Luận văn: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony VOIP)

Chia sẻ: Nguyen Dinh Tuan | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:117

1
384
lượt xem
298
download

Luận văn: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony VOIP)

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo luận văn - đề án 'luận văn: nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên internet ( internet telephony voip)', luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Luận văn: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony VOIP)

  1. Nghiªn cøu øng dông c«ng nghÖ ®iÖn tho¹i trªn Internet ( Internet Telephony) Luận văn Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony VOIP) Ph¹m ViÖt Dòng líp DTTH1 K40 Tr­êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi 1
  2. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) MỤC LỤC CHƯƠNG1 Ưu thế và xu hướng phát triển của điện thoại Internet: 1 1.1 Những ưu thế của dịch vụ thoại qua internet.................................. 8 1.2 Sự phát triển của các dịch vụ điện thoại Internet: ........................10 1.2.1 Thoại thông minh ............................................................................11 1.2.2 Dịch vụ tính cước cho bị gọi .........................................................11 1.2.3 Dịch vụ Callback Web ...................................................................11 1.2.4 Dịch vụ fax qua IP ..........................................................................12 1.2.5 Dịch vụ Call center ........................................................................12 1.3 Thị trường hiện nay .............................................................................12 1.4 Xu hướng thị trường thoại Internet trong tương lai.....................15 CHƯƠNG2 Công nghệ cơ sở .........................................................................17 2.1 Kỹ thuật nén tín hiệu thoại .................................................................17 2.1.1 Tổng quan ........................................................................................17 2.1.2 Nguyên lý chung của bộ mã hoá CELP .......................................20 2.1.3 Nguyên lý mã hoá CS-ACELP ......................................................22 2.1.3.1 Nguyên lý chung cuả bộ mã hoá ...............................................22 2.1.3.2 Nguyên lý bộ mã hoá CS-ACELP ............................................23 2.1.3.3 Nguyên lý bộ giải mã CS-ACELP ............................................25 2.1.4 Chuẩn nén G.729A .........................................................................26 2.1.5 Chuẩn nén G.729B..........................................................................28 2.2 Báo hiệu DTMF (Dial tone Multi Frequency ) ...............................30 2.2.1 Báo hiệu DTMF qua bản tin UserInputIndication ......................30 2.2.1.1 Thiết bị đầu cuối thu phát DTMF .............................................30 2.2.1.2 Gateway thu phát DTMF ...........................................................31 2.2.1.3 Gate Keeper thu và phát các tín hiệu âm thanh D.323. ..........31 2.2.2 DTMF được truyền thông qua giao thức thời gian thực RTP (Real time Transport Protocol)..................................................................................31 Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 2
  3. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) 2.3 Khử tiếng vọng ......................................................................................32 2.4 Cơ chế bảo mật......................................................................................32 2.4.1 Định nghĩa và khái niệm ................................................................33 2.4.2 Thu tục Authentication giữa hai đầu cuối ....................................34 2.4.2.1 Thủ tục Authentication của Diffie-Hellman ............................34 2.4.2.2 Thủ tục Authentication dựa vào nhận dạng. ............................35 2.4.3 Thủ tục Authentication giữa đầu cuối và Gatekeeper ................35 2.4.3.1 Thủ tục Authentication không có thông tin ngầm định trước.35 2.4.3.2 Thủ tục Authentication dựa trên thông tin ngầm định trước..36 2.4.4 Thủ tục mã hoá bảo mật luồng dữ liệu. ........................................36 2.4.5 Xử lý khi nhận thấy mất an toàn ...................................................36 2.4.6 Ví dụ bảo mật bằng cách sử dụng Token .....................................36 CHƯƠNG3 Cấu trúc mạng và cấu hình chuẩn của mạng IP. .........38 3.1 Tổng quan về cấu hình chuẩn của mạng VoIP...............................38 3.2 Các cấu hình chuẩn và chức năng của các phần tử ......................39 3.2.1 Thiết bị đầu cuối .............................................................................39 3.2.2 Mạng truy nhập IP ..........................................................................40 3.2.3 Gatekeeper (GK) .............................................................................40 3.2.4 