Theo thống kờ, Cisco là hóng chiếm thị hần rất lớn trong lĩnh vực sản xuất thiết bị VoIP [1]. Theo quan niệm của Cisco cỏc dũng sản phẩm gateways là lớp dưới của cấu trỳc hạ tầng mạng AVVID (Architecture for Voice,Video, and Data). Bảng 3-2 và Bảng 3-3 mụ tả cỏc dũng sản phẩm thiết bị cổng thoại của Cisco
Bảng 3-2: Cỏc thiết bị cổng thoại tương tự của Cisco.
Bảng 3-3: Cỏc thiết bị cổng thoại tương tự của Cisco.
3.6.2 Norstar VoIP Gateway- Hóng sản xuất Nortel
Norstar VoIP Gateway là thiết bị bờn ngoài được nối với hệ thống Norstar cú thể nõng lờn 4 tuyến thoại bằng analog, cung cấp một kết nối Ethernet 10/100 BaseT với mạng LAN.
Hỡnh 3-7: Thiết bị Norstar VoIP Gateway
3.6.2.2 Đặc tớnh kỹ thuật
* Đặc tớnh mạng IP -H.323 v2
-10/100 base-T auto-sensing Ethernet -IP QoS sử dụng Diffserv
-Gatekeeper
* Đặc tớnh mạng điện thoại
-Mó hoỏ G.711, G.723.1, G.729a&b
-Voice Activity Detection với Comfort Noise -Type I Caller ID cho tờn và cỏc số
-Group III fax nõng lờn đến 14.4 kbps với đường truyền T.38 -Triệt tiờu õm vọng G.168
3.6.3 Omni Access 512- Hóng sản xuất ALCATEL
3.6.3.1 Giới thiệu
Modun Omni Access 512 chuyển mạch thoại Alcatel cung cấp cỏc cổng H.323 VoIP cho mạng IP, làm chức năng chuyển cỏc cuộc điện thoại hoặc fax giữa mạng PSTN và mạng gúi IP.
Hỡnh 3-8: Vị trớ của Omni Access 512 trong cấu hỡnh mạng
3.6.3.2 Đặc tớnh kỹ thuật
* Giao thức
H.323v2 tương thớch với cỏc thiết bị dung Version 1 * Mó hoỏ
G.711, G.723.1, G.729a * Giao diện Telco
T1/E1, Analog FXO và FXS, ISDN BRI * Triệt tiờu õm vọng
G.165, G.168
* Tớn hiệu giao thức thoại ISDN: Q.931 Q.SIG: ECMA 142 * Cổng đầu vào Cổng thoại VSD RJ-45 Cổng thoại VSD RJ-45 Cổng thoại VSD RJ-11
3.6.4 VOI-2100- Hóng sản xuất LEVEL ONE
3.6.4.1 Giới thiệu
LevelOne VOI-2100 là thiết bị VoIP analog được thiết kế theo giao thức SIP cung cấp cỏc giải phỏp kết nối dịch vụ băng rộng để cú chất lượng thoại cao.Với cỏc ưu thế về cụng nghệ, VOI-2100 truyền dữ liệu thoại trờn mạng IP trong khi vẫn duy trỡ kết nối với hệ thống điện thoại analog.Thiết bị mó hoỏ thoại theo cỏc chuẩn G.711, G.723, G.729 A/B và G.168.
Hỡnh 3-9: Thiết bị LevelOne VOI-2100
3.6.4.2 Cỏc chức năng chớnh
* Cỏc cổng 1FXS+ 1FXO RJ-11
* 2 cổng 10/100 Mbps RJ-45: 1xWAN; 1xLAN * Bộ định tuyến tớch hợp IP-Sharing
* Giao thức thoại SIP v2.0 (RFC3261)
* Mó hoỏ thoại G.723.1 (6.3k/ 5.3k), G.711(A-law/μ-law) và G.729A/B * Trịờt tiờu õm vọng G.168 và Voice Activity Detection (VAD)
* Nhận biết và khởi tạo õm DTMF * Cấu hỡnh dựa trờn trỡnh duyệt Web * Nõng cấp thụng qua TFTP
3.6.4.3 Đặc tớnh kỹ thuật
* Giao diện mạng
1 cổng 10/100BaseTX RJ-45 LAN 1 cổng 10/100BaseTX RJ-45 WAN * Giao diện điện thoại
1 cổng FXS RJ-11 nối với điện thoại thụng thường 1 cổng FXO RJ-11 nối với điện thoại thụng thường * Bộ xử lý điều khiển
CPU: MIPS-X5 unified RISC và lừi DSP 384K byte on-chip RAM
16K byte tớch hộ cache Flash Memory: 2MB * Voice Protocol SIP v2.0 (RFC 3261)
CHƯƠNG 4. TèNH HèNH TIấU CHUẨN HểA TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC ĐỐI VỚI THIẾT BỊ VoIP GATEWAY
4.1 Tỡnh hỡnh tiờu chuẩn húa trong nước
Trong chương 2 chỳng ta đó đề cấp đến tỡnh hỡnh phỏt triển dịch vụ VoIP ở Việt Nam. Hiện tại trong nước đó sử dụng một số loại thiết bị cổng thoại trờn mạng cụng cụng, cỏc thiết bị này đều nhập từ nước ngoài như Cisco A3640, Cisco AS5300.... Trong tương lai, xu hướng cỏc doanh nghiệp nhỏ sử dụng thiết bị cổng thoại với dung lượng nhỏ thay cho cỏc PABX để tiết kiệm chi phớ liờn lạc quốc tế và giữa cỏc chi nhỏnh nội bộ cụng ty tại cỏc vị trớ địa lý cỏch xa nhau sẽ phỏt triển.
Hiện nay, Bộ BCVT chưa ban hành tiờu chuẩn nào đối với thiết bị cổng thoại. Do vậy gõy ra nhiều khú khăn trong cụng tỏc quản lý thiết bị và chất lượng dịch vụ.
4.2 Tỡnh hỡnh tiờu chuẩn húa ngoài nước
Trờn thế giới, đó cú rất nhiều hóng chế tạo thiết bị cổng thoại, theo thống kờ, Cisco là hóng cú thị phần lớn nhất về cỏc thiết bị loại này. Tiờu chuẩn thiết bị của cỏc hóng chủ yếu dựa trờn cỏc tiờu chuẩn về giao diện, truyền dẫn, mó húa ...của ITU-T, ETSI (cho Chõu Âu) và TIA (vựng Bắc Mỹ.)
4.2.1 ITU-T
Hiện tại ITU-T chưa đưa ra một khuyến nghị riờng nào cho cỏc thiết bị cổng thoại. Cỏc khuyến nghị của ITU-T liờn quan tới cỏc thiết bị cổng thoại là:
ITU-T Rec H.323 “Packet-based multimedia communications systems”, 07-2003
ITU-T Rec G.711 “Pulse code modulation (PCM) of voice frequencies”, 11-1988.
G.729 “Coding of speech at 8 kbit/s using conjugate-structure algebraic- code-excited linear prediction (CS-ACELP)” 03-1996
G.729a “Reduced complexity 8 kbit/s CS-ACELP speech codec”. 11-1996 G.723.1 “Dual rate speech coder for multimedia communications
transmitting at 5.3 and 6.3 kbit/s”. 03-1996.
4.2.2 ETSI
Cỏc tiờu chuẩn của Viện tiờu chuẩn Viễn thụng Chõu Âu (ETSI) cho cỏc hệ thống truyền dẫn và chuyển mạch chủ yếu dựa trờn phõn cấp số tốc độ 2048 kbps và luật mó húa PCM tớn hiệu thoại là luật A. Hiện nay ETSI cũng chưa đưa ra được một tiờu chuẩn riờng cho thiết bị cổng thoại. Thỏng 11 năm 2004, ETSI đưa bản tiờu
chuẩn mới nhất về cỏc chỉ tiờu truyền dẫn cho thiết bị cổng thoại hũa hợp với cỏc chỉ tiờu truyền dẫn đối với thiết bị cổng thoại của khối Bắc Mỹ. Với tờn đầy đủ:
ETSI ES 202 020 V1.3.1 “Speech Processing, Transmission and Quality Aspects (STQ);Harmonized Pan-European/North-American approach to loss and level planning for voice gateways to IP based networks” 11-2004
4.2.3 TIA
Cỏc tiờu chuẩn của TIA cho cỏc hệ thống truyền dẫn và chuyển mạch chủ yếu dựa trờn phõn cấp số tốc độ 1544 kbps và luật mó húa PCM tớn hiệu thoại là luật à.
Cũng như hai tổ chức tiờu chuẩn trờn, TIA cũng khụng cú tiờu chuẩn riờng nào đối với thiết bị cổng thoại. Thỏng 4 năm 2002 TIA ban hành tiờu chuẩn về truyền dẫn đối với thiết bị cổng thoại:
TIA-912 “Voice Gateway Transmission Requirements ” 04-2002
4.2.4 IETF
IETF cũng khụng cú tiờu chuẩn riờng nào cho thiết bị VoIP Gateway. Tiờu chuẩn của IETF cú tầm quan trọng nhất đối với cỏc nhà chế tạo và sản xuất thiết bị Voice Gateway là tiờu chuẩn về bỏo hiệu SIP:
RFC 3261 “SDP: Session Description Protocol” (2002); Ngoài ra, cú một số tiờu chuẩn liờn quan khỏc:
RFC 2205 “Resource ReSerVation Protocol (RSVP)”;
RFC 1889 “RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications”; RFC 2327 “SDP: Session Description Protocol”
Tuy nhiờn, cỏc tiờu chuẩn này cú nội dung tương tự được bao hàm trong H.323.
4.3 Kết luận
Cỏc tiờu chuẩn thiết bị của cỏc hóng sản xuất thiết bị cổng thoại dựa trờn cỏc tiờu chuẩn giao diện, mó húa thoại, bỏo hiệu... của ITU-T, ETSI và TIA..
Cỏc tổ chức tiờu chuẩn húa trờn thế giới chưa đưa ra tiờu chuẩn riờng nào cho thiết bị cổng thoại.
Hai tổ chức tiờu chuẩn húa ETSI và TIA đó đưa ra được tiờu chuẩn hài hũa về truyền dẫn của thiết bị cổng thoại. Cỏc chỉ tiờu kỹ thuật tiờu chuẩn về mó húa, bỏo hiệu của thiết bị cổng thoại được dựa trờn cỏc tiờu chuẩn đó cú của ITU-T. Để cú được một bản tiờu chuẩn đầy đủ riờng cho thiết bị cổng thoại, cần phối hợp nhiều tiờu chuẩn riờng.
CHƯƠNG 5. SỞ CỨ XÂY DỰNG TIấU CHUẨN 5.1 Cỏc sở cứ
Do khụng cú một tiờu chuẩn riờng nào cho thiết bị cổng thoại, nờn việc xõy dựng tiờu chuẩn cho thiết bị cổng thoại phải dựa trờn cỏc tiờu chuẩn sau:
Tiờu chuẩn về truyền dẫn Tiờu chuẩn về bỏo hiệu Cỏc tiờu chuẩn về nộn thoại
5.1.1 Cỏc khuyến nghị của ITU-T
Khuyến nghị H.323 “Packet-based multimedia communications systems”, 07-2003
ITU-T Rec G.711 “Pulse code modulation (PCM) of voice frequencies”, 11-1988.
G.729 “Coding of speech at 8 kbit/s using conjugate-structure algebraic- code-excited linear prediction (CS-ACELP)” 03-1996
G.729a “Reduced complexity 8 kbit/s CS-ACELP speech codec”. 11-1996 G.723.1 “Dual rate speech coder for multimedia communications
transmitting at 5.3 and 6.3 kbit/s”. 03-1996.
5.1.2 Tiờu chuẩn của ETSI
ETSI ES 202 020 V1.3.1 “Speech Processing, Transmission and Quality Aspects (STQ);Harmonized Pan-European/North-American approach to loss and level planning for voice gateways to IP based networks” 11-2004
5.1.3 Tiờu chuẩn của TIA
TIA-912 “Voice Gateway Transmission Requirements ” 04-2002
5.1.4 Tiờu chuẩn của IETF
RFC 3261, 2543 “Session Initiation Protocol” (2002); RFC 2205 “Resource ReSerVation Protocol (RSVP)”;
RFC 1889 “RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications”; RFC 2327 “SDP: Session Description Protocol”
5.2 Phõn tớch tài liệu
5.2.1.1 H.323
Nhiều nhà chế tạo thiết bị cổng thoại ỏp dụng khuyến nghị ITU-T H.323 (hoặc một phần) đối với cỏc sản phẩm của mỡnh. Khuyến nghị này trở thành tiờu chuẩn cho việc phỏt triển VoIP trong mạng cục bộ.
Khuyến nghị H.323 của ITU-T đưa ra cấu trỳc của một mụ hỡnh VoIP cần thiết, bao gồm gateway, cỏc thủ tục bắt tay, thủ tục thoại cần thiết khi thực hiện một cuộc gọi VoIP.
