một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trong voip

Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục
Mục lục
Thuật ngữ viết tắt iv
Lời nói đầu 7
Chơng I. Tổng quan về mạng IP 2
và công nghệ VoIP 2
1.1 Kiến trúc TCP/IP 2
1.1.1 Đóng gói dữ liệu 3
1.1.2 Địa chỉ IP 4
1.1.3 Bộ định tuyến IP 5
1.1.4 Giao thức truyền tải tin cậy TCP 6
1.1.5 Giao thức truyền tải không tin cậy UDP 9
1.2 Giới thiệu chung về công nghệ VoIP 11
1.3 Cấu hình của mạng điện thoại IP 12
1.3.1 Thiết bị đầu cuối 13
1.3.2 Mạng truy nhập IP 14
1.3.3 Gatekeeper 14
1.3.4 Gateway 15
1.4 Các ứng dụng của VoIP 18
1.4.1 Dịch vụ thoại qua Internet 18
1.4.2 Thoại thông minh 18
1.4.3 Dịch vụ tính cớc cho bị gọi 18
1.4.4 Dịch vụ Callback Web 19
1.4.5 Dịch vụ fax qua IP 19
1.4.6 Dịch vụ Call center 19
1.5 Các loại hình dịch vụ thoại qua IP 20
1.5.1 Máy điện thoại tới máy điện thoại 20
1.5.2 Máy tính tới máy điện thoại 20
1.5.3 Máy tính tới máy tính 21
1.6 Đánh số, chuyển đổi địa chỉ và định tuyến 22
1.7 Đặc điểm của VoIP 23

1.7.1 Các u điểm của VoIP 23
1.7.2 Các nhợc điểm của VoIP 25
Kết luận chơng I 26
Chơng ii. Các kỹ thuật và giao thức hỗ trợ truyền tín hiệu
thoại qua mạng IP 27
2.1 Giao thức thời gian thực RTP 27
2.1.1 Giao thức dòng thời gian thực RTSP( Real Time Stream Protocol ) 29
2.1.2 Giao thức điều khiển thời gian thực RTCP 30
2.1.3 Các định dạng payload 31
2.1.4 Giao thức giữ trớc tài nguyên RSVP 32
2.2 Chuẩn H323 33
2.2.1 Chồng giao thức H.323 33
2.2.2 Chuyển đổi địa chỉ 34
i
Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục
2.2.2.1 Địa chỉ mạng 34
2.2.2.2 Định danh điểm truy nhập dịch vụ giao vận TSAP 34
2.2.2.3 Địa chỉ thế 35
2.2.3 Các kênh điều khiển 35
2.2.3.1 Kênh RAS 35
2.2.3.2 Kênh báo hiệu 37
2.2.3.3 Kênh điều khiển 39
2.2.4 Các thủ tục báo hiệu 40
2.2.4.1 Bớc 1 - Thiết lập cuộc gọi 40
2.2.4.2 Bớc 2 - Thiết lập kênh điều khiển 41
2.2.4.3 Bớc 3 - Thiết lập kênh truyền thông 41
2.2.4.4 Bớc 4 - Dịch vụ cuộc gọi 42
2.2.4.5 Bớc 5 - Kết thúc cuộc gọi 43
2.3 Giao thức khởi đầu phiên SIP 44
2.3.1 Giới thiệu chung về giao thức SIP 44

2.3.2 Cơ chế hoạt động của giao thức SIP 45
2.3.3 Bản tin SIP 47
2.3.3.1 Các bản tin yêu cầu (Request) 48
2.3.3.2 Các bản tin trả lời (Respond) 48
2.3.4 Hội thoại (Dialog) 49
2.3.4.1 Tạo một Dialog 49
2.3.4.2 Xử lý các bản tin trong Dialog 50
2.3.4.3 Kết thúc một Dialog 50
2.3.5 Các chức năng của SIP 51
2.3.5.1 Đăng ký (Registration) 51
2.3.5.2 Truy vấn khả năng (Querying for Capabilities) 52
2.3.5.3 Khởi tạo phiên (Initiating a Session) 52
2.3.5.4 Hiệu chỉnh phiên (Modifying an existing Session) 53
2.3.5.5 Giải phóng phiên (Terminating a Session) 55
Kết luận chơng II 55
Chơng III. Đánh giá chất lợng 59
dịch vụ trong VoIP 59
3.1 Các yếu tố ảnh hởng tới chất lợng dịch vụ trong VoIP 59
3.1.1 Trễ 59
3.1.2 Jitter 63
3.1.3 Mất gói tin 63
3.2 Các biện pháp đảm bảo chất lợng dịch vụ 65
3.2.1 Nén tín hiệu thoại 65
3.2.1.1 Nguyên lý chung của bộ mã hoá CELP 67
3.2.1.2 Nguyên lý mã hoá CS-ACELP 67
3.2.1.3 Chuẩn nén G.729A 68
3.2.1.4 Chuẩn nén G.729B 69
3.2.1.5 Chuẩn nén G.723.1 70
3.2.1.6 Chuẩn nén GSM 06.10 72
3.2.2 Các cơ chế điều khiển chất lợng dịch vụ bên trong một phần tử mạng 73

ii
Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục
3.2.2.1 Các thuật toán xếp hàng 73
3.2.2.2 Định hình lu lợng 75
3.2.2.3 Các cơ chế tăng hiệu quả đờng truyền 75
3.2.3 Báo hiệu phục vụ điều khiển chất lợng dịch vụ 75
3.3 Các phơng pháp đo thử 76
3.3.1 Đo chất lợng thoại IP 76
3.3.1.1 Phơng pháp "Điểm đánh giá trung bình (MOS-Mean Opinion Score)
76
3.3.1.2 Đo chất lợng tiếng nói theo cảm nhận (PSQM) 76
3.3.1.3 Các đặc tính truyền dẫn và Mô hình-E (E-Model) 77
3.3.1.4 Các phép đo chất lợng tiếng nói khác 78
3.3.1.5 Phép đo chất lợng thoại nào nên đợc sử dụng 79
3.3.2 Đo thử VoIP 79
3.3.2.1 Phân tích mạng VoIP 79
3.3.2.2 Phân tích thoại đầu cuối tới đầu cuối 80
3.3.2.3 Đo thử mức căng thẳng báo hiệu 82
Kết luận chơng III 83
Chơng IV. Một số kỹ thuật 85
nâng cao chất lợng dịch vụ trong VoIP 85
4.1 Chỉnh sửa dữ liệu phía ngời gửi (Sender-Based Repair) 85
4.1.1 Sửa lỗi trớc (Forward Error Correction) 86
4.1.1.1 FEC độc lập với môi trờng (Media-independent FEC) 86
4.1.1.2 FEC phụ thuộc vào môi trờng (Media-specific FEC) 87
4.1.1.3 Điều khiển tắc nghẽn (Congestion Control) 88
4.1.2 Đan xen (Interleaving) 89
4.1.3 Sự phát lại gói tin (Retransmission) 89
4.2 Các kỹ thuật sửa lỗi phía ngời nhận (Receiver-based repair) 90
4.2.1 Sửa lỗi trên cơ sở chèn gói (Insertion-Based Repair) 91