Gateway(GW) .................................................................................41 3.3 Các giao diện chuẩn .............................................................................44 3.3.1 Một thí dụ về cấu hình mạng VoIP ..............................................46 CHƯƠNG4 Xử lý cuộc gọi và tính cước....................................................48 4.1 Đăng ký dịch vụ ....................................................................................48 4.2 Thiết lập cuộc gọi ..................................................................................49 4.2.1 Cuộc gọi từ đầu cuối H.323 tới thuê bao trong SCN..................49 4.2.2 Cuộc gọi thuê bao trong mạng SCN tới đầu cuối H.323:...........51 4.2.3 Phối hợp hoạt động với báo hiệu DTMF: ....................................53 4.2.4 Lựa chọn nhà cung cấp mạng: .......................................................54 4.3 Thực hiện cuộc gọi................................................................................54 Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 3
  4. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) 4.3.1 Khái niệm chung .............................................................................54 4.3.2 Các trường hợp ngoại lệ trong giai đoạn thực hiện cuộc gọi .....54 4.4 Giải phóng cuộc gọi:.............................................................................54 4.5 Nhận dạng thuê bao chủ gọi ...............................................................55 4.6 Mô hình tính cước và cách tính cước trong mạng VOIP .............55 CHƯƠNG5 Đánh số và chuyển đổi địa chỉ ..............................................61 5.1 Yêu cầu chung .......................................................................................61 5.1.1 Yêu cầu với cuộc gọi từ IP đến PSTN: ........................................61 5.1.2 Yêu cầu đối với cuộc gọi từ PSTN đến IP: ..................................62 5.1.3 Yêu cầu đối với cuộc gọi từ PSTN đến IP đến PSTN: ...............62 5.1.4 Yêu cầu đối với cuộc gọi từ IP đến PSTN đến IP: .....................62 5.1.5 Các phương thức quay số: .............................................................63 5.1.6 Các số lựa chọn ...............................................................................63 5.2 Phương pháp đánh số thuê bao: ........................................................64 5.2.1 Yêu cầu đối với quy tắc đánh số: ..................................................64 5.2.2 Quy tắc đánh số để hỗ trợ tại giao diện đối với mạng PSTN: ...65 5.2.3 Phương pháp đánh số thuê bao......................................................65 5.2.3.1 Quy tắc của IETF ........................................................................65 5.2.3.2 Khuyến nghị của ETSI ...............................................................66 5.3 Phương pháp chuyển đổi số E.164 và địa chỉ IP:...........................69 5.3.1 Khuyến nghị của IETF ...................................................................69 5.3.2 Định tuyến cho các loại hình dịch vụ ...........................................70 5.4 Phương pháp định tuyến giữa PSTN và IP .....................................72 5.4.1 Cách thứ nhất...................................................................................72 5.4.2 Cách thứ hai.....................................................................................72 5.4.3 Cách thứ ba ......................................................................................72 5.5 Kết luận...................................................................................................72 CHƯƠNG6 Đánh giá chất lượng dịch vụ .................................................74 Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 4
  5. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) 6.1 Đánh giá theo chủ quan.......................................................................74 6.2 Đánh giá theo khách quan ..................................................................75 6.3 Đánh giá theo độ trễ .............................................................................77 CHƯƠNG7 Khả năng triển khai dịch vụ ..................................................78 7.1 Các động lực chính ...............................................................................78 7.2 khả năng phổ biến dịch vụ thoại qua Internet ...............................78 7.2.1 Phương án 1: Dịch vụ thoại Internet là thứ yếu ..........................79 7.2.2 Phương án 2 :dịch vụ thoại Internet chiễm lĩnh thị trường. .......80 7.3 Sự ảnh hưởng đến các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông .............82 7.3.1 Tương lai của mạng viễn thông.....................................................83 7.3.2 Sự thay đổi nhu cầu của khách hàng ............................................83 7.3.3 Vị trí của IP và sự liên quan với mạng chuyển mạch kênh........83 7.3.4 Chiến lược của các nhà khai thác dịch vụ viễn thông với dịch vụ IP. 85 7.3.4.1 Nhà khai thác mạng truy nhập và mạng đường dài. ...............86 7.3.4.2 Nhà khai thác mạng đường trục ................................................87 7.3.4.3 Nhà khai thác mạng truy nhập. ..................................................87 CHƯƠNG8 thiết kế Gateway thoại Internet và mô tả phần mềm VIPGATE. 