Khuyến nghị H.323 đối với VoIP bao gồm rất nhiều chỉ tiờu kỹ thuật, một số khuyến nghị seri H được bao hàm trong khuyến nghị này là H.225.0 và H.245. Ngoài ra, khuyến nghị H.323 đặt ra cỏc yờu cầu đối với cỏc bộ mó hoỏ thoại, video như sau:
Speech Codecs
Tất cả cỏc đầu cuối H.323 phải cú bộ mó hoỏ và giải mó thoại. Yờu cầu tối thiểu là phải hỗ trợ quỏ trỡnh mó hoỏ luật A và luật à theo khuyến nghị G.711. Cỏc tiờu chuẩn mó hoỏ/giải mó khỏc được chỉ ra trong khuyến nghị H.323 là G.722, G.723, G.728, G.729, và MPEG-1 audio.
Khuyến nghị H.245 được ỏp dụng cho quỏ trỡnh bắt tay ban đầu giữa cỏc thiết bị để xỏc định thuật toỏn mó hoỏ õm thanh. Thiết bị đầu cuối phải cú khả năng phỏt và thu cỏc luồng audio khỏc nhau. Sau khi hoàn thành cỏc thoả thuận theo H.245 về khả năng cỏc thiết bị đầu cuối, khuyến nghị H.245 được ỏp dụng để định dạng luồng audio.
Video Codecs
Nếu thiết bị đầu cuối hỗ trợ video, thiết bị đầu cuối H.323 phải mó hoỏ và giải mó cỏc luồng video theo định dạng QCIF quy định trong khuyến nghị H.261. cú thể cú nhiều tuỳ chọn nhưng cỏc bộ mó hoỏ video phải tuõn thủ cỏc chỉ tiờu kỹ thuật trong khuyến nghị H.261 hay H.263.
Audio Mixing
Trong dịch vụ hội nghị đa điểm, cỏc thiết bị đầu cuối cú thể phỏt đi đồng thời nhiều luồng audio tới một thiết bị đầu cuối. Do vậy thiết bị đầu cuối H.323 phải cú khả năng thể hiện tớn hiệu audio tổng hợp tới đối tượng sử dụng, nghĩa là nú phải hỗ trợ chức năng trộn õm thanh.
5.2.1.2 G.732.1
Khuyến nghị ITU-T G.723.1 quy định tiờu chuẩn kỹ thuật cho cỏc bộ mó hoỏ giải mó tớn hiệu thoại cú hai tốc 6.4 kbit/s và 5.3 kbit/s. Khuyến nghị G.723.1 được phỏc thảo với ý định cho thoại cú hỡnh tốc độ thấp. Đối với cỏc ứng dụng như vậy, cỏc
yờu cầu về trễ khụng ớt nghiờm ngặt hơn vỡ trễ mó hoỏ tớn hiệu video thường lớn hơn so với trễ mó hoỏ tớn hiệu thoại.
Annex C của khuyến nghị G.723.1 quy định kỹ thuật mó hoỏ kờnh mà cú thể ỏp dụng cho cỏc bộ mó/giải mó tớn hiệu thoại 3 tốc độ. Bộ mó hoỏ kờnh cú khả năng mở rộng về tốc độ bit và được dành cho cỏc ứng dụng đa phương tiện di động. như là một phần của họ cỏc tiờu chuẩn H.324.
5.2.1.3 G.729
Khuyến nghị G.729 được ỏp dụng cho cỏc ứng dụng cú trễ thấp. Khuyến nghị G.729 cú hai phiờn bản G.729 and G.729A. phiờn bản ban đầu phức tạp hơn so với G.723.1, phiờn bản G.729A thỡ ớt phức tạp hơn so với G.723.1.
Bảng 5-4 so sỏnh cỏc tiờu chuẩn mó hoỏ thoại [18]
Bảng 5-4: Cỏc tiờu chuẩn mó hoỏ thoại
Tiờu chuẩn Loại mó hoỏ Tốc độ (kbit/s) MOS Độ phức tạp Trễ (ms)
G.711 PCM 64 4.3 1 0.125 G.726 ADPCM 32 4.0 10 0.125 G.728 LD-CELP 16 4.0 50 0.625 G.729 CSA-CELP 8 4.0 30 15 G.729A 15 G.723.1 ACELP 6.3 3.8 25 37.5
Cỏc khuyến nghị G.711, G.729 và G.723 đưa ra cỏc quy định đầy đủ cho cỏc bộ nộn thoại trong thiết bị cổng thoại. Cỏc tiờu chuẩn này cũng được ỏp dụng chung đối với tất cả cỏc nhà sản xuất thiết bị cổng thoại ở Chõu Âu cũng như vựng Bắc Mỹ.
Do đú, sử dụng cỏc khuyến nghị trờn của ITU-T làm sở cứ cho việc đề xuất tiờu chuẩn bỏo hiệu và mó húa thoại đối với thiết bị cổng thoại là hoàn toàn phự hợp.
5.2.2 Cỏc tiờu chuẩn của ETSI và TIA
Hai tiờu chuẩn của ETSI và TIA liờn quan đến thiết bị cổng thoại là ES 202 020 và TIA-912. Nội dung của hai tiờu chuẩn này quy định cỏc mức truyền dẫn đối với thiết bị cổng thoại
Tiờu chuẩn ES 202 020 được cập nhật năm 2004, trong đú quy định cỏc mức suy hao và truyền dẫn cho cỏc thiết bị cổng thoại chõu Âu hài hũa với cỏc quy định của tiờu chuẩn TIA-912 năm 2002 cho cỏc thiết bị cổng thoại vựng Bắc Mỹ.
Sự khỏc nhau trong quy định về mức và suy hao nửa kờnh và toàn kờnh của hai tiờu chuẩn này là luật mó húa PCM tớn hiệu thoại. Bắc Mỹ, Nhật, Canada sử
dụng luật à trong khi đú Chõu Âu và cỏc nước khỏc sử dụng luật A. Cỏc mức lối vào và suy hao sẽ tỏc động trực tiếp tới dải động của cỏc bộ CODEC sử dụng cỏc luật mó húa khỏc nhau. Điều này cú ảnh hưởng lớn tới chất lượng thoại. Cũng chớnh vỡ lý do đú, hai tổ chức tiờu chuẩn húa ETSI và TIA chỉ đưa quy định về cỏc nức và suy hao nhằm đảm bảo chất lượng thoại khi cuộc gọi được thực hiện trờn phạm vi toàn cầu.
Cỏc tiờu chuẩn khỏc như trở khỏng, suy hao phản xạ...của hai tiờu chuẩn này tương tự nhau và phự hợp với cỏc khuyến nghị của ITU-T. Tuy nhiờn, tiờu chuẩn TIA-912 cú bố cụ rừ ràng và chi tiết hơn so với tiờu chuẩn ES 202 020, ngoài ra tiờu chuẩn này cũn cú cỏc phụ lục hướng dẫn phương phỏp đo.
Như vậy, để đảm bảo khả năng phối hợp hoạt động và cú thể ỏp dụng được đối với nhiều chủng loại thiết bị cổng thoại, phự hợp với tỡnh hỡnh sử dụng cỏc thiết bị Viễn thụng trờn mạng Việt nam chủ yếu theo cỏc tiờu chuẩn Chõu Âu, nờn lựa chọn tiờu chuẩn ETSI 202 020 làm sở cứ cho việc quy định tiờu chuẩn truyền dẫn đối với thiết bị cổng thoại. Tuy nhiờn, cần tham khảo bố cục và cỏc phương phỏp đo trong TIA-912 để cú được bản tiờu chuẩn hoàn thiện.
5.2.3 Cỏc tiờu chuẩn của IETF
Cỏc tiờu chuẩn của IETF được đưa ra dưới dạng cỏc tiờu chuẩn mở RFC (Request For Comment) cú đặc điểm thay đổi và cập nhật rất nhanh. Tiờu chuẩn của IETF cú tầm quan trọng nhất đối với cỏc nhà chế tạo và sản xuất thiết bị Voice Gateway là tiờu chuẩn về bỏo hiệu SIP. Một số cỏc tiờu chuẩn khỏc về SDP, UPD hay RSVP... là tương đương hoặc được bao hàm trong H.323. Phần sau sẽ tập trung vào phõn tớch và đỏnh giỏ giữa hai tiờu chuẩn chớnh H.323 và SIP.
H.323 được phỏt triển bởi ITU-T. Nội dung và thực thi của nú phản ỏnh sự thừa kế và nền tảng PTSN, tỏi sử dụng quỏ trỡnh bỏo hiệu ISDN. SIP, được phỏt triển bởi IETF với triển vọng hướng tới Internet, được thiết kế để cú khả năng mở rộng trờn Internet và hoạt động theo cỏch giữa cỏc miền sử dụng cỏc tiện ớch và cỏc chức năng của Internet.
Sự khỏc nhau chủ yếu đầu tiờn giữa H.323 và SIP là kỹ thuật mó húa của giao thức. SIP là giao thức dựa trờn text như HTTP và SMTP, trong khi đú H.323 sửa dụng cỏc bản tin mó húa ANS.1. Quỏ trỡnh mó húa này cú ưu điểm là kớch thước cỏc bản tin nhỏ nhưng tăng thờm phần phức tạp xử lý.