Giới thiệu chung về VoIP. ppt

CHƯƠNG I
I: TỔNG QUAN VỀ VOIP
2.1 Giới thiệu chung về VoIP.
Voice over Internet Protocol (VoIP) là một công nghệ cho phép truyền thoại sử
dụng giao thức mạng IP, trên cơ sở hạ tầng sẵn có của mạng internet. Voip là một
trong những công nghệ viễn thông đang được quan tâm nhất hiện nay không chỉ đối
với nhà khai thác, các nhà sản xuất mà còn cả với người sử dụng dịch vụ.
Voip có thể vừa thực hiện mọi loại cuộc gọi như trên mạng điện thoại kênh truyền
thống (PSTN) đồng thời truyền dữ liệu trên cơ sở mạng truyền dữ liệu. Do các ưu
điểm về giá thành dịch vụ và sự tích hợp nhiều loại hình dịch vụ nên voip hiện nay
được triển khai một cách rộng rãi.
Dịch vụ điện thoại voip là dịch vụ ứng dụng giao thức IP, nguyên tắc của voip bao
gồm việc số hoá tín hiệu tiếng nói, thực hiện việc nén tín hiệu số, chia nhỏ các gói nếu
cần và truyền gói tin này qua mạng, tới nơi nhận các gói tin này được ráp lại theo
đúng thứ tự của bản tin, giải mã tín hiệu tương tự phục hồi lại tiếng nói ban đầu.
Các cuộc gọi trong voip dựa trên cơ sở sử dụng kết hợp cả chuyển mạch kênh và
chuyển mạch gói. Trong mỗi loại chuyển mạch trên đều có ưu, nhược điểm riêng của
nó. Trong kỹ thuật chuyển mạch kênh giành riêng cho hai thiết bị đầu cuối thông qua
các node chuyển mạch trung gian. Trong chuyển mạch kênh tốc độ truyền dẫn luôn
luôn cố định(nghĩa là băng thông không đổi) , với mạng điện thoại PSTN tốc độ này là
64kbps, truyền dẫn trong chuyển mạch kênh có độ trễ nhỏ.
Trong chuyển mạch gói các bản tin được chia thành các gói nhỏ gọi là các gói,
nguyên tắc hoạt động của nó là sử dụng hệ thống lưu trữ và chuyển tiếp các gói tin
trong nút mạng. Đối với chuyển mạch gói không tồn tại khái niệm kênh riêng, băng
thông không cố định có nghĩa là có thể thay đổi tốc độ truyền, kỹ thuật chuyển mạch
gói phải chịu độ trễ lớn vì trong chuyển mạch gói không quy định thời gian cho mỗi
gói dữ liệu tới đích, mỗi gói có thể đi bằng nhiều con đường khác nhau để tới đích,
chuyển mạch gói thích hợp cho việc truyền dữ liệu vì trong mạng truyền dữ liệu
không đòi hỏi về thời gian thực như thoại, để sử dụng ưu điểm của mỗi loại chuyển
mạch trên thì trong voip kết hợp sử dụng cả hai loại chuyển mạch kênh và chuyển
mạch gói.

2.2 Các thành phần trong mạng VoIP:
Các thành phần cốt lõi của 1 mạng VoIP bao gồm: Gateway, VoIP Server, IP
network, End User Equipments
Gateway: là thành phần giúp chuyển đổi tín hiệu analog sang tín hiệu số (và ngược
lại).
• VoIP gateway : là các gateway có chức năng làm cầu nối giữa mạng điện thoại
thường ( PSTN ) và mạng VoIP.
• VoIP GSM Gateway: là các gateway có chức năng làm cầu nối cho các mạng
IP, GSM và cả mạng analog.
• VoIP server : là các máy chủ trung tâm có chức năng định tuyến và bảo mật
cho các cuộc gọi VoIP .Trong mạng H.323 chúng được gọi là gatekeeper.
Trong mạng SIP các server được gọi là SIP server.
• Thiết bị đầu cuối (End user equipments ) :Softphone và máy tính cá nhân
(PC) : bao gồm 1 headphone, 1 phần mềm và 1 kết nối Internet. Các phần mềm
miễn phí phổ biến như Skype, Ekiga, GnomeMeeting, Microsoft Netmeeting,
SIPSet,
• Điện thoại truyền thông với IP adapter: để sử dụng dịch vụ VoIP thì máy điện
thoại thông dụng phải gắn với 1 IP adapter để có thể kết nối với VoIP server.
Adapter là 1 thiết bị có ít nhất 1 cổng RJ11 (để gắn với điện thoại) , RJ45 (để
gắn với đường truyền Internet hay PSTN) và 1 cổng cắm nguồn.
• IP phone : là các điện thoại dùng riêng cho mạng VoIP. Các IP phone không
cần VoIP Adapter bởi chúng đã được tích hợp sẵn bên trong để có thể kết nối
trực tiếpvới các VoIP server
2.3 Cỏc kiu kt ni s dng VoIP
a. Computer to Computer:
Vi 1 kờnh truyn Internet cú sn, L 1 dch v min phớ c s dng rng rói
khp ni trờn th gii. Ch cn ngi gi (caller) v ngi nhn ( receiver) s
dng chung 1 VoIP service (Skype,MSN,Yahoo Messenger,), 2 headphone +
microphone, sound card . Cuc hi thoi l khụng gii hn.
b. Computer to phone:

L 1 dch v cú phớ. Bn phi tr tin cú 1 account + software
(VDC,Evoiz,Netnam,). Vi dch v ny 1 mỏy PC cú kt ni ti 1 mỏy in
thoi thụng thng bt c õu ( tu thuc phm vi cho phộp trong danh sỏch
cỏc quc gia m nh cung cp cho phộp). Ngi gi s b tớnh phớ trờn lu
lng cuc gi v khu tr vo ti khon hin cú.
u im : i vi cỏc cuc hi thoi quc t, ngi s dng s tn ớt phớ hn 1
cuc hi thoi thụng qua 2 mỏy in thoi thụng thng. Chi phớ r, d lp t
Nhc im: cht lng cuc gi ph thuc vo kt ni internet + service nh
cung cp
c. Phone to Phone:
L 1 dch v cú phớ. Bn khụng cn 1 kt ni Internet m ch cn 1 VoIP
adapter kt ni vi mỏy in thoi. Lỳc ny mỏy in thoi tr thnh 1 IP
phone.
2.4 c im ca in thoi IP :
in thoi IP ra i nhm khai thỏc tớnh hiu qu ca cỏc mng truyền số liệu, khai
thác tính linh hoạt trong phát triển các ứng dụng mới của giao thức IP và nó đợc áp
dụng trên một mạng toàn cầu là mạng Internet. Các tiến bộ của công nghệ mang đến
cho điện thoại IP những u điểm sau:
+ Giảm chi phí cuộc gọi: Ưu điểm nổi bật nhất của điện thoại IP so với dịch vụ điện
thoại hiện tại là khả năng cung cấp những cuộc gọi đờng dài giá rẻ với chất lợng chấp
nhận đợc. Nếu dịch vụ điện thoại IP đợc triển khai, chi phí cho một cuộc gọi đờng dài
sẽ chỉ tơng đơng với chi phí truy nhập internet. Nguyên nhân dẫn đến chi phí thấp nh
vây là do tín hiệu thoại đợc truyền tải trong mạng IP có khả năng sử dụng kênh hiệu
quả cao. Đồng thời, kỹ thuật nén thoại tiên tiến giảm tốc độ bít từ 64 Kbps xuống thấp
tới 8 Kbps (theo tiêu chuẩn nén thoại G.729A của ITU-T) kết hợp với tốc độ xử lý
nhanh của các bộ vi xử lý ngày nay cho phép việc truyền tiếng nói theo thời gian thực
là có thể thực hiện đợc với lợng tài nguyên băng thông thấp hơn nhiều so với kỹ thuật
cũ.
So sánh một cuộc gọi trong mạng PSTN với một cuộc gọi qua mạng IP, ta thấy:
Chi phí phải trả cho cuộc gọi trong mạng PSTN là chi phí phải bỏ ra để duy trì cho một

kênh 64kbps suốt từ đầu cuối này tới đầu cuối kia thông qua một hệ thống các tổng
đài. Chi phí này đối với các cuộc gọi đờng dài (liên tỉnh, quốc tế) là khá lớn.
