạt, đó là công việc của MP. Các MC và MP có thể cài đặt như một thiết bịđộc lập hoặc là một phần của các phần tử khác của H.323. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1.2 Tập giao thức H323 1.2.1 Báo hiệu RAS 1.2.1 Báo hiệu RAS
Cung cấp các thủ tục điều khiển tiền cuộc gọi trong mạng H.323 có GK. Kênh báo hiệu RAS
được thiết lập giữa các đầu cuối và các GK trước các kênh khác. Nó độc lập với kênh báo hiệu cuộc gọi và kênh điều khiển H.245. Các bản tin RAS được truyền qua mạng thông qua kết nối UDP, thực hiện việc đăng ký, cho phép, thay đổi băng thông, trạng thái vμ các thủ tục huỷ bỏ cuộc gọi. Báo hiệu RAS gồm những quá trình sau:
- Tìm GateKeeper.
- Đăng ký :Đăng ký là một quá trình cho phép GW, các đầu cuối và MCU tham gia vào một vùng và báo cho GK biết địa chỉ truyền vận và địa chỉ bí danh của nó.
- Định vịđầu cuối
- Cho phép, thay đổi băng thông, trạng thái và huỷ quan hệ
1.2.2 Báo hiệu điều khiển cuộc gọi H.225
Trong mạng H.323, thủ tục báo hiệu cuộc gọi được dựa trên khuyến nghị H.225của ITU. Khuyến nghị này chỉ rõ cách sử dụng và trợ giúp của các bản tin báo hiệuQ.931. Sau khi khởi tạo thiết lập cuộc gọi. Các bản tin điều khiển cuộc gọi và các bản tingiữ cho kênh báo hiệu cuộc gọi tồn tại (keepalive) được chuyển tới các cổng.
Các bản tin Q.931thường được sử dụng trong mạng H.323:
• Setup: Được gửi từ thực thểchủ gọi để thiết lập kết nối tới thựcthể H.323 bị gọi
• Call Proceeding: chỉ thịrằng thủ tục thiết lập cuộc gọi đã được khởi tạo.
• Alerting: chỉ thị rằng chuôngbên đích bắt đầu rung.
• Connect: thông báo rằng bên bị gọi đã trả lời cuộcgọi.
• Release Complete: chỉ thịrằng cuộc gọi đang bị giải phóng.
• Facility: Đây là một bản tin Q.932 dùng để yêu cầu hoặc phúc đáp các dịch vụbổ sung. Nó cũng được dùng để cảnh báo rằng một cuộc gọi sẽ được định tuyến trựctiếp hay thông qua GK.
1.2.3 Giao thức H.245
H245 xử lý các bản tin điều khiển từđầu cuối đến đầu cuối giữa các thực thểH.323. Các thủ
kênh điều khiển. Báo hiệu H.245 được thiết lập giữa 2đầu cuối, một đầu cuối với một MC hoặc một
đầu cuối với GK. Đầu cuối chỉ thiếtlập duy nhất một kênh điều khiển H.245 cho mỗi cuộc gọi mà nó tham gia. Một đầucuối, MCU, GK có thể hỗ trợ nhiều cuộc gọi cùng một lúc do vậy có nhiều kênhđiều H.245 tương ứng. Khuyến nghị H.245 định nghĩa một sốthực thể giao thức độc lập trợ giúp cho báo hiệu từđầu cuối đến đầu cuối như sau:
• Trao đổi khả năng : Bao gồm những bản tin cho phép xác định khả năng trao đổi dữ liệu và âm thanhcủa từng đầu cuối tham gia cuộc gọi. Nó đảm bảo cho bên thu đủ khả năng nhận và xử lý thông tin đầu vào mà không bị xung đột gì.Khi biết được khả năng thu của đầu cuối nhận, thì đầu cuối phát sẽ giới hạn nộidung thông tin mà nó truyền đi trong khuôn khổ khả
năng thu trên. Ngược lại, khảnăng truyền cho phép đầu cuối nhận lựa chọn chế độ thu thích hợp.Với tín hiệu âm thanh, khả năng trao đổi bao gồm các bộ giải mã tín hiệu thoạinhư họ
tiêu chuẩn G: G.729 8kbps, G.711 64kbps, G.723 5,3 hoặc 6,3 kbps, G.72248kbps...
• Quyết định chủ - tớ:Là các thủ tục quyết định đầu cuối nào là chủ đầu cuối nào là tớ trong một cuộcgọi xác định. Mối quan hệ này được duy trì trong suốt thời gian cuộc gọi.