4.2.1.1 Sự thay thế bằng khoảng lặng (Silence Substitution) 91
4.2.1.2 Chèn bằng tạp âm (Noise Substitution) 92
4.2.1.3 Lặp (Repetition) 92
4.2.2 Sửa lỗi bằng phơng pháp nội suy (Interpolation-Based Repair) 92
4.2.3 Sửa lỗi bằng cách tái tạo (Regeneration-Based Repair) 92
4.2.3.1 Nội suy trạng thái truyền dẫn (Interpolation of Transmitted State).93
4.2.3.2 Phục hồi trên cơ sở mô hình (Model-Based Recovery) 93
Kết luận chơng IV 94
Kết luận chung 96
Tài liệu tham khảo 97
iii
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
Thuật ngữ viết tắt
ACELP Algebraic CELP Bảng mã đại số
ACF Admission ConFirm Xác nhận đăng nhập
ACK ACKnowledgment Xác nhận đáp ứng
ADPCM Adaptive Delta PCM Điều chế xung mã vi sai
ANSI American National Standards
Institute
Viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ
API Application Programming
Interface
Giao diện lập trình ứng dụng
ARJ Admission ReJect Từ chối yêu cầu đăng nhập
ARQ Admission ReQuest Yêu cầu đăng nhập
ATM Asynchronous Transfer Mode Phơng thức truyền tải không đồng
bộ
BCF Bandwith ConFirm Xác nhận yêu cầu băng tần
BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng ngoài
BRJ Bandwith ReJect Từ chối yêu cầu băng tần

BRQ Bandwith ReQuest Yêu cầu băng tần
CAS Channel Associated Signaling Báo hiệu kênh kết hợp
CCS Common Channel Signaling Báo hiệu kênh chung
CODEC COde and DECodec Mã hoá và giải mã
CELP Code Excited Line Predictor Dự đoán tuyến tính kích thích mã
CQ Custom Queuing Xếp hàng tuỳ biến
CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra độ d thừa có chu kỳ
CS-ACELP Conjugate-Structure ACELP Bảng mã đại số có cấu trúc liên
kết
CTI Computer Telephony integration Tích hợp điện thoại máy tính
DCF Disengage ConFirm Xác nhận huỷ bỏ liên kết
DM Delta Modulation Điều chế Delta
DNS Domain Name Server Máy chủ dịch vụ tên miền
DRJ Disengage ReJect Từ chối huỷ bỏ liên kết
DRQ Disengage ReQuest Yêu cầu huỷ bỏ liên kết
DSP Digital Signal Processor Bộ xử lý tín hiệu số
DTMF Dial Tone Multi Frequency Quay số đa tần
DTX Discontinuous Transmission Kỹ thuật truyền gián đoạn
ETSI European telecommunications
Standards Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông châu
Âu
FEC Forward Error Correction Hiệu chỉnh lỗi trớc
FIFO
Queuing
First In First Out Queuing Xếp hàng vào trớc ra trớc
FIN FINal Bít đánh dấu segment cuối cùng
FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền file
GCF Gatekeeper ConFirm Xác nhận gatekeeper
GK GateKeeper Gatekeeper

GQOS Guaranteed Quality of Service Bảo đảm chất lợng dịch vụ
GRJ Gatekeeper ReJect Từ chối gatekeeper
GRQ Gatekeeper ReQuest Yêu cầu gatekeeper
GW GateWay Gateway
HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền tải siêu văn bản
ICF Information ConFirm Xác nhận thông tin
ICMP Internet Control Message Giao thức bản tin điều khiển
iv
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
Protocol Internet
IP Internet Protocol Giao thức Internet
IPX Internetwork Protocol Exchange Chuyển đổi giao thức Internetwork
IRJ Information ReJect Từ chối yêu cầu thông tin
IRQ Information ReQuest Yêu cầu thông tin
IRR Information Request Respond Đáp ứng yêu cầu thông tin
ISDN integrated Service Digital
Network
Mạng số đa dịch vụ
ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet
ITU-T International telecommunication
Union - telecommunication
Standardization
Hiệp hội viễn thông quốc tế
IWF Inter Working Function Chức năng liên mạng
Kbps Kilobit per second Kilô bít trên giây
LAN Local Area Network Mạng nội hạt
LCF Location ConFirm Xác định định vị
PL Line Predictor Bộ lọc dự đoán tuyến tính
LPC Line Predict Coder Bộ mã hoá dự báo tuyến tính
LRJ Location ReJect Từ chối yêu cầu định vị

LRQ Location ReQuest Yêu cầu định vị
Mbps Megabit per second Mêga bít trên 1 giây
MC Multipoint Controller Bộ điều khiển đa điểm
MCU Multipoint Control Unit Khối điều khiển đa điểm
MOS Mean Opinion Score Điểm đánh giá trung bình
MP Multipoint Processor Bộ xử lý đa điểm
MPE MultiPulse Excite Bộ kích thích đa xung
MP-MLQ Multipulse Maximum Likelihood
Quantization
Lợng tử hoá đúng cực đại đa xung
MTU Maximum Transfer Unit Kích thớc tối đa của một đơn vị
truyền tải
NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau
OSI Open System Interconnection Mô hình kết nối các hệ thống mở
OSPF Open Shortest Path First Mở đờng ngắn nhất đầu tiên
PC Personal Computer Máy tính cá nhân
PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã
PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm tới điểm
PQ Priority Queuing Xếp hàng theo mức u tiên
PSH PuSH Bít PUSH
PSTN Public Switching Telephone
Network
Mạng điện thoại công cộng
PSVQ Predictive Split Vector Quantizer Lợng tử hoá vectơ phân chia dự
báo
QoS Quality of Service Chất lợng dịch vụ
RAS Register Admission Status Kênh đăng ký, đăng nhập, trạng
thái
RCF Registration ConFirm Xác nhận đăng ký
RIP Routing Information Protocol Giao thức thông tin định tuyến

RRJ Registration ReJect Từ chối đăng ký
RRQ Registration ReQuest Yêu cầu đăng ký
RTCP Real Time Control Protocol Giao thức điều khiển thời gian
v
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
thực
RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực
SDP Session Description Protocol Giao thức miêu tả phiên
SGCP Simple Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển gateway
SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi đầu phiên
SMTP Simple Mail Transfer Protocol Giao thức truyền tải mail
SS7 Signalling System No.7 Hệ thống báo hiệu số 7
STM Synchronous Tranfer Mode Chế độ truyền tải đồng bộ
SYN SYNchronuos bit Bít đồng bộ
TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải
TELNET TELNET Giao thức truy nhập từ xa
TSAP Transport layer Service Access
Point
Điểm truy nhập dịch vụ lớp truyền
tải
UAC User Agent Client Tác nhân khách
UAS User Agent Sever Tác nhân chủ
UCF unregistered ConFirm Xác nhận yêu cầu không đăng ký
UDP User Datagram Protocol Giao thức gói tin ngời dùng
URJ unregistered ReJect Từ chối yêu cầu không đăng ký
URQ unregistered ReQuest Yêu cầu không đăng ký
VAD Voice Activity Detector Bộ dò hoạt động thoại
VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo
VoIP Voice over Internet Protocol Thoại truyền qua giao thức
Internet

