- Về cơ bản, hệ thống VSAT băng rộng là một môi trƣờng IP thuần tuý, với 3 thành phần chính: Trạm chủ mặt đất (Hub/Gateway), vệ tinh và các trạm đầu cuối thuê bao (VSAT). Để có thể truyền tải giọng nói qua hệ thống VSAT băng rộng, ngƣời ta ứng dụng giao thức truyền tải thoại trên nền IP (VoIP).
- Theo nguyên lý Nyquist giọng nói của chúng ta có dạng analog có t ần số khoảng 300 Hz tới 3KHz. Vì vậy để có thể chuyển giọng nói đi xa và qua mạng IP một cách có hiệu quả, trƣớc tiên giọng nói phải đƣợc chuyển từ dạng analog sang dạng số hoá. Sau khi các tín hiệu thoại đƣợc số hoá chúng đƣợc nén và gói thành các gói dữ liệu hay còn gọi là gói IP. Các gói IP này sẽ đƣợc chuyển qua mạng IP nhờ các giao thức chuyển nhƣ giao thức gói dữ liệu ngƣời dùng (UDP) hoặc giao thức truyền tải th ời gian thực (RTP). Khi các gói IP này đƣợc truyền tới nơi nhận, tại đây chúng đƣợc xắp xếp lại và chuyển đổi ngƣợc lại từ dạng số hoá sang tín hiệu thoại.
- VoIP đƣợc sử dụng trong rất nhiều dạng từ PC tới PC, từ PC tới điện thoại và từ điện thoại tới điện thoại. Nó cũng đƣợc dùng trong các cấu trúc mạng khác nhau nhƣ mạng cục bộ (LAN), mạng diện rộng (WAN) và mạng không dây cục bộ (WLANs).
- Phƣơng án kết nối dịch vụ VoIP qua VSAT-IP đƣợc thực hiện nhƣ Hình 3.28. Giải pháp này cho phép triển khai dịch vụ thoại VoIP cho khách hàng nhờ kết nối hệ thống trạm Hub/Gateway vào mạng VoIP Quốc tế. Nhƣ vậy, các thuê bao sử dụng dịch vụ VoIP của mạng VSAT băng rộng không chỉ gọi đƣợc cho nhau mà còn có khả năng gọi tới các thuê bao trong mạng PSTN hoặc gọi đi Quốc tế và ngƣợc lại. Trong Hình 3.28 thiết bị VSAT kết nối trực tiếp với thiết bị điện thoại IP thông qua giao diện Ethernet (RJ45) của khối thiết bị trong nhà (Indoor Unit – IDU) hoặc kết nối với thiết bị điện thoại thƣờng qua thiết bị Analog phone Gateway. Khi số lƣợng điện thoại IP lớn hơn 1, các thiết bị này có thể kết nối với IDU của VSAT qua bộ định tuyến (Router) hoặc chuyển mạch (Switch). Các điện thoại thƣờng, điện thoại IP, Analogphone Gateway sẽ trao đổi định tuyến cuộc gọi giữa các thuê bao trong nội mạng VSAT băng rộng hoặc giữa thuê bao trong mạng VSAT băng rộng và ngoài mạng thông qua thiết bị điều khiển cuộc gọi “CallManager” đặt tại Hub/Gateway.
