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” ppt

Lêi nãi ®Çu §å ¸n tèt nghiÖp
Đồ án tốt nghiệp
“ Tổng quan về VoIP và ứng dụng
của VoIP trong mạng WiFi, mô
hình ứng dụng trong trường Đại
học Bách Khoa Hà Nội”
SVTH: Mai Chí Linh
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
3
Lêi nãi ®Çu §å ¸n tèt nghiÖp
CHƯƠNG 1: 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 nghệ 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
4
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
5

Môc lôc §å ¸n tèt nghiÖp
MỤC LỤC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3
“ TỔNG QUAN VỀ VOIP VÀ ỨNG DỤNG CỦA VOIP TRONG MẠNG WIFI, MÔ
HÌNH ỨNG DỤNG TRONG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI” 3
SVTH: MAI CHÍ LINH 3
CHƯƠNG 1: LỜI NÓI ĐẦU 4
TÓM TẮT ĐỒ ÁN 5
MỤC LỤC 6
DANH SÁCH HÌNH VẼ 8
DANH SÁCH BẢNG BIỂU 9
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT 11
MỞ ĐẦU 13
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VOIP 15
1.1 Giới thiệu về mạng VoIP: 15
1.2. Các phần tử trong mạng VoIP: 20
1.3. Cấu trúc kết nối mạng điện thoại IP 21
1.4 VoIP làm việc thế nào? 22
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
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
6
Môc lôc §å ¸n tèt nghiÖp
KẾT LUẬN 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
7
Danh s¸ch h×nh vÏ §å ¸n tèt nghiÖp
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
8
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 37
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
9
Danh s¸ch b¶ng biÓu §å ¸n tèt nghiÖp
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
10
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

Wimax
Worldwide Interoperability for
Microwave Access
Hệ thống truy nhập vi ba tương tác
toàn cầu
WLAN Wireless Local Area Network Mạng cục bộ không dây
ISDN
Integrated Services Digital
Network
Mạng số các Dịch vụ Tích hợp
ADSL
Asymmetric Digital Subscriber
Line
Đường dây thuê bao số bất đối
xứng
LAN Local Area Network Mạng cục bộ
QPSK Quadrature phase-shift keying Khóa chuyển dịch pha vuông góc
PSTN
Public Switched Telephone
Network
Mạng điện thoại chuyển mạch 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
ITU
International Telecomunication
Union
Liên Minh Viễn Thông Quốc Tế

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
LDAP
Lightweight Directory Access
Protocol
Giao thức truy cập thư mục đơn
giản
MCU Multipoint Conference Unit Đơn vị điều khiển đa điểm
CSN Circuit Switched Network Mạng chuyển mạch
ATM (Asynchronous transfer mode
Chế độ truyền không đồng bộ
ATM
MGCP Media Gateway Control Protocol
Giao thức điều khiển cổng đường
truyền
IGPs Interior Gateway Protocol
Giao thức bên trong cổng liên
mạng
RIP Routing Information Protocol Giao thức thông tin định tuyến
OSPF Open Shortest Path First
Giao thức tìm đường ngắn nhất
trước
EGP Exterior Gateway Protocol
Giao thức bên ngoài cổng liên
mạng
BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng biên
RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dự trữ tài nguyên
RTCP
Real-time Transport Control

Protocol
Giao thức điều khiển truyền tải thời
gian thực
UDP User Data Protocol Giao thức dữ liệu người dùng
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
11
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
IEEE
Institute of electrical and
electronic Engineers
Viện Kỹ thuật điện và điện tử
CDMA Code Division Multiplex Access Đa truy cập phân chia theo mã
OFDM
Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao
FHSS
Frequency Hopping spread
system
Trải phổ nhảy tần
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

MAC Medium Access Control Kiểm soát môi trường truyền 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
CSMA Carrer Sesnse Multiple Access
Tổ chức thâm nhập nhiều mối bằng
cảm nhận sóng mang
CSMA /CD
Carrer Sesnse Multiple Access
with Collision Detection
Tổ chức thâm nhập nhiều mối bằng
cảm nhận sóng mang có dò xung
đột
CSMA/CA
Carrer Sesnse Multiple Access
with Collision Avoidance
Tổ chức thâm nhập nhiều mối bằng
cảm nhận sóng mang tránh 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
12
Mở đầu Đồ án tốt nghiệp
M U
Trờn th gii, cụng ngh in thoi trờn nn IP, vn ó c thng mi húa
t nm 1995 vi cỏc li th nh giỏ cc thp, cht lng dch v cú th chp nhn
c, ó lm nhiu nh kinh doanh vin thụng quan tõm mt cỏch c bit. Do ú,

vic truyn thụng qua cỏc mng d liu gúi nh IP ó v ang tr thnh mt chin
lc c u tiờn phỏt trin ca nhiu cụng ty vin thụng
Theo d oỏn ca cỏc chuyờn gia thỡ lu lng d liu s sm vt quỏ lu
lng in thoi truyn thng v ngy cng cú nhiu cụng ty nhn ra s hu ớch ca
vic truyn ti thoi thi gian thc qua cỏc mng IP h thp chi phớ in thoi v
fax, chun b cho cỏc ng dng a phng tin cao cp. Cung cp in thoi cht
lng cao qua cỏc mng IP l bc then cht hi t cỏc dch v truyn thụng
thoi, fax, video, v d liu. Cụng ngh thoi VoIP hin nay ó c th thỏch kh
thi, cuc ua ó sn sng a ra cỏc chun, cỏc thit k u cui v cỏc gateway,
m mn cho cỏc dch v trờn phm vi ton cu.
Mt khỏc, kt ni khụng dõy dn ang tr thnh xu hng ca thi i phỏt
trin bờn cnh cỏc loi hỡnh kt ni dựng cỏp. Vit Nam, WLAN ang c ng
dng v phỏt trin mnh m cỏc thnh ph ln nh H ni, thnh ph H Chớ
Minh Song song vi s tn ti ca cỏc gii phỏp truy nhp mng truyn thng
nh: modem thoi (dial-up), ISDN, thuờ kờnh kt ni trc tip (lease-line), ADSL
thỡ WLAN ra i ỏp ng cho cỏc h thng ũi hi bng thụng rng vi cỏc dch v
yờu cu tc cao nh truyn d liu, truy cp Internet Vi cỏc tớnh nng dựng
k thut khụng dõy nờn cụng ngh ny c bit phự hp vi mụ hỡnh kt ni cỏc vn
phũng, nh cao tng m vic dựng cỏp gp khú khn.
S tiờn tin ca mng WLAN m ra mt nh ngha hon ton mi v c s
h tng mng. Trong vi nm qua, cỏc li ớch ca mng khụng dõy ó tr nờn rừ
rng hn, cỏc thit b ó cú giỏ c d chu hn, d mua hn, trin khai mng WLAN
cng tr nờn thnh hnh hn. Mng khụng dõy gia tng nng sut s dng v tit
kim tin vỡ nú trit tiờu chi phớ i dõy mng. Vớ d ngi s dng mỏy tớnh xỏch
tay cú th kt ni liờn tc khi h di chuyn trong khu lm vic cng nh d dng kt
ni vo ti nguyờn ca mng cỏp thng. Nhng nhõn viờn bỏn hng cú th truy cp
Mai Chí Linh Lớp Điện tử 4 K47
13
Më ®Çu §å ¸n tèt nghiÖp
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 bắt 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
14
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 cố định 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
15
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 đường 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 chuyển
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
16
Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp
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 đường khác nhau, bằng cách đó
băng thông được sử dụng một cách có hiệu quả hơn mà không cần 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 quả cao, đồng
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
17
Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp
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 trường 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 được
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 nghệ mới để
có tốc độ cao và phải có một cơ chế thực hiện chức năng QoS (Quality of Service).
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
18
Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp
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 được 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.
• 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.
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
19
Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp
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.
Hình 1.3: Các Phần tử cấu thành mạng VoIP
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
20

Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp
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 đổi các tín
hiệu thoại với nhau thông qua mạng Internet. Các thao tác như lấy mẫu tín hiệu 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
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47

21
Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp
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 đến 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 để 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 trữ 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 trễ 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 lưu 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
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
22
Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp
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 được 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
Chuẩn H.323 là một công nghệ cơ bản trong kỹ thuật truyền dẫn (Dữ liệu, hình
ảnh và âm thanh) thời gian thực qua các mạng chuyển gói do ITU-T giới thiệu.
H.323 sử dụng giao thức vận chuyển thời gian thực RTP. Nó định rõ các thành
phần, các giao thức và các thủ tục cung cấp thông tin truyền thông qua mạng gói.
H.323 cung cấp rất nhiều dịch vụ do vậy có thể ứng dụng cho nhiều lĩnh vực như
giải trí, thương mại và sinh hoạt thông thường. Các thành phần và giao thức của
chuẩn H.323 như bảng sau
Bảng 1-1: Các thành phần và chuẩn của giao thức H.323
Dịch vụ Giao thức
Báo hiệu cuộc gọi (call

signaling)
H.225
Điều khiển truyền thông H.245
Mã hoá/giải mã audio (audio
codec)
G.711, G.722, G.723, G.728,
G.729
Mã hoá/giải mã video (video H.261, H.263
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
23
SIP Phone
SIP Phone
SIP server uỷ quyền
Dòng báo hiệu
SIP
Dòng báo hiệu
SIP
RTP
Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp
codec)
Chia sẻ dữ liệu (data sharing) T.120
Giao vận truyền thông RTP/RTCP
ii/ Giao thức SIP.
Session Initiation Protocol – SIP là một giao thức điều khiển tín hiệu đơn giản
thuộc tầng ứng dụng sử dụng cho công nghệ VoIP dùng chế độ Redirect. SIP là giao
thức dựa hoàn toàn trên hệ client – server. Địa chỉ của SIP (URL), có thể gắn vào
trang web và do đó có thể tích hợp như một ứng dụng mạnh (Ví dụ: click to talk).
SIP được sử dụng để thiết lập các phiên trong mạng IP.
Chuẩn SIP giống giao thức H.323 ở chỗ cả hai đều có khả năng thiết lập và
truyền tín hiệu các cuộc gọi trong mạng Internet. Tuy nhiên, khác với H.323, SIP là

một giao thức ngang hàng, tương tác theo thời gian thực, do đó có thể xử lý thông
tin trong cấu trúc mạng phức tạp. Nền công nghiệp VoIP và chuyển mạch mềm tin
tưởng rằng SIP sẽ thay thế H.323 như một giao thức báo hiệu chuẩn cho VoIP. Giao
thức vận chuyển tối ưu của SIP là RTP. Hình dưới đây cho thấy SIP như một giao
thức báo hiệu và RTP như một giao thức vận chuyển dành cho đàm thoại.
Hình 1.4: Giao thức báo hiệu SIP và RTP truyền tải cuộc đàm thoại
iii/ Kiến trúc SIP
SIP có kiến trúc client/server. Client ở đây là tác nhân người dùng UA (User
Agent). UA tương tác với người dùng. Có bốn loại SIP server: User Agent server,
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
24
Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp
Redirect server, Proxy server, và Registrar. Mỗi loại SIP server được sử dụng xác
định kiến trúc mạng.
Location server không phải là thực thể SIP nhưng là một phần quan trọng
trong kiến trúc SIP. Một server cục bộ có thể lưu trữ và trả lại vị trí người dùng. Nó
có thể sử dụng thông tin từ Registrar hay từ bất cứ cơ sở dữ liệu nào khác. SIP
không được sử dụng giữa những server cục bộ và SIP server. Một vài server cục bộ
sử dụng giao thức LDAP (Lightweight Directory Access Protocol) để liên lạc với
SIP server.
b. Sự ảnh hưỏng lẫn nhau với các mạng đa phương tiện khác
H.323 định rõ bốn thành phần cấu thành khi các mạng hoạt động liên kết với
nhau, cung cấp những dịch vụ truyền thông điểm - điểm hay điểm - đa điểm: thiết
bị đầu cuối, gateway, gatekeepers, và đơn vị điều khiển đa điểm (MCU).
i/ Thiết bị đầu cuối.
Được dùng trong thông tin đa phương tiện hai chiều thời gian thực, thiết bị đầu
cuối H.323 có thể là một máy PC hoặc thiết bị độc lập chạy trên giao thức H.323 và
các ứng dụng đa phương tiện khác. Nó hỗ trợ giao tiếp tín hiệu audio và không bắt
buộc phải hỗ trợ truyền thông video hay dữ liệu. Bởi vì các thiết bị đầu cuối H.323
cung cấp dịch vụ cơ bản là truyền thông audio nên các thiết bị này đóng vai trò

quan trọng trong mạng điện thoại IP. Mục đích chính của giao thức H.323 là làm
việc lẫn nhau giữa các thiết bị đầu cuối đa phương tiện. Thiết bị đầu cuối H.323
tương thích với các thiết bị đầu cuối H.324 trong các mạng SCN và mạng không
dây, H.310 trên mạng B-ISDN, H.320 trên mạng ISDN, H.321 trên mạng B-ISDN,
và H.322 đảm bảo chất lượng dịch vụ trên mạng LAN. H.323 được dùng trong các
hội thảo đa điểm.
ii/ Gateway.
Một Gateway dùng để kết nối hai mạng không giống nhau. Một H.323
Gateway kết nối giữa mạng H.323 với các mạng không dùng H.323. Ví dụ H.323
gateway với mạng SCN (Mạng SCN gồm tất cả các bộ chuyển mạch thoại, như
PSTN). Kết nối này có được nhờ việc phiên dịch các giao thức dùng cho việc khởi
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
25
Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp
tạo và giải phóng cuộc gọi. Tuy nhiên, khi kết nối hai thiết bị đầu cuối trên cùng
một mạng H.323 thì không cần Gateway.
iii/ Gatekeeper.
Có thể coi một Gatekeeper như bộ não của mạng H.323. Nó là điểm trung tâm
của tất cả các cuộc gọi trong phạm vi mạng H.323. Mặc dù không bắt buộc phải có
nhưng các Gatekeeper cung cấp các dịch vụ cơ bản như: định địa chỉ, nhận thức,
xác thực các thiết bị đầu cuối và các Gateway, quản lý băng thông, tính toán, báo
giá và tính cước. Gatekeeper còn có các dịch vụ định tuyến cuộc gọi.
iv/ MCU.
Khối điều khiển đa điểm MCU hỗ trợ hội thảo có ba điểm thiết bị đầu cuối
H.323 hay nhiều hơn. Tất cả các thiết bị tham gia vào hội thảo đều thiết lập một kết
nối đến MCU. MCU quản lý các tài nguyên của hội thảo, thoả thuận giữa các thiết
bị đầu cuối để quyết định sử dụng bộ giải mã audio hay video và có thể quản lý
luồng truyền thông. Các Gatekeeper, Gateway và MCU là các thành phần hoàn toàn
tách biệt nhau trong chuẩn H.323 nhưng có thể sử dụng chúng như một thiết bị vật
lý đơn.

c. Giao thức MGCP.
Giao thức điều khiển cổng đường truyền MGCP sử dụng để điều khiển các
cuộc gọi từ xa được gọi là cổng điều khiển dòng thông tin hay Call Agent. Một
cổng thoại (Telephone Gateway) là một phần tử mạng cung cấp sự chuyển đổi giữa
tín hiệu tiếng nói trên mạng chuyển mạch kênh và các gói dữ liệu truyền trên mạng
Internet hay mạng chuyển mạch gói khác. MGCP cung cấp một kiến trúc điều khiển
mà sự điều khiển chính nằm ngoài Gateway và được xử lý bởi các phần tử điều
khiển cuộc gọi bên ngoài. MGCP coi như các phần tử điều khiển, cuộc gọi sẽ đồng
bộ hoá với các phần tử khác để gửi lệnh tới Gateway dưới quyền điều khiển của nó.
Về bản chất, MGCP thực chất là giao thức Master/Slave trong đó Gateway có
nhiệm vụ chờ và xử lý các yêu cầu tới từ các phần tử điều khiển.
1.5.2. Giao thức định tuyến
VoIP được định tuyến trên mạng nhờ các Router. Để có được chất lượng dịch
vụ tốt nhất, các gói thoại cần phải nhận quyền ưu tiên cao hơn các gói dữ liệu. Hoạt
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
26
Tæng quan vÒ VoIP §å ¸n tèt nghiÖp
động của Router gồm có một số quá trình xử lý. Đầu tiên, Router tạo ra một bảng
định tuyến để tập hợp thông tin về đường đi tối ưu từ các router khác cho mỗi gói.
Bảng này là tĩnh nếu chỉ phụ thuộc vào cấu hình và các điều kiện hiện thời. Định
tuyến động động được coi là một kỹ thuật tốt hơn vì nó thích hợp với điều kiện
chuyển mạng. Hai thuật toán sử dụng để xác định đường đi tối ưu là vector khoảng
cách và trạng thái liên kết. Các giao thức sử dụng hai thuật toán này được gọi là
IGPs (Interior Gateway Protocol). RIP (Routing Information Protocol) là một IGP
được xây dựng trên nền tảng của thuật toán vector khoảng cách, và giao thức OSPF
(Open Shortest Path First) là một IGP dựa trên trạng thái liên kết. Khi một mạng
cần liên lạc với một mạng khác, nó sử dụng EGP (Exterior Gateway Protocol).
BGP (Border Gateway Protocol) là một ví dụ về EGP.
a. RIP
RIP là giao thức vector khoảng cách có sử dụng các hop đếm (số router nó đi

qua trên đường tới đích) như là hệ đơn vị met của nó. RIP được sử dụng rộng rãi
cho định tuyến luồng trên Internet và là một dạng IGP, có nghĩa là nó thực hiện
định tuyến trong một hệ thống tự trị đơn. Còn EGP như giao thức BGP thì nó thực
hiện định tuyến giữa các hệ thống tự trị khác nhau. RIP bản thân nó đã tiến hoá
thành giao thức định tuyến trên Internet, và các hệ giao thức khác sử dụng các phiên
bản RIP.
b. OSPF
OSPF là giao thức định tuyến trạng thái liên kết cần việc gửi các LSA (Link
State Advertisement) tới tất cả các router trong phạm vi cùng một phân cấp. Các
thông tin trên các giao diện tham gia (Sử dụng hệ met) và các biến khác đều chứa
trong OSPF LSA. Khi các router OSPF tích luỹ các thông tin trạng thái liên kết,
chúng sử dụng thuật toán SPF (Shortest Path First) để tính toán đường đi ngắn nhất
tới mỗi node.
c. Giao thức dự trữ tài nguyên (RSVP)
Resource Reservation Protocol (RSVP) là một giao thức điều khiển mạng mà
có thể cho các ứng dụng Internet đạt được chất lượng dịch vụ, đặc biệt đối với các
Mai ChÝ Linh – Líp §iÖn tö 4 – K47
27