WFQ Weighted Fair Queuing Xếp hàng theo công bằng trọng số
vi
Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu
Lời nói đầu
Ngày nay, công nghiệp viễn thông đã đạt những thành tựu to lớn. Nhờ sự phát
triển của kỹ thuật số, kỹ thuật phần cứng và công nghệ phần mềm đã và đang
đem lại cho ngời sử dụng các dịch vụ mới đa dạng và phong phú.
Mạng IP và các dịch vụ ứng dụng công nghệ IP có các u điểm nh tính linh
hoạt, khả năng mở rộng dễ dàng cũng hiệu quả sử dụng cao đã và đang dần
chiếm u thế trên thị trờng viễn thông thế giới. Nhiều nghiên cứu về công nghệ IP
đã đợc thực hiện để đa ra các giải pháp tiến đến một mạng hội tụ toàn IP. Trong
đó, bớc triển khai đầu tiên chính là loại hình dịch vụ thoại qua giao thức Internet
VoIP.
Mạng IP vốn là mạng không đảm bảo chất lợng dịch vụ. Chính vì vậy muốn
chất lợng dịch vụ đợc đảm bảo thì ngời ta cần phải thêm vào mạng đó một số
phần tử khác cũng nh thiết kế các giao thức phù hợp để có thể đảm bảo chất lợng
dịch vụ cho ngời dùng, đây chính là công nghệ VoIP. Việc nâng cao chất lợng
dịch vụ trong VoIP là vấn đề không thể thiếu đợc nhằm cải thiện hơn nữa chất l-
ợng dịch vụ cho ngời sử dụng.
Đứng trớc sự phát triển nhanh chóng của các hệ thống VoIP, việc tìm hiểu và
nghiên cứu về công nghệ VoIP nói chung và vấn đề nâng cao chất lợng dịch vụ
trong VoIP nói riêng là một vấn đề rất quan trọng. Chính vì vậy mà tôi lựa chọn
đề tài này để thực hiện đồ án tốt nghiệp của mình. Đồ án đã tiến hành nghiên
cứu "Một số giải pháp nâng cao chất lợng dịch vụ trong VoIP", trong đó đồ
án chủ yếu nghiên cứu một số kỹ thuật phục hồi các gói bị mất cho luồng thoại
và audio.
Bản đồ án đợc chia làm bốn chơng:
Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP: Trình bày kiến
trúc về TCP/IP, cấu hình của mạng điện thoại IP, các ứng dụng của
VoIP cũng nh các loại hình dịch vụ thoại qua VoIP.

Chơng II. Các kỹ thuật và giao thức hỗ trợ truyền tín hiệu thoại
qua mạng IP: Trình bày giao thức thời gian thực RTP và đặc biệt đi sâu
nghiên cứu về hai giao thức báo hiệu H.323 và SIP.
7
Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu
Chơng III. Đánh giá chất lợng dịch vụ trong VoIP: Trình bày các
yếu tố đảm bảo chất lợng dịch vụ trong VoIP, các biện pháp đảm bảo
chất lợng dịch vụ và các phơng pháp để đo thử chất lợng dịch vụ đó.
Chơng IV. Một vài kỹ thuật nâng cao chất lợng dịch vụ trong VoIP:
Trình bày về các phơng pháp sửa lỗi phía ngời gửi và phía ngời nhận
dùng cho tín hiệu audio nh chèn, lặp, nội suy, hiệu chỉnh lỗi trớc (FEC)

8
Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
Chơng I. Tổng quan về mạng IP
và công nghệ VoIP
1.1 Kiến trúc TCP/IP
TCP/IP là một bộ giao thức mở đợc xây dựng cho mạng Internet mà tiền thân
của nó là mạng ARPAnet của bộ quốc phòng Mỹ. Do đây là một giao thức mở,
nên nó cho phép bất kỳ một đầu cuối nào sử dụng bộ giao thức này đều có thể đ-
ợc kết nối vào mạng Internet. Chính điều này đã tạo ra sự bùng nổ của mạng
Internet toàn cầu trong thời gian gần đây. Trong bộ giao thức này, hai giao thức
đợc sử dụng chủ yếu đó là giao thức truyền tải tin cậy TCP (Transmission
Control Protocol) và IP (Internet Protocol). Chúng cùng làm việc với nhau để
cung cấp phơng tiện truyền thông liên mạng.
Hình 1.1 Mối tơng quan giữ kiến trúc TCP/IP và mô hình OSI
Điểm khác nhau cơ bản của TCP/IP so với OSI đó là tầng liên mạng sử dụng
giao thức kết nối mạng không liên kết (connectionless) IP, tạo thành hạt nhân
hoạt động của Internet. Cùng với các giao thức định tuyến nh RIP, OSPF, BGP
tầng liên mạng IP cho phép kết nối một cách mềm dẻo và linh hoạt các loại

mạng vật lý khác nhau nh: Ethernet, Token Ring, X25
2
Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
Giao thức đợc sử dụng ở tầng trao đổi dữ liệu có thể là giao thức hớng liên kết
TCP để đảm bảo tính chính xác và tin cậy cho các dịch vụ số liệu hay giao thức
không liên kết UDP đợc sử dụng cho các dịch vụ yêu cầu thời gian thực. Trong
mạng VoIP, giao thức TCP đợc sử dụng cho điều khiển và truyền số liệu trong
khi giao thức UDP đợc sử dụng cho các dịch vụ thời gian thực nh thoại, audio và
video.
Các giao thức ở tầng ứng dụng hỗ trợ các dịch vụ phổ biến truy nhập từ xa
(telnet), chuyển tệp (FTP), dịch vụ Web, th điện tử (SMTP) và dịch vụ tên miền
Trong mạng VoIP, lớp ứng dụng sẽ hỗ trợ dịch vụ thoại Internet là các phần
mềm điều khiển để triển khai thoại qua IP.
1.1.1 Đóng gói dữ liệu
Cũng giống nh tất cả các mạng gói khác, các gói tin trong mạng IP cũng đợc
bổ sung thêm các trờng tiêu đề ở đầu bản tin qua các lớp giao thức ở phía phát và
đợc gỡ bỏ các trờng tiêu để này ở phía thu để xử lý. Quá trình đó đợc gọi là đóng
gói dữ liệu (encapsulation). Trong ngăn xếp giao thức TCP/IP gồm bốn lớp. Tại
mỗi lớp, các gói dữ liệu đợc gửi tới từ lớp trên sẽ đợc bổ sung thêm một tiêu đề t-
ơng ứng mang các thông tin điều khiển cần thiết cho lớp này. Quá trình đóng gói
dữ liệu đợc mô tả trong hình vẽ 1.2 ở dới.
Các gói IP phải đợc nhúng trong các khung dữ liệu ở tầng liên kết dữ liệu tơng
ứng trớc khi chuyển tiếp trong mạng. Quá trình nhận một gói tin diễn ra ngợc lại.
Độ dài tối đa của một gói dữ liệu liên kết là MTU (Maximum Transmit Unit).
Khi cần chuyển một gói dữ liệu IP có độ dài lớn hơn MTU của một mạng cụ thể
cần phải chia nhỏ gói dữ liệu IP đó thành những gói IP nhỏ hơn hoặc bằng MTU.
Quá trình này đợc gọi là phân mảnh (fragment). Trong phần tiêu đề của gói tin
IP có thông tin về phân mảnh và xác định các mảnh có quan hệ phụ thuộc để hợp
thành gói tin ban đầu tại phía thu.
3

Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
Hình 1.2 Đóng gói dữ liệu trong kiến trúc TCP/IP
1.1.2 Địa chỉ IP
Địa chỉ IP là địa chỉ lớp mạng, đợc sử dụng để định danh các máy trạm (host)
trong liên mạng. Địa chỉ IP có độ dài 32 bít đối với IPv4 và 48 bít với IPv6. Nó
có thể đợc biểu thị dới dạng thập phân, bát phân , thập lục phân và nhị phân.
Có hai cách cấp phát địa chỉ IP phụ thuộc vào cách thức ta kết nối mạng. Nếu
mạng của ta kết nối vào mạng Internet, địa chỉ mạng đợc xác nhận bởi NIC
(Network Information Center). Nếu mạng của ta không kết nối với Internet, ngời
quản trị mạng sẽ cấp phát địa chỉ IP cho mạng này.
Về cơ bản, khuôn dạng địa chỉ IP gồm hai phần: <Network Number, Host
Number>. Trong đó, phần Network Number là địa chỉ mạng còn Host Number là
địa chỉ các máy trạm làm việc trong mạng đó.
Do nhu cầu sử dụng có rất nhiều quy mô mạng khác nhau, nên ngời ta chia
các địa chỉ IP thành 5 lớp ký hiệu là A, B, C, D và E có cấu trúc nh sau:
Lớp A đợc xác định bằng bít đầu tiên trong byte thứ nhất là 0 và dùng các
bít còn lại của byte này để định danh mạng. Do đó nó cho phép định danh
tới 126 mạng, với 16 triệu máy trạm trong mỗi mạng.
Lớp B đợc xác định bằng hai bít đầu tiên nhận giá trị 10, và sử dụng byte
thứ nhất và thứ hai cho định danh mạng. Nó cho phép định danh 16384
mạng với tối đa 65535 máy trạm trên mỗi mạng
4
Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
Lớp C đợc xác định bằng ba bít đầu tiên là 110 và dùng ba byte đầu để
định danh mạng. Nó cho phép định danh tới 2.097.150 mạng với tối đa
254 máy trạm trong mỗi mạng. Do đó, nó đợc sử dụng trong các mạng có
quy mô nhỏ.
Lớp D đợc xác định bằng bốn bít đầu tiên là 1110, nó đợc dùng để gửi các
IP datagram tới một nhóm các host trên một mạng. Tất cả các số lớn hơn
233 trong trờng đầu là thuộc nhóm D.

Lớp E đợc xác định bằng năm bít đầu tiên là 11110, nó đợc dự phòng cho t-
ơng lai.
Với phơng thức đánh địa chỉ IP nh trên, số lợng mạng và số máy tối đa trong
mỗi lớp mạng là cố định. Do đó, sẽ nảy sinh vấn đề đó là có các địa chỉ không đ-
ợc sử dụng trong mạng của một doanh nghiệp, trong khi một doanh nghiệp khác
lại không có địa chỉ mạng để dùng. Do đó để tiết kiệm địa chỉ mạng, trong nhiều
trờng hợp một mạng có thể đợc chia thành nhiều mạng con (subnet). Khi đó, có
thể đa thêm các vùng subnetid để định danh cho các mạng con. Vùng subnetid
này đợc lấy từ vùng hostid của các lớp A, B và C.
1.1.3 Bộ định tuyến IP
Trong quá trình truyền thông trong mạng IP, dữ liệu đợc đóng gói trong các
datagram và đợc điều khiển để truyền qua các trạm trung gian giữa điểm cuối
nguồn và điểm cuối đích. Quá trình điều khiển các datagram để nó đến đợc đúng
đích gọi là định tuyến.
Cấu trúc mạng IP thờng là cấu trúc liên mạng. Do đó, có hai trờng hợp xảy ra.
Nếu nh máy nguồn và máy đích ở trong cùng một mạng vật lý, gói tin sẽ đợc gửi
trực tiếp từ máy nguồn tới máy đích và quá trình xác định đờng nối giữa hai máy
này đợc gọi là định tuyến trực tiếp. Trong trờng hợp, hai trạm làm việc không ở
trong cùng một mạng vật lý, việc truyền tin giữa chúng phải thực hiện thông qua
các trạm trung gian là các gateway. Đó là định tuyến gián tiếp.
5
Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
Hình 1.3 Bộ định tuyến IP
Để kiểm tra xem trạm đích có nằm trên cùng một mạng vật lý với trạm nguồn
hay không, trạm gửi phải tách lấy phần địa chỉ mạng trong phần địa chỉ IP và so
sánh phần địa chỉ này với phần địa chỉ mạng của nó. Nếu có sự trùng hợp, thì gói
tin này đợc gửi tới một máy trạm ở trong cùng một mạng vật lý với nó và gói tin
sẽ đợc truyền trực tiếp. Ngợc lại, gói tin đợc yêu cầu gửi tới một mạng bên
ngoài. Khi đó, phải xác định một gateway để chuyển tiếp datagram.
Nh vậy, tại các trạm làm việc, các gói tin đợc xử lý xuyên suốt qua cả bốn lớp,

còn tại các cổng truyền trung gian, các gói tin chỉ đợc xử lý tới lớp IP để quyết
định tuyến đờng tiếp theo để chuyển tiếp gói dữ liệu.
1.1.4 Giao thức truyền tải tin cậy TCP
TCP (Transmission Control Protocol) là một giao thức hớng liên kết
(connnection oriented). Do đó, các cập thực thể TCP phải thiết lập một kênh
logic giữa chúng trớc khi trao đổi dữ liệu với nhau. Nhờ vào kênh logic này, TCP
đảm bảo khả năng truyền dữ liệu an toàn giữa các máy trạm trong hệ thống các
mạng. Ngoài ra, nó còn cung cấp thêm các chức năng khác nhằm kiểm tra tính
chính xác của dữ liệu khi có lỗi xảy ra. Nó cung cấp các chức năng chính sau:
Thiết lập, duy trì và kết thúc liên kết giữa hai thực thể TCP.
Phân phát gói tin một cách tin cậy.
Đánh số thứ tự (sequencing) các gói dữ liệu nhằm truyền dữ liệu một cách
tin cậy.
Cho phép điều khiển lỗi.
6
Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
Cung cấp khả năng đa kết nối thông qua việc sử dụng các cổng.
Truyền dữ liệu sử dụng cơ chế song công.
Kết nối giữa các thực thể TCP đợc thực hiện bằng một thủ tục bắt tay ba bớc
(Three way handsake).
Khi có nhu cầu kết nối, tiến trình trạm khởi tạo một yêu cầu kết nối bằng
cách gửi đi một gói TCP với cờ SYN=1 và chứa giá trị tạo số tuần tự ISN
của client. Giá trị ISN này là một số 4 byte không dấu và đợc tăng lên mỗi
khi một bản tin TCP đợc truyền đi trong kết nối logic và quay trở lại 0 khi
giá trị đạt tới 232. Trong thông điệp SYN này còn chứa số hiệu cổng TCP
của phần mềm dịch vụ mà tiến trình trạm muốn kết nối.
Khi thực thể TCP của phần mềm dịch vụ trạm đích nhận đợc thông điệp
SYN, nó gửi lại gói tin SYN cùng giá trị ISN của nó và đặt cờ ACK=1 khi
sẵn sàng nhận kết nối. Thông điệp này còn chứa giá trị ISN của tiến trình
trạm nguồn trong trờng số tuần tự thu để báo rằng thực thể dịch vụ đã nhận

đợc giá trị ISN của tiến trình trạm nguồn.
Tiến trình trạm nguồn trả lời lại gói SYN của thực thể dịch vụ bằng một
thông báo trả lời ACK cuối cùng. Bằng cách này, các thực thể TCP trao đổi
một cách tin cậy các giá trị ISN của nhau và có thể bắt đầu trao đổi dữ liệu.
Cả ba thông điệp trên không chứa bất kỳ dữ liệu nào, tất cả các thông tin trao
đổi đều nằm trong phần tiêu đề của bản tin TCP.
Khi có nhu cầu kết thúc kết nối, thực thể TCP sẽ gửi đi yêu cầu kết thúc với tr-
ờng FIN=1 tới thực thể TCP bên kia. Vì kết nối TCP là song công nên mặc dù
nhận đợc yêu cầu kết thúc kết nối, thực thể nhận vẫn tiếp tục truyền số liệu cho
đến khi hết số liệu để gửi. Khi đó, nó gửi trở lại thực thể yêu cầu kết thúc kết nối
một yêu cầu kết thúc với cũng với trờng FIN=1. Kết nối giữa hai thực thể TCP đ-
ợc huỷ bỏ.
Đơn vị giao thức TCP đợc gọi là segment và có định dạng nh hình 1.4. Trong
đó mỗi segment gồm hai phần: tiêu đề (header) và tải tin (payload). Phần tiêu đề
bao gồm các trờng tiêu đề chứa các thông tin điều khiển và các định danh cần
thiết khác.
7
Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
Hình 1.4 Cấu trúc gói dữ liệu TCP
Các cổng nguồn và cổng đích chứa các địa chỉ cổng TCP. Địa chỉ này cùng
với địa chỉ IP xác định duy nhất một địa chỉ truyền tải (socket) duy nhất
trong liên mạng tại một thời điểm. Địa chỉ này tơng ứng với một chơng
trình tại máy nguồn và một chơng trình tại máy đích đang thực hiện quá
trình truyền thông với nhau.
Trờng số thứ tự là số thứ tự của byte dữ liệu đầu tiên trong segment này
trong trờng hợp bít SYN không đợc lập do độ dài của segment là không
xác định trớc. Nếu nh bít SYN đợc thiết lập, trờng số thứ tự là số thứ tự
khởi đầu (ISN) và byte dữ liệu đầu tiên là ISN +1.
Số tuần tự thu là vị trí tơng đối của byte cuối cùng đã đợc nhận đúng cộng
thêm 1, tức là vị trí tơng đối của byte đầu tiên sẽ đợc bên gửi chuyển tới

bên nhận qua segment TCP.
Độ dài tiêu đề là số lợng từ 32 bít trong tiêu đề của segment. Từ tham số
này cũng có thể xác định vị trí byte đầu tiên của phần dữ liệu.
Các bít dự phòng dành cho tơng lai.
Có 6 bít điều khiển bao gồm bít báo control khẩn URG, bít báo nhận ACK,
bít chức năng push PSH, bít thiết lập lại kết nối, bít đồng bộ hoá số tuần tự
SYN và bít thông báo kết thúc gửi FIN.
8
Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
TCP cung cấp quản lý truy nhập mạng thông qua cơ chế cửa sổ. Trờng
window gồm 16 bít cho biết số lợng các byte dữ liệu bắt đầu từ byte đợc
chỉ ra trong vùng số xác nhận ACK mà trạm nguồn sẵn sàng để nhận.
Tổng kiểm tra là tổng CRC cho toàn bộ segment bao gồm cả tiêu đề và số
liệu.
con trỏ khẩn trỏ tới số thứ tự của byte sau dữ liệu khẩn, cho phép bên thu
biết đợc độ dài của vùng dữ liệu khẩn.
Phần tuỳ chọn khai báo các tuỳ chọn của TCP, trong đó có độ dài tối đa của
phần dữ liệu TCP trong một segment.
Phần bù là phần chèn thêm để đảm bảo cho độ dài tiêu đề luôn là bội số
của từ 32 bít.
Phần dữ liệu chứa bản tin giao thức lớp trên. Nó có độ dài thay đổi và độ
dài tối đa ngầm định là 536 byte.
Nh vậy có thể thấy rằng, TCP cung cấp đầy đủ các chức năng để đảm bảo
truyền tải một cách tin cậy các gói số liệu qua liên mạng. Do đó, TCP phù hợp để
truyền tải các gói tin của dịch vụ truyền số liệu. Tuy nhiên, do phần tiêu đề của
TCP quá lớn và quá phức tạp nên độ trễ truyền tin qua liên mạng khá cao. Mặt
khác TCP cung cấp quá nhiều chức năng mà các dịch vụ thời gian thực không
cần đến. Do đó, TCP không phù hợp để truyền tải các dịch vụ này và cần thiết
phải xây dựng một giao thức truyền tải mới bên cạnh TCP để đáp ứng cho các
dịch vụ thời gian thực qua IP.

1.1.5 Giao thức truyền tải không tin cậy UDP
Cùng với giao thức TCP, tại mức 4 của bộ giao thức TCP/IP còn một giao thức
nữa hoạt động đó là giao thức dữ liệu ngời dùng UDP (User Datagram Protocol).
Đây là một giao thức phi liên kết và không cung cấp chức năng tuần tự
(sequencing) và xác nhận (acknowledgment). Nó đợc sử dụng bên cạnh TCP
trong trờng hợp các dịch vụ đầy đủ của TCP là không cần thiết. Một ứng dụng
điển hình của UDP đó là sử dụng để truyền tải các gói tin thời gian thực của
những dịch vụ nh thoại gói hay lu lợng video những dịch vụ chỉ cần độ trễ
thấp mà không yêu cầu quá cao về chất lợng dữ liệu nhận đợc tại phía thu.
Một gói tin UDP gồm hai phần: phần tiêu đề và phần dữ liệu:
9
Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
Hình 1.5 Cấu trúc gói dữ liệu UDP
Ưu điểm của UDP đó là do không cung cấp các chức năng tin cậy, điều khiển
luồng, khôi phục lỗi nên tiêu đề của UDP rất nhỏ so với TCP và nó rất phù hợp
với các dịch vụ thời gian thực yêu cầu độ trễ thấp.
Cổng nguồn và cổng đích là các giá trị 16 bít dùng cho các cổng giao thức
UDP đợc sử dụng để tách các gói tin trong tiến trình đang đợi để nhận
chúng. Cổng nguồn là một trờng dữ liệu tuỳ chọn, khi đợc sử dụng, nó xác
định địa chỉ cổng để gửi các bản tin xác nhận. Ngợc lại, nếu không đợc sử
dụng nó sẽ nhận giá trị 0.
Trờng độ dài chứa độ dài bản tin UDP tính theo octet bao gồm cả tiêu đề
UDP và dữ liệu.
Trờng tổng kiểm tra là tổng CRC của phần tiêu đề bản tin UDP. Nó là trờng
tuỳ chọn cho phép có thể đơn giản các thủ tục trong các mạng có độ tin
cậy cao.
Nh vậy, so với bản tin giao thức truyền tải TCP, bản tin giao thức dữ liệu ngời
sử dụng UDP có cấu trúc đơn giản hơn rất nhiều. Phần tiêu đề bản tin chỉ xác
định rõ giá trị cổng giao thức bên gửi và bên nhận. Các thủ tục kiểm tra lỗi cũng
đợc đơn giản hoá và là tuỳ chọn cho phép giảm tới tối đa thời gian trễ khi truyền

dữ liệu qua giao thức lớp truyền tải UDP. Do đó UDP rất phù hợp để truyền tải
các dữ liệu yêu cầu tính thời gian thực cao và khi lại cho phép tỷ lệ lỗi nhất định.
Trong khi đó, TCP sẽ phù hợp với để truyền tải các thông tin số liệu yêu cầu tính
chính xác rất cao mà lại không yêu cầu qua lớn về thời gian trễ. Nh vậy, có thể
thấy rằng hai giao thức lớp truyền tải TCP và UDP là hai giao thức bổ sung cho
nhau. Chúng cùng tồn tại và không thể thay thế cho nhau. Hai giao thức này toạ
nên tính linh hoạt của bộ giao thức IP và cho phép nó có thể tơng thích với tất cả
các loại hình dịch vụ trong hiện tại cũng nh của tơng lai. Đây chính là điểm
mạnh của giao thức IP trớc các bộ giao thức khác trong quá trình triển khai mạng
thế hệ sau NGN.
10
Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
1.2 Giới thiệu chung về công nghệ VoIP
VoIP (Voice over Internet Protocol) là một thuật ngữ dùng để chỉ một phơng
thức truyền thoại mới, đó là truyền tín hiệu thoại qua mạng gói sử dụng giao thức
Internet. Đây là một ứng dụng mở rộng của bộ giao thức IP để tiến tới một mạng
đa phơng tiện hội tụ toàn IP trong tơng lai.
Trong công nghệ điện thoại IP thông tin thoại sẽ đợc đóng trong các gói và
truyền đi trên một đờng truyền chung thay vì các kênh riêng nh trong mạng
PSTN truyền thống. Chúng ta có thể nhìn nhận VoIP nh là khả năng thiết lập các
cuộc gọi điện thoại và gửi những bản fax qua mạng dữ liệu IP với chất lợng dịch
vụ có thể chấp nhận đợc và với cớc phí thấp hơn rất nhiều so với dịch vụ của
mạng PSTN thông thờng. Để thực hiện truyền thoại qua mạng IP, trớc hết tại phía
phát tín hiệu thoại phải đợc số hoá, nén và đóng gói để truyền qua mạng IP nh
những gói dữ liệu thông thờng. Tại phía thu, các gói thoại đợc mở gói, giải nén
và chuyển từ tín hiệu số sang tín hiệu tơng tự để đa đến tai nghe của ngời dùng.
Vì đặc điểm của một mạng gói là một mạng tận dụng tối đa hiệu quả sử dụng
băng tần mà ít quan tâm đến thời gian trễ lan truyền trong mạng, trong khi tín
hiệu thoại lại là một dạng thời gian thực. Do đó, ngời ta phải bổ sung vào mạng
các phần tử mới và thiết kế các giao thức phù hợp để có thể đảm bảo đợc chất l-

ợng dịch vụ cho ngời dùng. Các thành phần này tạo thành một mạng gọi là mạng
VoIP.
Công nghệ VoIP đã và đang mở ra một viễn cảnh mới trong ngành Viễn
Thông trên toàn thế giới. Với u điểm rất lớn về giá cớc, dịch vụ VoIP thực sự
đang thu hút rất nhiều sự quan tâm của các nhà kinh doanh bao gồm cả các nhà
đầu t cung cấp dịch vụ và các nhà tiêu dùng dịch vụ. Việc đa dịch vụ VoIP vào
phục vụ có thể coi là một cuộc cách mạng trong ngành Viễn Thông và thực tế đã
cho thấy sức cạnh tranh rất lớn của công nghệ này so với công nghệ thoại chuyển
mạch kênh truyền thống. Mặc dù mới ra đời và đợc triển khai cha lâu, nhng dịch
vụ VoIP đã chiếm một thị phần rất đáng kể trên thị trờng quốc tế nói chung và n-
ớc ta nói riêng.
Điểm cốt lõi để tạo nên các u điểm của mạng VoIP đó là khả năng sử dụng
hiệu quả và tiết kiệm độ rộng băng tần. Đó là do sự kết hợp các đặc tính vốn có
của một mạng số liệu gói với các kỹ thuật mã hoá nén số hiện đại. Kĩ thuật này
cho phép giảm đợc đáng kể số bít phải truyền đi. Do đó giảm đợc băng thông
truyền dẫn mà vẫn đảm bảo đợc chất lợng dịch vụ theo yêu cầu.
11
Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
Nói chung VoIP là một hình ảnh mới cho mạng Viễn Thông hiện đại. Nó đang
đợc nghiên cứu và triển khai và đang hứa hẹn rất nhiều triển vọng trong tơng lai
gần.
1.3 Cấu hình của mạng điện thoại IP
Theo các nghiên cứu của ETSI, cấu hình chuẩn của mạng điện thoại IP có thể
bao gồm các phần tử sau:
- Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP
- Mạng truy nhập IP
- Mạng xơng sống IP
- Gateway
- Gatekeeper
- Mạng chuyển mạch kênh

- Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng chuyển mạch kênh
Trong các kết nối khác nhau cấu hình mạng có thể thêm hoặc bớt một số phần
tử trên.
Cấu hình chung của mạng điện thoại IP gồm các phần tử Gatekeeper,
Gateway, các thiết bị đầu cuối thoại và máy tính. Mỗi thiết bị đầu cuối giao tiếp
với một Gatekeeper và giao tiếp này giống với giao tiếp giữa thiết bị đầu cuối và
Gateway. Mỗi Gatekeeper sẽ chịu trách nhiệm quản lý một vùng, nhng cũng có
thể nhiều Gatekeeper chia nhau quản lý một vùng trong trờng hợp một vùng có
nhiều Gatekeeper.
Trong vùng quản lý của các Gatekeeper, các tín hiệu báo hiệu có thể đợc
chuyển tiếp qua một hoặc nhiều Gatekeeper. Do đó các Gatekeeper phải có khả
năng trao đổi các thông tin với nhau khi cuộc gọi liên quan đến nhiều
Gatekeeper.
12
Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
Gatekeeper
Gateway
Gateway
DNS Server
Mạng chuyển
mạch kênh
IP Network
PC
Telephone
Mạng chuyển
mạch kênh
Telephone
PC
Hình 1.6 Cấu hình của mạng điện thoại IP
1.3.1 Thiết bị đầu cuối

Thiết bị đầu cuối là một nút cuối trong cấu hình của mạng điện thoại IP. Nó
có thể đợc kết nối với mạng IP sử dụng một trong các giao diện truy nhập. Một
thiết bị đầu cuối có thể cho phép một thuê bao trong mạng IP thực hiện cuộc gọi
tới một thuê bao khác trong mạng chuyển mạch kênh. Các cuộc gọi đó sẽ đợc
Gatekeeper mà thiết bị đầu cuối hoặc thuê bao đã đăng ký giám sát.
Một thiết bị đầu cuối có thể gồm các khối chức năng sau:
- Chức năng đầu cuối: Thu và nhận các bản tin.
- Chức năng bảo mật kênh truyền tải: đảm bảo tính bảo mật của kênh truyền
tải thông tin kết nối với thiết bị đầu cuối.
- Chức năng bảo mật kênh báo hiệu: đảm bảo tính bảo mật của kênh báo hiệu
kết nối với thiết bị đầu cuối.
- Chức năng xác nhận: thiết lập đặc điểm nhận dạng khách hàng, thiết bị
hoặc phần tử mạng, thu nhập các thông tin dùng để xác định bản tin báo
hiệu hay bản tin chứa thông tin đã đợc truyền hoặc nhận cha.
- Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng.
- Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định hoặc ghi lại các thông tin về
sự kiện (truy nhập, cảnh báo ) và tài nguyên.
13
Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
- Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin đã đợc sử dụng
ra thiết bị ngoại vi.
1.3.2 Mạng truy nhập IP
Mạng truy nhập IP cho phép thiết bị đầu cuối, Gateway, Gatekeeper truy nhập
vào mạng IP thông qua cơ sở hạ tầng sẵn có. Sau đây là một vài loại giao diện
truy nhập IP đợc sử dụng trong cấu hình chuẩn của mạng điện thoại IP:
- Truy nhập PSTN
- Truy nhập ISDN
- Truy nhập LAN
- Truy nhập GSM
- Truy nhập DECT

Đây không phải là tất cả các giao diện truy nhập IP, một vài loại khác đang đ-
ợc nghiên cứu để sử dụng cho mạng điện thoại IP. Đặc điểm của các giao diện
này có thể gây ảnh hởng đến chất lợng và tính bảo mật của cuộc gọi điện thoại
IP.
1.3.3 Gatekeeper
Gatekeeper là phần tử của mạng chịu trách nhiệm quản lý việc đăng ký, chấp
nhận và trạng thái của các thiết bị đầu cuối và Gateway. Gatekeeper có thể tham
gia vào việc quản lý vùng, xử lý cuộc gọi và báo hiệu cuộc gọi. Nó xác định đ-
ờng dẫn để truyền báo hiệu cuộc gọi và nội dung đối với mỗi cuộc gọi.
Gatekeeper có thể bao gồm các khối chức năng sau:
- Chức năng chuyển đổi địa chỉ E.164 ( Số E.164 là số điện thoại tuân thủ
theo cấu trúc và kế hoạch đánh số đợc mô tả trong khuyến nghị E.164 của Liên
minh viễn thông quốc tế ITU) : chuyển đổi địa chỉ E.164 sang địa chỉ IP và ngợc
lại để truyền các bản tin, nhận và truyền địa chỉ IP để truyền các bản tin, bao
gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp.
- Chức năng dịch địa chỉ kênh thông tin: nhận và truyền địa chỉ IP của các
kênh truyền tải thông tin, bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp.
- Chức năng dịch địa chỉ kênh: nhận và truyền địa chỉ IP phục vụ cho báo
hiệu, bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp.
- Chức năng giao tiếp giữa các Gatekeeper: thực hiện trao đổi thông tin giữa
các Gatekeeper.
14
Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
- Chức năng đăng ký: cung cấp các thông tin cần đăng ký khi yêu cầu dịch
vụ.
- Chức năng xác nhận: thiết lập các đặc điểm nhận dạng của khách hàng,
thiết bị đầu cuối hoặc các phần tử mạng.
- Chức năng bảo mật kênh thông tin: đảm bảo tính bảo mật của kênh báo
hiệu kết nối Gatekeeper với thiết bị đầu cuối.
- Chức năng tính cớc: thu thập thông tin để tính cớc.

- Chức năng điều chỉnh tốc độ và giá cớc: xác định tốc độ và giá cớc.
- Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng.
- Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định hoặc ghi lại các thông tin về sự
kiện (truy nhập, cảnh báo) và tài nguyên.
- Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin đã đợc sử dụng
ra thiết bị ngoại vi.
1.3.4 Gateway
Gateway là một phần tử không nhất thiết phải có trong một giao tiếp H.323.
Nó đóng vai trò làm phần tử cầu nối và chỉ tham gia vào một cuộc gọi khi có sự
chuyển tiếp từ mạng H.323 ( ví dụ nh mạng LAN hay mạng Internet) sang mạng
phi H.323 (ví dụ mạng chuyển mạch kênh hay PSTN). Một Gateway có thể kết
nối vật lý với một hay nhiều mạng IP hay với một hay nhiều mạng chuyển mạch
kênh. Một Gateway có thể bao gồm: Gateway báo hiệu, Gateway truyền tải kênh
thoại, Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại. Một hay nhiều chức năng này
có thể thực hiện trong một Gatekeeper hay một Gateway khác.
- Gateway báo hiệu SGW: cung cấp kênh báo hiệu giữa mạng IP và mạng
chuyển mạch kênh. Gateway báo hiệu là phần tử trung gian chuyển đổi giữa
báo hiệu trong mạng IP ( ví dụ H.323) và báo hiệu trong mạng chuyển
mạch kênh (ví dụ R2, CCS7). Gateway báo hiệu có các chức năng sau:
+ Chức năng kết cuối các giao thức điều khiển cuộc gọi.
+ Chức năng kết cuối báo hiệu từ mạng chuyển mạch kênh: phối hợp
hoạt động với các chức năng báo hiệu của Gateway điều khiển truyền
tải kênh thoại.
15
Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
+ Chức năng báo hiệu: chuyển đổi báo hiệu giữa mạng IP với báo hiệu
mạng chuyển mạch kênh khi phối hợp hoạt động với Gateway điều
khiển truyền tải kênh thoại.
+ Chức năng giao diện mạng chuyển mạch gói: kết cuối mạng chuyển
mạch gói.

+ Chức năng bảo mật kênh báo hiệu: đảm bảo tính bảo mật của kênh báo
hiệu kết nối với thiết bị đầu cuối.
+ Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng.
+ Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định hoặc ghi lại các thông tin
về sự kiện (truy nhập, cảnh báo) và tài nguyên.
+ Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin đã đợc sử
dụng ra thiết bị ngoại vi.
- Gateway truyền tải kênh thoại MGM: cung cấp phơng tiện để thực hiện
chức năng chuyển đổi mã hoá. Nó sẽ chuyển đổi giữa các mã hoá trong
mạng IP với các mã hoá truyền trong mạng chuyển mạch kênh. Gateway
truyền tải kênh thoại bao gồm các khối chức năng sau:
+ Chức năng chuyển đổi địa chỉ kênh thông tin: cung cấp địa chỉ IP cho
các kênh thông tin truyền và nhận.
+ Chức năng chuyển đổi luồng: chuyển đổi giữa các luồng thông tin giữa
mạng IP và mạng chuyển mạch kênh bao gồm việc chuyển đôỉ mã hoá
và triệt tiếng vọng.
+ Chức năng dịch mã hoá: định tuyến các luồng thông tin giữa mạng IP
và mạng chuyển mạch kênh.
+ Chức năng giao diện với mạng chuyển mạch kênh: kết cuối và điều
khiển các kênh mang thông tin từ mạng chuyển mạch kênh.
+ Chức năng chuyển đổi kênh thông tin giữa mạng IP và mạng chuyển
mạch kênh: chuyển đổi giữa kênh mang thông tin thoại, Fax, dữ liệu
của mạng chuyển mạch kênh và các gói dữ liệu trong mạch IP. Nó
cũng thực hiện các chức năng xử lý tín hiệu thích hợp nh: nén tín hiệu
thoại, triệt tiếng vọng, mã hoá, chuyển đổi tín hiệu Fax và điều tiết tốc
độ modem tơng tự. Thêm vào đó, nó còn thực hiện việc chuyển đổi
giữa tín hiệu mã đa tần DTMF trong mạng chuyển mạch kênh và các
tín hiệu thích hợp trong mạng IP khi các bộ mã hoá tín hiệu thoại
16
Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP

không mã hoá tín hiệu mã đa tần DTMF. Chức năng chuyển đổi kênh
thông tin giữa mạng IP và mạng chuyển mạch kênh cũng có thể thu
nhập thông tin về lu lợng gói và chất lợng kênh đối với mỗi cuộc gọi
để sử dụng trong việc báo cáo chi tiết và điều khiển cuộc gọi.
+ Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng.
+ Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định hoặc ghi lại các thông tin
về sự kiện (truy nhập, cảnh báo) và tài nguyên.
+ Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin đã đợc sử
dụng ra thiết bị ngoại vi.
- Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại MGWC: đóng vai trò phần tử kết
nối giữa Gateway báo hiệu và Gatekeeper. Nó cung cấp chức năng xử lý cuộc gọi
cho Gateway, điều khiển Gateway truyền tải kên thoại, nhận thông tin báo hiệu
của mạng chuyển mạch kênh từ Gateway báo hiệu và thông tin báo hiệu của
mạng IP từ Gatekeeper. Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại bao gồm các
chức năng sau:
+ Chức năng truyền và nhận các bản tin.
+ Chức năng xác nhận: thiết lập các đặc điểm nhận dạng của ngời sử
dụng, thiết bị hoặc các phần tử mạng.
+ Chức năng điều khiển cuộc gọi: lu giữ các trạng thái cuộc gọi của
Gateway. Chức năng này bao gồm tất cả các điều khiển kết nối logic
của Gateway.
+ Chức năng báo hiệu: chuyển đổi giữa báo hiệu mạng IP và báo hiệu
mạng chuyển mạch kênh trong quá trình phối hợp hoạt động với
Gateway báo hiệu.
+ Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng.
+ Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định hoặc ghi lại các thông tin
về sự kiện (truy nhập, cảnh báo) và tài nguyên.
+ Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin đã đợc sử
dụng ra thiết bị ngoại vi.
17

Chơng I. Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
1.4 Các ứng dụng của VoIP
1.4.1 Dịch vụ thoại qua Internet
Điện thoại Internet không còn chỉ là công nghệ cho giới sử dụng máy tính mà
cho cả ngời sử dụng điện thoại quay vào gateway. Dịch vụ này đợc một số nhà
khai thác lớn cung cấp và chất lợng thoại không thua kém chất lợng của mạng
thoại thông thờng, đặc biệt là trên các tuyến quốc tế. Mặc dù vẫn còn một số vấn
đề về sự tơng thích của các gateway, các vấn đề này sẽ sớm đợc giải quyết khi
tiêu chuẩn H.323 của ITU đợc sử dụng rộng rãi.
Suốt từ khi các máy tính bắt đầu kết nối với nhau, vấn đề các mạng tích hợp
luôn là mối quan tâm của mọi ngời. Mạng máy tính phát triển bên cạnh mạng
điện thoại. Các mạng máy tính và mạng điện thoại song song tồn tại ngay trong
cùng một cơ cấu, giữa các cơ cấu khác nhau, và trong mạng rộng WAN. Công
nghệ thoại IP không ngay lập tức đe doạ đến mạng điện thoại toàn cầu mà nó sẽ
dần thay thế thoại chuyển mạch kênh truyền thống. Sau đây là một vài ứng dụng
tiêu biểu của dịch vụ thoại Internet.
1.4.2 Thoại thông minh
Hệ thống điện thoại ngày càng trở nên hữu hiệu: rẻ, phổ biến, dễ sử dụng, cơ
động. Tuy nhiên nó chỉ có 12 phím để điều khiển. Trong những năm gần đây, ng-
ời ta đã cố gắng để tạo ra thoại thông minh, đầu tiên là các thoại để bàn, sau là
đến các server. Nhng mọi cố gắng đều thất bại do tồn tại các hệ thống có sẵn.
Internet sẽ thay đổi điều này. Kể từ khi Internet phủ khắp toàn cầu, nó đã đợc
sử dụng để tăng thêm tính thông minh cho mạng điện thoại toàn cầu. Giữa mạng
máy tính và mạng điện thoại tồn tại một mối liên hệ. Internet cung cấp cách
giám sát và điều khiển các cuộc thoại một cách tiện lợi hơn. Chúng ta có thể
thấy đợc khả năng kiểm soát và điều khiển các cuộc thoại thông qua mạng
Internet.
1.4.3 Dịch vụ tính cớc cho bị gọi
Thoại qua Internet giúp nhà khai thác có khả năng cung cấp dịch vụ tính cớc
cho bị gọi đến các khách hàng ở nớc ngoài cũng giống nh khách hàng trong nớc.

Để thực hiện đợc điều này, khách hàng chỉ cần PC với hệ điều hành Windows9x,
địa chỉ kết nối Internet ( tốc độ 28,8Kbps hoặc nhanh hơn), và chơng trình phần
mềm chuyển đổi chẳng hạn nh Quicknet's Technologies Internet PhoneJACK.
Thay vì gọi qua mạng điện thoại truyền thống, khách hàng có thể gọi cho bạn
qua Internet bằng việc sử dụng chơng trình phần mềm chẳng hạn nh Internet
18