• Trễ vòng (Round Trip delay) :Là các thủ tục dùng để xác định trễ giữa đầu cuối nguồn và đầu cuối đích. Bản tinRound TripDelayRequest đo trễ và kiểm tra thực thể giao thức H.245 ởđầu cuối bênkia có còn hoạt động hay không.
• Báo hiệu kênh logic (Logical channel signaling): Báo hiệu kênh logic sử dụng các bản tin OpenLogicalChannel và CloseLogicalChannel và các thủ tục của H.245 để đóng mở các kênh logic. Khi mộtkênh logic được mở, một bản tin OpenLogical sẽ miêu tả đầy đủ nội dung của kênhlogic đó bao gồm kiểu truyền thông (media type), thuật toánsử dụng, các chức năngvà mọi thông tin khác để bên thu có thể dịch được nội dung của kênh logic.
• Các thủ tục kết nối nhanh : Có hai thủ tục để thiết lập kênh truyền thông là H.245 và kết nối nhanh. Kết nốinhanh cho phép sự thiết lập kết nối truyền thông cho các cuộc gọi cơ bản điểm tớiđiểm với chỉ một lần trao đổi bản tin vòng (bản tin đi từđầu cuối nguồn tới đầu cuốiđích rồi lại trở vềđầu cuối nguồn).
• H245 ngầm (Tuneling H.245) : Các bản tin H.245 có thể được đóng gói ở trong kênh báo hiệu cuộc gọi H.225thay vì tạo ra một kênh điều khiển H.245 riêng biệt. Phuơng pháp này cải thiện đượcthời gian thiết lập cuộc gọi và thời gian định vị tài nguyên. Đồng thời nó cho phépsựđồng bộ giữa báo hiệu cuộc gọi và điều khiển. Có thể đóng gói nhiều bản tinH.245
vào bất kỳ bản tin H.225 nào. Vào một thời điểm bất kỳ, mỗi đầu cuối có thểchuyển sang một kết nối H.245 riêng biệt.
1.3 Thiết lập cuộc gọi VoIP sử dụng giao thức H.323 1.3.1 Cuộc gọi Gatekeeper nội vùng: 1.3.1 Cuộc gọi Gatekeeper nội vùng: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 2.2. Thiết lập cuộc gọi Gatekeeper nội vùng.
− Bước 1: đàu cuối A quay sốđiện thoại để gọi cho đầu cuối B
− Bước 2: Gateway A gửi cho Gatekeeper một bản tin ARQ( Acknowledge Request), yêu cầu cho phép gọi đến đầu cuối B.
− Bước 3: Gatekeeper tìm đầu cuối B và trả lại một bản tin ACF( Acknowledge Confirmation) với
địa chỉ IP của Gateway B.
− Bước 4: Gateway A gởi bản tin thiết lập cuộc gọi Q.931 cho Gateway B với sốđiện thoại của đầu cuối B.
− Bước 5: Gateway B gửi bản tin ARQ ( Acknowledge Request) cho Gatekeeper, yêu cầu cho phép trả lời cuộc gọi của Gateway A.
− Bước 6: Gatekeeper trả lại bản tin ACF với địa chỉ IP của Gateway A.
− Bước 7: Gateway B thiết lập một cuộc gọi đến đầu cuối B.
− Bước 8: khi đầu cuối B trả lời, Gateway B gởi kết nối Q.931 đến Gateway A.
1.3.2 Cuộc gọi Gatekeeper liên vùng:
Hình 2.3. Thiết lập cuộc gọi Gatekeeper liên vùng
− Bước 1: đầu cuối A quay sốđiện thoại của đầu cuối B.
− Bước 2: Gatewway A gởi bản tin ARQ cho Gatekeeper A, yêu cầu cho phép gọi đến đầu cuối B.
− Bước 3: Gatekeeper A tìm và không tìm thấy sựđăng ký của đầu cuối B. Nó tra các sốđầu và nhận thấy trùng khớp với Gatekeeper B. Nó gởi bản tin LRQ cho Gatekeeper B và bản tin RIP cho Gateway A.
− Bước 4: Gatekeeper B tìm và nhận thấy sựđăng ký của đầu cuối B, nó gởi trả lại Gatekeeper A bản tin LCF với địa chỉ IP của Gateway B.
− Bước 5: Gatekeeper A trả lại bản tin ACF cho Gateway A với địa chỉ IP của Gateway B.
− Bước 6: Gateway A gởi bản tin thiết lập cuộc gọi Q.931 đến Gateway B với số điện thoại của
đầu cuối B.
− Bước 7: Gatewway B gởi cho Gatekeeper B bản tin ARQ, yêu cầu hco phép trả lời cuộc gọi của Gateway A.
− Bước 8: Gatekeeper B trả lại bản tin ACF với địa chỉ IP của Gateway A