intTypePromotion=3

Đề tài “ Tổng quan về VoIP và ứng dụng của VoIP trong mạng WiFi, mô hình ứng dụng trong trường Đại học Bách Khoa Hà Nội”

Chia sẻ: Mai Chi Linh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:79

0
204
lượt xem
89
download

Đề tài “ Tổng quan về VoIP và ứng dụng của VoIP trong mạng WiFi, mô hình ứng dụng trong trường Đại học Bách Khoa Hà Nội”

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

Mạng không dây hiện nay đã tìm được sự ứng dụng rộng rãi trong công nghệ viễn thông. Lịch sử của mạng không dây bắt đầu từ liên kết hồng ngoại, sau đó là Bluetooth và ngày nay đó là WiFi, Wimax. WiFi hay mạng 802.11 là hệ thống mạng không dây sử dụng sóng vô tuyến cũng giống như điện thoại di động, radio hay sóng truyền hình để liên kết mạng nội bộ. Hệ thống cho phép truy cập Internet tại những khu vực có sóng, hoàn toàn không cần đến cáp nối. Ngoài các điểm kết nối...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đề tài “ Tổng quan về VoIP và ứng dụng của VoIP trong mạng WiFi, mô hình ứng dụng trong trường Đại học Bách Khoa Hà Nội”

  1. Lêi nãi ®Çu §å ¸n tèt nghiÖp LỜI NÓI ĐẦU Mạng không dây hiện nay đã tìm được sự ứng dụng rộng rãi trong công nghệ viễn thông. Lịch sử của mạng không dây bắt đầu từ liên kết hồng ngoại, sau đó là Bluetooth và ngày nay đó là WiFi, Wimax. WiFi hay mạng 802.11 là hệ thống mạng không dây sử dụng sóng vô tuyến cũng giống như điện thoại di động, radio hay sóng truyền hình để liên kết mạng nội bộ. Hệ thống cho phép truy cập Internet tại những khu vực có sóng, hoàn toàn không cần đến cáp nối. Ngoài các điểm kết nối công cộng (hotspots), WiFi có thể được thiết lập ngay tại nhà riêng. Ở Việt Nam, mạng không dây wifi đã bắt đầu phát triển mạnh ở những thành phố lớn như Hà nội, Thành phố Hồ Chí Minh. Xuất phát từ thực tế đó trong đồ án này em xin phép trình bày về công nghệ WiFi, các chuẩn, phương pháp kỹ thuật, bảo mật… trong WiFi và ứng dụng của công nghệ VoIP trong mạng WiFi(VoIP over WLAN – VoWLAN, hay VoFi – VoIP over WiFi). Để hoàn thành đồ án lần này em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn ThS.Đỗ Đình Hưng, các thầy cô giáo giảng dạy trong trường Đại học Bách khoa Hà Nội, anh Thành - Kỹ thuật viên mạng không dây Công ty Cổ phần Công ngh ệ quốc tế Intekco và các thầy cô, bạn bè đã giúp đỡ về kiến thức cũng như cung cấp tài liệu để em hoàn thành đồ án. Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 3
  2. Tãm t¾t ®å ¸n §å ¸n tèt nghiÖp TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án chủ yếu tập chung vào tìm hiểu về công nghệ VoIP, mạng không dây WiFi và VoIP over WiFi (Gọi điện thoại trên giao thức Internet thực hiện trên mạng nội bộ không dây). Nội dung đồ án bao gồm khái niệm chung, các giao thức báo hiệu, định tuyến, vận chuyển được sử dụng trong VoIP. Đồng thời, đồ án cũng đi vào tìm hiểu về mạng không dây WiFi nhằm giải quyết vấn đề về đưa ứng dụng của công nghệ VoIP vào mạng WiFi. Để tìm hiểu rõ hơn về công nghệ này, đồ án đưa ra một ứng dụng thực tế của công nghệ VoIP over WiFi trong trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Trong đó có những mô hình kết nối cụ thể trong các từng khu vực khác nhau như thư viện, lớp học, phòng họp… Trong giới hạn của đồ án, các mô hình đưa ra chưa chỉ mới dừng lại ở mức lý thuyết chưa có tính cụ thể để có thể đưa vào triển khai ngay được. Các mô hình này sẽ tiếp tục được phát triển để sớm được ứng dụng trong thực tế. THESIS SUMMARY This thesis mainly focuses on stutying about VoIP technology, WiFi Network and VoIP over WiFi (Voice over Internet Protocol over Wireless Local Area Network) The content of this thesis includes: general definitions, signalings, routing, transport protocols used in VoIP network. Beside, this thesis also studies about wireless LAN to dedicate the application of VoIP technology and WiFi network. For further studies about usues of this technology, this thesis offers an application of VoIP technology over Wifi in Hanoi University of Technology, in which includes some certain combination models in various areas such as: library, classrooms, meeting rooms… In the scope of my thesis, the offered models are only in studying without deployment. These need to be impoved further for deploying in the future. Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 4