Trong trờng hợp cuộc gọi qua mạng IP, ngời sử dụng từ mạng PSTN chỉ phải duy trì
kênh 64kbps đến Gateway của nhà cung cấp dịch vụ tại địa phơng. Nhà cung cấp dịch
vụ điện thoại IP sẽ đảm nhận nhiệm vụ nén, đóng gói tín hiệu thoại và gửi chúng đi
qua mạng IP một cách có hiệu quả nhất để tới đợc Gateway nối tới một mạng điện
thoại khác có ngời liên lạc đầu kia. Việc kết nối nh vậy làm giảm đáng kể chi phí cuộc
gọi do phần lớn kênh truyền 64Kbps đã đợc thay thế bằng việc truyền thông tin qua
mạng dữ liệu hiệu quả cao.
+ Tích hợp mạng thoại, mạng số liệu và mạng báo hiệu: Trong điện thoại IP, tín
hiệu thoại, số liệu và ngay cả báo hiệu đều có thể cùng đi trên cùng một mạng IP. Điều
này sẽ tiết kiệm đợc chi phí đầu t để xây dựng những mạng riêng rẽ.
+ Khả năng mở rộng (Scalability): Nếu nh các hệ tổng đài thờng là những hệ thống
kín, rất khó để thêm vào đó những tính năng thì các thiết bị trong mạng internet thờng
có khả năng thêm vào những tính năng mới. Chính tính mềm dẻo đó mang lại cho dịch
vụ điện thoại IP khả năng mở rộng dễ dàng hơn so với điện thoại truyền thống.
+ Không cần thông tin điều khiển để thiết lập kênh truyền vật lý: Gói thông tin
trong mạng IP truyền đến đích mà không cần một sự thiết lập kênh nào. Gói chỉ cần
mang địa chỉ của nơi nhận cuối cùng là thông tin đã có thể đến đợc đích. Do vậy, việc
điều khiển cuộc gọi trong mạng IP chỉ cần tập trung vào chức năng cuộc gọi mà không
phải tập trung vào chức năng thiết lập kênh.
+ Quản lý băng thông: Trong điện thoại chuyển mạch kênh, tài nguyên băng thông
cung cấp cho một cuộc liên lạc là cố định (một kênh 64Kbps) nhng trong điện thoại IP
việc phân chia tài nguyên cho các cuộc thoại linh hoạt hơn nhiều. Khi một cuộc liên
lạc diễn ra, nếu lu lợng của mạng thấp, băng thông dành cho liên lạc sẽ cho chất lợng
thoại tốt nhất có thể; nhng khi lu lợng của mạng cao, mạng sẽ hạn chế băng thông của
từng cuộc gọi ở mức duy trì chất lợng thoại chấp nhận đợc nhằm phục vụ cùng lúc đợc
nhiều ngời nhất. Điểm này cũng là một yếu tố làm tăng hiệu quả sử dụng của điện
thoại IP. Việc quản lý băng thông một cách tiết kiệm nh vậy cho phép ngời ta nghĩ tới
những dịch vụ cao cấp hơn nh truyền hình hội nghị, điều mà với công nghệ chuyển

mạch cũ ngời ta đã không thực hiện vì chi phí quá cao.
+ Nhiều tính năng dịch vụ: Tính linh hoạt của mạng IP cho phép tạo ra nhiều tính
năng mới trong dịch vụ thoại. Ví dụ cho biết thông tin về ngời gọi tới hay một thuê
bao điện thoại IP có thể có nhiều số liên lạc mà chỉ cần một thiết bị đầu cuối duy nhất
(Ví dụ nh một thiết bị IP Phone có thể có một số điện thoại dành cho công việc, một
cho các cuộc gọi riêng t).
+ Khả năng multimedia: Trong một cuộc gọi ngời sử dụng có thể vừa nói chuyện
vừa sử dụng các dịch vụ khác nh truyền file, chia sẻ dữ liệu, hay xem hình ảnh của ng-
ời nói chuyện bên kia.
Điện thoại IP cũng có những hạn chế:
+ Kỹ thuật phức tạp: Truyền tín hiệu theo thời gian thực trên mạng chuyển mạch gói
là rất khó thực hiện do mất gói trong mạng là không thể tránh đợc và độ trễ không cố
định của các gói thông tin khi truyền trên mạng. Để có đợc một dịch vụ thoại chấp
nhận đợc, cần thiết phải có một kỹ thuật nén tín hiệu đạt đợc những yêu cầu khắt khe:
tỉ số nén lớn (để giảm đợc tốc độ bit xuống), có khả năng suy đoán và tạo lại thông tin
của các gói bị thất lạc Tốc độ xử lý của các bộ Codec (Coder and Decoder) phải đủ
nhanh để không làm cuộc đàm thoại bị gián đoạn. Đồng thời cơ sở hạ tầng của mạng
cũng cần đợc nâng cấp lên các công nghệ mới nh Frame Relay, ATM, để có tốc độ
cao hơn và/hoặc phải có một cơ chế thực hiện chức năng QoS (Quality of Service). Tất
cả các điều này làm cho kỹ thuật thực hiện điện thoại IP trở nên phức tạp và không thể
thực hiện đợc trong những năm trớc đây.
+ Vấn đề bảo mật (security): Mạng Internet là một mạng có tính rộng khắp và hỗn
hợp (hetorogenous network). Trong đó có rất nhiều loại máy tính khác nhau cùng các
dịch vụ khác nhau cùng sử dụng chung một cơ sở hạ tầng. Do vậy không có gì đảm
bảo rằng thông tin liên quan đến cá nhân cũng nh số liên lạc truy nhập sử dụng dịch vụ
của ngời dùng đợc giữ bí mật.
Nh vậy, điện thoại IP chứng tỏ nó là một loại hình dịch vụ mới rất có tiềm năng. Trong
tơng lai, điện thoại IP sẽ cung cấp các dịch vụ hiện có của điện thoại trong mạng PSTN
và các dịch vụ mới của riêng nó nhằm đem lại lợi ích cho đông đảo ngời dùng. Tuy
nhiên, điện thoại IP với t cách là một dịch vụ sẽ không trở nên hấp dẫn hơn PSTN chỉ

vì nó chạy trên mạng IP. Khách hàng chỉ chấp nhận loại dịch vụ này nếu nh nó đa ra đ-
ợc một chi phí thấp và/hoặc những tính năng vợt trội hơn so với dịch vụ điện thoại hiện
tại.
2.5 Các ứng dụng của VoIP
2.5.1 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.
2.5.2 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, ngời 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.
2.5.3 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 Phone của
Vocaltec hoặc Netmeeting của Microsoft. Với các chơng trình phần mềm này, khách
hàng có thể gọi đến công ty của bạn cũng giống nh việc họ gọi qua mạng PSTN.
Bằng việc sử dụng chơng trình chẳng hạn Internet PhoneJACK, bạn cũng có thể xử lý
các cuộc gọi cũng giống nh các xử lý các cuộc gọi khác. Bạn có thể định tuyến các
cuộc gọi này tới các nhà vận hành, tới các dịch vụ tự động trả lời, tới các ACD. Trong
thực tế, hệ thống điện thoại qua Internet và hệ thống điện thoại truyền thống là hoàn
toàn nh nhau.
2.5.4 Dịch vụ Callback Web
"WorldWide Web" đã làm cuộc cách mạng trong cách giao dịch với khách hàng của
các doanh nghiệp. Với tất cả các tiềm năng của web, điện thoại vẫn là một phơng tiện
kinh doanh quan trọng trong nhiều nớc. Điện thoại web hay " bấm số" (click to dial)
cho phép các nhà doanh nghiệp có thể đa thêm các phím bấm lên trang web để kết nối
tới hệ thống điện thoại của họ. Dịch vụ bấm số là cách dễ nhất và an toàn nhất để đa
thêm các kênh trực tiếp từ trang web của bạn vào hệ thống điện thoại.
2.5.5 Dịch vụ fax qua IP
Nếu bạn gửi nhiều fax từ PC, đặc biệt là gửi ra nớc ngoài thì việc sử dụng dịch vụ
Internet faxing sẽ giúp bạn tiết kiệm đợc tiền và cả kênh thoại. Dịch vụ này sẽ chuyển
trực tiếp từ PC của bạn qua kết nối Internet.
Khi sử dụng dịch vụ thoại và fax qua Internet, có hai vấn đề cơ bản:
Những ngời sử dụng dịch vụ thoại qua Internet cần có chơng trình phần mềm chẳng
hạn Quicknet's Internet PhoneJACK. Cấu hình này cung cấp cho ngời sử dụng khả
năng sử dụng thoại qua Internet thay cho sử dụng điện thoại để bàn truyền thống.
Kết nối một gateway thoại qua Internet với hệ thống điện thoại hiện hành. Cấu hình
này cung cấp dịch vụ thoại qua Internet giống nh việc mở rộng hệ thống điện thoại
hiện hành.

2.5.6 Dịch vụ Call center
Gateway call center với công nghệ thoại qua Internet cho phép các nhà kiểm duyệt
trang Web với các PC trang bị multimedia kết nối đợc với bộ phân phối các cuộc goi tự
động (ACD). Một u điểm của thoại IP là khả năng kết hợp cả thoại và dữ liệu trên
cùng một kênh.
CHNG III: CCH THC HOT NG, NHN T NH HNG V
CC B GIAO THC
3.1 VoIP hot ng nh th no?
Khi núi vo ng nghe hay microphone, ging núi s to ra tớn hiu in t, ú l
nhng tớn hiu analog. Tớn hiu analog c chuyn sang tớn hiu s dựng thut
toỏn c bit chuyn i. Nhng thit b khỏc nhau cú cỏch chuyn i khỏc nhau
nh VoIP phone hay softphone, nu dựng in thoi analog thụng thng thỡ cn mt
Telephony Adapter (TA). Sau ú ging núi c s húa s c úng vo gúi tin v
gi trờn mng IP.
Trong sut tin trỡnh mt giao thc nh SIP hay H323 s c dựng iu khin
(control) cuc gi nh l thit lp, quay s, ngt kt ni v RTP thỡ c dựng cho
tớnh nng m bo tin cy v duy trỡ cht lng dch v trong quỏ trinh truyn.
3.2 S húa tớn hiu Analog
Biu din tớn hiu tng t(analog) thnh dng s (digital) l cụng vic khú khn.
Vỡ bn thõn dng õm thanh nh ging núi con ngi dng analog do ú cn mt s
lng ln cỏc giỏ tr digital biu din biờn (amplitude), tn s(frequency) v pha
(phase), chuyn i nhng giỏ tr ú thnh dng s nh phõn(zero v one) l rt khú
khn. Cn thit cn cú c ch dựng thc hin s chuyn i ny v kt qu ca s
phỏt trin ny l s ra i ca nhng thit b c gi l codec (coder-decoder) hay l
thit b mó v gii mó.
Tớn hiu n thoi analog (ging núi con ngi) c t vo u vo ca thit b
codec v c chuyn i thnh chui s nh phõn u ra. Sau ú quỏ trỡnh ny thc
hin tr li bng cỏch chuyn chui s thnh dng analog u cui, vi cựng qui
trỡnh codec.
Có 4 bước liên quan đến quá trình số hóa(digitizing) một tín hiệu tương

tự(analog):
Lấy mẫu (Sampling)
Lượng tử hóa (Quantization)
Mã hóa (Encoding)
Nén giọng nói (Voice Compression)
Multiplexing: Ghép kênh là qui trình chuyển một số tín hiệu dồng thời qua một
phương tiện truyền dẫn.
PAM(pulse-amplitude modulation)- điều chế biên độ xung
TDM(Time Division Multiplexing)-Ghép kênh phân chia theo thời gian:Phân
phối khoảng thời gian xác định vào mỗi kênh, mỗi kênh chiếm đường truyền cao tốc
trong suốt một khaỏng thời gian theo định kì.
FDM(Frequency Division Multiplexing)-Ghép kênh phân chia theo tần số: Mỗi
kênh được phân phối theo một băng tần xác định, thông thường có bề rộng 4Khz cho
dịch vụ thoại.
PCM(Pulse code modulation)- Điều chế theo mã: là phương pháp thông dụng
nhất chuyển đổi các tín hiệu analog sang dạng digital ( và ngược lại) để có thể vận
chuyển qua một hệ thống truyền dẫn số hay các quá trình xử lý số. Sự biến đổi này
bao gổm 3 tiến trình chính: lấy mẫu, lượng tử hoá, mã hoá. Tiến trình này hoạt động
như sau:
Giai đoạn đầu tiên cuả PCM là lấy mẫu các tín hiệu nhập (tín hiệu đi vào thiết bị
số hoá), nó tạo ra một tuần tự các mẫu analog dưới dạng chuỗi PAM. Các mẫu PAM
có dãi biên độ nối tiếp nhau, sau đó phân chia dải biên độ này thành một số giới hạn
các khoảng. Tất cả các mẫu với các biên độ nào đó nếu mẫu nào rơi vào một khoảng
đặc biệt nào thì được gán cùng mức giá trị cuả khoảng đó. Công việc này được gọi là
“lượng tử hoá”. Cuối cùng trong bộ mã hoá, độ lớn của các mẫu được lương tử hoá
được biểu diễn bởi các mã nhị phân
Lấy mẫu (Sampling)
Tín hiệu âm thanh trên mạng điện thoại có phổ năng lượng đạt đến 10Khz. Tuy
nhiên, hầu hết năng lượng đều tập trung ở phần thấp hơn trong dải này. Do đó để tiết
kiệm băng thông trong các hệ thống truyền được ghép kênh theo FDM và cả TDM.

Các kênh điện thoại thường giới hạn băng tần trong khoảng từ 300 đến 3400Hz. Tuy
nhiên trong thực tế sẽ có một ít năng lương nhiễu được chuyển qua dưới dạng các tần
số cao hơn tần số hiệu dụng 3400Hz.
Do đó phổ tẩn số có thể được mở rộng đến 4Khz, theo lý thuyết Nyquist: khi một
tín hiệu thì được lấy mẫu đồng thời ở mỗi khoảng định kì và có tốc độ ít nhất bằng hai
lần phổ tần số cao nhất, sau đó nhũng mẫu này sẽ mang đủ thông tin để cho phép việc
tái tạo lại chính xác tín hiệu ở thiết bị nhận. Với phổ tần số cao nhất cho thoại là
4000Hz hay 8000 mẫu được lấy trong một giây, khoảng cách giữa mỗi mẫu là 125
micro giây.
Lượng tử hoá (Quantization)
Tiến trình kế tiếp của số hóa tín hiệu tuần tự là biểu diễn giá trị chính xác cho mỗi
mẫu được lấy. Mỗi mẫu có thể được gán cho một giá trị số, tương ứng với biên độ
(theo chiều cao) của mẫu.
Sau khi thực hiện giới hạn đầu tiên đối với biên độ tương ứng với dải mẫu, đến
lượt mỗi mẫu sẽ được so sánh với một tập hợp các mức lượng tử và gán vào một mức
xấp xỉ với nó. Qui định rằng tất cả các mẫu trong cùng khoảng giữa hai mức lượng tử
được xem có cùng giá trị. Sau đó giá trị gán được dùng trong hệ thống truyền. Sự
phục hồi hình dạng tín hiệu ban đầu đòi hỏi thực hiện theo hướng ngược lại.
Mã hóa (Encoding)
Mỗi mức lượng tử được chỉ định một giá trị số 8 bit, kết hợp 8 bit có 256 mức hay
giá trị. Qui ước bit đầu tiên dùng để đánh dấu giá trị âm hoặc dương cho mẫu. Bảy bít
còn lại biểu diễn cho độ lớn; bit đầu tiên chỉ nữa trên hay nữa dưới của dãy, bit thứ hai
chỉ phần tư trên hay dưới, bit thứ 3 chỉ phần tám trên hay dưới và cứ thế tiếp tục.
Ba bước tiến trình này sẽ lặp lại 8000 lần mỗi giây cho dịch vụ kênh điện thoại.
Dùng bước thứ tư là tùy chọn để nén hay tiết kiệm băng thông. Với tùy chọn này thí
một kênh có thể mang nhiều cuộc gọi dồng thời.
Nén giọng nói(Voice Compression)
Mặc dù kỉ thuật mã hóa PCM 64 Kps hiện hành là phương pháp được chuẩn hóa,
nhưng có vài phương pháp mã hóa khác được sử dụng trong những ứng dụng đặc biệt.
Các phương pháp này thực hiện mã hóa tiếng nói với tốc độ nhỏ hơn tốc độ của PCM,

nhờ đó tận dụng được khả năng của hệ thống truyền dẫn số. Chắc hẳn, các mã hóa tốc
độ thấp này sẽ bị hạn chế về chất lượng, đặt biệt là nhiễu và méo tần số.
Một số ví dụ hệ thống mã hóa tiếng nói tốc độ thấp:
CVSD( Continuously variable slope delta modulaton) Kỹ thuật này là một dẫn
xuất của điều chế delta, trong đó một bit đơn dùng để mã hóa mỗi mẫu PAM hoặc lớn
hơn hoặc nhỏ hơn mẫu trước đó. Vì không hạn chế bởi 8 bit, mã hóa có thể họat đông
ở tốc độ khác nhau vào khỏang 20 Kps.
ADPCM( Adaptive differential PCM): Kỹ thuật này là một dẫn xuất của PCM
chuẩn, ở đó sự khác biệt giữa các mẫu liên tiếp nhau được mã hóa, thay vì tất cả các
mẫu điều được mã hóa, được truyền trên đường dây. CCITT có đề nghị một chuẩn
ADPCM 32 Kps, 24 Kps, 16Kbs cho mã hóa tiếng nói.
Chuẩn PCM thì cũng được biết như chuẩn ITU G.711
Tốc độ G.711: 64 Kps=(2*4 kHz)*8 bit/mẫu
Tốc độ G.726: 32 Kps=(2*4 kHz)*4 bit/mẫu
Tốc độ G.726: 24 Kps=(2*4 kHz)*3 bit/mẫu
Tốc độ G.726: 16 Kps=(2*4 kHz)*2 bit/mẫu
Packetizing voice
Mỗi một khi giọng nói đã được số hoá và được nén lại, nó phải được chia thành
những phần nhỏ, để đặt vào gói IP, VoIP thì không hiệu qua cho những gói tin nhỏ,
trong khi những gói tin lớn thì tạo ra nhiều độ trễ, do ảnh hưởng của vài loại header
mà kích thưóc cuả dữ liệu thoại(voice data ) cũng sẽ ảnh hưởng. Ví dụ header cuả IP,
UDP, RTP là 40 byte, nếu gói tin voice cũng chỉ khoảng 40 byte thì hoàn toàn không
hiệu quả, kích thước gói tin lớn nhất có thể trong môi trường Ethernet là 1500 byte,
dùng 40 byte cho header còn lại 1460 byte có thể sử dụng cho phần dữ liệu thoại,
tương đương với 1460 mẫu(samples) không được nén hay thời gian để đặt phần dữ
liệu vào gói tin. Nếu gói bị mất nhiều hay đến đích không đúng thứ tự sẽ làm cho cuộc
thoại bị ngắt quãng.
Thông thường, cần khoảng 10us đến 30 us (trung bình là 20us) để đặt dữ liệu thoại
vào bên trong gói tin, ví dụ phần dữ liệu thoại(voice data) vơí kích thước 160 byte
không nén cần khoảng 20us để đặt phần dữ liệu thoại vào bên trong gói tin. Số lượng

dữ liệu thoại bên trong gói tin cần cân bằng giữa sự hiệu quả trong sử dụng băng
thông và chất lượng của cuộc thoại.
3.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng thoại Trên VoIP.
Chất lượng của âm thanh được khôi phục qua mạng điện thoại là mục tiêu cơ
bản của dịch vụ, mặc dù các chỉ tiêu chuẩn đã được ITU phát triển. Có 3 nhân tố có
thể ảnh hưởng sâu sắc tới chất lượng của dịch vụ thoại:
3.3.1 Trễ:
Hai vấn đề gây ra bởi sự trễ đầu cuối trong một mạng thoại là tiếng vang và chồng
tiếng. Tiếng vang trở thành vấn đề khi trễ vượt quá 50 ms. Đây là một vấn đề chất
lượng đáng kể, nên các hệ thống VoIP phải kiểm soát và cung cấp các phương tiện
loại bỏ tiếng vang. Hiện tượng chồng tiếng (giọng người này gối lên giọng người kia)
trở nên đáng kể nếu trễ một chiều (one-way delay) lớn hơn 250 ms.
3.3.2 Sự biến thiên độ trễ (Jitter ):
Jitter là sự biến thiên thời gian trễ gây nên bởi sự trễ đường truyền khác nhau trên
mạng. Loại bỏ jitter đòi hòi thu thập các gói và giữ chúng đủ lâu để cho phép các gói
chậm nhất đến để được phát lại (play) đúng thứ tự, làm cho sự trễ tăng lên.
3.3.3 Mất gói:
Mạng IP không thể cung cấp một sự bảo đảm rằng các gói tin sẽ được chuyển tới
đích hết. Các gói sẽ bị loại bỏ khi quá tải và trong thời gian tắc nghẽn. Truyền thoại
rất nhạy cảm với việc mất gói, tuy nhiên, việc truyền lại gói của TCP thường không
phù hợp. Các cách tiếp cận được sử dụng để bù lại các gói mất là thêm vào cuộc nói
chuyện bằng cách phát (play) lại gói cuối cùng, và gửi đi thông tin dư. Tuy thế, sự tổn
thất gói trên 10% nói chung là không chấp nhận được.
Sự duy trì chất lượng thoại chấp nhận được bất chấp sự thay đổi trong hoạt động
của mạng (như tắc nghẽn hay mất kết nối) đạt được nhờ những kỹ thuật như nén tiếng,
triệt im lặng . Một số sự phát triển trong những năm 90, nhất là trong xử lý tín hiệu số,
các chuyển mạch mạng chất lượng cao đã được phối hợp để hỗ trợ và khuyến khích
công nghệ thoại trên mạng dữ liệu.
Quá trình tiền xử lý bằng phần mềm của cuộc điện đàm cũng có thể được sử dụng
để tối ưu hoá chất lượng âm thanh. Một kỹ thuật, được goi là triệt im lặng, sẽ xác định

mỗi khi có một khoảng trống trong lời thoại và loại bỏ sự truyền các khoảng nghỉ, hơi
thở, và các khoảng im lặng khác. Điều đó có thể lên tới 50-60% thời gian của một
cuộc gọi, giúp tiết kiệm băng tần đáng kể. Bởi lẽ sự thiếu các gói được hiểu là sự im
lặng hoàn toàn ở đầu ra, một chức năng khác được yêu cầu ở đầu nhận để bổ sung các
tiếng động ở đầu ra
3.4 Các giao thức của VoIP (VoIP protocols).
VoIP cần 2 loại giao thức : Signaling protocol và Media Protocol.
Signaling Protocol điều khiển việc cài đặt cuộc gọi. Các loại signaling protocols
bao gồm: H.323, SIP, MGCP, Megaco/H.248 và các loại giao thức dùng riêng như
UNISTIM, SCCP, Skype, CorNet-IP,…
Media Protocols: điều khiển việc truyền tải voice data qua môi trường mạng IP.
Các loại Media Protocols như: RTP ( Real-Time Protocol) ,RTCP (RTP control
Protocol) , SRTP (Secure Real-Time Transport Protocol), và SRTCP (Secure RTCP).
Signaling Protocol nằm ở tầng TCP vì cần độ tin cậy cao, trong khi Media
Protocol nằm trong tầng UDP.
Các nhà cung cấp có thể sử dụng các giao thức riêng hay các giao thức mở rộng
dựa trên nền của 1 trong 2 giao thức tiêu chuẩn quốc tế là H.323 và SIP. Ví dụ Nortel
sử dụng giao thức UNISTIM (Unified Network Stimulus) Cisco sử dụng giao thức
SCCP ( Signaling Connection Control Part) Những giao thức riêng này gây khó khăn
trong việc kết nối giữa các sản phẩm của các hãng khác nhau.