VoIP là mô hình truyền thoại sử dụng giao thức IP Internet Protocol. VoIP là một công nghệ hấp dẫn nhất hiện nay. Các chuẩn giao thức của VoIP được đưa ra bởi ITU_T (International
Telecomunication Union), ITMC (International Multimedia Telecommunications Consortium) và IETF (Internet Engineering Task Force).
* Các thành phần chủ yếu của VoIP gồm có:
- Internet Protocol IP: Định danh địa chỉ các thiết bị và định tuyến các gói tin lưu chuyển mạng. Các gói IP có phần Header 20 Bytes.
- Các chuẩn nén tín hiệu thoại : Chuyển đổi tín hiệu Analog - Digital và nén tín hiệu. - Chuẩn H.323 hoặc SIP: Thiết lập cuộc gọi
- Real Time Transport Protocol (RTP): Quản lý các kết nối End to End để giảm thiểu mất gói và trễ. Application 7 Presentation 6 Session 5 Transport 4 Network 3 Các ứng dụng CODECS H323 hoặc SIP UDP, TCP, RTP IP Data link 2 Physical 1 ATM,FR,PPP Ethernet
Hình 6.9 Mô hình Voice over Internet Protocol
Các phần tử H.323 bao gồm: Các Gateway, các bộ kiểm soát cổng Gatekeeper và các khối
điều khiển đa điểm MCU (Multipoint Control Unit). Các thiết bị đầu cuối hỗ trợ cho hội nghị điểm-điểm và hội nghịđa điểm với nhiều thành phần audio, video, data phối hợp tham gia. Các Gateway liên kết mạng PSTN hoặc ISDN phục vụ cho các điểm cuối thuộc hai mạng làm việc với nhau. Các Gatekeeper cung cấp các dịch vụ như điều khiển tiếp nhận, thông dịch địa chỉ cho các
đầu cuối hoặc cho Gateway. Các MCU cho phép các thiết bịđầu cuối hay các Gateway thiết lập hội nghị trên các phiên audio, video và data.
H.323 là một tập các giao thức và thủ tục cung cấp các dịch vụ truyền thông đa phương tiện - truyền thoại, hình ảnh và dữ liệu thời gian thực qua mạng chuyển mạch gói bao gồm mạng IP- based LAN, MAN, WAN… do Hiệp hội viễn thông quốc tế về tiêu chuẩn hoá ITU-T đưa ra. Chuẩn H.323 bao gồm các chức năng như báo hiệu và điều khiển cuộc gọi, vận chuyển và điều khiển đa truyền thông (Multimedia Transport and Control), điều khiển độ rộng băng tần cho hội nghịđiểm-điểm và hội nghịđa điểm (Point-to-Point and Multipoint Conferences). Ngoài khuyến nghị H.323, các khuyến nghị thuộc nhóm H (H-Series) còn có: H.320 cho mạng tích hợp số đa dịch vụ ISDN, H.324 cho dịch vụ mạng thoại thông thường POTS (Plain Old Telephone Service) như là các kỹ thuật vận chuyển.
Chuẩn H.323 bao gồm các thành phần và giao thức sau :
Báo hiệu cuộc gọi H.225
Điều khiển truyền thông H.245
Mã hoá và giải mã Audio G.711, G.722, G.723, G.728, G.729 Mã hoá và giải mã Video H.271, H.263
Chia sẻ dữ liệu T.120
Giao vận truyền thông RTP/RTCP Audio Applications RIP G.711 G.729 G.723.1 Audio Applications H261 H263 RTCP H.225.0 Call Signalling H.245 Controll Signalling T.120 Data
Transport Protocols & Network Interface Terminal Call Manager
Hình 6.10 Mô hình giao thức H.323 Intranet Real-Time Network Telephone Network Đầu cuối H.323 Gatekeeper LAN Router Gateway Proxy Server PBX PBX Đầu cuối H.323 Đầu cuối H.323 Đầu cuối H.323 Đầu cuối H.323
Giao thức SIP (Session Initial Protocol): Giao thức khởi tạo phiên SIP là giao thức điều khiển báo hiệu lớp ứng dụng, thiết lập, duy trì và kết thúc các phiên đa truyền thông bao gồm thoại Internet, các hội nghị và các ứng dụng audio, video và data .. SIP hỗ trợ các phiên điểm -
điểm hoặc đa điểm. SIP là giao thức dựa trên kí tự văn bản (Text Based Protocol), kiến trúc đa truyền thông. Các chức năng của SIP độc lập với nhau, có thể giao tiếp, liên kết với các giao thức báo hiệu khác như giao thức H.323 .
Real-time Transport Protocol RTP là một giao thức End to End, thời gian thực như Audio và Video. RTP thực hiện việc quản lý về thời gian truyền, quản lý số hiệu tuần tự, kiểm tra truyền dữ liệu và nhận dạng kiểu dữ liệu được truyền. Nhưng RTP không cung cấp bất cứ một cơ chế
nào bảo đảm thời gian truyền và cũng không cung cấp bất cứ một cơ chế nào giám sát chất lượng dịch vụ. Sự giám sát và bảo đảm về thời gian truyền dẫn cũng như chất lượng dịch vụđược thực hiện nhờ hai giao thức là RTCP và RSVP.
Real-time Transport Control Protocol RTCP: Mặc dù RTP là một giao thức độc lập nhưng thường được hỗ trợ bởi giao thức RTCP điều khiển cho phép gửi về các thông tin bên thu và tự
thích nghi với bên phát như tự thích nghi kiểu nén tín hiệu và từđiều chỉnh lưu lượng dữ liệu cho phù hợp với bên phát.
Resource Reservation Protocol RSVP: Cung cấp một cơ chế đảm bảo băng thông cho các hoạt động của các ứng dụng. RSVP gửi tham số chất lượng dịch vụ QoS kết hợp với các dữ liệu thời gian thực được truyền trên mạng TCP/IP. Hỗ trợ giao thức RTP, giao thức RSVP có thể giải quyết các lỗi xảy ra trên đường truyền đểđảm bảo các tham số chất lượng. Giao thức RTP chỉ hỗ
trợ việc truyền thông điểm - điểm và không quản lý các tham số liên kết trên mạng. RSVP không những tác động ở máy phát, máy thu mà còn tác động trên cả các Router trong mạng. RSVP thiết lập và duy trì kết nối duy nhất cho một luồng dữ liệu, xác lập một hệ thống quản lý thứ tự các gói và tạo modun điều khiển để quản lý các nguồn tài nguyên của các nút mạng khác nhau. RSVP đưa ra một mô hình tối ưu để liên kết các dữ liệu từ mộ nguồn tới nhiều đích. RSVP đóng vai trò quản lý một cách độc lập các host đích để tự thích nghi các tham số chất lượng giữa khả năng cung cấp và nhu cầu đáp ứng.
Giao thức MGCP (Media Gateway Control Protocol) cho phép điều khiển các Gateway thông qua các thành phần điều khiển nằm bên ngoài mạng. MGCP sử dụng mô hình kết nối tương tự như SGCP dựa trên các kết nối cơ bản giữa thiết bịđầu cuối và gateway. Các kết nối có thể là kết nối điểm-điểm hoặc kết nối đa điểm. Ngoài các chức năng điều khiển như SGCP, MGCP còn cung cấp thêm các chức năng yêu cầu Gateway xác định kiểu mã hoá ở phía đường dây kết nối
đến thiết bịđầu cuối, kiểm tra trạng thái và kết nối ở một thiết bịđầu cuối và thông báo với Call Agent khi nào các thiết bịđậu cuối ngừng sử dụng dịch vụ và khi nào quay lại sử dụng dịch vụ.
Giao thức Megaco/H.248: Kiến trúc chính của Megaco được thể hiện bao gồm hoạt động giữa các hệ thống MG, MGC. Megaco chia các thiết bị có chức năng khác nhau thành phần truyền thông và phần báo hiệu. Trong khi Media Gateway (Cổng giao tiếp truyền thông) điều khiển phần truyền thông thì Media Gateway Controller (Bộđiều khiển cổng giao tiếp truyền thông) hay Call Agents (Các tác nhân gọi) lại điều khiển các MGs để thiết lập các đường dẫn truyền thông thông qua mạng phân tán. Một MGC có thểđiều khiển nhiều MGs . Nói một cách khác, một MG có thểđăng ký với nhiều MGCs. Việc trao đổi thông tin giữa hai thiết bị này (MG và MGC) được thực hiện nhờ giao
thức Megaco. Vì thế, Megaco là một giao thức chủ/tớ, các tác nhân cuộc gọi hoạt động như các bộ
khởi tạo lệnh (máy chủ), còn các MGs hoạt động như các bộđáp ứng lệnh (máy tớ).
Điều khiển và truyền tải thông tin H.245 mô tả chi tiết cấu trúc và định nghĩa các bản tin, tóm lược những thủ tục điều khiển, thiết lập và giám sát quá trình liên lạc đa phương tiện (dữ liệu và âm thanh) giữa hai điểm cuối. Các bản tin điều khiển H.245 kiểm soát hoạt động của các phần trong mạng H.323 bao gòm khả năng trao đổi, đóng mở kênh logic, yêu cầu chếđộ ưu tiên, điều khiển luồng. Các bản tin được truyền trên kênh điều khiển H.245 tương ứng với kênh lôgic 0. Mỗi cuộc gọi chỉ có một kênh điều khiển H.245 được thiết lập chức năng điều khiển đến khi kênh logic 0 được giải phóng. Báo hiệu H.245 được thiết lập giữa hai điểm cuối, có thể là thiết bịđầu cuối, MC, Gateway hoặc Gatekeeper.
Báo hiệu điều khiển cuộc gọi H.225 mô tả phương thức tích hợp dữ liệu, phương thức mã hoá và đóng gói thông tin giữa hai thành phần của mạng H.323. H.225 cũng mô tả các giao thức và định dạng các bản tin cho Gateway H.323 có liên quan đến các thiết bịđầu cuối H.320, H.324 hoặc H.310, H.321 trên các mạng N-ISDN, B-ISDN. Ngoài ra, chuẩn H.225 còn mô tả các giao thức và định dạng các bản tin cho quá trình truyền thông giữa Gateway H.323 và Gateway H.322 cũng như các điểm cuối trong mạng H.322 với sựđảm bảo về chất lượng dịch vụ (QoS).
RTCP: H.225 còn được thiết kếđể một Gateway H.323 có khả năng phối hợp hoạt động với các loại thiết bịđầu cuối H.320. Ngoài ra H.225 còn bảo đảm chất lượng dịch vụ của thiết bịđầu cuối H.320 có thểđược thay đổi phù hợp với đặc tính và khả năng của Gateway H.323.
RTCP AV Applications RIP G.xxx Unreliable Transport H.261 H.225.0 Terminal To Gatekeeper Signalling (RAS) H.225.0 Call Signalling H.245 T.124 T.125 Reliable Transport T.123 Link Layer Physical Layer
Terminal Control and Management App. Data
Hình 6.12 Mối quan hệ các giao thức trong H323
Báo hiệu đăng ký, chấp nhận và trạng thái RAS: Kênh RAS được sử dụng để truyền các bản tin phục vụ quá trình tìm kiếm Gatekeeper và đăng ký điểm cuối. Các bản tin RAS được truyền trên kênh không được đảm bảo độ tin cậy do đó tất cả các bản tin đều được quy định một khoảng
thời gian và một bộđếm. Khi điểm cuối hoặc Gatekeeper không thể phúc đáp lại yêu cầu trong khoảng thời gian quy định thì có thể sử dụng bản tin RIP (Request in Progress) để chỉ thị rằng yêu cầu vẫn đang được xử lý. Điểm cuối hoặc Gatekeeper nhận được bản tin RIP sẽđặt lại đồng hồ và bộđếm.
RAS còn được sử dụng để truyền các bản tin về quá trình chấp nhận, thay đổi độ rộng băng tần, cung cấp thông tin trạng thái. Các bản tin này được trao đổi giữa Gatekeeper và điểm cuối để
cung cấp các chức năng điều khiển truy nhập và quản lý băng tần. Điểm cuối gửi bản tin ARQ (Admission Request) đến Gatekeeper bao gồm cả các thông tin vềđộ rộng băng tần yêu cầu. Đó là tốc độ giới hạn trên cho các luồng tín hiệu phát và thu bao gồm cả kênh Audio kênh Video và các Header như RTP Header, RTCP Header... Gatekeeper có thể chấp nhận hoặc giảm các yêu cầu này.