Tong quan ve VoIP

Chơng 1 Tổng quan về VoIP
Chơng 1 tổng Quan Về Voip
Dịch vụ điện thoại IP là dịch vụ ứng dụng cao cấp cho phép truyền tải các
cuộc đàm thoại sử dụng hạ tầng mạng IP. Nguyên tắc VoIP gồm việc số hoá tín
hiệu giọng nói, nén tín hiệu đã số hoá, chia tín hiệu thành các gói và truyền những
gói số liệu này trên nền IP. Đến nơi nhận, các gói số liệu đợc ghép lại, giải mã ra
tín hiệu analog để phục hồi âm thanh.
Trong dịch vụ điện thoại IP có thể có sự tham gia của 3 loại đối tợng cung cấp
dịch vụ nh sau:
- Nhà cung cấp Internet ISP
- Nhà cung cấp dịch vụ điện thoại Internet ITSP
- Nhà cung cấp dịch vụ trong mạng chuyển mạch kênh
Để có thể sử dụng đợc dịch vụ điện thoại IP, ngời sử dụng cần thông qua
mạng Internet và các chơng trình ứng dụng cho điện thoại IP. Trong khi các nhà
cung cấp dịch vụ Internet cung cấp sự truy cập Internet cho khách hàng của họ thì
các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại ITSP cung cấp dịch vụ điện thoại IP cho khách
hàng bằng cách sử dụng các chơng trình ứng dụng dùng cho điện thoại IP. Có thể
nói rằng dịch vụ truy cập Internet cung cấp bởi các ISP cha đủ để cung cấp dịch vụ
điện thoại IP. Ngời sử dụng cần phải truy nhập vào nhà cung cấp dịch vụ điện
thoại IP khi sử dụng điện thoại IP. Họ không thể gọi hoặc nhận các cuộc đàm thoại
thông qua dịch vụ điện thoại IP nếu chỉ có truy nhập vào mạng Internet. Để phục
vụ cho việc truyền thông giữa những ngời sử dụng trên các máy tính đầu cuối của
mạng Internet, các công ty phần mềm đã cung cấp các trơng trình ứng dụng dùng
cho điện thoại IP thực hiện vai trò của ITSP. Đối với ngời sử dụng trên mạng
chuyển mạch kênh, họ sẽ truy nhập vào ISP hoặc ITSP thông qua các điểm truy
nhập trong mạng chuyển mạch kênh.
VoIP dựa trên sự kết hợp của mạng chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói là
mạng IP. Mỗi loại mạng có những đặc điểm khác biệt nhau. Trong mạng chuyển
mạch kênh một kênh truyền dẫn dành riêng đợc 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 đợc đảm bảo và cố định trong quá trình liên lạc (64Kbps đối với mạng điện
thoại PSTN), và độ trễ thông tin là rất nhỏ chỉ cỡ thời gian truyền thông tin trên
kênh. Khác với mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch gói (Packet
Switching Network) sử dụng hệ thống lu trữ rồi truyền tại các nút mạng. Thông tin
Trang 2
Chơng 1 Tổng quan về VoIP
đợc chia thành các gói, mỗi gói đợc thêm các thông tin điều khiển cần thiết cho
quá trình truyền nh là địa chỉ nơi gửi, địa chỉ nơi nhận... Các gói thông tin đến nút
mạng đợc xử lý và lu trữ trong một thời gian nhất định rồi mới đợc truyền đến nút
tiếp theo sao cho việc sử dụng kênh có hiệu quả cao nhất. Trong mạng chuyển
mạch gói không có kênh dành riêng nào đợc thiết lập, băng thông của kênh logic
giữa hai thiết bị đầu cuối thờng không cố định, và độ trễ thông tin lớn hơn mạng
chuyển mạch kênh rất nhiều.
áp dụng VoIP có thể khai thác tính hiệu quả của các mạng truyền số liệu,
khai thác tính linh hoạt trong phát triển các ứng dụng mới của giao thức IP. Nhng
VoIP cũng phức tạp và đòi hỏi giải quyết nhiều vấn đề.
1.1 Cấu hình của mạng điện thoại IP
Theo các ngiên 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.
Cấu hình của mạng điện thoại IP đợc mô tả trong hình 1.1.
Trang 3
Chơng 1 Tổng quan về VoIP
Gatekeeper
Gateway
Gateway
DNS Server
Mạng chuyển
mạch kênh
IP Network
PC
Telephone
Mạng chuyển
mạch kênh
Telephone
PC
Hình 1.1 Cấu hình của mạng điện thoại IP
Chức năng của các phần tử trong mạng nh sau:
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.
Trang 4
Chơng 1 Tổng quan về VoIP
- 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.
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.
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 đờng
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.
Trang 5
Chơng 1 Tổng quan về 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.
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.
+ 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.
Trang 6