89 8.1 Môi trường phát triển..........................................................................89 8.1.1 tổng quan..........................................................................................89 8.1.2 Cấu trúc phần cứng :.......................................................................90 8.2 Giải pháp thiết lập bộ đệm . ...............................................................93 8.2.1 Phương pháp truyền dữ liệu qua 3 bộ đệm. .................................95 8.2.2 Phương thức truyền dữ liệu qua hai bộ đệm. ...............................96 8.3 Triệt tiếng vọng .....................................................................................96 8.4 Phần mềm VIPGate .............................................................................97 8.4.1 Giới thiệu chung..............................................................................97 Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 5
  6. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) 8.4.2 Cấu trúc chương trình .....................................................................97 8.4.2.1 Điều khiển xử lý cuộc gọi ..........................................................97 8.4.2.2 Nén Tín hiệu thoại. .....................................................................98 8.4.2.3 Điều khiển truyền dữ liệu trên mạng IP ...................................98 8.4.3 Đặc tính kỹ thuật của VIPGate ......................................................99 8.4.3.1 Tính năng và yêu cầu kỹ thuật...................................................99 8.4.3.2 Giao diện người sử dụng ............................................................99 CHƯƠNG9 thử nghiệm Dịch vụ thoại Internet ...................................103 9.1 Cấu hình thử nghiệm .........................................................................103 9.2 Cấu hình đo kiểm................................................................................103 9.3 Kết quả đánh giá chất lượng dịch vụ. ............................................105 lời nói đầu Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 6
  7. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) Đầu năm 1995 công ty VocalTec đưa ra sản phẩm phần mềm thoại qua Internet (kết nối điểm -điểm) đầu tiên trên thế giới .Sau đó ,nhiều công ty đã đầu tư nghiên cứu và đưa ra các sản phẩm thương mại.Tháng 3/1996 ,VocalTec kết hợp với Dialogic đã đưa ra sản phẩm cổng kết nối PSTN và Internet đầu tiên trên thế giới.Hiệp hội các nhà sản xuất thoại qua máy tính ECTF đã ra đời nhằm đưa ra các tiêu chuẩn thoại qua Internet .Hiệp hội bao gồm 36 các công ty máy tính và viễn thông hàng đầu thế giới như AT&T ,IBM,Sun Microsystems,Digital,Ericsson,v.v... Mặc dù công nghệ thoại qua Internet đã được thương mại hoá từ năm 1995,nhưng việc nghiên cứu về lĩnh vực này ở Việt Nam còn quá ít.Với lợi thế giá cước thấp ,dịch vụ thoại qua mạng Internet thực sự đã làm nhiều nhà kinh doanh viễn thông quan tâm. Trong thời gian thực tập từ 1/12/1999 em đã có may mắn được tham gia cùng nhóm nghiên cứu ứng dụng công nghệ thoại trong mạng Internet ở Việt Nam tại phòng Chuyển mạch Viện Khoa Học Kỹ Thuật Bưu Điện.Vì thời gian có hạn nên trong khuôn khổ bản đồ án tốt nghiệp này chỉ xin đề cập đến những vấn đề cơ bản của công nghệ Internet Telephony và những kết quả công việc mà em đã thu thập và thực hiên trong thời gian qua. Hiện tại dịch vụ Thoại qua Internet vẫn chưa được xem là hợp pháp ở Việt Nam nhưng việc nghiên cứu dịch vụ này là rất cần thiết để có thể theo kịp và nắm bắt được công nghệ mới trong tương lai.Em xin chân thành cảm ơn thày giáo Ngọ Văn Toàn khoa điện tử viễn thông trưòng đại học Bách khoa Hà Nội,kỹ sư Nguyễn Ngọc Thành cùng toàn thể các cán bộ nghiên cứu phòng chuyển mạch Viện Khoa học Kỹ Thuật Bưu Điện đã giúp đỡ Em thời gian qua. Sinh viên :Phạm Việt Dũng. Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 7
  8. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) Chapter 1 CH¦¥NG1 Ưu thế và xu hướng phát triển của điện thoại Internet: 1.1 Những ưu thế của dịch vụ thoại qua internet. Đầu năm 1995 công ty VocalTec đưa ra sản phẩm phần mềm Internet Telephony đầu tiên trên thế giới .Sau đó nhiều công ty viễn thông lớn đã đầu tư đưa ra những sản phẩm thương mại nhưng kết quả còn nhiều hạn chế .Gần đây cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin ,chât lượng của thoại Internet đã gần đạt đến chất lượng của thoại truyền thống PSTN .Một số hãng viễn thông lớn như AT&T Sprint và Telstra đã thông báo về việc chuyển các mạng viễn thông chủ đạo sang nền chuyển mạch gói .Điều này có nghĩa là phần lớn lưu lượng thoại sẽ được truyền qua mạng mạch gói trong thời gian không xa .