đồ án :CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ VOIP QOS

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Họ và tên: Nguyễn Thành Tuân
Lớp: D04VT2
Khoá: 2004 - 2008
Ngành: Điện tử viễn thông
Tên đề tài: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ VOIP QOS
Nội dung đồ án:
 Chương 1: Tổng quan hệ thống thoại qua IP
 Chương 2: Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ VoIP
 Chương 3: Nghiên cứu và phân tích bộ chỉ tiêu đánh giá dựa trên các tham số ảnh
hưởng tới VoIP
 Chương 4: Đo kiểm và đánh giá VoIP QoS
Ngày giao đề tài:
Ngày nộp đồ án: 12/11/2008


Ngày 12 tháng 11 năm 2008
Giáo viên hướng dẫn



ThS. Nguyễn Xuân Hoàng

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG I
o0o
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
o0o
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :

Điểm : (Bằng chữ : )

Ngày tháng năm 2008
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN:
Điểm : (Bằng chữ : )
Ngày tháng năm 2008

Đồ án tốt nghiệp đại học
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 i
Đồ án tốt nghiệp đại học
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 ii
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ IV
DANH MỤC BẢNG BIỂU VI
HTHUẬT NGỮ VIẾT TẮT VIII
LỜI NÓI ĐẦU XI
TỔNG QUAN HỆ THỐNG THOẠI QUA IP 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. VoIP và các giao thức trao đổi 1
1.3.1. Cấu trúc hệ thống 3
1.3.1.1. Bộ mã hóa, đóng gói và tách gói 3
1.3.1.2. Bộ đệm phát 4
1.3.1.3. Các thành phần khác 4
1.3.2. Các ứng dụng 5
1.4. Ưu điểm và nhược điểm của VoIP 6
1.4.1. Ưu điểm 6
1.4.2. Nhược điểm 6
1.5. Tổng kết về công nghệ VoIP 8
CHƯƠNG 2 10

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ VOIP 10
2.1. Trễ 10
2.2. Biến thiên trễ 10
2.3. Mất gói 11
2.4. Băng thông 11
2.5. Tiếng vọng 12
CHƯƠNG 3 15
NGHIÊU CỨU VÀ PHÂN TÍCH BỘ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ DỰA TRÊN CÁC THAM SỐ ẢNH
HƯỞNG ĐẾN VOIP 15
3.1. Chỉ tiêu cho trễ 15
3.3. Chỉ tiêu cho mất gói 18
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 19
CHƯƠNG 4 20
ĐO KIỂM VÀ ĐÁNH GIÁ VOIP QOS 20
4.1. Tổng quan về các phương pháp đo kiểm 20
4.1.1. Phương pháp chủ động và bị động 20
4.1.1.1. Phương pháp đo chủ động (tích cực) 20
4.1.1.2. Phương pháp đo thụ động 24
4.1.2. Phương pháp chủ quan và khách quan 29
4.1.2.1. Đánh giá chất lượng chủ quan 29
4.1.2.2. Đánh giá chất lượng khách quan 30
4.2 Các phương pháp đánh giá VoIP QoS 31
4.2.1 Phân tích các đơn vị đo chất lượng dịch vụ 31
4.2.1.1 Đánh giá dựa trên MOS 31
4.2.1.2 Đánh giá dựa trên tham số R 32
Đồ án tốt nghiệp đại học
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 iii
Đồ án tốt nghiệp đại học
DANH MỤC HÌNH VẼ
HÌNH 1.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ VOIP 2

