Trong trường hợp này, hai PC cĩ thểđược kết nối trực tiếp với nhau trong cùng một mạng IP hay giữa các mạng IP với nhau thơng qua một mạng trung gian khác (như
ISDN/PSTN). Trong các kết nối này, các PC đĩng vai trị như các đầu cuối H.323. Nĩ là một máy tính đa phương tiện gồm sound card, loa, micro...và cĩ phần mềm phục vụ
dịch vụ thoại Internet.
Tín hiệu thoại từ phía người gọi, thơng qua máy tính được đĩng vào trong các gĩi IP và truyền qua mạng. Hai đầu cuối cĩ thểở trong cùng một mạng IP hoặc thuộc các mạng IP khác nhau. Trong trường hợp thứ hai, các mạng IP cĩ thể được kết nối với nhau qua một mạng trung gian. Mạng này cĩ thể ISDN, PSTN hay Internet. Hiện nay, dịch vụ Fone VNN của Việt Nam cũng đã phép thực hiện cuộc gọi loại này.
1.6 Đánh số, chuyển đổi địa chỉ và định tuyến
Để cĩ thể thực hiện được cuộc gọi giữa các thuê bao trong mạng VoIP, mạng VoIP phải cĩ cơ chế gán địa chỉ cho các thiết bị trong mạng. Do mạng VoIP thường liên kết với các mạng khác nhau, điển hình là sự kết hợp giữa mạng PSTN và mạng IP, nên khi triển khai mạng VoIP cũng phải lập kế hoạch để cĩ thể chuyển đổi địa chỉ giữa các mạng với nhau. ETSI đã đưa ra hai khuyến nghị TS 101 324 Ver.2.1.1 và TR 101 327 Ver.1.1.1 về yêu cầu đánh số đối với thuê bao VoIP để đảm bảo việc phân phối hoạt
động giữa hai mạng IP và mạng PSTN, trong đĩ lưu ý một sốđiểm sau:
Mạng VoIP phải nhận dạng được số bị gọi theo chuẩn E.164 được sử dụng trong mạng quốc tế.
Mạng VoIP cĩ thể nhận dạng được mọi số bị gọi theo chuẩn E.164 được sử
dụng trong mạng quốc gia.
Mạng VoIP cĩ thể nhận dạng được số bị gọi trong các mạng nội bộ (trong trường hợp mạng IP nội bộ kết hợp với mạng SCN nội bộ).
Mạng VoIP phải truyền được đầy đủ mọi tên khách hàng yêu cầu hạn chế nhận dạng thuê bao chủ gọi.
Mạng VoIP phải hỗ trợ cơ chế lựa chọn nhà cung cấp mạng theo quy định của từng quốc gia trong trường hợp cĩ nhiều nhà cung cấp mạng. Lưu ý rằng việc lựa chọn nhà cung cấp mạng cĩ thể được thực hiện bằng nhiều cách như đặt ngầm định, lựa chọn trước bởi người sử dụng, quay số mã truy nhập và mã nhận dạng của nhà cung cấp mạng hoặc bằng một cách thức khác do quốc gia đĩ quy
định.
Mạng VoIP phải hỗ trợ chức năng phân tích số để lựa chọn nhà cung cấp dịch vụ nếu cần thiết. Lưu ý rằng các quốc gia khác nhau cĩ yêu cầu khác nhau về số để lựa chọn nhà cung cấp dịch vụ. Một vài quốc gia yêu cầu chức năng bổ sung trong mạng khởi phát cuộc gọi và mạng chuyển tiếp.
Trong đĩ, mỗi gateway được xác định bằng 3 thơng số:
Số lượng dịch vụ mà nĩ cĩ thể cung cấp được.
Kiểu dịch vụ mà nĩ cĩ thể cung cấp.
Những đặc điểm này được sử dụng để máy chủ lựa chọn gateway và thiết lập đường truyền cho cuộc gọi.
Khi thực hiện cuộc gọi mà thuê bao chủ gọi và thuê bao bị gọi nằm riêng rẽ trong mạng SCN và Internet, thuê bao chủ gọi phải đưa ra thơng tin địa chỉ của thuê bao bị
gọi để hệ thống định tuyến trong mạng SCN và mạng Internet căn cứ vào đĩ định tuyến cuộc gọi. Cĩ 3 cách khác nhau đểđịnh tuyến cuộc gọi thoại IP giữa các thuê bao nằm riêng rẽ trong mạng SCN và mạng Internet.
Trong cách thứ nhất, thêm các chức năng mới cho mạng SCN để xử lý các thơng tin
định tuyến sử dụng trong mạng Internet. Các thơng tin địa chỉ được sử dụng trên Internet cĩ thể là địa chỉ IP, tên vùng, địa chỉ e-mail…Những người sử dụng trên dịch vụđiện thoại IP cần được đăng ký địa chỉ IP. Thuê bao chủ gọi sẽ chỉđịnh thuê bao bị
gọi thơng qua các thơng tin địa chỉ của thuê bao bị gọi. Cấu trúc địa chỉ cũng giống như cấu trúc tên vùng bằng việc sử dụng các chữ số 0-9 và các kí hiệu #, *. Do đĩ, cần phải đưa ra các quy ước khi sử dụng những kí tự này. Tuy nhiên, điều này cĩ thể
khơng khả thi do việc đưa địa chỉ vào sẽ rất phức tạp.
Trong cách thứ hai, thêm các chức năng mới cho SCN để giao tiếp với số E.164 trên Internet. Mỗi thuê bao sử dụng dịch vụđiện thoại IP được đăng ký số E.164. Mỗi chức năng mới ra đời cần đưa ra phép chuyển đổi từ số E.164 sang địa chỉ IP. Khi đĩ, người sử dụng chỉ cần đưa vào số E.164 và hệ thống coi đĩ như là thơng tin địa chỉ của người sử dụng địa chỉ điện thoại IP. Tuy nhiên, do dịch vụ điện thoại IP sử dụng chung số
E.164 với các dịch vụ khác nên dung lượng người sử dụng dịch vụđiện thoại IP sẽ bị
hạn chế.
Trong cách thứ ba, thêm các cách thức đánh địa chỉ mới độc lập với hệ thống địa chỉ IP và số E.164. Một hệ thống đánh địa chỉ mới cần được sử dụng cho dịch vụđiện thoại IP. Hệ thống này cần phải cải tiến từ các hệ thống đánh địa chỉ cũ và áp dụng cho cả thuê bao chủ gọi và thuê bao bị gọi.
Tuy nhiên, cũng giống như hệ thống đánh địa chỉ IP, điều này cĩ thể khơng khả thi do việc đưa địa chỉ vào sẽ rất phức tạp. Vì vậy tác giả quyết định lựa chọn phương pháp thứ hai là phương thức đăng ký địa chỉ cho các thuê bao sử dụng dịch vụ điện thoại IP.
1.7 Đặc điểm của VoIP
1.7.1 Các ưu điểm của VoIP
Điện thoại IP ra đời nhằm khai thác tính hiệu quả của các mạng truyền số liệu và tính linh hoạt trong việc phát triển các ứng dụng mới của giao thức IP và làm cho khả
năng các dịch vụ được cung cấp trên một mạng thống nhất tồn cầu trở thành hiện thực. VoIP cĩ các ưu điểm chính sau:
Giảm chi phí cuộc gọi: đây là ưu điểm nổi bật của VoIP so với dịch vụ điện thoại đường dài thơng thường. Nếu dịch vụ điện thoại IP được triển khai thì chi phí cho cuộc gọi đường dài chỉ bằng chi phí cho truy cập Internet vì các gĩi thoại lúc này được chuyển qua mạng IP tương tự như các gĩi dữ liệu khác.
Đồng thời kỹ thuật nén thoại tiên tiến giảm tốc độ bít từ 64Kbps xuống dưới 8Kbps, do đĩ một kênh 64Kbps lúc này cĩ thể dùng được cho 8 cuộc gọi đồng thời. Đối với mạng thoại thơng thường thì mạng phải duy trì một kết nối 64Kbps cho một cuộc gọi thơng qua hệ thống các tổng đài, khi khơng nĩi chuyện thì vẫn phải duy trì kết nối đĩ cho đến khi cuộc gọi hồn tất. Trong trường hợp cuộc gọi qua mạng IP, người sử dụng từ mạng PSTN chỉ phải duy trì một kết nối 64Kbps tới Gateway của nhà cung cấp dịch vụ. Nhà cung cấp dịch vụ sẽ đảm nhận việc nén, đĩng gĩi tín hiệu thoại và gửi chúng qua mạng IP một cách cĩ hiệu quả
nhất tới Gateway của mạng thuê bao bị gọi. Việc kết nối như vậy tiết kiệm đáng kể tài nguyên của mạng dẫn đến chi phí được giảm rõ rệt.
Tích hợp mạng thoại, mạng số liệu và mạng báo hiệu: trong điện thoại IP, các tín hiệu báo hiệu, thoại và cả số liệu đều đi trên cùng một mạng IP. Điều này sẽ
tiết kiệm chi phí đầu tư về nhân lực cũng như cơ sở hạ tầng so với xây dựng những mạng riêng rẽ.
Khả năng quản lý băng thơng: trong mạng điện thoại sử dụng cơng nghệ chuyển mạch kênh, tài nguyên băng thơng cung cấp cho một cuộc gọi là cốđịnh. Nhưng trong mạng IP, tài nguyên cung cấp cho một cuộc gọi mềm dẻo, linh hoạt hơn nhiều. Khi người sử dụng cần tài nguyên để thực hiện một cuộc gọi, nếu lưu lượng của mạng thấp, băng thơng dành cho cuộc gọi sẽ cho chất lượng tốt nhất. Trong thời gian cao điểm, mạng sẽ hạn chế băng thơng của từng cuộc gọi ở mức chấp nhận được nhằm phục vụ một lúc nhiều người nhất.
Khả năng Multimedia và đa dịch vụ: thoại và fax chỉ là các ứng dụng khởi đầu cho VoIP, các lợi ích trong thời gian dài hơn được mong đợi từ các ứng dụng Multimedia và đa dịch vụ. Trong khi tiến hành đàm thoại, người sử dụng cĩ thể
vừa nĩi chuyện vừa sử dụng các dịch vụ khác như truyền file, chia sẻ dữ liệu hay xem hình ảnh của người bên kia.
1.7.2 Các nhược điểm của VoIP
Do thiết kế ban đầu của giao thức Internet cũng như các giao thức truyền số liệu khác khơng dùng để truyền các thơng tin thời gian thực. Các thơng tin thời gian thực thường được truyền liên tục, với tốc độ khơng đổi (stream) do đĩ việc truyền tín hiệu thời gian thực trên mạng chuyển mạch gĩi là rất khĩ thực hiện do các hiện tượng như
là mất gĩi, độ trễ khơng cố định của các gĩi thơng tin khi truyền trên mạng và việc truyền lại các gĩi bị mất hay bị sai lỗi là khơng cĩ ý nghĩa đối với các dịch vụ thời gian thực. Tuy trong phần mào đầu của gĩi IP cũng cĩ các trường để chỉ mức độ ưu tiên, các yêu cầu vềđộ trễ, số lượng, độ an tồn nhưng do vẫn cịn cĩ sự khác nhau cơ
bản giữa các nhà cung cấp dịch vụ mạng về các vấn đề cần thiết nên IP hỗ trợ mức ưu tiên khơng đồng nhất và khơng cĩ giao thức định tuyến tham số dịch vụ. Để cho chất lượng dịch vụ cĩ thể chấp nhận được, cần phải cĩ một kỹ thuật nén tín hiệu với tỉ số
nén lớn, cĩ khả năng tái tạo các gĩi bị thất lạc, cĩ cơ chế bộ đệm nhận các gĩi ở phía thu để giải quyết vấn đề trễ nối tiếp của các gĩi trong quá trình truyền lan. Tốc độ xử
lý của các bộ Codec phải nhanh để cuộc gọi khơng bị gián đoạn. Đồng thời cơ sở hạ
tầng mạng cũng phải được nâng cấp lên các cơng nghệ mới như Frame Relay hay ATM và phải cĩ một cơ chế kiểm sốt chất lượng dịch vụ.
Ngồi ra, cịn một số hạn chế của dịch vụ VoIP so với dịch vụ thoại truyền thống là chất lượng dịch vụ và khả năng truy nhập dịch vụ. Hạn chế về chất lượng dịch vụ cĩ nguyên nhân khơng phải là do cơng nghệ mà do mạng IP hoạt động trên nguyên tắc “cố gắng tối đa” và khơng tin cậy, tức mạng IP khơng đảm bảo chất lượng dịch vụ cho các ứng dụng. Mức độ phức tạp của mạng cũng như các kết nối mạng cũng là yếu tố
làm giảm chất lượng dịch vụ. Các vấn đề liên quan tới bộđịnh tuyến VoIP cĩ thể là:
Định tuyến khơng đối xứng: tất cả các ISP đều cố gắng tối thiểu thời gian truyền gĩi do đĩ các bộ định tuyến truyền càng nhanh càng tốt. Vì vậy, nếu các điểm cuối của một cuộc gọi VoIP được phục vụ bởi các ISP khác nhau thì trễ ra ngồi và trễ vào trong cĩ thể rất khác nhau, hay là khơng đối xứng. Nguyên nhân là tải và số bước nhảy giữa các Gateway của các ISP là khác nhau.
Vịng định tuyến: do một bộ định tuyến nào đĩ cĩ thể bị hỏng nên một gĩi sau một thời gian truyền trên mạng lại quay về bộ định tuyến cũ, thời gian trễ như
vậy là quá lớn đối với một cuộc gọi thoại, và gĩi tin sẽ khơng cịn ý nghĩa nữa.
Định tuyến khơng ổn định: một bộ định tuyến cĩ thể quyết định các đường đi khác nhau đến cùng một đích, các đường đi này cĩ thể rất khác nhau, điều này cũng gây nên trễ giữa các gĩi khi đến đích.
Một yếu tố khác cũng ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ VoIP là do trên mạng Internet, dịch vụ VoIP phải chia đường truyền cùng lúc với nhiều dịch vụ khác và nĩ khơng cĩ một đặc trưng riêng biệt nào để bộ định tuyến cĩ thể nhận biết và xử lý ưu tiên hơn.
Kết luận chương I
Để hiểu rõ hơn về mạng trước tiên ta phải biết về mơ hình TCP/IP (nền tảng của mạng). Chương I trình bày tổng quan về mơ hình TCP/IP. Ngồi ra đề cập tới cơng nghệ VoIP đang rất phổ biến ngày nay. Với những dịch vụ thường thấy của VoIP dựa trên nền mạng IP, cách thức hoạt động của nĩ, các ứngdụng trong đời sống, cùng với những ưu nhược điểm của cơng nghệ này. Cơng nghệ VoIP dựa trên nền mạng IP cũng được đề cập tới trong chương này. Các chương sau sẽ tìm hiểu cụ thể hơn về các vấn đềđược nêu ra trong chương I về cơng nghệ VoIP.
CHƯƠNG II. CÁC KỸ THUẬT VÀ GIAO THỨC HỖ TRỢ TRUYỀN TÍN HIỆU THOẠI QUA MẠNG IP
Để cĩ thể thiết lập và quản lý cuộc gọi VoIP, các giao thức điều khiển phải được bổ
sung. Các giao thức điển hình đang được sử dụng rất rộng rãi hiện nay đĩ là giao thức thời gian thực, giao thức khởi đầu phiên SIP của IETF và H.323 tham chiếu tới các giao thức báo hiệu H.225 và điều khiển H.245 của ITU-T. Các giao thức này cho phép các đầu cuối đăng ký, đăng nhập mạng và thực hiện các cuộc gọi tới các đầu cuối khác. Bên cạnh đĩ, chúng cũng cho phép thực hiện các chức năng quản lý cuộc gọi như thay đổi băng thơng cho cuộc gọi, mở rộng cuộc gọi đa điểm.