Điện thoại qua Internet đã gây được sự chú ý mạnh mẽ nhất và có khả năng để trở thành nền tảng cho mạng thoại công nghệ chuyển mạch gói .Một bí quyết thành công của dịch vụ thoại qua mạng Internet là khả năng đáp ứng như dịch vụ thoại truyền thống đặc biệt là trong thoại đường dài . Bảng 1:Giá thành của dịch vụ thoại Internet * Giao dịch Giá chuẩn Giá chiết Giá tiết Giá dịch vụ thoại điện thoại (1) khấu (1) kiệm (1) qua Internet (2) USA -Germany $1.36 $0.89 $0.78 $0.10-$0.45 USA-Ngeria $1.86 $1.41 $1.28 $0.10-$0.45 usa-Saudi Arabia $1.87 $1.40 $1.27 $0.10-$0.45 USA-Singapore $1.56 $1.03 $0.90 $0.10-$0.45 *Có hiệu lực từ 12/97 Chú ý: (1) Bảng giá trên do AT&T định cho các giao dịch điện thoại từ Mỹ tới một số nước và được tính cho mỗi phút .Giá Chuẩn tính từ 14:00h đến 20:00h;Giá chiết khấu được tính từ 20:00h đến 03:00h;Giá tiết kiệm được tính từ 03:00h đến 14:00h hàng ngày. (2) Mức giá định sẵn của dịch vụ thoại qua Internet từ Mỹ tới một số nước. Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 8
  9. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) Nguyên nhân khiến dịch vụ thoại qua Internet có giá thành thấp là do hiệu quả kỹ thuật và lợi thế kinh tế về mặt lâu dài (IDC trong ITU,1997).Theo Cian Pablo Villamil ,quản lý tại Andersen Consulting:”Ban đầu người ta cho rằng cơ hội này sẽ mất đi khi giá bắt đầu giảm xuống .Giờ đây, chúng ta mới nhận thấy rằng dịch vụ thoại Internet có lợi thế kinh tế lâu dài do chi phí cho các thiết bị ngày càng giảm đi” (Evagora ,1997). Công nghệ chuyển mạch gói sử dụng hiệu quả hơn so với công nghệ chuyển mạch kênh truyền thống .Khi mạng PSTN được lắp đặt ( vào cuối thế kỷ 19,đầu thế kỷ 20) ,thiết bị chuyển mạch rất đắt trong khi đó chi phí cho dây dẫn lại thấp.Đến những năm 70,giá thành của các thiết bị máy tính giảm.Vì vậy giá thành của các thiết bị chuyển mạch cũng hạ rất nhanh ,tốc độ giảm chi phí cho lắp đặt cáp cũng không theo kịp .(Theo ý kiến của Gordon Moore,một trong những nhà sáng lập công ty Inlel).Ngày nay các bộ Touter với giá thành thấp đã thay thế bộ chuyển mạch và dây dẫn với giá thành đang tăng dần ,thì những chuyển mạch gói tiết kiệm hơn,do đó sẽ cung cấp được dữ liệu có hiệu quả hơn nhiều. Đối với chuyển mạch gói ,giá thành là khoảng 4US cents /1Kbyte, so với 15cents /1Kbytes dữ liệu của chuyển mạch kênh Một số người vẫn băn khoăn về việc chia tín hiệu thoại thành một số lượng lớn các gói và việc thêm phần mào đầu vào mỗi gói để đưa ra luồng dữ liệu.Điều này ít nhiều có ý nghĩa quan trọng trong việc cập nhật kỹ thuật nén mà được tạo ra bới các đầu cuối của Internet hơn là nâng cấp phần cứng của PSTN .Trong hệ thống chuyển mạch kênh ,toàn bộ phần cứng trong toàn bộ mạng cần được nâng cấp để tận dụng được các tiến bộ của kỹ thuật nén.Các đầu cuối Internet ,các PC chuẩn có thể thực hiện bất kể công nghệ nén tốt nhất hay không ,và bất kể là chúng ở đâu. Khách hàng có thể sử dụng IP cho mọi việc do đó có được mạng chung cho cả dịch vụ thoại trên Internet hoặc Intranet như multimedia. Ngay cả trong trường hợp đơn giản nhất ,tiếng nói được chuyển qua Internet cũng khó mà sai lệch hơn so với tiếng nói trong dạng tương tự truyền qua cáp đồng xoắn .Vấn đề chủ yếu khi đóng gói phần mềm mã hoá tín hiệu thoại thành các gói cũng bị biến đổi.Nhiều nhà toán học đã cho rằng phải cần đến SuperComputer hoạt động trong vài tuần , thậm chí vài tháng để thực hiện được cuộc gọi trong hai phút. Tính kinh tế của quy mô rất thấy rõ trong hệ thống , bởi vì Internet cũng như PSTN là một hệ thống gồm nhiều mạng .Thậm chí một PSTN nhỏ cũng tận dụng được kết nối với các mạng khác. Các tiêu chuẩn chung cho dịch vụ thoại qua Internet Hầu hết các nhà đầu tư trên thị trường đều chấp nhận tiêu chuẩn H.323 và T.120 mà có khả năng hoạt động trong phạm vi quốc tế. (Thực hiện tiêu chuẩn này có Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 9
  10. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) một ý nghĩa là bất kỳ một người sử dụng IP nào cũng có thể nói chuyện được với một IP khác.) .Theo Fost và sullivan ,người ta hi vọng rằng tiêu chuẩn quốc tế mới này sẽ dẫn đến sự tăng trưởng mạnh ở trên thị trưòng của dịch vụ thoại Internet trong những năm tới . Chính sách trợ giúp công cộng ,đặc biệt ở Mỹ ,đã làm cho quá trình phát triển ít tốn kém hơn so với PSTN.Suốt trong thời gian phát triển qua, nhờ có các cơ quan nhà nước nên người ta không cần đến bộ phận nghiên cứu và phát triển thị trường để thu hồi vốn ít nhất là ở Mỹ ,các ISP không phải trả phí truy nhập. Dịch vụ thoại Internet đã bỏ qua hệ thống tính giá quốc tế.Một nhà cung cấp dịch vụ thoại Internet với Gateway trong phạm vi nước ngoài chỉ phải trả phí giao dich quốc tế của quốc gia đó , hoặc chi phí cho cuộc gọi nội hạt chứ không phải là thanh toán chi phí quốc tế. 1.2 Sự phát triển của các dịch vụ điện thoại Internet: Năm 1994 1998 Môi trường sử PC-PC -PC-PC dụng -PC-Fax -PC-điện thoại -Điện thoại -điện thoại Loại khách hàng Nhà phát triển phần mềm -ISP VoIP -Nhà bán lẻ -Nhà khai thác mạng Khả năng hoạt động Theo tiêu chuẩn của riêng Tương thích