HÌNH 1.2 CÁC GIAO THỨC VÀ TIÊU CHUẨN CHO DỊCH VỤ VOIP 2
HÌNH 1.3 HỆ THỐNG THOẠI QUA IP 3
HÌNH 1.4. MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG VÀ QOS TRONG MẠNG VOIP 7
HÌNH 2.1 CÁC THAM SỐ QUYẾT ĐỊNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ VOIP 10
HÌNH 2.2. HIỆU ỨNG TIẾNG VỌNG 12
HÌNH 2.3. TIẾNG VỌNG TRONG MẠNG VOIP 13
HÌNH 4.1. QUAN HỆ GIỮA MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐO THỤ ĐỘNG LỚP MẠNG 25
HÌNH 4.2. ĐO THỤ ĐỘNG 27
35
HÌNH 4.3. MÔ HÌNH THUẬT TOÁN 35
HÌNH 4.4. CẤU TRÚC THUẬT TOÁN PESQ 46
HÌNH 4.5. TỔNG QUAN THUẬT TOÁN CĂN CHỈNH ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG PESQ ĐỂ
KIỂM TRA TRỄ MỖI KHOẢNG THỜI GIAN DI 48
HÌNH 4.5A. TỔNG QUAN VỀ CÁC MÔ HÌNH GIÁC QUAN 49
HÌNH 4.5B. TỔNG QUAN VỀ CÁC MÔ HÌNH GIÁC QUAN 50
HÌNH 4.7: MÔ HÌNH ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG THOẠI DI ĐỘNG – CỐ ĐỊNH SỬ DỤNG CÁC
BỘ CHUYỂN ĐỔI AD – DA 62
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 iv
Đồ án tốt nghiệp đại học
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 v
Đồ án tốt nghiệp đại học
DANH MỤC BẢNG BIỂU
BẢNG 1.1 SO SÁNH CÁC CHUẨN MÃ HÓA 4
BẢNG 3.1. BĂNG THÔNG THOẠI (KHÔNG TIÊU ĐỀ LỚP 2) 17
BẢNG 3.2. BĂNG THÔNG CỦA ÂM THOẠI 18
HẠNG MỤC 30
CÁC MÔ HÌNH Ý KIẾN 30
MỤC ĐÍCH LỚP THOẠI 30
MỤC ĐÍCH LỚP GÓI 30
MỤC TIÊU 30

KẾ HOẠCH MẠNG 30
MỐC CHUẨN/QUẢN LÝ 30
QUẢN LÝ 30
PHƯƠNG PHÁP ĐO 30
(GIÁ TRỊ QUY HOẠCH) 30
CHỦ ĐỘNG/BỊ ĐỘNG 30
BỊ ĐỘNG 30
THÔNG TIN ĐẦU VÀO 30
CÁC THÔNG SỐ CHẤT LƯỢNG 30
TÍN HIỆU THOẠI 30
GÓI IP (KHÔNG GỒM TẢI TRỌNG) 30
CHẤT LƯỢNG ƯỚC ĐỊNH 30
MOS THÔNG THƯỜNG 30
MOS NGHE 30
MOS NGHE 30
BẢNG 4.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG KHÁCH QUAN 31
BẢNG 4.2. CÁC THÔNG SỐ SỬ DỤNG TRONG THUẬT TOÁN PSQM 36
BẢNG 4.3. CÁC BIẾN TRONG PSQM 37
BẢNG 4.4. SỰ PHÂN BỔ BĂNG TẦN GIỚI HẠN VÀ CÁC THÔNG SỐ LỌC 39
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 vi
Đồ án tốt nghiệp đại học
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 vii
Đồ án tốt nghiệp đại học
hTHUẬT NGỮ VIẾT TẮT
ADPCM Adaptive Differential Pulse
Code Modulation
Điều biến mã xung vi sai
thích ứng
ACR Absolute Category Rating Đánh giá phân loại tuyệt
đối

ASTN Automatically Switched
Transport Network
Mạng truyền tải chuyển
mạch tự động
API Application Program
Interface
Giao diện lập trình ứng
dụng
ARM Application Response
Measurements
Phương pháp đo đáp ứng
ứng dụng
CRCs Cyclic Redundancy Check Kiểm tra dư thừa vòng
CS – ACELP Conjugate Structure
Algebraic Code Excited
Linear Prediction
Cấu trúc liên hợp dự báo
tuyến tính mã hóa đại số
cRTP Compressed Real Time
transport Protocol
Giao thức vận chuyển thời
gian thực nén
DSP Digital Signal Processor Bộ xử lý tín hiệu số
DCR Degradation Category
Rating
Đánh giá phạm trù xuống
cấp
DSCP Differentiated Services
Code Point
Điểm mã các dịch vụ phân

