Hình2: Cấu hình và các giao diện chuẩn của mạng VOIP’
- Giao diệnA: A là giao diện giữa đầu cuối H.323 và gatekeeper. Các thông tin chuyển qua giao diện A phải hỗ trợ báo hiệu cuộc gọi và thong tin cuộc gọi bao gồm H.225.0 và H.245 như trong khuyến nghị H.323.
- Giao diện B: B là giao diện giữa đầu cuối của H.323 và Media Gateway. Các thông tin chuyển qua giao diện B phải hỗ trợ luồng dữ liệu giữa thiết bị đầu cuối H.323 và Media Gateway, bao gồm giao thức RTP, có thể coi RPCP như trong khuyến nghị H.225.0 và H.245 như được trình bày trong khuyến nghị H.323.
- Giao diện C: C là giao diện giữa Media Gateway Contooller và Gatekeeper. Các thông tin chuyển qua giao diện C phải hỗ trợ báo hiệu cuộc gọi và thông tin cuộc gọi bao gồm H.225.0 và H.245 như được trình bày trong khuyến nghị H.323.
- Giao diện D: D là giao diện giữa hai gatekeeper. Các thông tin chuyển qua giao diện D phải hỗ trợ các chức năng sau:
GateWay
Gatekeeper Gatekeeper Back end
H.323 Terminal Media GW controller Signalling GW Media GW E.b SCN E.a A D C B F G J N
nghệ VoIP
+ Tìm kiếm: là cơ chế để một gatekeeper tìm kiếm một gatekeeper khác. + Thông tin trao đổi: khi mà một gatekeeper thông báo cho một gatekeeper khác là nó hỗ trợ quay số kiểu khác để các thiết bị có thể sử dụng dịch vụ.
+ Xác nhận: khi hai gatekeeper xác nhận đặc điểm nhận dạng lẫn nhau để chấp nhận trao đổi thông tin.
+ Bảo mật: khi hai gatekeeper bảo mật các thông tin trao đổi.
+ Xác nhận với Proxy: khi một gatekeeper xác nhận đặc điểm nhận dạng của một phần tử với một gatekeeper khác. Chức năng này thường được sử dụng trong điều kiện phải đăng ký và xác nhận với Proxy.
+ Đăng ký với Proxy: khi một gatekeeper đăng ký đại diện cho một phần tử với một gatekeeper khác.
+ Quy tắc chấp nhận: khi một gatekeeper được phép yêu cầu cho phép một vài hoạt động đại diện cho một phần tử hoặc một gatekeeper khác.
+ Cho phép Proxy: khi một gatekeeper cho phép một phần tử hoạt động (thực hiện cuộc gọi, đại diện cho một phần tử khác) trao đổi thông tin với một gatekeeper khác.
+ Báo hiệu cuộc gọi: xác định kênh và bản tin báo hiệu được truyền giữa hai gatekeeper.
+ Tính cước: trao đổi thông tin tính cước với nhau.
- Giao diện E: có hai loại giao diện E là Ea và Eb. Ea là giao diện giữa Media Gateway và Switched Circuit Network. Eb là giao diện giữa Signalling Gateway và Switched Circuit Network. Các thông tin chuyển qua giao diện E phải hỗ trợ:
+ Tại giao diện Ea: phải hỗ trợ các luồng dữ liệu kết nối giữa mạng IP và mạng Switched Circuit.
Tại giao diện Eb: phải hỗ trợ báo hiệu giữa mạng IP và Mạng SCN.
- Giao diện F: là giao diện giữa Backend và service và Media Gateway contooller.
nghệ VoIP
- Giao diện H: là giao diện giữa đầu cuối H.323 hoặc gatekeeper và mạng truy cập IP.
- Giao diện I: là giao diện giữa mạng truy nhập IP và phần còn lại của mạng IP.
- Giao diện J: là giao diện giữa Singnalling Gateway và Međia Gateway Contooler.
- Giao diện N: là giao diện giữa Media Gateway Contooler và Media Gateway. Các thông tin trao đổi qua giao diện N phải hỗ trợ các chức năng sau:
+ Tạo, thay đổi, xoá một luồng dữ liệu kết nối qua MGW.
+ Xác định các thông số kỹ thuật được sử dụng của luồng dữ liệu truyền qua Media Gateway khi thiết lập một kết nối và sau đó là trong suốt khoảng thời gian kết nối đó tồn tại.
+ Yêu cầu chèn các âm và thông báo vào luồng dữ liệu theo yêu cầu trự tiếp của Media Gateway Controller hoặc bởi chỉ thị chèn các âm hoặc thông báo bắt đầu và kết thúc khi phát hiện một số sự cố trong bản thân Media Gateway.
+ Yêu cầu thông báo và có thể thực hiện hoạt đọng để khắc phục khi phát hiện lỗi trên luồng dữ liệu.
7. Chức năng các phần tử trong VoIP
Mô hình chức năng cơ bản trên nền mô hình H.323 (Hình 2) được chia làm 3 thực thể: Gatekeeper, Gateway, Terminal.Trong đó Gateway được chia làm 3 nhóm chức năng: Signalling Gateway, Media Gateway và Media Gateway Controller.
- Signalling Gateway: Phần tử này chịu trách nhiệm về mặt hoạt động báo hiệu trong hệ thống. Ví dụ như nó làm chức năng dịch thông báo H.323 SETUP đến từ H.323 Gateway thành SS7 ISUP Initial Address Message đưa tới tổng đài. Các chức năng của SIgnalling gateway:
+ Kết nối các giao thức điều khiển cuộc gọi SNC.
+ Kết nối báo hiệu từ mạng SCN: phối hợp hoạt động với Media Gateway Controller.
nghệ VoIP
+ Bảo mật kênh báo hiệu: đảm bảo tình bảo mật của kênh báo hiệu từ GW. + Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định và ghi các bản tin báo hiệu và các bản tin thông tin truyền 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 tiếp với hệ thống quản lý mạng. + Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết nối chuyển mạch gói.
Media Gateway Controller (MGC): cung cấp chức năng tín hiệu H.323 và thực hiện ánh xạ tín hiệu từ SCN thành tín hiệu H.323 tương ứng. MGC cũng thực hiện chức năng điều khiển Media Gateway và Signalling Gateway. MGC còn có nhiệm vụ giao tiếp với H.323 Gatekeeper, vì vậy nó có thể xử lý các thông báo H.245 và H.225. Đồng thời thực hiện một số chức năng khác như chứng thực và bảo mật, giám sát tài nguyên của toàn hệ thống, duy trì điều khiển tất cả các kết nối. Các khối chức năng của Media Gateway Cotroller gồm:
+ Chức năng gateway H.255.0: Truyền và nhận các bản tin H.255.0 + chức năng Gateway H.245: Truyền và nhận các bản tin H.245
+ Chức năng xác nhận: thiết lập đặc điểm nhận dạng của người sử dụng, thiết bị hoặc phần tử mạng.
+ Chức năng điều khiển Gateway chấp nhận luồng dữ liệu: cho phép hoặc không cho phép một luồng dữ liệu.
+ Non-repudiation evidence gathering: thu thập các thông tin dùng để xác nhận là bản tin báo hiệu hoặc bản tin chứa thông tin đã được truyền hoặc nhận chưa.
+ Báo hiệu chuyển mạch gói: bao gồm tất cả loại báo hiệu cuộc gọi có thể thực hiện bởi các đầu cuối trong mạng. Ví dụ như: theo chuẩn H.323 thì bao
nghệ VoIP
gồm: H.255.0, Q.931, H.225.0 RAS và H.245. Đối với một đầu cuối H.323 chỉ nhận thì nó bao gồm H.225.0 RAS mà không bao gồm H.245
+ Giao diện báo hiệu chuyển mạch gói: Kết nối giao thức báo hiệu chuyển mạch gói (H.323, UNI.PNNI).
+ Điều khiển gateway: Thực hiện các chức năng như điều khiển kết nối logic, quản lý tài nguyên, chuyển đổi giao diện (ví dụ như từ SS7 sang H.225.0).
+ Giám sát tài nguyên từ xa: bao gatewayồm giám sát độ khả dụng của các kênh trung kế của Madia Gateway, giải thông và độ khả dụng của mạng IP, tỷ lệ định tuyến thành công cuộc gọi.
+ Chức năng điều khiển cuộc gọi: lưu giữ các trạng thái cuộc gọi của gateway. Chức năng điều khiển cuộc gọi bao gồm tất cả các điều khiển kết nối logic của Gateway.
+ Quản lý tài nguyên Madia Gateway: cấp phát tài nguyên cho Madia Gateway.
+ Chức năng báo hiệu: chuyển đổi chức năng báo hiệu giữa mạng IP và báo hiệu trong Switched Circuit Network trong phối hợp hoạt động với Signalling Gateway.
+ Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định và ghi các bản tin báo hiệu và các bản tin thông tin truyền nhận.
+ Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: xác định, ghi các bản tin báo hiệu và các thông tin truyền 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 khong 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.
nghệ VoIP
- Madia Gateway: phần tử này thực hiện viếc chuyển đổi, mã hoá, giải mã, nén tín hiệu multimedia giữa mạng IP và mạng thoại. Madia Gateway bao gồm các chức năng sau:
+ Chức năng chuyển đổi địa chỉ kênh thông tin: cung cấp địa chỉ IP cho các kênh thông tin truyền và nhận.
+ Chức năng chuyển đổi hướng: chuyển đổi giữa các luồng thông tin giữa mạng IP và mạng SCN.
+ Bảo mật kênh thông tin: đảm bảo tính riêng tư của kênh thông tin kết nối với GW.
+ Kết chuyển mạch kênh: bao gồm tất cả các phần cứng và giao diện cần thiết để kết nối cuộc gọi chuyển mạch kênh, nó bao gồm các bộ mã hoá và giải mac PCM luật A và PCM luật M.
+ Kết nối chuyển mạch gói: chứa tất cả các giao thức liên quan đến việc kết nối kênh thông tin trong mạng chuyển mạch gói bao gồm các bộ mã hoá và giải mã RTP/RTCP và các bộ Coder như G711,G723.1.
+ Giao diện với mạng SCN: Kết cuối và điều khiển các kênh mang (ví dụ DSO) từ mạng Switched Circuit Netwok.
+ 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 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 mạng IP và Switched Circuit Network, 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, nhận.
nghệ VoIP
+ 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 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 nối mạng chuyển mạch gói.
H.323 Gatekeeper: Vùng của mạng trên cơ sở IP (giống như một topology gần kề) là được nhóm vào một vùng cho các mục đích quản trị. Một gatekeeper quản trị mỗi vùng khác nhau. Gatekeeper đóng vai trò giám sát tất cả các cuộc gọi H.323 trong vùng của nó trên mạng và cung cấp hai dịch vụ chính: thu nạp cuộc gọi và chuyển đổi địa chỉ. Nó bao gồm các chức năng cụ thể sau:
+ Chuyển đổi địa chỉ E.164: Chuyển đổi từ địa chỉ E.164 sang tên gọi H.323.
+ Chuyển đổi tên gọi H.323: Chuyển đổi từ 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 tin H.225.0 bao gồm cả mã lựa chon và 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. + GK H.245.0: Truyền và nhận các bản tin H.245.
+ Giao tiếp giữa các GK: Thực hiện việc trao đổi thông tin giữa các gatekeeper.
+ Đăng ký: Cung cấp các thông tin cần đăng ký khi yêu cầu dịch vụ.
+ Xác nhận: Thiết lập các đặc điểm nhận dang của khách hàng, thiết bị đầu cuối hoặc các phần tử mạng.
nghệ VoIP
+ Điều khiển Gatekeeper chấp nhận kênh thông tin: Cho phép hoặc không cho phép sử dụng các kênh truyền tải thông tin.
+ Non – repudiation evidence gathering: Thu nhập các thông tin dùng để xác nhận là bản tin báo hiệu hoặc là bản tin chứa thông tin đã được truyền hoặc nhận chưa.
+ Bảo mật kênh báo hiệu: Bảo đảm tính bảo mật của kênh báo hiệu kết nối GK với thiết bị đầu cuối.
+ Tính cước: Thu thập các 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.
Backend: Được sử dụng bởi Gateway và Gatekeeper để cung cấp các chức năng như tính cước, quản trị cơ sở dữ liệu, chọn đường…
Thiết bị đầu cuối H.323: Thiết bị đầu cuối H.323 là một trạm cuối trong mạng LAN đảm nhận việc cung cấp truyền thông hai chiều theo thời gian thực. Các thành phần chức năng của một thiết bị đầu cuối:
+ Các phần giao tiếp với người sử dụng: như máy tính, loa, tai nghe… + Các bộ CODEC (Audio và Video): Bộ CODEC thoại đảm nhận chức năng mă hoá và giải mã tín hiệu thoại, chức năng mã hoá và giải mã dòng thoại PCM 64Kbps luật Avà luật µ là bắt buộc (giao thức G.711), ngoài ra bộ CODEC có thể thêm các chức năng mã hoá và giải mã theo các kiểu như : G729, G.729A, G.723… Đối với bộ CODEC Video: đây là thành phần tuỳ chọn, nó cung cấp cho thiết bị đầu cuối khả năng truyền nhận tín hiệu Video.
+ Giao diện với mạng LAN: Giao diện với mạng LAN cung cấp các dịch vụ sau cho lớp trên (lớp đóng gói dữ liệu multimedia H.225.0):
nghệ VoIP
- Dịch vụ thông tin tin cậy đầu cuối đến đầu cuối (end to end). Dịch vụ này phục vụ cho kênh điều khiển H.245 và kênh dữ liệu.
- Dịch vụ truyền thông không tin cậy end to end. Dịch vụ này phục vụ các kênh Audio, Video, các kênh điều khiển RAS.
+ Chức năng Receive Path Delay: Chức năng này làm nhiệm vụ thêm vào dòng thông tin thời gian thực một độ trễ đảm bảo, duy trì sự đồng bộ và bù độ Jitter của các gói đến. Độ trễ thêm vào phải được tính đến thời gian trễ đo xử lý tín hiệu khi thu. Dòng tín hiệu chiều phát không được làm trễ.
Đơn vị điều khiển đa điểm (MCU):
MCU hỗ trợ việc thực hiện các cuộc đàm thoại hội nghị giữa nhiều thiết bị đầu cuối.Trong chuẩn H.323, MCU bắt buộc phải có bộ điều khiển đa điểm (multipoint Controller) và có hoặc không có một vài Multipion Processor (MP). MC và MP không tồn tại trong các thiết bị độc lập mà được phân tán trong các thiết bị khác. Ví dụ như một thiết bị đầu cuối có thể mang một bộ MC để có thể thực hiện một lúc nhiều cuộc gọi, một gateway có thể mang trong nó một MC và một vài MP để thực hiện tới một vài thiết bị đầu cuối.
MC thực hiện việc điều khiển giữa điểm đầu cuối trong hệ thống bao gồm: - Xử lý việc đàm phán giữa các thiết bị đầu cuối để quyết định một khả năng xử lý dòng dữ liệu media chung giữa các thiết bị đầu cuối.
- Quyết định dòng dữ liệu nào sẽ là dòng dữ liệu multicast.
MC không xử lý trực tiếp một dòng dữ liệu media nào, việc xử lý sẽ cho MP đảm nhận, MP thực hiện việc trộn, chuyển mạch, xử lý từng dòng thời gian