tiêu chuẩn ITU H323, với các mạng khác từng hãng phát triển cho phép hoạt động giữa các Gateway Chất lượng dịch vụ kém Gần bằng chất lượng thoại qua PSTN Bảng 1.2 Sự phát triển của thoại qua IP Điện thoại Internet không chỉ còn là công nghệ cho giới sử dụng máy tính mà cho cả người sử dụng điện thoại quay vào Gateway.Dịch vụ này được một số nhà khai thác lớn cung cấp và chất lượng thoại không thua kém chất lượng của mạng thoại thông thường,đặc biệt là trên các tuyến quốc tế . Mặc dù vẫn còn một số vấn đề về độ tương thích của các Gateway ,các vấn đề này sẽ sớm được giải quyết khi tiêu chuẩn H.323 của ITU được sử dụng rộng rãi. suốt từ khi các máy tính bắt đầu kết nối vói nhau ,vấn đề các mạng phưc hợp luôn là mối quan tâm của mọi người .Mạng máy tính phát triển bên cạnh mạng điện thoại .Các mạng máy tính và mạng điện thoại song song tồn tại ngay trong cùng một cơ Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 10
  11. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) cấu ,giữa các cơ cấu khác nhau ,và trong mạng rộng WAN .Công nghệ thoại IP không ngay lập tức đe doạ đến mạng điện thoại toàn cầu mà nó sẽ dần thay thế thoại chuyển mạch kênh truyền thống. Sau đây là các ứng dụng của dịch vụ thoại Internet tiêu biểu: 1.2.1 Thoại thông minh Hệ thống điện thoại ngày càng trở nên hữu hiệu : rẻ ,phổ biến ,dễ sử dụng ,cơ động .Nhưng nó hoàn toàn “ngớ ngẩn “.Nó chỉ có 12 phím để điều khiển. Trong những năm gần đây ,người ta đã cố gắng để tạo ra thoại thông minh , đầu tiên là các thoại để bàn ,sau là đến các server .Nhưng mọi có gắng đều thất bại do tồn tại các hệ thống có sẵn. Internet sẽ thay đổi điều này . Kể từ khi Internet phủ khắp toàn cầu ,nó đã sử dụng để tăng thêm tính thông minh cho mạng điện thoại toàn cầu .Giữa máy tính và mạng điện thoại tồn tại một mối liên hệ .Internet cung cấp cách giám sát và điều khiển cuộc gọi một cách tiện lợi hơn. Chúng ta có thể thấy được khả năng kiểm soát và điều khiển các cuộc thoại thông qua mạng Internet . 1.2.2 Dịch vụ tính cước cho bị gọi Thoại Internet giúp bạn có khả năng cung cấp dịch vụ tính cước cho bị gọi đến các khách hàng nước ngoài cũng giống như khách hàng trong nước. Để thực hiện được điều này ,bạn chỉ cần PC với hệ điều hành Window98 (hoặc Window 2000) ,địa chỉ kết nối Internet (tốc độ 28,8 kbps hoặc nhanh hơn ),và chương trình phần mềm chuyển đổi chẳng hạn như Quicknet’s Technologies Internet PhoneJACK. Thay vì gọi qua mạng điện thoại truyền thống ,khác hàng có thể gọi cho bạn qua Internet bằng việc sử dụng chương trình phần mềm chẳng hạn như Internet phone của Vocaltec hoặc Netmeeting của Mỉcrosoft .Với các chương trình phần mềm này ,khách hàng có thể gọi đến công ty của bạn cũng giống như việc họ gọi qua mạng PSTN. Bằng việc sử dụng chương trình chẳng hạn Internet Phone JACK ,bạn cũng có thể xử lý các cuộc gọi cũng giống như xử lý các cuộc gọi khác.Bạn có thể định tuyến các cuộc gọi này tới nhà vận hành ,tới các dịch vụ tự động trả lời ,tới các ACD. Trong thực tế ,hệ thống điện thoại qua Internet và hệ thống điện thoại truyền thống hoàn toàn như nhau. 1.2.3 Dịch vụ Callback Web “Worldwide Web “ đã làm cuộc cách mạng trong cách giao dịch với khách hàng của các doanh nghiệp. Với tất cả các tiềm năng của Web ,điện thoại vẫn là một phương tiện kinh doanh quan trọng trong nhiều nước. Điện thoại Web hay “bấm số “ (ckick to dial ) cho phép các nhà doanh nghiệp có thể dưa thêm các phím bấm lên trang Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 11
  12. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) Web để kết nối tới hệ thống điện thoại của họ . Dịch vụ bấm số là cách dễ dàng nhất và an toàn nhất để đưa thêm các kênh trực tiếp từ trang Web của bạn vào hệ thống điện thoại. 1.2.4 Dịch vụ fax qua IP Nếu bạn gửi nhiều fax từ PC ,đặc biệt là gửi ra nước ngoài thì việc sử dụng dịch vụ Internet fax sẽ giúp bạn tiết kiệm được tiền và cả kênh thoại. Dịch vụ này sẽ chuyển trực tiếp từ PC của bạn qua kết nối Internet .Hàng năm ,thế giới tốn hơn 30tỷ USD cho việc gửi fax đường dài. Nhưng ngày nay Internet fax đã làm thay đổi điều này .Việc sử dụng Internet không những được mở rng cho thoại mà còn cho cả dịch vụ fax .Một trong những dịch vụ gửi fax được ưa chuộng nhất là comfax . Khi sử dụng dịch vụ thoại và fax qua Internet ,có hai vấn đề cơ bản:  Những người sử dụng dịch vụ thoại qua Internet cần có chương trình phần mềm chẳng hạn Quicknet’s Technologies Internet PhoneJACK .Cấu hình này cung cấp cho người sử dụng khả năng sử dụng thoại Internet thay cho sử dụng điện thoại để bàn truyền thông.  Kết nối một Gateway thoại qua Internet với hệ thống điện thoại hiện hành. Cấu hình này cung cấp dịch vụ thoại qua Internet giống như việc mở rộng hệ thống hiện hành của bạn. 1.2.5 Dịch vụ Call center GateWay call center với công nghệ thoại IP cho các nhà kiểm duyện trang Web với các PC trang bị multimedia kết nối được với bộ phận phân phối các cuộc gọi tự động (ADC) .Một ưu điểm của thoại IP là khả năng kết hợp cả thoại và dữ liệu trên cùng một kênh. 1.3 Thị trường hiện nay Hiện nay ,trên thị trường điện thoại Internet có một số nhà cung cấp dịch vụ lớn bao gồm các nhà vận hành mạng như AT&T ,Deutsche Telekom và Sonera nhưng chủ yếu vẫn là các nhà cung cấp dịch vụ thẻ và bán lại.