biệt
DNS Domain Name System Hệ thống tên miền
FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền file
FEC Forward Error Correction Bộ sửa lỗi trước
IRS Intermediate Reference
System
Hệ thống tham chiếu trung
bình
ICMP Internet Control Message
Protocol
Giao thức bản tin điều
khiển internet
LPC Linear Predictive Coding Mã hóa dự đoán tuyến tính
MOS Mean Opinion Score Điểm đánh giá trung bình
MIB Management Information
Base
Cơ sở dữ liệu quản lý
MP – MLQ Multi Pulse – Multi Level
Quantization
Lượng tử hóa đa mức – đa
xung
MNRU Modulated Noise Reference
Unit
Khối tham chiếu nhiễu
điều biến
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 viii
Đồ án tốt nghiệp đại học
NTP Network Time Protocol Giao thức thời gian mạng
OWAMP One – Way Active
Measurement Protocol

Giao thức đo chủ động 1
chiều
PCM Pulse Code Modulation Điều chế mã xung
PLC Packet Loss Concealment Bộ xử lý mất gói
PSQM Perceptual Speech Quality
Measurement
Phương pháp đo chất
lượng thoại theo giác quan
PAMS Perceptual
Analysis/Measurement
System
Hệ thống đánh giá/phân
tích theo giác quan
PESQ Perceptual Evaluation of
Speech Quality
Ước lượng chất lượng
thoại theo giác quan
RED Random Early Detection Phát hiện sớm ngẫu nhiê
RMON Remote network Monitoring Giám sát mạng từ xa
RFC Request For Connection Yêu cầu kết nối
RTP Real Time transport
Protocol
Giao thức vận tải thời gian
thực
RTCP Real Time transport Control
Protocol
Giao thức điều khiển vận
tải thời gian thực
RTT Round Trip Time Thời gian khứ hồi
SPD Spectral Power Densities Mật độ phổ công suất

SNMP Simple Network
Management Protocol
Giao thức quản lý mạng
đơn giản
TTL Time – To – Live
TOSQA Telecommunication
Objective Speech Quality
Assessment
Đánh giá chất lượng thoại
chủ quan viễn thông
TMOS TOSQA Mean Opinion
Score
Điểm đánh giá trung bình
TOSQA
UDP User Datagram Protocol Giao thức gói dữ liệu
người dùng
VoIP Voice over Internet Protocol Thoại qua giao thức
internet
VAD Voice Activity Detection Kiểm tra hoạt động thoại
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 ix
Đồ án tốt nghiệp đại học
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 x
Đồ án tốt nghiệp đại học
LỜI NÓI ĐẦU
Sự nổi lên nhanh chóng của công nghệ VoIP đang ảnh hưởng mạnh mẽ tới cách
thức liên lạc truyền thống của chúng ta sử dụng các mạng di động và điện thoại bàn cố
định bởi sự đơn giản, hiệu quả và giá thành thấp. Đơn cử như 2 đại gia cung cấp dịch vụ
VoIP miễn phí là Skype và Yahoo luôn có hàng chục triệu người sử dụng dịch vụ của họ,
rõ ràng VoIP hứa hẹn nhiều tiềm năng và sẽ là công nghệ của tương lai. Ở Việt Nam
VoIP là công nghệ không phải mới nhưng tính ứng dụng của nó chưa được phổ biến lắm,

chúng ta có thể kể đến các dịch vụ 171, 178 và 177… Đi đôi với việc khai thác các dịch
vụ trên nền VoIP thì việc giám sát và đánh giá chất lượng thoại trong VoIP là 1 yếu tố vô
cùng quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ và khả năng kinh doanh dịch vụ VoIP
của doanh nghiệp.
Xuất phát từ những yêu cầu thực tế và được sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Xuân
Hoàng và các anh chị bên CDiT, trong phần đồ án này em nghiên cứu về vấn đề “Các
phương pháp đánh giá VoIP QoS”, xây dựng những chỉ tiêu đánh giá QoS và các
phương pháp để đánh giá chất lượng thoại. Bố cục đồ án như sau:
 Chương 1: Tổng quan về hệ thống thoại
 Chương 2: Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ VoIP
 Chương 3: Nghiên cứu và phân tích các bộ chỉ tiêu đánh giá dựa trên các tham
số ảnh hưởng tới VoIP
 Chương 4: Đo điểm và đánh giá VoIP QoS
VoIP là công nghệ không còn mới mẻ nhưng việc tìm hiểu QoS là cần thiết và
mang tính thiết thực cao, đòi hỏi phải có kiến thức sâu rộng và mang tính lâu dài. Do vậy
đồ án không tránh khỏi những sai xót. Rất mong nhận được sự phê bình, góp ý của các
thầy cô giáo và các bạn.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ThS. Nguyễn Xuân Hoàng, người đã tận tình
hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án này và các anh chị bên CDiT nơi em trực
tiếp tham gia vào project để phát triển đồ án.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Viễn thông đã giúp đỡ em
trong thời gian qua.
Xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và người thân - những người đã giúp đỡ
động viên tôi trong quá trình học tập.
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 xi
Đồ án tốt nghiệp đại học
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN HỆ THỐNG THOẠI QUA IP
1.1. Đặt vấn đề
Trong thời gian ngắn từ khi bắt đầu giới thiệu công nghệ VoiP năm 1995, đến nay