108 Anten Baseband Router FE Vệ tinh Thiết bị quản lý băng thông Hub CallManager Firewall Mạng VoIP IP Softphone RJ45, USB Switch IP Phone
Điện thoại thường Line
Gateway
PBX
Điện thoại thường
VSAT
Hình 3.29: Cấu trúc hệ thống VoIP của mạng VSAT
- Call Manager là phần trung tâm của hệ thống VoIP VSAT-IP có chức năng xử lý cuộc gọi dựa trên phần mềm. Nó có thể hỗ trợ giao th ức H.323, SCCP, MGCP. Call Manager cung cấp các chức năng chính sau:
Xử lý cuộc gọi
Báo hiệu và điều khiển thiết bị
Quản lý quay số (Dial plan)
Quản lý đặc điểm điện thoại
Các dịch vụ thƣ mục (directory)
- CallManager có trách nhiệm điều khiển và đăng ký cho tất cả các thiết bị thuê bao đầu cuối. Việc cấu hình đƣợc thực hiện qua giao diện Web của Call Manager. Dựa trên giao diện Web này ngƣời dùng có thể cấu hình các điện thoại, cấp phát số thuê bao thoại cho ngƣời dùng, cấu hình các Dial plan và nhiều thao tác khác. Giao diện này thực ra là một chuỗi các trang web vì vậy IIS phải chạy trong Call Manager. IIS đƣợc cài đặt trong suốt tiến trình cài đặt đƣợc tự động hóa. Tất cả thông tin đƣợc nhập vào qua giao diện web đƣợc lƣu trữ vào cơ sở dữ liệu SQL 2000. Riêng thông tin ngƣời dùng thì đƣợc lƣu trong thƣ mục LDAP. Call Manager cài đặt các thƣ mục DC mà nó chính là thƣ mục LDAP. Ngoài ra ta có thể dùng các thƣ mục DC hoặc thƣ mục LDAP khác nhƣ Netscape hoặc Microsoft AD (active directory) để chứa thông tin ngƣời dùng. Trong thiết kế này sẽ dùng thƣ mục DC đƣợc tích hợp sẵn với Call Manager.
109
3.7.1.1.Mô hình kết nối cuộc gọi trong nội bộ mạng VSAT:
- Đối với thiết bị trong mạng VSAT-IP, thiết bị CallManager sẽ làm nhiệm vụ kiểm soát cuộc gọi đối với các thuê bao trong mạng, nhƣ sau:
Thiết lập cuộc gọi từ thuê bao A
E.164 trong Call Manager tìm kiếm thuê bao B
Yêu cầu đƣợc gửi đến thuê bao B
Chuông kêu tại B và chuông phản hồi tới A
Thuê bao B nhấc máy
Cuộc gọi đƣợc thiết lập giữa A và B
- Thuê bao A muốn thực hiện cuộc gọi đến thuê bao B thì ngƣời dùng nhấc máy A và quay số của máy B, các số này đƣợc gửi đến Call Manager (là thiết bị xử lý cuộc gọi). Tiếp đó, Call Manager tìm địa chỉ và xác định cách định tuyến cuộc gọi. Sau khi Call Manager báo hiệu điện thoại A qua IP để khởi tạo chuông phản hồi thì A nghe chuông, Call Manager cũng khởi tạo chuông làm cho B đổ chuông. Khi ngƣời dùng tại B nhấc máy thì đƣờng truyền thông RTP đƣợc thiết lập trực tiếp giữa A và B và ngƣời dùng có thể bắt đầu đàm thoại . Các IP Phone không cần thông tin với Call Manager nữa cho đến khi A hoặc B yêu cầu chuyển cuộc gọi, điện thoại hội nghị hoặc kết thúc cuộc gọi. Các IP Phone trao đổi lƣu lƣợng thoại qua chuẩn mã hóa G.729 hay G.723 hay G.711 tùy theo Call Manager quy định và tùy theo băng thông vệ tinh. Cuộc gọi đƣợc thực hiện hoàn toàn trên nền IP của mạng VSAT.
- Ngoài ra, Call Manager có khả năng hỗ trợ giao tiếp với các Voice Gateway qua các giao thức nhƣ H323, MGCP và giao tiếp với Gatekeeper qua H323.
Hình 3.30. Mô hình cuộc gọi trong nội mạng VSAT
3.7.1.2.Mô hình cuộc gọi giữa mạng mạng VSAT với mạng ngoài:
- Gateway đƣợc dùng để kết nối các hệ thống khác nhau, ví dụ nhƣ kết nối các thuê bao trong mạng VSAT băng rộng gọi sang mạng PSTN. Các thức chính đƣợc dùng để
110
giao tiếp giữa CallManager và các gateway là giao thƣ́c điều khiển cổng phƣơng tiện (MGCP - Media Gateway Control Protocol) và H.323 hoặc SIP. Trong thiết kế này CallManager sẽ dùng giao thức H.323v2 để giao tiếp với các gateway thông qua sự điều khiển của Gatekeeper.
- Gatekeeper dùng để điều khiển kết nối giữa hệ thống Call Manager với các gateway để tránh trƣờng hợp bị tắc nghẽn khi có nhiều cuộc gọi vƣợt quá dung lƣợng đƣờng truyền. Gatekeeper thƣờng chạy trong thiết bị router H.323 (ví dụ Cisco router 3600). Call Manager sẽ giao tiếp với gatekeeper bằng giao thức H.323. Hình 3.30 trình bày mô hình kết nối tiêu biểu giữa CallManager và Gateway thông qua trung kế đƣợc điều khiển bởi Gatekeeper bằng cách dùng giao thức H.323v2. Đây cũng là mô hình kết nối đƣợc dùng cho hệ thống VoIP VSAT-IP. Hệ thống Call Manager sẽ chỉ khai báo duy nhất cấu hình kết nối trung kế H.225 với Gatekeeper mà không cần phải khai báo cấu hình kết nối trung kế với từng gateway riêng lẻ. Gatekeeper có nhiệm vụ cung cấp thông tin kết nối của các Gateway hiện có cho Call Manager. Ngoài ra Gatekeeper còn có chức năng quản lý băng thông kết nối giữa hai hệ thống.
Hình 3.31. Mô hình điều khiển cuộc gọi H.323
- Thí dụ thiết lập cuộc gọi cơ bản giữa Phone A và Phone B điều khiển thông qua Gatekeeper (Hình 3.31):
Máy A thu ộc hệ thống CallManager muốn thực hiện cuộc gọi đến máy B thuộc PSTN bằng cách quay số của máy B.
CallManager gửi ARQ đến Gatekeeper để yêu cầu cho phép gọi đến máy B.
Gatekeeper sẽ tìm kiếm và nếu máy B đƣ ợc đăng ký thì Gatekeeper sẽ gửi ACF bao gồm địa chỉ IP của Gateway cho Call Manager.
CallManager gửi Q.931 Call-Setup bao gồm số điện thoại của máy B đ ến Gateway.
Gateway gửi ARQ đến Gatekeeper để yêu cầu cho phép trả lời cuộc gọi của Call Manager.
Gatekeeper sẽ gửi ACF bao gồm địa chỉ IP của Call Manager cho Gateway.
Gateway thiết lập POTS call đến máy B.
111
Call Manager và Gateway gửi IRR đến Gatekeeper sau khi cuộc gọi đƣợc thiết lập.
Hình 3.32. Mô hình điều khiển cuộc gọi H.323 ra ngoài mạng VSAT
- Từ mô hình trên ta thấy, khi một thuê bao sử dụng dịch vụ VoIP trong mạng VSAT gọi ra mạng PSTN trong nƣớc, Call Manager nhận đƣợc báo hiệu từ điện thoại thuê bao. Sau đó Call Manager sẽ liên lạc với Gatekeeper qua H.225 RAS để tìm Gateway kết cuối. Gatekeeper sẽ thông báo lại cho Call Manager biết Gateway kết cuối. Call Manager sẽ làm việc với Gateway kết cuối để thiết lập cuộc gọi giữa máy A q ua Gateway kết cuối tới PSTN. Các thuê bao trao đổi lƣu lƣợng thoại với Gateway kết cuối qua chuẩn nén G.729, G.723 hay G.711 tùy theo Call Manager và Gateway kết cuối thỏa thuận và tùy theo băng thông hiện có.