Điện thoại qua Internet ( Chủ yếu qua mạng Internet công cộng ) có thể giúp các nhà bán lẻ dịch vụ thoại giảm được chi phí tăng lãi .Một số nhà cung cấp chính các loại dịch vụ này là Delta-3 , IDT , và USA GlobalLink .Các nhà cung cấp dịch vụ này không nói rõ dịch vụ của họ là thoại Internet và thường sử dụng tuyến Internet như một tuyến chính nhằm giảm chi phí vì nó là tuyến rẻ nhất. Hàng triệu người không biết là mình đã từng sử dụng điện thoại Internet. Điện thoại Internet cũng tạo cơ hội cho một số hãng mới xâm nhập thị trường như Bestelsmann ở Đức .Đối với các nhà vận hành mạng mới đang triển khai dịch vụ Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 12
  13. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) Internet dung lượng cao,điện thoại Internet là một dịch vụ mới để cung cấp cho khách hàng , doanh nghiệp và cơ sở để tiếp cận thị trường dân cư và SME. Đối với các nhà cung cấp dịch vụ Internet ,đây là một dịch vụ bổ sung làm cơ sở cho việc cạnh tranh và tạo nguồn thu mới. Nhà cung cấp kết Nhà môi giới Nhà vận hành nối toàn cầu mạng trên phạm vi toàn câu Nhà cung cấp ISP& nhà Nhà cung cấp dịch vụ cung cấp truy nhập ntruy nhập ITSP Khách Doanh nghiêp hàng SME &dân cư Hình 1-1 Chuỗi giá trị Một chuỗi giá trị riêng được hình thành trong thế giới điện thoại Internet ,nơi mà các nhà vận hành mạng trên phạm vi toàn cầu và các nhà môi giới dịch vụ cung cấp kết nối ,thông tin cước và quản lý mạng cho các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại Internet có thể không sở hữu mạng truy nhập cho dịch vụ.Điều này làm chô các nhà cung cấp mới thâm nhập thị trường –họ chỉ cần ký với một nhà môi giới ,thíêt lập một POT 24 cổng dùng truy nhập máy chủ chạy Windows NT,sử dụng mạng có sẵn để truy cập dịch vụ ( có thể các nhà vận hành mạng này cũng không biết điều gì đang diễn ra ) và có nguồn thu nhập ngay lập tức.Cho các nhà cung cấp dịch vụ có sở hữu mạng truy Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 13
  14. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) nhập , hoặc đã có khách hàng ,việc trở thành nhà cung cấp dịch vụ điện thoại Internet còn dễ dàng hơn nhiều với chỉ một ít đầu tư và thời gian Mặc dù hiện còn tương đối nhỏ ( chỉ vài phần trăm của thị trường viễn thông ) , thị trường này đang tăng trưởng nhanh chóng .Sự tăng trưởng này được thúc đẩy do giá cả và đặc biệt đối với một số tuyến .Nó đặc biệt thành công cho các tuyến kết nối tới các nước nơi mà không mở cửa thị trường viễn thông cho cạnh tranh.ở đây ,các nhà cung cấp dịch vụ thoại Internet có thể lợi dụng các kẽ hở trong quy định hay chỉ đơn thuần hi vọng việc làm của mình không bị để ý.Tuy nhiên,điện thoại Internet không thể cạnh tranh được các thị trường có cạnh tranh mạnh và thừa dung lượng. Điện thoại Internet hiện tác động đáng kể lên thời lượng cuộc gọi ở một số tuyến và tác động này có thể còn tiếp tục tăng. Điện thoại Internet có một số ưu điểm xét trên hiệu quả kỹ thuật và điều này đồng nghĩa với việc cắt giảm phí vận hành :  Mạng IP tự động cắt quãng lặng – gói tin không dược tạo ra khi không có âm thanh .  Mạng IP có độ tin cậy cao Cả hai điều trên cho thấy tính ưu việt của mạng IP so với mạng chuyển mạch kênh ,đặc biệt khả năng tiết kiệm dung lượng và cắt giảm chi phí ,tài nguyên dư thừa .Tuy nhiên ,để điện thoại Internet có thể chiếm lĩnh được thị trường thoại ,cần thiết phải thay đổi toàn bộ cấu trúc của thị trường Internet . 4000 IP 3500 telephony 3000 2500 Resale 2000 and call 1500 back 1000 PSTN 500 0 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 14
  15. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) Hình 1-2 Thời lượng cuộc gọi từ USA đến JAPAN 1998- 2000(Analysys,1998) 1.4 Xu hướng thị trường thoại Internet trong tương lai Cứ mỗi năm trong suốt thập kỷ vừa qua ,Internet lại tăng gấp đôi quy mô của nó . Trong các công ty nghiên cứu thị trường Internet ,thì có một nhận định thống nhất là tổng doanh số bán trong năm 1996 là từ 2 tỷ đến 3 tỷ USD .Mục tiêu đặt ra là thị trường sẽ tăng trưởng rộng lớn với dao động từ 110% đến 175% .Forrester dự đoán là đến năm 2001 ,trị giá giao dịch sẽ đạt ở mức 327 tỷ USD,Active Media là 314 tỷ USD... Theo ý kiến của Kelly của ITU ,thị trường giao dịch thoại quốc tế được phân thành 3 lĩnh vực sau: Giữa các quốc gia ,những tập đoàn quốc tế như Concert .Global One và AT&T- Unisource sẽ chào bán thiết bị kết nối đầu cuối đến đầu cuối (end to end) .Những tập đoàn này sẽ phải đối mặt với sự cạnh tranh ngày càng tăng lên từ phía dịch vụ thoại Internet ,từ các chủ các phương tiện quốc tế ( chẳng hạn như người điều hành vệ tinh ,các nhà điều hành cáp tư nhân ...) bán trực tiêp cho khách hàng và từ phía các thị trường giao ngay với mức giá bán lại. Đối với các cuộc gọi gốc ,cạnh tranh sẽ ngày càng trở lên gay gắt bỏi những người mới thâm nhập