công nghệ thoại internet đã có những bước tiến nhanh chóng. Ngày nay, công nghệ thoại
qua IP có thể được áp dụng vào hầu như tất cả nhu cầu trao đổi thông tin thoại, từ những
thiết bị tổng đài nội bộ đơn giản cho đến các tổ hợp thoại hội nghị đa điểm…
Hiện nay đã có nhiều các sản phẩm phần mềm thoại chạy trên máy tính, nhưng
quan trọng hơn cả là các phần mềm gateway, thành phần giao diện giữa mạng internet và
mạng PSTN. Vì vậy công nghệ VoIP không chỉ là điện thoại internet giữa hai máy tính
với nhau mà còn là việc liên kết giữa mạng IP và mạng PSTN, mạng cố định và mạng
không dây.
Cũng như đối với tất cả các ứng dụng thời gian thực, VoIP cũng bị ảnh hưởng
mạnh bởi trễ cố định và trễ biến đổi, điều này làm ảnh hưởng mạnh tới chất lượng thoại
qua IP. Ngoài ra hiện tượng mất gói, cách thức mã hóa và tiếng vọng là những yếu tố xác
định chất lượng của các ứng dụng cũng như sự thành công của dịch vụ VoIP. Việc lựa
chọn các giao thức, các tính năng của VoIP cũng quyết định đến chất lượng của dịch vụ
VoIP.
Trong chương này, tôi đưa ra một cách tổng quan khái niệm về thoại qua IP và các
giao thức liên quan, mô tả một mẫu hệ thống VoIP, giới thiệu về những lợi ích và phương
pháp kiểm tra chất lượng trong quá trình trao đổi thoại trong VoIP.
1.2. VoIP và các giao thức trao đổi.
Thoại qua IP (VoIP- Voice over Internet Protocol) là công nghệ truyền thoại sử
dụng giao thức IP kết hợp với khả năng tính toán và xử lý dữ liệu của các thiết bị đầu
cuối để thực hicênj truyền tải các cuộc đàm thoại. Trong đó luồng thông tin thoại sẽ được
truyền trong các gói IP. Các thuật ngữ như IP Telephony, Internet Telephony, Packet –
voice, packatized voice và Voice over IP được sử dụng với nghĩa tương tự nhau. Khái
niệm cơ bản về thoại qua IP có thể được mô tả trình tự các bước biến đổi như trên hình
1.1 bao gồm các thành phần cơ bản:
 Chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số
 Nén/đóng gói tín hiệu thành các gói IP
 Truyền tải các gói IP đến phía nhận
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 1
Đồ án tốt nghiệp đại học

 Ngược lại phía nhận giải nén các gói nhận được, chuyển đổi tín hiệu dưới dạng
số thành tín hiệu tương tự gửi đến thiết bị nhận ở đầu thu.
Hình 1.1 Khái niệm cơ bản về VoIP
Một gói VoIP có thể được truyền đi thông qua một vài giao thức hay chuẩn xác
định, điển hình là việc phân phối bản tin thông qua lớp TCP/IP- hình 1.2. Tại lớp ứng
dụng, giao thức H.323 được sử dụng phổ biến trong việc thiết lập cuộc gọi giữa các đầu
cuối VoIP còn tín hiệu thoại hoặc tín hiệu hình ảnh sẽ được truyền trên hai giao thức
được sử dụng rộng rãi là giao thức RTP và RTCP.
Hình 1.2 Các giao thức và tiêu chuẩn cho dịch vụ VoIP
RTP (Real time transport protocol) là một giao thức được sử dụng cho các ứng
dụng yêu cầu thời gian thực. RTP được thiết kế để đồng bộ các luồng dữ liệu có lưu
lượng khác nhau do có sự biến đổi trễ và mất thứ tự gói. Tuy nhiên, RTP không đảm bảo
việc truyền các tín hiệu lưu lượng hoặc khôi phục các gói bị mất một cách kịp thời,
không đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS- Quality of Service), không có băng thông dành
sẵn cho các ứng dụng đặc biệt.
Một giao thức khác thường dùng cùng RTP là RTCP (Real time transport Control
Protocol). RTCP truyền các gói điều khiển theo một chu kỳ xác định tới tất cả các trạm
trong phiên. Các gói điều khiển được truyền giống gói số liệu. RTCP cung cấp thông tin
phản hồi về QoS và về phiên để thực hiện ghép kênh, điều khiển lỗi tiêu đề, nhận dạng
ứng dụng thông qua chỉ số cổng…
Cả RTP và RTCP đều hoạt động trên giao thức gói dữ liệu người sử dụng (UDP –
User Datagram Protocol). Sau khi nén và số hóa một mẫu tín hiệu thoại tương tự, thông
tin RTP và RTCP được đóng gói IP có tiêu đề UPD để truyền đi.
1.3. Hệ thống VoIP và các ứng dụng
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 2
Đồ án tốt nghiệp đại học
1.3.1. Cấu trúc hệ thống
Hình 1.3 minh họa toàn bộ quá trình truyền tín hiệu thoại từ A đến B thông qua hệ
thống VoIP bao gồm các bộ mã hóa, đóng gói, bộ đệm phát (playout), bộ tách thời gian
nói (có tín hiệu)/thời gian trống (tín hiệu câm), giải mã và bộ phát tín hiệu âm thanh.

Hình 1.3 Hệ thống thoại qua IP
1.3.1.1. Bộ mã hóa, đóng gói và tách gói
Mạng IP không cho phép truyền các tín hiệu tương tự. Do đó, tín hiệu thoại tương
tự phải được chuyển đổi thành tín hiệu số bằng các bộ mã hóa/giải mã gọi chung là bộ
CODEC.
Một số kỹ thuật mã hóa dạng sóng như điều chế xung mã (PCM-Pulse Code
Modulation) và điều chế xung mã vi sai (ADPCM) thường được sử dụng trong các mạng
PSTN truyền thống. Kỹ thuật mã hóa dạng sóng là kỹ thuật nén sử dụng đặc tính liên tục
của dạng sóng. Khác với kỹ thuật mã hóa dạng sóng, kỹ thuật mã hóa nguồn thực hiện
mã hóa tiếng nói bằng cách gửi đi chỉ một số ít thông tin truyền thoại do đó đòi hỏi ít
băng thông hơn. Một số kỹ thuật mã hóa nguồn hay sử dụng là mã hóa dự báo tuyến tính
(LPC), cấu trúc liên hợp-dự báo tuyến tính mã hóa đại số (CS-ACELP) và lượng tử hóa
đa mức-đa xung (MP-MLQ)
Kỹ thuật mã hóa VoIP theo chuẩn ITU-T được sử dụng rộng rãi là G.711, G.723.1
và G.729. Bảng 1.1 đưa ra thông số của các chuẩn mã hóa khác nhau.
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 3
Đồ án tốt nghiệp đại học
Loại mã
hóa
Tỷ lệ bit
(kbps)
Kích thước
khung (ms)
tỷ số nén MOS kỹ thuật mã hoá
G.711 64 0.125 2:1 4.1 PCM
G723.1
5.3 30 8:1 3.65 ACELP
6.3 30 7:1 3.9 MP-MLQ
G.729A 8 10 8:1 3.7 CS-ACELP
Bảng 1.1 So sánh các chuẩn mã hóa

Nhìn chung, mã hóa theo chuẩn G.711 cho chất lượng thoại đầu ra cao, nhưng tốc
độ nén chậm. Hơn nữa tốc độ bit của G.711 cao (64 kbps) hiện nay chưa phù hợp vì dịch
vụ hiện tại chỉ cần băng thông nhỏ. Các chuẩn G.723.1 và G.729 có thể giảm tốc độ khá
lớn, chúng có thể được sử dụng để cung cấp dịch vụ với chất lượng thoại ở mức chấp
nhận được (chỉ số đánh giá trung bình MOS từ 3.65 tới 3.9).
Chức năng đóng gói luôn đi kèm mã hóa nhằm đóng gói các khung tín hiệu đã mã
hóa vào các gói RTP, RTCP, UDP và IP. Quá trình tách gói sẽ được thực hiện trước khi
giải mã gói VoIP ở phía thu.
1.3.1.2. Bộ đệm phát
Trong hệ thống VoIP, các gói thoại phải được xử lý trước khi vào máy nhận theo
thứ tự thời gian và thứ tự truyền từ máy phát. Bộ đệm phát có chức năng tập hợp, lưu trữ
các gói và gửi chúng tới bộ phận tiếp theo.
Bộ đệm phát đặt ở cuối hệ thống VoIP để làm trơn tín hiệu thoại. Do hiện tượng
biến đổi trễ nên một số gói có thể đến chậm nhưng nếu trong một giới hạn thời gian cho
phép, các gói đó sẽ được bộ nhớ đệm xử lý và truyền đến đích. Tuy nhiên nếu vượt quá
thời gian trễ quy định, các gói đó sẽ bị hủy, do đó chất lượng thoại kém trung thực hơn.
Khoảng thời gian trễ cho phép có thể cố định hoặc thay đổi nhưng đều phải có sự
đồng bộ của bên gửi và nhận tùy thuộc vào độ trễ của mạng. Thiết lập một khoảng thời
gian trễ cố định rất đơn giản nhưng sẽ gây ra trễ thường xuyên và không theo kịp sự thay
đổi của trễ do mạng. Có thể thiết lập giải pháp khoảng thời gian trễ thay đổi để giải quyết
tất cả các vấn đề còn tồn tại này.
1.3.1.3. Các thành phần khác
Bên cạnh ba thành phần đề cập ở trên l không thể thiếu, trong hệ thống VoIP còn
có thể có bộ tách thời gian nói/thời gian trống, bộ xử lý lỗi/mất gói, bộ triệt tiếng vọng.
Các thành phần này cũng ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng hệ thống.
1.3.1.3.1. Bộ tách tín hiệu thoại và tín hiệu câm
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 4
Đồ án tốt nghiệp đại học
Quá trình nói chuyện của con người gồm thời gian nói và thời gian nghỉ. Tại bên
nhận có bộ tách thời gian nói/thời gian im lặng. Các hệ thống VoIP thường sử dụng bộ

tách tiếng nói (VAD – Voice Activity Detector) và bộ tách thời gian im lặng (NeVoT SD
– Silence Detector) để chỉ truyền đi khoảng thời gian nói. Điều này có ưu điểm:
 Cho phép tận dụng băng thông thông qua ghép kênh
 Chỉ cần điều chỉnh độ trễ của thời gian nói
 Triệt tiếng vọng dựa vào khoảng thời gian trống
1.3.1.3.2. Bộ xử lý lỗi và mất gói
Bộ xử lý lỗi/mất gói (PLC – Packet Loss Concealment) dùng để xử lý các gói bị
mất bằng cách chèn các âm thanh hoặc khoảng trống phù hợp tùy thuộc vào từng trường
hợp cụ thể, nhất là với trường hợp có tỷ lệ gói mất thấp thì hiệu quả rất cao.
Bộ sửa lỗi trước (FEC – Forward Error Correction) là một dạng PLC dựa trên việc
truyền các thông tin dư thừa cùng với thông tin gốc. Thông tin dư thừa có thể được
truyền dưới dạng gói chẵn lẻ. Các gói chẵn lẻ đó được tạo ra từ gói thông tin gốc sử dụng
một hàm toán học nên thông tin dư thừa là hoàn toàn độc lập với thuật toán mã hóa được
sử dụng. Bộ sửa lỗi có tác dụng làm cho hệ thống VoIP hoạt động tin cậy và hiệu quả
hơn.
1.3.1.3.3. Bộ triệt tiếng vọng
Tiếng vọng là hiện tượng nghe thấy chính tiếng nói của mình trong điện thoại khi
đang nói. Nếu tiếng vọng vượt quá 25ms là không thể chấp nhận được và gây ra gián
đoạn cuộc điện thoại. Trong mạng điện thoại truyền thống, tiếng vọng gây ra do sự phối
hợp trở kháng của việc chuyển đổi 4 dây sang 2 dây và được điều khiển bằng bộ triệt
tiếng vọng. Trong mạng thoại gói, bộ triệt tiếng vọng được xây dựng bằng cách mã hóa
tốc độ thấp và điều khiển bởi bộ xử lý tín hiệu số (DSP – Digital Signal Processor). Mỗi
bộ triệt tiếng vọng có một thông số là tổng thời gian chờ âm phản hồi quay lại gọi là thời
gian vọng, thông thường thời gian vọng khoảng 32ms.
1.3.2. Các ứng dụng
Các dịch vụ VoIP rất đa dạng, từ việc trao đổi thông tin trong một văn phòng cho
đến các hội nghị đa điểm. Các dịch vụ này bao gồm:
 Ứng dụng trong một văn phòng
 Ứng dụng liên lạc giữa các văn phòng
 Ứng dụng trao đổi thông tin giữa các mạng tế bào

 Ứng dụng để trao đổi thông tin với PSTN
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 5
Đồ án tốt nghiệp đại học
1.4. Ưu điểm và nhược điểm của VoIP
1.4.1. Ưu điểm
Trao đổi thông tin bằng kỹ thuật VoIP là một thành công lớn. Ưu điểm của công
nghệ này có thể chia thành 4 nhóm sau:
a) Giảm giá thành
 Giảm giá thành các cuộc gọi đường dài
 Giảm chi phí về thiết bị, vận hành mạng do dùng chung mạng cho thoại và số
liệu.
b) Đơn giản cấu trúc mạng
Hệ thống mạng là một cấu trúc tích hợp.
 Hỗ trợ tất cả các dạng thông tin tiêu chuẩn
 Giảm số lượng các phần tử mạng
 Hỗ trợ thiết kế băng thông động
c) Sự thống nhất
 Việc sử dụng giao thức duy nhất IP cho tất cả các ứng dụng làm giảm độ phức
tạp và tăng tính linh hoạt
 Các dịch vụ về danh bạ, dịch vụ bảo mật có thể chia sẻ dễ dàng.
d) Các ứng dụng nâng cao
VoIP có thể cung cấp các ứng dụng đa phương tiện và các ứng dụng đa điểm.
1.4.2. Nhược điểm
Mục tiêu cuối cùng của thông tin bằng VoIP là cung cấp dịch vụ tin cậy, chất
lượng cao, giá thành thấp,… Tuy nhiên hiện nay mạng VoIP chưa đảm bảo được độ tin
cậy, trước tiên do giới hạn về băng thông. Ba yếu tố quyết định chất lượng dịch vụ mạng
IP là mất gói, trễ, jitter. Hình 1.4 mô tả mối quan hệ giữa các yếu tố trên.
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 6
Đồ án tốt nghiệp đại học
Hình 1.4. Mối quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng và QoS trong mạng VoIP

Các nguyên nhân mất gói:
 Mất gói do mạng: các gói thoại (số liệu) truyền từ người gửi nhưng không đến
được đích do nghẽn mạng
 Mất gói do hủy: các gói đến đích chậm hơn thời gian trễ cho phép sẽ bị hệ
thống hủy bỏ.
Mất gói sẽ làm giảm chất lượng thoại, và được khắc phục bởi bộ PLC, FEC.
Các loại trễ:
 Trễ cố định: trễ cố định bao gồm trễ truyền dẫn, trễ má hóa, trễ đóng gói,…
 Jitter: jitter hay biến đổi trễ có nguyên nhân là do hiệu ứng hàng đợi trong
mạng IP.
 Trễ hàng đợi: trễ hàng đợi do bộ đệm ngoài gây ra.
Nếu tổng thời gian trễ trong mạng nhỏ thì có thể chấp nhận được. Nếu thời gian trễ
quá lớn sẽ làm giảm sút chất lượng mạng. Có thể giảm thời gian trễ cố định bằng cách sử
dụng hệ thống VoIP có chất lượng cao, nhưng rất khó có thể giảm được jitter vì muốn
giảm jitter phải tăng băng thông truyền dẫn mà điều này đòi hỏi chi phí truyền dẫn lớn.
Trễ hàng đợi cũng có thể giảm bằng cách dùng bộ đệm có chất lượng, thuật toán phù hợp.
Quá trình mã hóa:
 Mất gói trong quá trình mã hóa
 Trễ do quá trình mã hóa và giải mã
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 7
Đồ án tốt nghiệp đại học
1.5. Tổng kết về công nghệ VoIP
Trong chương này chúng ta đã nghiên cứu một số khái niệm và phân tích một số
điểm chính của hệ thống VoIP. VoIP cũng giống như các công nghệ thông tin liên lạc
hiện đại khác là hệ thống chuyển đổi tương tự - số - tương tự được thực hiện bởi một số
giao thức khác nhau. Một hệ thống VoIP tiêu chuẩn bao gồm một phần tử để điều khiển
và truyền số liệu thoại qua mạng IP. Việc lựa chọn các phần tử mạng phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như chi phí đầu tư, hiệu quả mạng, chất lượng dịch vụ mạng…
So với các kỹ thuật khác, VoIP có một số ưu điểm như giá thành hạ, hiệu quả sử dụng
mạng cao, tiết kiệm băng thông, cung cấp dịch vụ đa điểm,v.v… Tuy nhiên, do đặc điểm

mạng IP, kỹ thuật VoIP hiện đang phải đối đầu với một số thách thức, đặc biệt l vấn đề
chất lượng dịch vụ mạng. Trễ, mất gói, jitter là 3 thông số chính quyết định chất lượng
dịch vụ và việc xử lý 3 thông số này tùy thuộc vào loại thiết bị và phương pháp sử dụng.
Để nâng cao chất lượng dịch vụ VoIP, vẫn cần phải có rất nhiều đầu tư, nghiên cứu.
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 8
Đồ án tốt nghiệp đại học
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 9
Đồ án tốt nghiệp đại học
CHƯƠNG 2
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ VOIP
Hình .1 cho chúng ta thấy các khía cạnh khác nhau của chất lượng cảm nhận dịch
vụ trong hệ thống VoIP. Trên đó cũng chỉ ra việc xác định thành phần của các tham số.
Các yếu tổ ảnh hưởng đến chất lượng cảm nhận dịch vụ VoIP bao gồm:
Hình 2.1 Các tham số quyết định chất lượng dịch vụ VoIP
2.1. Trễ
Trễ đầu cuối từ đầu cuối được định nghĩa là thời gian giữa thời điểm gói tin được
gửi đi tại phía gửi và thời điểm gói tin nhận lại tại phía nhận. Trễ này bao gồm trễ mạng
và trễ xử lý ứng dụng. Trễ mạng lại có thể được phân tích thành các thành phần gây trễ
như:
 Trễ lan truyền
 Trễ truyền dẫn
 Trễ thiết bị
 Trễ dịch vụ truyền thông
2.2. Biến thiên trễ
Biến thiên trễ được định nghĩa là sự khác nhau về thời gian trễ của các gói tin.
Như chúng ta đề cập trong phần tham số Trễ, trễ do các thiết bị sinh ra không phải là giá
trị bất biến. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi trễ của các thiết bị đó là:
 Thời gian xử lý tại các thiết bị trung gian (routers, switches…) thay đổi
Nguyễn Thành Tuân D04VT2 10
Chất lượng thoại nhận được đầu cuối tới đầu cuối

(MOS)
Phía gửi
Phía nhận
Nguồn
thoại
Bộ mã
hóa
Bộ đóng
gói
Mạng IP Bộ giải
gói
Bộ đệm
jitter
Bộ giải
mã
Bộ nhận
thoại
Méo mã hóa
Trễ mã hóa
Trễ
Mất gói
Trễ mạng
Jitter
Trễ Trễ bộ đệm
Mất bộ đệm
Suy yếu bộ
mã hóa
Trễ