Thoại trên mạng VOI IP (voice over IP - VOIP)

Thoại trên mạng VOI IP (voice over IP - VOIP)

thoại trên mạng IP (voice over IP - VOIP) (Nhóm nghiên cứu: Voice Over IPHớng dẫn: ThS. Nguyễn Tô ĐôngThực hiện : Kim Thanh Tùng -Lơng Ngọc Tuấn ĐT2-K41)Truyền thông trên các mạng chuyển mạch gói nh IP, ATM, và Frame Relay đã trở thành chiến lợc đợc a chuộng cho cả các công ty lẫn các nhà hoạch định mạng công cộng. Chính vì thế, ngày càng nhiều công ty đ nhìn thấy giá trịã của việc truyền voice trên mạng IP để giảm giá cớc điện thoại và giá cớc fax đồng thời đặt nền cho các ứng dụng multimedia nâng cao. Cung cấp dịch vụ thoại chất lợng cao trên mạng IP là một bớc đi bản lề cho sự hợp nhất thoại, fax, video, và các dịch vụ viễn thông khác. Hỗ trợ giao tiếp thoại sử dụng giao thức Internet (IP), hay VoIP, trở nên rất hấp dẫn vì nó cung cấp một giá cớc thấp, đồng hạng. Thực tế, giá cớc cuộc gọi trên IP đang trở thành một trong những yếu tố bản lề dẫn tới sự hợp nhất của công nghệ truyền thông thoại, video và dữ liệu. Sự khả thi trong việc truyền thoại và các tín hiệu cuộc gọi trên mạng Internet đã đợc chứng thực nh-ng việc mang lại các sản phẩm chất lợng cao, thiết lập các dịch vụ công cộng, cũng nh thuyết phục ngời sử dụng dùng chúng thì mới chỉ bắt đầu.VoIP có thể đợc định nghĩa là khả năng gọi điện thoại và gửi FAX trên mạng dữ liệu nền IP với một chất lợng dịch vụ (QoS) phù hợp và một giá cớc rẻ hơn. Các nhà sản xuất thiết bị nhìn thấy ở VoIP một cơ hội mới để đổi mới và cạnh tranh. Sự thách thức với họ là biến khả năng này trở thành hiện thực bằng cách phát triển các thiết bị hỗ trợ VoIP. Với các ISP, khả năng giới thiệu dịch vụ mới đồng thời tăng cờng hiệu suất sử dụng đờng truyền là rất hấp dẫn. Với ngời sử dụng, họ sẽ đợc hởng lợi từ các ứng dụng kết hợp thoại/dữ liệu cũng nh các lợi ích kinh tế.ứng dụng và lợi ích của VoIPVoIP có thể đợc áp dụng cho gần nh mọi yêu cầu của giao tiếp thoại, từ một cuộc đàm thoại đơn giản cho đến một cuộc hội nghị nhiều ngời sử dụng phức tạp. Chất lợng âm thanh đợc truyền cũng có thể biến đổi tuỳ theo ứng dụng. Ta có thể xem xét một số ví dụ về ứng dụng củaVoIP: Cổng PSTN (gate way): Sự liên kết của mạng Internet với PSTN có thể đợc hoàn thành nhờ gateway, hoặc khả năng này đợc tích hợp vào một PBX (trở thành iPBX) hoặc đợc cung cấp nh một thiết bị độc lập. Điện thoại truy nhập Internet: Điện thoại thông thờng (cố định hoặc di động) có thể đợc bổ sung để phục vụ nh một thiết bị truy nhập Internet trong khi vẫn cung cấp tính năng thoại thông thờng. Dịch vụ danh bạ, chẳng hạn, có thể đ-ợc truy nhập qua Internet bằng cách gửi đi tên họ của một ngời và nhận về số điện thoại của ngời đó dới dang âm thanh hoặc chữ số.Trung kế liên văn phòng trên mạng intranet: Sự thay thế các đờng trung kế giữa các PBX của các công ty sử dụng liên kết Intranet sẽ giúp tăng cờng quy Chuyển mạch quang dùng cách tử phản xạ Bragg Chuyển mạch quang dùng giao thoa kế mạch ZenderGiới thiệu ngôn ngữ mô phỏng phần cứng VHDLNguyên lý của kỹ thuật OFDMThoại trên mạng IP (Voice over IP- VOIP)Khuếch đại quang sợi pha tạp Pr (PDFA), Nd (NDFA) cho b ớc sóng 1300nm sử dụng trong thông tin quang và khả năng ứng dụngNghiên cứu sử dụng máy tính cá nhân làm thiết bị cuối ATMPhần mềm mô phỏng PTOLEMYĐố vui khoa học mô và hợp nhất các phơng tiện mạng.Truy nhập từ xa từ một chi nhánh (hoặc từ nhà riêng): Một văn phòng nhỏ từ xa có thể truy nhập các dịch vụ thoại, dữ liệu, và fax của công ty sử dụng mạng Intranet của công ty đó. Điều này cũng có thể hữu ích cho các nhân viên tại nhà làm việc tại một trung tâm trả lời điện thoại chẳng hạn.Gọi điện từ một máy tính qua mạng Internet: Có thể gọi điện sử dụng một máy tính có microphone nối mạng Internet. Điều này rất thuận lợi cho việc gửi và nhận các thông điệp thoại từ máy tính xách tay. Truy nhập các trung tâm trả lời điện thoại: Truy nhập tới các trung tâm phục vụ khách hàng qua Internet sẽ thúc đẩy mạnh mẽ ứng dụng thơng mại điện tử. Dịch vụ này sẽ cho phép một khách hàng có câu hỏi về một sản phẩm đợc chào hàng qua Internet đợc các nhân viên của công ty hớng dẫn trực tuyến. Một ứng dụng trớc mắt của VoIP là truyền FAX thời gian thực. Để thao tác trên mạng chuyển mạch gói, một đơn vị giao diện FAX phải chuyển đổi dữ liệu thành dạng gói, xử lý chuyển đổi tín hiệu và điều khiển giao thức (các chuẩn T.30 và T.4), và đảm bảo hoàn thành việc chuyển các dữ liệu quét theo đúng thứ tự. Với ứng dụng này, sự mất gói và trễ đầu cuối nghiêm trọng hơn trong ứng dụng thoại.Phần lớn các ứng dụng VoIP sẽ là các hoạt động thời gian thực. Tuy nhiên, các dịch vụ thoại lu rồỉ truyền cũng đợc thi hành bằng cách sử dụng VoIP. Chẳng hạn, các thông điệp thoại có thể đợc chuẩn bị từ một máy điện thoại và đợc chuyển tới một hộp th thoại/dữ liệu tích hợp dùng dịch vụ Internet hay Intranet. Công nghệ VoIP có bốn lợi ích chủ yếu: Giảm chi phí. Một giá cớc chung có thể thực hiện đợc với mạng Internet và do đó tiết kiệm đáng kể cho dịch vụ thoại và FAX. Ngời ta ớc tính có khoản 70% các cuộc gọi đến châu á là để gửi FAX, phần lớn trong số đó có thể đợc thay bởi FoIP. Sự chia sẻ chi phí thiết bị và thao tác giữa những ngời sử dụng thoại và dữ liệu cũng tăng cờng hiệu quả của mạng bởi lẽ sự d thừa băng tần trên mạng của ngời này có thể đợc sử dụng bởi một ngời khác, do đó mang lại hiệu quả cao hơn. Đơn giản hoá. Một cơ sở hạ tầng tích hợp hỗ trợ tất cả các hình thức thông tin cho phép chuẩn hoá tốt hơn và giảm tổng số thiết bị. Cơ sở hạ tầng kết hợp này có thể hỗ trợ việc tối u hoá băng tần động thống nhất. Vì con ngời là nhân tố quan trọng nhng cũng dễ sai lầm nhất trong một mạng viễn thông, mọi cơ hội đề hợp nhất các thao tác, loại bỏ các điểm sai sót, và thống nhất các hệ thống thanh toán sẽ rất có ích. Trong các tổ chức kinh doanh, sự quản lý trên cơ sở SNMP có thể đợc cung cấp cho cả dịch vụ thoại và dữ liệu sử dụng VoIP. Việc sử dụng thống nhất giao thức IP cho tất cả các ứng dụng hứa hẹn giảm bớt phức tạp và tăng cờng tính mềm dẻo. Các phơng tiện liên quan nh dịch vụ danh bạ và dịch vụ an ninh có thể đợc chia sẻ dễ dàng hơn. Nâng cao các ứng dụng. Thoại và fax chỉ là các ứng dụng khởi đầu cho VoIP, các lợi ích trong thời gian dài hơn đợc mong đợi từ các ứng dụng multimedia và đa dịch vụ. Chẳng hạn, các giải pháp thơng mại Internet có thể kết hợp truy nhập WWW với việc truy nhập trực tiếp tới một nhân viên hỗ trợ khách hàng. Thoại cũng là một là một phần căn bản của hệ thống hội thảo từ xa bao gồm các màn hình dùng chung, bảng . Hợp nhất các đặc tính thoại và dữ liệu trong một ứng dụng mới sẽ cung cấp những lợi ích rõ rệt trong tơng lai.Yêu cầu phát triển của các sản phẩm VoIPMục tiêu cho các nhà phát triển khá đơn giản: bổ sung khả năng gọi điện thoại (cả truyền thoại lẫn báo hiệu) cho các mạng nền IP và kết nối chúng với mạng điện thoại công cộng cũng nh các mạng thoại cá nhân để duy trì các chuẩn thoại hiện thời cũng nh các đặc tính mà mọi ngời mong đợi ở một máy điện thoại.Thách thức cho các nhà phát triển sản phẩm phát sinh trong 5 khu vực: Chất lợng thoại phải tơng đơng với PSTN, bất chấp các mạng có các cấp QoS khác nhau. Mạng IP phải đạt đợc những chỉ tiêu cần thiết bao gồm giảm thiểu các cuộc gọi bị từ chối, sự trễ trên mạng, mất gói, và đứt liên kết. Điều này đợc đòi hỏi ngay trong cả tình trạng tắc nghẽn hay khi nhiều ngời sử dụng phải chia sẻ các tài nguyên mạng. Điều khiển cuộc gọi (báo hiệu) phải làm cho quá trình gọi trở nên trong suốt khiến ngời gọi không cần biết kỹ thuật nào đợc sử dụng để thực hiện dịch vụ. Liên kết dịch vụ PSTN/VoIP bao gồm các gateway giữa các môi trờng mạng thoại và dữ liệu. Quản lý hệ thống, an toàn, địa chỉ hoá và thanh toán phải đợc cung cấp, tốt nhất là đợc hợp nhất với các hệ thống hỗ trợ hoạt động PSTN (OSS). Cuộc chạy đua tạo ra các sản phẩm VoIP phù hợp với một dải rộng các cấu hình của ngời sử dụng mới chỉ bắt đầu. Các chuẩn phải đợc thông qua và thực thi, các gateway cung cấp giao diện IP và PSTN dung lợng cao phải đợc triển khai, các mạng sẵn có cần đợc hỗ trợ QoS và các dịch vụ công cộng toàn cầu cần đợc thiết lập. Các nhân tố ảnh hởng đến chất lợng thoạiChất lợng của âm thanh đợc khôi phục qua mạng điện thoại là mục tiêu cơ bản của dịch vụ, mặc dù các chỉ tiêu chuẩn đã đợc ITU phát triển. Có 3 nhân tố có thể ảnh hởng sâu sắc tới chất lợng của dịch vụ thoại: Trễ: Hai vấn đề gây ra bởi sự trễ đầu cuối trong một mạng thoại là tiếng vang và chồng tiếng. Tiếng vang trở thành vấn đề khi trễ vợt quá 50 ms. Đây là một vấn đề chất lợng đáng kể, nên các hệ thống VoIP phải kiểm soát và cung cấp các phơng tiện loại bỏ tiếng vang. Hiện tợng chồng tiếng (giọng ngời này gối lên giọng ngời kia) trở nên đáng kể nếu trễ một chiều (one-way delay) lớn hơn 250 ms. Sự biến thiên độ trễ (Jitter ): Jitter là sự biến thiên thời gian trễ gây nên bởi sự trễ đờng truyền khác nhau trên mạng. Loại bỏ jitter đòi hòi thu thập các gói và giữ chúng đủ lâu để cho phép các gói chậm nhất đến để đợc phát lại (play) đúng thứ tự, làm cho sự trễ tăng lên. Mất gói: Mạng IP không thể cung cấp một sự bảo đảm rằng các gói tin sẽ đợc chuyển tới đích hết. Các gói sẽ bị loại bỏ khi quá tải và trong thời gian tắc nghẽn. Truyền thoại rất nhạy cảm với việc mất gói, tuy nhiên, việc truyền lại gói của TCP thờng không phù hợp. Các cách tiếp cận đợc sử dụng để bù lại các gói mất là thêm vào cuộc nói chuyện bằng cách phát (play) lại gói cuối cùng, và gửi đi thông tin d. Tuy thế, sự tổn thất gói trên 10% nói chung là không chấp nhận đợc.Sự duy trì chất lợng thoại chấp nhận đợc bất chấp sự thay đổi trong hoạt động của mạng (nh tắc nghẽn hay mất kết nối) đạt đợc nhờ những kỹ thuật nh nén tiếng, triệt im lặng, và các mạng hỗ trợ QoS. Một số sự phát triển trong những năm 90, nhất là trong xử lý tín hiệu số, các chuyển mạch mạng chất lợng cao, và các giao thức cơ sở QoS, đã đợc phối hợp để hỗ trợ và khuyến khích công nghệ thoại trên mạng dữ liệu. Quá trình tiền xử lý bằng phần mềm của cuộc điện đàm cũng có thể đợc sử dụng để tối u hoá chất lợng âm thanh. Một kỹ thuật, đợc goi là triệt im lặng, sẽ xác định mỗi khi có một khoảng trống trong lời thoại và loại bỏ sự truyền các khoảng nghỉ, hơi thở, và các khoảng im lặng khác. Điều đó có thể lên tới 50-60% thời gian của một cuộc gọi, giúp tiết kiệm băng tần đáng kể. Bởi lẽ sự thiếu các gói đợc hiểu là sự im lặng hoàn toàn ở đầu ra, một chức năng khác đợc yêu cầu ở đầu nhận để bổ sung các tiếng động ở đầu ra.Kết luậnMạng Internet cùng giao thức TCP/IP đã trở thành một động lực tốt thúc đẩy các công nghệ mới, và khả năng truyền thoại thời gian thực qua các mạng IP chỉ là một trong những ứng dụng mới nhất của các công nghệ đó. Có thể nói, mạng Internet đã đa lại một cơ hội tốt để thúc đẩy việc kết hợp hợp dịch vụ, trong đó cho phép thoại và fax đợc truyền qua các mạng IP. Thực tế, các ứng dụng qua mạng IP nh video và multimedia cũng không còn xa nữa. . thoại trên mạng IP (voice over IP - VOIP) (Nhóm nghiên cứu: Voice Over IPHớng dẫn: ThS. Nguyễn Tô ĐôngThực hiện : Kim Thanh Tùng -Lơng Ngọc Tuấn ĐT2-K41)Truyền. ngôn ngữ mô phỏng phần cứng VHDLNguyên lý của kỹ thuật OFDMThoại trên mạng IP (Voice over IP- VOIP)Khuếch đại quang sợi pha tạp Pr (PDFA), Nd (NDFA) cho