  3. Môc lôc §å ¸n tèt nghiÖp MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................ 3 TÓM TẮT ĐỒ ÁN................................................................................................. 4 MỤC LỤC............................................................................................................. 5 DANH SÁCH HÌNH VẼ......................................................................................... 7 DANH SÁCH BẢNG BIỂU.................................................................................... 8 DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT....................................................................... 10 MỞ ĐẦU............................................................................................................. 12 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VOIP.................................................................. 14 1.1 Giới thiệu về mạng VoIP:......................................................................................14 1.2. Các phần tử trong mạng VoIP:.............................................................................19 1.3. Cấu trúc kết nối mạng điện thoại IP...................................................................20 1.4 VoIP làm việc thế nào?........................................................................................... 21 1.5. Các giao thức liên quan đến công nghệ VoIP......................................................22 1.6 Kết luận................................................................................................................... 31 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG VOIP TRONG MẠNG WIFI........................................ 32 2.1 WiFi làm việc như thế nào:....................................................................................32 2.2 Phân lớp điều khiển truy nhập đường truyền (MAC).........................................46 2.3 Vấn đề về bảo mật................................................................................................ 58 2.4 Các vấn đề cần khắc phục trong công nghệ VoIP over Wifi.............................62 2.5 Kết luận:.................................................................................................................. 65 CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VOIP TRONG MẠNG WIFI PHỦ SÓNG CHO TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI....................................................... 66 3.1 Nhu cầu phủ sóng Vo_WiFi trong trường ĐHBK Hà nội...................................66 3.2 Mô hình phủ sóng....................................................................................................66 3.3 Kết luận: ................................................................................................................. 79 KẾT LUẬN.......................................................................................................... 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 81 Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 5
  4. Môc lôc §å ¸n tèt nghiÖp Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 6
  5. Danh s¸ch h×nh vÏ §å ¸n tèt nghiÖp DANH SÁCH HÌNH VẼ Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 7
  6. Danh s¸ch b¶ng biÓu §å ¸n tèt nghiÖp DANH SÁCH BẢNG BIỂU BẢNG 1-1: CÁC THÀNH PHẦN VÀ CHUẨN CỦA GIAO THỨC H.323..............23 BẢNG 2-2: CÁC CHUẨN TRONG IEEE 802.11..................................................35 BẢNG 2-3: CÁC CHUẨN KHÁC TRONG IEEE 802.11......................................36 BẢNG 2-4: TRẠNG THÁI PHA SAU ĐIỀU CHẾ QPSK......................................38 BẢNG 2-5: IEEE 802.11 CÁC DỊCH VỤ MAC VÀ TÁC NHÂN...........................47 BẢNG 2-6: BẢNG SỰ TÍCH LUỸ CỦA TRỄ.......................................................63 BẢNG 3-7: THÔNG SỐ KỸ THUẬT....................................................................67 Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 8
  7. Danh s¸ch b¶ng biÓu §å ¸n tèt nghiÖp Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 9
  8. Danh s¸ch c¸c tõ viªt t¾t §å ¸n tèt nghiÖp DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT VoIP Voice over Internet Protocol Gọi điện trên giao thức Internet WiFi Wireless Fidelity Mạng không dây WiFi Worldwide Interoperability for Hệ thống truy nhập vi ba tương Wimax Microwave Access tác toàn cầu WLAN Wireless Local Area Network Mạng cục bộ không dây Integrated Services Digital ISDN Mạng số các Dịch vụ Tích hợp Network Asymmetric Digital Subscriber Đường dây thuê bao số bất đối ADSL Line xứng LAN Local Area Network Mạng cục bộ QPSK Quadrature phase-shift keying Khóa chuyển dịch pha vuông góc Public Switched Telephone Mạng điện thoại chuyển mạch PSTN Network công cộng IP Internet Protocol Giao thức Internet GW Gateway Cổng nối QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ PC Personal Computer Máy tính cá nhân International Telecomunication ITU Liên Minh Viễn Thông Quốc Tế Union SIP Session Initiation Protocol Giao thức Khởi tạo Phiên RTP Real-Time Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian thực UA User Agent Tác nhân người dùng Lightweight Directory Access Giao thức truy cập thư mục đơn LDAP Protocol giản MCU Multipoint Conference Unit Đơn vị điều khiển đa điểm CSN Circuit Switched Network Mạng chuyển mạch Chế độ truyền không đồng bộ ATM (Asynchronous transfer mode ATM Giao thức điều khiển cổng đường MGCP Media Gateway Control Protocol truyền Giao thức bên trong cổng liên IGPs Interior Gateway Protocol mạng RIP Routing Information Protocol Giao thức thông tin định tuyến Giao thức tìm đường ngắn nhất OSPF Open Shortest Path First trước Giao thức bên ngoài cổng liên EGP Exterior Gateway Protocol mạng BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng biên RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dự trữ tài nguyên Real-time Transport Control Giao thức điều khiển truyền tải RTCP Protocol thời gian thực UDP User Data Protocol Giao thức dữ liệu người dùng Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 10
  9. Danh s¸ch c¸c tõ viªt t¾t §å ¸n tèt nghiÖp WBS Wireless Base Station Trạm gốc không dây BS Basic Station Trạm cơ sở MS Mobile Station Trạm di động AP Access Point Điểm truy cập CPE (Customer Premise Equipment Khối giao tiếp người sử dụng Institute of electrical and IEEE Viện Kỹ thuật điện và điện tử electronic Engineers CDMA Code Division Multiplex Access Đa truy cập phân chia theo mã Orthogonal Frequency Division Ghép kênh phân chia theo tần số OFDM Multiplexing trực giao Frequency Hopping spread FHSS Trải phổ nhảy tần system DSSS Direct Sequence Spread System Trải phổ trực tiếp SNR Signal Noise Tỉ số tín hiệu trên nhiễu BEP Bit Error Probability Xác suất lỗi bit AWGN Additive White Gaussuan Noise Nhiễu tạp âm trắng Kiểm soát môi trường truyền MAC Medium Access Control thông PHY Physical Lớp vật lý OSI Open Systems Interconnection Mô hình liên kết các hệ thống mở DCF Distribute Coordination Function Hàm kết hợp phân tán PCF Point Coordination Function Hàm kết hợp điểm Tổ chức thâm nhập nhiều mối CSMA Carrer Sesnse Multiple Access bằng cảm nhận sóng mang Tổ chức thâm nhập nhiều mối Carrer Sesnse Multiple Access CSMA /CD bằng cảm nhận sóng mang có dò with Collision Detection xung đột Tổ chức thâm nhập nhiều mối Carrer Sesnse Multiple Access CSMA/CA bằng cảm nhận sóng mang tránh with Collision Avoidance xung đột RTS Request To Send Hỏi trước khi gửi CTS Clear To Send Xóa trước khi gửi ACK Acknowledgement Cơ chế báo nhận Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 11
  10. Më ®Çu §å ¸n tèt nghiÖp MỞ ĐẦU Trên thế giới, công nghệ điện thoại trên nền IP, vốn đã được thương mại hóa từ năm 1995 với các lợi thế như giá cước thấp, chất lượng dịch vụ có thể chấp nhận được, đã làm nhiều nhà kinh doanh viễn thông quan tâm một cách đ ặc biệt. Do đó, việc truyền thông qua các mạng dữ liệu gói như IP đã và đang tr ở thành một chiến lược được ưu tiên phát triển của nhiều công ty viễn thông Theo dự đoán của các chuyên gia thì lưu lượng dữ liệu sẽ sớm vượt quá lưu lượng điện thoại truyền thống và ngày càng có nhiều công ty nhận ra sự hữu ích của việc truyền tải thoại thời gian thực qua các mạng IP để hạ thấp chi phí điện thoại và fax, chuẩn bị cho các ứng dụng đa phương tiện cao cấp. Cung cấp điện thoại chất lượng cao qua các mạng IP là bước then chốt để hội tụ các dịch vụ truyền thông thoại, fax, video, và dữ liệu. Công nghệ thoại VoIP hiện nay đã được thử thách khả thi, cuộc đua đã sẵn sàng để đưa ra các chuẩn, các thiết kế đầu cuối và các gateway, mở màn cho các dịch vụ trên phạm vi toàn cầu. Mặt khác, kết nối không dây dần đang trở thành xu hướng của thời đ ại phát triển bên cạnh các loại hình kết nối dùng cáp. Ở Việt Nam, WLAN đang được ứng dụng và phát triển mạnh mẽ ở các thành phố lớn như Hà nội, thành phố Hồ Chí Minh… Song song với sự tồn tại của các giải pháp truy nhập mạng truyền thống như: modem thoại (dial-up), ISDN, thuê kênh kết nối trực tiếp (lease-line), ADSL… thì WLAN ra đời đáp ứng cho các hệ thống đòi hỏi băng thông rộng với các dịch vụ yêu cầu tốc độ cao như truyền dữ liệu, truy cập Internet….. Với các tính năng dùng kỹ thuật không dây nên công nghệ này đặc biệt phù hợp với mô hình kết nối các văn phòng, nhà cao tầng… mà việc dùng cáp gặp khó khăn. Sự tiên tiến của mạng WLAN mở ra một định nghĩa hoàn toàn mới về cơ sở hạ tầng mạng. Trong vài năm qua, các lợi ích của mạng không dây đã trở nên rõ ràng hơn, các thiết bị đã có giá cả dễ chịu hơn, dễ mua hơn, triển khai mạng WLAN cũng trở nên thịnh hành hơn. Mạng không dây gia tăng năng suất sử dụng và tiết kiệm tiền vì nó triệt tiêu chi phí đi dây mạng. Ví dụ người s ử d ụng máy tính xách tay có thể kết nối liên tục khi họ di chuyển trong khu làm việc cũng như dễ dàng kết nối vào tài nguyên của mạng cáp thường. Những nhân viên bán hàng Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 12
  11. Më ®Çu §å ¸n tèt nghiÖp có thể truy cập mạng của công ty từ sân bay hay khách sạn nên năng suất lao động của họ tăng rất nhiều. Nhiều nhà phân tích tin tưởng thị trường không dây đã b ắt đầu tới ngưỡng “đại chúng’’, đây là ngưỡng bắt đầu của tăng trưởng tốc độ cao. Tương lai của mạng không dây phụ thuộc vào khả năng kết nối liên tục và an toàn của nhiều loại thiết bị dân dụng như máy tính cá nhân, thiết bị trợ giúp cá nhân, điện thoại, máy in …, sự chuyển đổi qua lại không gián đoạn giữa WLAN và LAN. Sự phát triển nhanh chóng của các ứng dụng không dây di động cũng đang thúc đẩy quá trình này. Đồ án này em lựa chọn mang tên “ Tổng quan về VoIP và ứng dụng của VoIP trong mạng WiFi, mô hình ứng dụng trong trường Đại học Bách Khoa Hà Nội” sẽ nghiên cứu về VoIP, WiFi và ứng dụng của VoIP trong mạng WiFi. Do trình độ và kiến thức còn ít nên đồ án còn nhiều hạn chế, đồ án chỉ tập chung để đưa ra mô hình tổng quan nhất được ứng dụng trong trường. Nội dung chính của đồ án nằm ở 3 chương Chương 1: Tổng quan về VoIP. Chương này nêu lên khái niệm và các giao thức được sử dụng trong mạng VoIP. Từ đó rút ra các kết luận về ưu điểm, nhược điểm của công nghệ VoIP. Chương 2: Ứng dụng của công nghệ VoIP trong mạng WiFi. Trong chương sẽ giải quyết vấn đề về ứng dụng của VoIP over WiFi, các biện pháp kỹ thuật được sử dụng để đưa VoIP vào mạng nội bộ không dây. Chương 3: Mô hình ứng dụng công nghệ VoIP trong mạng WiFi - Phủ sóng trong trường Đại học Bách Khoa Hà nội. Nêu lên một mô hình ứng dụng trong thực tế của VoIP over WiFi. Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 13
  12. Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VoIP Trong cuộc sống hiện đại, điện thoại là một dịch vụ không thể thiếu. Tuy nhiên với mạng điện thoại truyền thống PSTN hiện nay, người dùng phải chịu chi phí rất cao cho các cuộc gọi đường dài, đặc biệt là các cuộc gọi quốc tế. VoIP là một trong những công nghệ cho phép truyền tín hiệu thoại qua mạng IP, do đo giảm được chi phí cuộc gọi, sử dụng băng thông một cách hiệu quả đồng thời tận dụng được các thế mạnh của một hệ thống tích hợp. Trong chương này sẽ giới thiệu tổng quan về VoIP; định nghĩa, các phần tử, cấu trúc kết nối và các giao thức được sử dụng trong công nghệ VoIP. 1.1 Giới thiệu về mạng VoIP: 1.1.1 Mạng PSTN: Để hiểu được mạng VoIP trước hết ta hãy qua lại mạng điện thoại truyền thống PSTN. Mạng này sử dụng truyển mạch kênh và được phát triển từ mạng Analog. Chuyển mạch kênh là phương pháp truyền thông trong đó một kênh truyền dẫn dành riêng được thiết lập giữa hai thiết bị đầu cuối thông qua một hay nhiều nút chuyển mạch trung gian. Dòng thông tin truyền trên kênh này là dòng bit truyền liên tục theo thời gian. Băng thông của kênh dành riêng được đảm bảo và c ố đ ịnh trong quá trình liên lạc, do đó độ trễ thông tin là rất nhỏ, chỉ cỡ thời gian truyền thông tin trên kênh (Propagation time). Hình 1.1: Chuyển mạch kênh Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 14
  13. Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp Trong điện thoại PSTN, tín hiệu thoại nằm trong khoảng 0.4 – 3.3 Khz, được lấy mẫu với tần số 8khz theo Nyquyst sau đó sẽ được lượng tử hóa với 8bit/1mẫu. PSTN thực hiện được tối đa 30 cuộc điện thoại trên một đ ường trung kế số E1 và công suất giới hạn là 64kbits/s/kênh. Mỗi một cuộc gọi cần một kênh riêng biệt được duy trì từ đầu đến cuối cuộc đàm thoại. Ở bên nhận, luồng 64Kbps này được giải mã thành tín hiệu tương tự. Hình 1.2: Mạng điện thoại truyền thống PSTN 1.1.2 Khái niệm chung về VoIP a)Khái nhiệm chung về VoIP VoIP viết tắt của Voice over Internet Protocol - truyền giọng nói trên giao thức IP (hay điện thoại IP, điện thoại Internet) là công nghệ truyền tín hiệu điện thoại qua mạng thông tin sử dụng giao thức TCP/IP. VoIP cũng không hoàn toàn khác với với mạng PSTN. Công nghệ này thực chất là dựa trên chuyển mạch gói nhằm thay thế chuyển mạch kênh trong mạng PSTN. Đầu tiên tín hiệu thoại cũng được lấy mẫu, lượng tử hóa và số hóa. Sau đó thay vì truyền trên các đường Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 15
  14. Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp chuyển mạch, chúng sẽ được nén xuống với tốc độ thấp, đóng gói và truyền lên mạng IP. Tất cả các thông tin được chia sẻ ra và đi theo nhiều đ ường khác nhau, bằng cách đó băng thông được sử dụng một cách có hiệu quả hơn mà không c ần phải cung cấp cho từng kênh riêng lẻ. Mỗi kênh hoặc mỗi đường trung kế cung cấp nhiều khả năng ứng dụng như: số liệu, thoại, fax, video… Các gói tin được truyền liên tục trên kênh cho nên hiệu quả sử dụng kênh được tối ưu hơn. Sự khác nhau giữa VoIP và PSTN:  Khác nhau về kỹ thuật chuyển mạch: Mạng Internet sử dụng phương pháp định tuyến động (Dynamic routing) dựa trên việc đánh địa chỉ không mang tính địa lý (Non-geographic addressing). Ngược lại, mạng PSTN sử dụng phương pháp chuyển mạch tĩnh (Static switching) dựa trên số điện thoại phụ thuộc vị trí của thuê bao (Geographic telephone numbering).  Kiến trúc mạng: Kiến trúc mạng Internet là dạng “phân tán”. Sự thông minh của Internet phân bố trên toàn mạng. Các ứng dụng cung cấp dịch vụ cho mạng là các phần mềm hướng máy khách (client-oriented softwware) và được bố trí khắp nơi trên mạng. Trong khi đó mạng PSTN lại tập trung các phương tiện truyền dẫn và các chương trình điều khiển với nhau tại một vài trung tâm trong mạng. Kiến trúc phân tán của Internet có một ý nghĩa hết sức quan trọng. Nó tạo cho mạng Internet tính linh hoạt trong triển khai và ứng dụng các công nghệ mới. Điều này giải thích cho sự phát triển mạnh mẽ của Internet trong một vài năm gần đây. b)Ưu nhược điểm của VoIP so với ESPN Ưu điểm: • Giảm chi phí cuộc gọi : Đây là ưu điểm nổi bật của điện thoại IP so với điện thoại truyền thống đặc biệt với đối với các cuộc gọi đường dài. Chi phí cho điện thoại IP cho một cuộc gọi đường dài chỉ bằng tri phí truy cập Internet. Tín hiệu thoại truyền tải trong mạng IP có khả năng sử dụng kênh hiệu Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 16
  15. Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp quả cao, đồng thời kỹ thuật nén thoại cho phép giảm tốc độ bit từ 64kbps xuống tới 8kbps. Trong khi đó đối với một cuộc gọi thông thường thông qua mạng PSTN sẽ có một kênh 64kbps được duy trì suốt từ đầu cuối này đến đầu cuối kia thông qua một hệ thống tổng đài, chi phí này đối với một cuộc gọi đường dài là khá lớn. Trong tr ường hợp cuộc gọi được thực hiện qua mạng IP, người sử dụng từ mạng PSTN chỉ phải duy trì kênh 64kbps đến GW của nhà cung cấp dịch vụ tại địa phương. Sau đó, tín hiệu thoại được nén, đóng gói và gửi đi qua mạng IP một cách có hiệu quả nhất để tới được GW nối tới một mạng điện thoại khác có người liên lạc ở đầu kia. Việc kết nối như vậy sẽ giảm đáng kể chi phí cuộc gọi. • Tích hợp mạng thoại, mạng số liệu và mạng báo hiệu: Khác với mạng PSTN chỉ truyền tín hiệu thoại, mạng IP có khả năng tích hợp tín hiệu thoại, số liệu và cả báo hiệu có thể đi chung. Điều này tiết kiệm chi phí đầu tư để xây dựng những mạng riêng rẽ và tiến tới một mạng tích hợp trong tương lai. • Khả năng mutilmedia và đa dịch vụ: Vì mạng IP có khả năng truyền tích hợp cả tín hiệu thoại, số liệu và báo hiệu nên trong khi đàm thoại, người sử dụng có thế vừa nói chuyện vừa sử dụng các dịch vụ khác như truyền file, chia sẻ dữ liệu hay hình ảnh … của người bên kia Nhược điểm: Giao thức Internet (hay các mạng số liệu khác) thực chất không phải đ ược thiết kế để truyền các thông tin thời gian thực như thông tin thoại. Việc truyền tín hiệu thoại trên mạng chuyển mạch gói là rất khó thực hiện do trễ gói, mất gói trên mạng là không tránh khỏi. Để cho chất lượng dịch vụ chấp nhận được, cần phải có một kỹ thuật nén tín hiệu có tỉ số nén lớn, có khả năng tái tạo các gói bị thất lạc. Tốc độ của các bộ mã hoá/giải mã phải nhanh để không làm gián đoạn cuộc đàm thoại. Đồng thời cơ sở hạ tầng mạng cũng phải nâng cấp lên các công Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 17
  16. Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp nghệ mới để có tốc độ cao và phải có một cơ chế thực hiện chức năng QoS (Quality of Service). Ngoài ra còn một số hạn chế của dịch vụ thoại IP so với dịch vụ thoại truyền thống là chất lượng dịch vụ và khả năng truy cập dịch vụ. Hạn chế về chất lượng dịch vụ có nguyên nhân không phải do công nghệ VoIP mà do chính sách về chất lượng được thiết lập trước đó trên mạng Internet: dịch vụ chỉ đ ược cung cấp với “chất lượng tốt nhất có thể” và do đó không đảm bảo hoàn toàn yêu cầu trong truyền tín hiệu thời gian thực. Mức độ phức tạp của mạng cũng như các kết nối mạng cũng là yếu tố quyết định chất lượng dịch vụ. Một yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ thoại IP là do trên mạng Internet, dịch vụ IP phải chia sẻ đường truyền cùng lúc với nhiều dịch vụ khác. Nếu so sánh, một kênh tín hiệu thoại chỉ sử dụng khoảng 30% năng lực trong khi trên Internet tỉ lệ này là 100%. Một ví dụ chất lượng dịch vụ trong mạng VoIP là vấn đề về tiếng vọng. Nếu như trong thoại PSTN do trễ ít nên tiếng vọng không ảnh hưởng nhiều thì trong mạng VoIP, do trễ gói nên tiếng vọng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng thoại. Vì vậy, khử tiếng vọng cũng là một yêu cầu đặt ra với mạng VoIP c)Những vấn đề kỹ thuật cần giải quyết • Chất lượng thoại phải tương đương với PSTN, bất chấp các mạng có các cấp QoS khác nhau. • Mạng IP phải đạt được những chỉ tiêu kỹ thuật cần thiết, bao gồm giảm thiểu các cuộc gọi bị từ chối, sự trễ trên mạng, mất gói và đứt kết nối. Điều này đòi hỏi ngay cả trong tình trạng tắc nghẽn hay khi nhiều người sử dụng phải chia sẻ tài nguyên mạng. • Điều khiển cuộc gọi (báo hiệu): phải làm cho quá trình điều khiển cuộc gọi trở nên trong suốt với người dùng khiến họ không biết đến kỹ thuật nào được sử dụng để thực hiện dịch vụ. • Liên kết dịch vụ PSTN/VoIP bao gồm các GW giữa các môi trường mạng thoại và dữ liệu. Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 18
  17. Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp • Quản lý hệ thống an toàn, địa chỉ hoá và thanh toán phải được cung cấp. Tốt nhất là được hợp nhất với các hệ thống hỗ trợ hoạt động PSTN. 1.2. Các phần tử trong mạng VoIP: 1.2.1. Cổng (Gateway) Gateway có chức năng biến đổi các tín hiệu từ các điện thoại truyền thống (POTS, T1/E1, ISDN các trung kế E&M) sang VoIP và ngược lại. 1.2.2. Thiết bị đầu cuối (Terminal) Thiết bị đầu cuối có thể là một gateway, một điện thoại IP (một máy điện thoại IP là một đầu cuối có sự hỗ trợ VoIP tự nhiên và có thể kết nối trực tiếp tới một mạng IP) hoặc một PC với một giao diện VoIP. 1.2.3. Server Cung cấp các chức năng quản lý và quản trị để hỗ trợ sự định tuyến các cuộc gọi qua mạng IP. Trong một hệ thống dựa trên H.323, server được hiểu như một Gatekeeper. Trong SIP/SDP, Server được hiểu như một server SIP. Trong hệ thống dựa trên MGCP hoặc MEGACO, server này là một Call Agent. Mạng IP có thể là một mạng dùng riêng, một mạng Intranet hay Internet. Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 19
  18. Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp Hình 1.3: Các Phần tử cấu thành mạng VoIP 1.3. Cấu trúc kết nối mạng điện thoại IP Hình 1.3 mô tả các thành phần cơ bản của mạng phục vụ cho dịch vụ thoại Internet. Về cơ bản cấu trúc kết nối trong mạng VoIP có thể chia thành ba loại: - Kết nối PC - PC. - Kết nối PC - Phone. - Kết nối Phone - Phone. 1.3.1. Kết nối PC – PC. Khi thực hiện kết nối PC – PC về mặt hình thức có thể chia làm 2 loại: - Hai PC kết nối thông qua LAN hoặc một mạng IP. - Kết nối giữa một PC trong mạng IP này với một PC trong mạng IP khác thông qua mạng PSTN. Trong mô hình kết nối PC với PC, mỗi máy tính được trang bị một Sound Card, một Microphone, một Speaker và được kết nối trực tiếp với mạng Internet. Mỗi máy tính được cung cấp một địa chỉ IP, khi đó hai máy tính trao đ ổi các tín Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 20
  19. Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp hiệu thoại với nhau thông qua mạng Internet. Các thao tác như l ấy mẫu tín hi ệu âm thanh; mã hoá và giải mã; nén và giải nén tín hiệu đều được thực hiện ở mỗi máy tính của người sử dụng. 1.3.2. Kết nối PC – Phone. Đối với kiểu kết nối PC và máy thoại, do có sự chuyển tiếp từ mạng Internet sang mạng SCN (Switching Circuit Network) nên bao giờ cũng có sự tham gia của Gateway. 1.3.3. Kết nối Phone – Phone. Là mô hình mở rộng của mô hình PC – Phone sử dụng Internet làm phương tiện liên lạc giữa các mạng PSTN. Tất cả các mạng PSTN đều kết nối với mạng Internet thông qua các Gateway gần nhất. Tại Gateway phía phát, địa chỉ sẽ được chuyển đổi từ địa chỉ PSTN sang địa chỉ IP để có thể định tuyến các gói tin đến được mạng đích. Đồng thời Gateway nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu thoại tương tự thành dạng số sau đó mã hoá, nén, đóng gói và gửi qua mạng. Gateway ở phía thu chuyển đổi lại thành địa chỉ PSTN và tín hiệu được giải nén, giải mã chuyển đổi ngược lại thành tín hiệu tương tự gửi vào mạng PSTN đ ến đích. 1.4 VoIP làm việc thế nào? Quá trình xử lý đầu tiên trong hệ thống IP là số hoá âm thoại của người nói, sau đó là nén và loại các tín hiệu không mong muốn. Để làm việc này có hai giai đoạn. Đầu tiên, hệ thống kiểm tra thông tin mới chuyển đến để quyết định xem nó có chứa tín hiệu thoại không, hay chỉ là nhiễu xung quanh và tiến hành loại bỏ các gói không chứa tín hiệu thoại. Tiếp theo, các thuật toán phức tạp được triển khai để giảm lượng thông tin phải chuyển đến phía thu. Các thuật toán dùng đ ể nén tín hiệu gồm: G.723, G.728, G.729. Sau khi nén tín hiệu thoại phải được đóng gói và gắn thêm các giao thức. Trong suốt quá trình tập hợp tín hiệu thoại, do bộ phát phải đợi để gom đủ tín hiệu thoại rồi mới kết hợp chúng thành gói nên sẽ xảy ra hiện tượng tích tr ữ tín hiệu, cộng với việc các gói dữ liệu được truyền qua mạng theo nhiều đường khác nhau nên chúng sẽ không đến đích theo đúng thứ tự dẫn đến hiện tượng tr ễ Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 21
  20. Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp gói trong mạng IP. Ngoài ra đối với điện thoại IP còn xảy ra hiện tượng mất gói nhất là trong thời gian tắc nghẽn do lỗi xảy ra khi truyền. Điều này làm giảm đáng kể chất lượng thoại. Để khắc trễ gói, các gói dữ liệu đến trước sẽ được giữ lại trong một bộ đệm, thời gian dữ liệu bị giữ lại phụ thuộc các đặc tính của mạng. Đối với hiện tượng mất gói, do hệ thống VoIP không thể đợi truyền lại nên một số kỹ thuật sửa lỗi đã ra đời để tạo ra âm thanh lấp vào chỗ trống. Quá trình này sẽ l ưu lại một tỉ lệ tín hiệu thoại được đưa đến trước, sau đó dùng một thuật toán phức tạp để đoán một cách gần đúng nội dung các gói bị mất, tạo ra các thông tin mới để tăng chất lượng thoại. Vì thế âm thanh thu được ở đầu thu tuy không chính xác hoàn toàn như âm thanh truyền đi ban đầu, nhưng cũng có chất lượng tương đối. 1.5. Các giao thức liên quan đến công nghệ VoIP Cũng tương tự như mạng PSTN giao thức được chia làm ba loại: truy nhập, chuyển mạch và vận chuyển thì đối với VoIP đó là báo hiệu, định tuyến và vận chuyển. Trong VoIP, báo hiệu cũng tương tự như chức năng chuyển mạch, nó gồm các giao thức SIP và H.323, thiết lập đường đi cho cuộc đàm thoại hoặc luồng truyền thông. Các giao thức điều khiển cổng như: MGCP và MEGACO nhằm thiết lập điều khiển trạng thái trong truyền thông và trong các cổng báo hiệu. Các giao thức định tuyến UDP và TCP được so sánh với chức năng chuyển mạch trong mạng PSTN, còn RTP tương tự như chức năng vận chuyển. 1.5.1. Giao thức báo hiệu a. Khái niệm Quá trình thiết lập một cuộc gọi VoIP gần như thiết lập một cuộc gọi chuyển mạch trong mạng PSTN. Một cổng truyền thông được tải xuống với các thông số cho phép mã hoá luồng truyền thông thích hợp và cho phép sử dụng các đặc tính của mạng điện thoại. Báo hiệu sẽ thiết lập một mạch ảo trên mạng. Tín hiệu báo hiệu độc lập với luồng thông tin, nó xác định môi trường đ ược sử dụng cho cuộc gọi, báo hiệu cùng tồn tại trong suốt cuộc gọi. Hiện nay hai giao thức báo hiệu cùng được sử dụng phổ biến trong VoIP là SIP và H.323. i/ Giao thức H.323 Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47 22

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản