8.4.1 Giới thiệu chung
Phần mềm VIPGate đợc xây dựng dựa trên phần mềm demo Phone IP kèm theo Card Dialogic D/41H.Do đây là card đa dụng thế hệ cũ sử dụng trong Voice Mail không phải là card chuyên dụng cho VoIP nên chúng không đợc tích hợp chuẩn H.323 vào phần cứng của bảng mạch. Bản thân Card chỉ hỗ trợ nén PCM 64kb (theo luật A hoặc à)nên không thích hợp với việc truyền tín hiệu thoại trên mạng Internet .Vì vậy phần mềm VIPGate phải thực hiện hầu hết các chức năng của một Gateway VoIP nh báo hiệu ,nén ,giải nén và giao tiếp.Các công việc chính của nhóm phát triển phần mềm là :
• Viết chơng trình xử lí báo hiệu cuộc gọi nh chuông ,bận nhấc hạ máy ...
• Phát triển bộ nén thoại tốc độ thấp theo chuẩn G.723.1
• phát triển phần truyền số liệu qua TCP/IP.
• tích hợp CODEC tốc độ thấp vào VIPGate
• phát triển phần xử lý bộ đệm cho 2 kênh thoại
• lập giao diện thân thiện
8.4.2 Cấu trúc chơng trình
8.4.2.1 Điều khiển xử lý cuộc gọi
Hình Thể hiện cấu trúc phần mềm VIPGate 3.0 . Thông qua API của Dialogic module này thực hiện lệnh lấy các sự kiện của từng kênh thoại trên card D41/H qua đó thiết lập
trạng thái và điều khiển thực hiện các hoạt động tơng ứng .Các trạng thái chính của kênh nh sau:
Đầu tiên kênh ở trạng thái rỗi và đợi tín hiệu chuông .Khi có tín hiệu chuông từ tổng đài cấp đến kênh chuyển sang trạng thái đợi tín hiệu DTMF chứa số máy bị gọi .
Số máy bị gọi nhận đợc sẽ đợc truyền sang phía GateWay đối phơng , đồng thời cho phép mã hoá tín hiệu thoại trên card theo chuẩn G.711.
Khi nhận đợc âm báo bận từ tổng đài gửi tới cuộc gọi sẽ đợc kết thúc.
Hình 8-Cấu trúc phần mềm VIPGate.
8.4.2.2 Nén Tín hiệu thoại.
Tín hiệu thoại sau khi đợc mã hoá G.711 thành luồng tín hiệu 64kbit/s tiếp tục đợc nén thành luồng tín hiệu thấp hơn. Các chuẩn nén có thể xử dụng là:
• Lernout & Hauspie (L&H) 4.8 kbit/s
• GSM 6.10 13kbit/s
• DSP Group True Speech 8 kbit/s
• G.723.1 (5.6 hoặc 6.3 kbit/s)
8.4.2.3 Điều khiển truyền dữ liệu trên mạng IP
Có hai phơng thức truyền dữ liệu đợc sử dụng:
Truyền dữ liệu Dữ liệu điều khiển TCP Dữ liệu kiểm tra RTCP -tín hiệu thoại RTP Điều khiển ,xử lý cuộc gọi Nhận chuông Thu phát tín hiệu DTMF mã hoá Nhận âm báo bận Nén tín hiệu thoại GSM 6.1.0 L&H Codec DSP Group True Speech codec Mạng IP PSTN
Nhân tham số Khởi động
Giao diện với người xử dụng
Tín hiệu thoại Tín hiệu điều khiển
Dữ liệu báo hiệu đợc truyền theo giao thức TCP . Giao thức này bảo đảm truyền đầy đủ , chính xác thông tin sang Gateway đối phơng.
Tín hiệu thoại sau khi đợc mã hoá , nén xuống tốc độ thấp sẽ đợc truyền trên mạng theo giao thức RTP. Dữ liệu truyền theo giao thức này có độ chính xác không bằng TCP tuy nhiên chiếm thời gian nhỏ đáp ứng đợc yêu cầu sử lý thời gian thực của tín hiệu thoại. Giao thức RTCP dùng để kiểm tra quá trình chuyển dữ liệu , thống kê số gói đã gửi đi và số gói đã nhận đợc.
8.4.3 Đặc tính kỹ thuật của VIPGate8.4.3.1 Tính năng và yêu cầu kỹ thuật 8.4.3.1 Tính năng và yêu cầu kỹ thuật
VIPGate làm cầu nối giữa mạng PSTN và mạng Internet ,thực hiện việc chuyển dạng PCM G.711 sang dạng tốc độ thấp và truyền tải qua mạng Internet .
Yêu cầu đối với nền PC Hệ điều hành : Window NT CPU: Pentium 200 MHz (trở lên) RAM :>=32 MB
Modem : >= 33.6 kbps DialogicCard : D21H,D41H. Tính năng của VIPGate
• L&H Codec
• Chuyển đổi địa chỉ E164 sang IP
• Dung lơng 2-4 kênh thoại
• Hỗ trợ giao thức RTP cho dịch vụ thời gian thực Miền ứng dụng
Phù hợp với các ứng dụng: mạng doanh nghiệp ,CallCenter ,viễn thông nông thôn.
8.4.3.2 Giao diện ngời sử dụng
Thực hiện các chức năng giao tiếp với ngời sử dụng .Các cửa sổ giao diện cho phép ngời sử dụng theo dõi trạng thái hoạt động ,thống kê thông tin sử dụng và các cảnh báo lỗi của toàn hệ thống hoặc từng kênh riêng biệt. Thông qua giao diện ,ngời sử dụng cũng có thể thiết lập cấu hình hoạt động và các tham số cho hệ thống. Giao diện chính của VIPGateway đợc trình bầy trên hình sau đây:
Hình 8-Giao diện chính của VIPGate 3.0
Toàn bộ giao diện đợc chia thành hai phần chính : phần điều khiển và xem trạng thái chung của hệ thống. Phần này gồm các nút điều khiển nh “Start” ,”Stop” bắt đầu và kết thúc hoạt động. “Option” mở cửa sổ thiết lập tham số và một cửa sổ hiển thị trạng thái và cảnh báo lỗi.
Phần hiển thị trạng thái của từng kênh .Có tối đa bốn kênh có thể phục vụ .Các kênh đang hoạt động hiển thị nổi màu sáng ,các kênh cha thiết lập màu tối. Mỗ kênh sẽ có cửa sổ hiển thị trạng thái kênh và thời gian bắt đầu kết thúc cuộc gọi.
Các tham số thiết lập hoạt động của Gateway đợc chia thành các nhóm sau:
Cửa sổ hiển thị trạng thái và cảnh báo hệ thống Cửa sổ hiển thị trạng thái và cảnh báo từng kênh Thời gian bắt
đầu cuộc gọi Thời gian gọi
Các chức năng điều khiển hệ thống
File : Cho phép nạp các tham số cấu hình từ một file hoặc ghi lại các tham số hiện thời lên file
General: Cho phép thiết lập các tham số cấu hình chung của hệ thống : các card D41/H đợc cài đặt ,tên card ,các tham số chọn cấu hình hoạt động của Gatnet, thủ tục truyền trên mạng IP và phơng pháp nén tín hiệu thoại tốc độ thấp.
Figure 8-1
Hình 8- Cửa sổ thiết lập tham số
IP-Buffer: Thiết lập độ lớn cho các buffer sử dụng trong chơng trình.
Địa chỉ IP trong kết nối Internet của GateWay và GateWay đầu xa. Giá trị cổng Internet đợc sử dụng để điều khiển ,truyền dữ liệu và độ lớn của mỗi gói dữ liệu truyền trên mạng.
Busy tone: Lu giữ thông tin tần số , nhịp thời gian của âm báo bận từ tổng đài PSTN gửi đến .Các thông tin này đợc sử dụng cho các chức năng bắt âm báo bận.
C h a p t e r 9
CHƯƠNG9 thử nghiệm Dịch vụ thoại Internet 9.1 Cấu hình thử nghiệm
Mô hình mạng thử nghiệm sản phẩm VIPGate đợc mô tả trong hình 9.1 .Trong quá trình phát triển sản phẩm, mô hình thử nghiệm này cũng đợc áp dụng nhng với quy mô nhỏ hơn, ví dụ nh các GateWay đều đặt trong cùng một vùng. Khi triển khai thử nghiệm trên quy mô lớn hơn, các GateWay có thể đợc đặt ở các tỉnh khác nhau ví dụ nh một GateWay sẽ đợc đặt ở Hà Nội và một GateWay khác sẽ đợc đặt ở thành phố Hồ Chí Minh .Việc thử nghiệm này sẽ cho phép đánh giá năng lực xử lý của VIPGate một cách chính xác và toàn diện hơn.
Hình 9-Mô hình triển khai thử nghiệm
9.2 Cấu hình đo kiểm
a)Cấu hình đo đặc tính biên độ tần số
Mạng Internet Telephone Telephone Mạng thoại nội hạt Mạng thoại nội hạt VIPGate Ver 3.0 VIPGate Ver 3.0
Hình 9-Cấu hình đo đặc tính biên độ tần số.
b) Cấu hình đo độ trễ của tín hiệu thoại.
Hình 9-Cấu hình đo độ trễ của tín hiệu thoại.
Máy đo kênh PCM-4 B4 B1 B3 B2 Tổng đài PABX SIEMENS Gateway 1 Gateway 2 Mạng Internet Telephone Telephone 1 1 Hộp giữ mạch 1 1 Oscilloscope LeCroy 9350A Tổng đài PABX SIEMENS Gateway 1 Gateway 2 Mạng Internet Telephone Telephone 17 18 12 13
9.3 Kết quả đánh giá chất lợng dịch vụ.
Việc đánh giá chất lợng đợc tiến hành trên hệ thống VIPGate với kết nối qua mạng Internet của VDC.Các bài đo bao gồm:
• Đo mức (Level measurement ): khối phát của PCM-4 sẽ phát tín hiệu có mức là :-10 dBm, khối thu đo mức nhận đợc.Bài đo này cho phép đánh giá tổng quan nhanh chóng điều gí xảy ra với mức tín hiệu khi đi qua hệ thống Tổng đài – Telephony Gateway –Internet –Telephony Gateway –tổng đài.
• 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 đầu tiên.Nh thế ta sẽ đo đợc mức suy hao tổng thể qua đối tợng cần đo.
• Đo phơng sai khuyếch đại (Variation of gain with frequency) trong giải tần 201Hz-3513Hz. Phép đo này cho phép đo sự thay đổi của độ khuyếch đại theo tần số
• Đo thay đổi khuyếch đại theo mức (Variation of gain with level ) .Trong phép đo này ta dùng tần số cố định 1024Hz .Tín hiệu đầu vào thay đổi từ mức –55 dbm đến 3 dBm,bớc tăng mức là 2 dBm, và đo độ khuyếch đại.
• 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. Ngoài ra còn có méo do dữ liệu bị mất khi truyền qua mạng IP và méo do các mạch Analog.
Tất cả các bài đo đợc thực hiện theo hai phơng án sau:
• phơng án 1: cả hai Gateway đều đợc nối vào mạng Internet của VDC tại Hà Nội.
• phơng án 2 : một Gateway đợc nối vào mạng Internet của VDC tại Hà Nội ,Gateway khác đợc nối vào mạng Internet của VDC tại thành phố Hồ Chí Minh.
Kết quả
Kết quả các bài đo đã đợc thực hiện tại phòng chuyển mạch viện khoa học kỹ thuật bu điện (xem phần phụ lục).
Kết quả bài đo mức (Level measurement):phụ lục A1; Kết quả bài đo suy hao tổng thể (Overall loss) :phụ lục A2; Kết quả bài đo phơng sai khuyếch đại:phụ lục A3;
Kết quả bài đo thay đổi khuyếch đại theo mức: phụ lục A4; Kết quả bài đo méo tổng bao gồm cả méo lợng tử : phụ lục A5;
1. DTS/TIPHON-03001,Using GSM speech codecs within ITU-T Recommendation H.323
2. Dialogic, Dialogic WorldView
3. M.Hopkins,”Internet Telephony”,Analysys Pubilcations;
4. Viện khoa học kỹ thuật bu điện,”nghiên cứu triển khai thử nghiệm dịch vụ thoại giữa mạng IP và mạng chuyển mạch kênh”,Hà Nội 1999;
5. ITU_T Recommendation H.323 Ver.3 (09/1999) : Packet–based multimedia communications systems