thị trường như các call –back, thoại Internet ,và những người bán lại thông qua việc kêu gọi sử dụng card và bản quyền. Đối với những đầu cuối cuộc gọi ,cạnh tranh sẽ bị chậm lại bởi vì các nhà độc quyền trước kia sẽ tiếp tục thống trị và định ra các mức giá cho các cuộc gọi quốc tế .Vị trí độc quyền của họ sẽ bị suy yếu một cách chậm chạp nên sẽ phải mất một thời gian dài và một lượng đầu tư đáng kể để triển khai các mạng mới. Do vậy PTO vẫn định giá cao nhất mà họ có thể cho các đầu cuối cuộc gọi khi mà họ vẫn đang ở vị trí độc quyền . Theo ITU , thì việc kiểm tra khả năng tồn tại của thoại Internet và việc triển khai nó một cách rộng rãi là cách tốt nhất .Thậm chí các nhà cung cấp dịch vụ thoại Internet hoặc các công ty phát triển phần mềm đều có thể mua các ISP. Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 15
  16. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) Do ưu điểm giá thành rẻ và các dịch vụ mở rộng như đã trình bày ở trên , dịch vụ thoại Internet đã và đang tạo ra một thị trường rộng lớn gồm mọi đối tượng sử dụng như: các thuê bao gia đình ,các doanh nghiệp ,các tổ chức và các cơ quan nhà nước...  Theo dự báo của IDC ,số các giao dịch quốc tế theo phương pháp truyền thống sẽ đạt 79 tỷ phút vào cuối năm 1999, và hằng năm sẽ tăng 15%.Theo nhận định của ông Fischer thì tổng giá trị giao dịch trên thị trường là 60 tỷ USD . Các nguồn tin tương tự cũng cho biết ,giao dịch qua Internet ngày nay đạt 198 triệu phút và sẽ tăng lên ở mức 220% hàng năm.  Dự đoán thị trường sẽ đạt ở mức 600 triệu USD vào cuối năm 1999.Khi đó có hơn 16 triệu người sử dụng. Tổng giá trị giao dịch qua thị trường thoại qua Internet dự đoán đạt mức 1.89 tỷ USD vào cuối năm 2001. Theo Frost & Sullivan thị trường sẽ đạt mức tăng trưởng hàng năm là 149% trong 5 năm liền  Dự báo trong năm 2000 ,một số bộ phận lớn dân cư sẽ sử dụng thoại Internet .Chủ tịch kiêm giám đốc điều hành RSL COM ,Itzhak Fischer dự báo rằng đến năm 2000 sẽ có 15% cuộc gọi thoại quốc tế được tiến hành qua Internet ,và một số người cho rằng đến năm 2005 con số này sẽ tăng lên 34% .Phillip Tarifica cũng báo cáo rằng số người sử dụng thoại truyền thống sẽ giảm do sử dụng Email và thoại qua Internet .  Thị trường điện thoại Internet sẽ tăng trưởng và đạt doanh thu cỡ 2,7 tỷ USD vào năm 2002 (Mc Kinsey Telecom Practice ). Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 16
  17. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) Chapter 2 CH¦¥NG2 Công nghệ cơ sở 2.1 Kỹ thuật nén tín hiệu thoại 2.1.1 Tổng quan Trong mạng điện thoại thông thường tín hiệu được mã hoá theo luật A hoặc luật  với tốc độ 64kbs .Với cách mã hoá này ,cho phép khôi phục một cách tương đối trung thực các âm thanh trong giải tần tiếng nói .Tuy nhiên trong một số ứng dụng đặc biệt yêu cầu truyền âm thanh với tốc độ thấp hơn ví dụ như truyền tín hiệu thoại trên Internet .Từ đó đã xuất hiện một số kỹ thuật mã hoá và nén tín hiệu tiếng nó xuống tốc độ thấp cụ thể như G.723.1,G.729A,GSM... Về cơ bản các bộ mã hoá tiếng nói có ba loại :mã hoá dạng sóng (waveform) ,mã hoá nguồn (source)và mã hoá lai (hybrid) (có nghĩa là kết hợp cả hai loại mã hoá dạng trên ). Nguyên lý của mã hoá dạng sóng là mã hoá dạng sóng của tiếng nói.Tại phía phát ,bộ mã hóa sẽ nhận các tín hiệu nói tương tự liên tục và mã thành tín hiệu số trước khi truyền đi.Tại phía thu sẽ làm nhiệm vụ ngược lại để khôi phục tín hiệu tiếng nói.Khi không có lỗi truyền dẫn thì dạng sóng của tiếng nói khôi phục sẽ rất giống với dạng sóng tiếng nói gốc.Cơ sở của bộ mã hoá dạng sóng là :nếu người nghe nhận được một bản sao dạng sóng của tiếng nói gốc thì chất lượng âm thanh sẽ rất tuyệt vời.Tuy nhiên , trong thực tế,qúa trình mã hoá lại sinh ra tạp âm lượng tử (mà thực chất là một dạng méo dạng sóng ),song do tạp âm lượng tử này thường đủ nhỏ để không ảnh hưởng đến chất lượng tiếng nói thu được.Ưu điểm của bộ mã hoá loại này là :độ phức tạp,giá thành thiết kế ,độ chễ và công suất tiêu thụ thấp.Người ta có thể áp dụng chúng để mã các tín hiệu khác như: tín hiệu báo hiệu,số liệu ở giải âm thanh...và đặc biệt với những thiết bị ở điều kiện nhất định thì chúng còn có khả năng mã hoá được cả tín hiệu âm nhạc .Bộ mã hoá dạng sóng đơn giản nhất là điều chế xung mã (PCM).điều chế Delta (DM)...Tuy nhiên , nhược điểm của bộ mã hoá dạng sóng là không tạo được tiếng nói chất lượng cao tại tốc độ bit dưới 16 kbps ,mà điều này được khắc phục ở bộ mã hoá nguồn.Nguyên lý bộ mã hoá nguồn là mã hóa kiểu phát âm(vocoder),ví dụ như bộ mã hoá dự báo tuyến tính (LPC).Các bộ mã hoá này có thể thực hiện được tại tôc độ bít cõ 2 Kbps .Hạn chế chủ yếu của mã hoá kiểu phát âm LPC là giả thiết rằng: tín hiệu tiếng nói bao gồm cả âm hữu thanh và vô thanh.Do đó ,đối với âm hữu thanh thì nguồn kích Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 17
  18. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) thích bộ máy phát âm sẽ là một dãy xung ,còn đối với các âm vô thanh thì nó sẽ là một nguồn nhiễu ngẫu nhiên.Trong thực tế , có rất nhiều cách để kích thích cơ quan phát âm .Và để đơn giản hoá,người ta giả thiết rằng chỉ có một điểm kích thích trong toàn bộ giai đoạn lên giọng của tiếng nói ,dù cho đó là âm hữu thanh hay vô thanh. Vào năm 1982 .Atal đã đề ra một mô hình mới về kích thích ,được gọi là kích thích đa xung.Trong mô hình này ,không cần biết trước đó là âm hữu thanh hay vô thanh ,đó có phải là giai đoạn lên giọng hay không.Sự kích thích được mô hình hoá bởi một số xung (thông thường là 3 xung trên 5ms ) có biên độ và vị trí được xác định bằng cực tiểu hoá sai lệch ,có tính đến trọng số thụ cảm ,giữa tiếng nói gốc và tiếng nói tổng hợp.Việc đưa ra mô hình này đã tạo lên một sự chú ý to lớn và đó là mô hình đầu tiên của một thế hệ mới của các bộ mã hoá tiếng nó phân tích bằng tổng hợp.Chúng có khả năng cho tiếng nói chất lượng cao tại tốc độ bit quanh 10 kbps và có thể đến tận 4,8 kbps.Tín hiệu kích thích sẽ được tối ưu hoá một cách kỹ lưỡng và người ta sử dụng kỹ thuật mã hoá dạng sóng để mã hoá tín hiệu kích thích này một cách có hiệu quả..Hình 2.1 đưa ra mô hình tổng quát của mã hoá tiếng nói theo phương pháp LPC phân tích tổng hợp. TiÕng nãi gèc Bé t¹o tÝn hiÖu u(n) S*(n) e(n) TÝnh träng ew(n) Bé läc tæng hîp kÝch thÝch sè sai sè Cùc tiÓu ho¸ sai sè a/ Bé m· ho¸ S* (n) TiÐng nãi t«ng hîp Bé t¹o tÝn hiÖu Bé läc tæng hîp kÝch thÝch b/ Bé Gi¶i m· Hình 2-1 Mô hình mã hoá tiếng nói LPC phân tích bằng tổng hợp Trong đó u(n) :tín hiệu kích thích Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 18
  19. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) S*(n): :tín hiệu tiếng nói tổng hợp S(n) : Tín hiệu tiếng nói gốc Ew(n ) :tín hiệu sai số Mô hình bao gồm 3 phần chính:  Phần thứ nhất : Bộ lọc tổng hợp LPC ,là bộ lọc toàn cục biến đổi theo thời gian để mô hình hoá đường bao phổ ngắn hạn của dạng sóng tiếng nói .Đầu ra của nộ lọc tổng hợp là tín hiệu nói tổng hợp.  Phần thứ 2 : Bộ tạo kích thích .Bộ này sẽ cho ra dãy kích thích cấp cho bộ lọc tổng hợp để tạo ra tiếng nói tái tạo ở máy thu.Việc kích thích sẽ được tối ưu hoá bằng các cực tiểu hoá sai lệch,các tính trọng số thụ cảm,giữa tiếng nói gốc và tiếng nói tổng hợp.  Phần thứ 3 : Thur tục được sử dụng trong việc tối thiểu hoá sai lệch (Gồm 2 khối :tính trọng số sai số và cực tiểu hoá sai số). Tiêu chuẩn cục tiểu hoá sai lệch được sử dụng rộng rãi nhất là sai lệch bình phương trung bình (mes:mean squared error).Trong mô hình này ,tiêu chuẩn cực tiểu hoá sai số được sử dụng là :tín hiệu sai lệch ew(n) được đưa qua một bộ lọc đánh giá trọng số sai số ,có tính trọng số thụ cảm ,và bộ lọc này sẽ tạo dạng phổ tạp âm theo một cách nào đó để công suất tín hiệu sẽ tập chung nhất tại các tần số formant của phổ tiếng nói. Thủ tục mã hoá :bao gồm 2 bước :bước 1 :thông số của bộ lọc tổng hợp được xác định từ mẫu tiếng nói.Bước 2 :dãy kích thích tối ưu đối với bộ lọc này được xác định bằng cách cực tiểu hoá sai số,có tính trọng số thụ cảm ,giữa tiếng nói gốc và tiếng nói tổng hợp.Khoảng thời gian tối ưu hoá kích thích khoảng 47.5 ms, thấp hơn khung thời gian cập nhật thông số LPC.Khung tiếng nó được chia thành nhiều khung con ,việc kích thích được xác định riêng rẽ cho từng khung con .Các tham số của bộ lọc và tín hiệu kích thích sẽ được lượng tử hoá trước khi gửi đến phía thu Thủ tục giải mã :Cho tín hiệu kích thích đã được giải mã qua bộ lọc tổng hợp để tiếng nói được khôi phục. Có rất nhiều phương pháp mô hình hoá sự kích thích:Phương pháp kích thích đa xung (MPE),phương pháp kích thích xung đều (RPE),phương pháp dự đoán tuyến tính kích thích mã (CELP).ở đây em chỉ đề cập đến phương pháp dự đoán tuyến tính kích thích mã CELP. Hiện nay phương pháp này đã trở thành công nghệ chủ yếu cho mã hoá tiếng nói tốc độ thấp. Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 19
  20. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ điện thoại trên Internet ( Internet Telephony) 2.1.2 Nguyên lý chung của bộ mã hoá CELP Tín hiệu kích thích là một mục từ của một bảng mã rất lớn được phân bố một cách ngẫu nhiên . Sơ đồ nguyên lý của phương pháp tổng hợp CELP được đưa ra trong hình 2.2 B¶ng m· thÝch øng KhuÕch ®¹i u(n) S*(n) TiÕng nãi tæng hîp Bé läc tæng h¬p TrÔ khung con KhuÕch ®¹i B¶ng m· ngÉu nhiªn Hình 2-2 Sơ đồ nguyên lý của phương pháp tổng hợp CELP Tại phía phát :Các tham số của bộ lọc tổng hợp cùng tăng ích và độ trễ của các bảng mã (bao gồm bảng mã thích ứng và bảng mã ngẫu nhiên )được truyền đi .Tại phía thu :cũng sử dụng những bảng thích ứng và ngẫu nhiên như thế để xác định tín hiệu kích thích tại lối vào bộ lọc tổng hợp LPC để tạo tiếng nói tổng hợp. Bảng mã kích thích gồm L từ mã (là các véc tơ ngẫu nhiên ) có độ dài N mẫu (thông thường L=1024,N=40 mẫu ứng với một khung kích thích 5ms) .Bằng cách tìm kiếm triệt để toàn bộ bảng mã ngẫu nhiên người ta sẽ chọn được tín hiệu kích thích của một khung tiếng nói dài N mẫu.Bộ lọc tổng hợp đã tính trọng số được cho bởi : P w( z )  1 / A( z /  )  1 /(1   (a k  k z  k ) k 1 Phạm Việt Dũng lớp DTTH1 K40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản