P1 pps

PHẦN 1
GIỚI THIỆU VỀ
CÔNG NGHỆ VOIP
Công nghệ thoại VoIP
(Voice over Internet Protocol)

Công nghệ thoại VoIP là công nghệ truyền/nhận
các dữ liệu thoại (âm thanh) với thời gian thực
bằng giao thức IP (Internet Protocol)

Mục đích của việc sử dụng công nghệ thoại IP:

Tiết kiệm được chi phí so với sử dụng hệ thống điện
thoại thông thường đặc biệt là khi gọi điện thoại
đường dài

Có thể đưa vào nhiều loại dịch vụ một cách dễ dàng
như: quản lý cuộc gọi, hội thoại hội nghị…
Giới thiệu chung về VoIP

Tháng 2 năm 1995 hãng Vocaltec đã thực hiện
truyền thoại qua Internet với phần mềm nén tín
hiệu thoại và chuyển đổi thông tin thành các gói
tin IP để truyền dẫn qua môi trường Internet.

Phần mềm kết nối PC cá nhân với card âm
thanh, headphone, mic…

Có rất nhiều chuẩn cho truyền thoại trên nền IP
nhưng có hai chuẩn được sử dụng rộng rãi nhất
là H.323 của ITU và SIP của IETF.

Giới thiệu chung về VoIP

ITU (International Telecommunication Union - Tổ chức
viễn thông quốc tế): điều phối các quốc gia trong việc chia
sẻ và sử dụng các tài nguyên viễn thông như tần số vô
tuyến điện, quỹ đạo vệ tinh, hỗ trợ phát triển cơ sở hạ tầng
viễn thông tại các nước đang phát triển và xây dựng các
tiêu chuẩn chung về kết nối các hệ thống thông tin liên lạc.

IETF (The Internet Engineering Task Force - Lực lượng
đặc nhiệm kỹ thuật Internet): là một cộng đồng quốc tế mở
rộng của các nhà thiết kế mạng, các nhà khai thác, các nhà
cung cấp thiết bị và các nhà nghiên cứu quan tâm tới sự
phát triển của kiến trúc Internet và hoạt động ổn định của
Internet.
Nguyên tắc hoạt động của VoIP

Số hoá tín hiệu giọng nói, nén tín hiệu đã số
hoá, chia tín hiệu thành các gói.

Truyền những gói số liệu này trên nền IP.

Các gói số liệu được ghép lại tại nơi nhận,
giải mã ra tín hiệu analog để phục hồi âm
thanh.

Thông tin thoại trước khi đưa lên mạng IP sẽ
được nén xuống dung lượng thấp (tuỳ theo
kỹ thuật nén). Vì vậy sẽ làm giảm được lưu
lượng mạng.

Nén lại nhỏ hơn 32Kbps
Chuyển vận trên mạng thông qua
Routers, LAN Switches…, sử dụng
các giao thức IP
VoIP
…
Analog
Digital
Voice
CODEC (mã hóa và giải mã):
Analog  Digital (PCM, ADPCM…)
Nén
Tạo Voice Datagram (phần dữ
liệu trong gói IP)
Thêm Header
(RTP, UDP, IP, etc)
Chuyển từ Analog sang Digital
Số hoá tiếng nói chuẩn PCM (Pulse Code
Modulation - Điều chế theo mã)

Lấy mẫu (Sampling)

Lượng tử hoá
(Quantilizing)

Mã hoá (Encoding)
Ví dụ:
Tín hiệu thoại: dải tần
0-3.4KHz, lấy mẫu với
tần số: 2x4=8KHz, mã

hoá 8 bits/1 mẫu  tốc
độ bit 64 Kbps.
+127
+0
-127
Digital
Analog
Xem xét Header
Lập lại hàng đợi (Re-sequence) và
Buffer Delay
Giải nén
CODEC: Digital to Analog
N e t w o r k
Voice
Chuyển từ Digital sang Analog
Mạng điện thoại chuyển mạch kênh công
cộng
(PSTN - Public Switched Telephone Network)

Mạng điện thoại chuyển mạch kênh công cộng
truyền dẫn “dành riêng” được thiết lập giữa 2
thiết bị đầu cuối thông qua 1 hoặc nhiều nút
chuyển mạch trung gian.

Là mạng dịch vụ phát triển rất sớm trên thế giới
và có tốc độ phát triển rất cao trong thế kỷ trước.
Đây là mạng viễn thông lâu đời nhất và lớn nhất
phủ khắp toàn cầu.

Cung cấp dịch vụ thoại và phi thoại.

SS7 Signaling Network
Class 5
Switch
Typically analog
“loop”, conversion to
digital at local switch
Circuit-based Trunks
Class 5
Switch
Class 4
Switch
64 kb/s digital voice
Media stream
Signaling
SCP
Most service logic in
local switches, rest
in SCPs
Cấu hình mạng PSTN
Phương thức hoạt động của mạng PSTN

Hoạt động theo phương thức mạch (circuit
mode) theo kiểu kết nối có hướng
(connection-oriented).

Bao gồm 3 pha: sử dụng các hệ thống
báo hiệu.

Thiết lập kết nối (setup)


Duy trì kết nối (conversation)

Xoá kết nối (released)
Cuộc gọi PSTN
Tæng ®µi
§iÖn tho¹i
§iÖn tho¹i
64 kb/s
Báo hiệu
Tín hiệu thoại được truyền đi trên kênh vật lý được thiết
lập dành riêng cho cuộc nối ở dạng dòng bit liên tục.
Tổng đài Tổng đài
Điện thoạiĐiện thoại
Đặc điểm của mạng PSTN

Kết nối song công chuyển mạch kênh qua các thiết bị
chuyển mạch.

Độ trễ thông tin rất nhỏ (Cỡ thời gian truyền thông tin).

Dòng thông tin là dòng liên tục, băng thông của kênh
được bảo đảm và cố định 64kbs hoặc 300-3400Hz đối
với chuyển mạch analog.

Không có khả năng di động hoặc di động rất hạn chế
bởi đường dây.

Có nhiều chức năng tương đồng với mạng N-ISDN
(Narrow Integrated Services Digital Network: mạng số
đa dịch vụ băng hẹp).

Mạng chuyển mạch gói
(PSN - Packet Switching Network)

Sử dụng hệ thống lưu trữ rồi chuyền (Store and
forward system) tại các nút mạng.

Thông tin được chia thành các gói, mỗi gói được thêm
gắn thêm các thông tin điều khiển cần thiết cho quá
trình truyền (địa chỉ nơi gửi/nhận…).

Tại các nút mạng các gói tin được xử lý và truyền đến
các nút tiếp theo (thông qua các thuật toán tìm
đường).

Không có một kênh “dành riêng” nào được thiết lập,
băng thông giữa hai thiết bị đầu cuối không cố định.

Độ trễ thông tin là rất lớn (so với chuyển mạch kênh).
Tæng ®µi
Tæng ®µi
§iÖn tho¹i
§iÖn tho¹i
Gateway
Gateway
64 kb/s 64 kb/s
8 kb/s
H.323
Tín hiệu thoại được truyền đi dưới dạng các gói
dữ liệu (IP) chứ không phải dòng bit liên tục.
Tổng đài

Điện thoại
Tổng đài
Điện thoại
Gateway
Gateway
Cuộc gọi VoIP
Mô hình chuyển mạch kênh – chuyển
mạch gói
A
B
S1
S2 S3
S6
S5S4
4 3 2 1
4
2
1
Message
3
4
1
2
4 3
2
1
3
4
2
2 4

3 1
A
B
S1
S2 S4
S6
S5S3
Data 2
Data 3
Data 1
Mạng chuyển mạch kênh
Mạng chuyển mạch gói
Trong đó:
-
A, B: các thiết bị
đầu cuối.
-
S1,S2,S3,S4,S5,S6:
các nút mạng.
Điện thoại cố định - Telephone

Là một thiết bị đầu cuối Analog, hoạt động song
công (Full Duplex: truyền và nhận xảy ra cùng
thời điểm trong kênh truyền), thiết bị này tạo ra 2
kênh tiếng nói ngược chiều nhau.

Vừa là máy thu vừa là máy phát không cần qua
một quá trình chuyển đổi nào.

Sử dụng hệ thống báo hiệu chuẩn gọi là báo

hiệu thuê bao Analog giống như modem, fax,
cardphone.

Truy cập vào mạng qua đường dây (mạch vòng
thuê bao).
Máy Fax

Trao đổi văn bản tĩnh và hình ảnh tĩnh trên
một trang giấy.

Dùng công nghệ xử lý tính hiệu số để chuyển
từ hình ảnh trên văn bản ra dữ liệu số nhờ
một thiết bị quét ảnh (scanner).

Tín hiệu số mang hình ảnh của bản gốc
(origin) để chuyển qua một kết nối của mạng
PSTN đến máy thu để in hình ảnh trên giấy.

Là một thiết bị nửa song công (Half Duplex).
Tổng đài điện thoại riêng
(PBX - Private Branch Exchange)

Chức năng chính của tổng đài này là chuyển mạch,
phân phối cuộc gọi trong toàn hệ thống.

Những người sử dụng PBX dùng chung một số
đường điện thoại ngoài để thực hiện các cuộc gọi ra
bên ngoài.

Có các dịch vụ hướng dẫn, dịch vụ Voice Mail, hệ

thống tính cước.

IP PBX là hệ thống PBX chạy bằng phần mềm thực
hiện một số nhiệm vụ nhất định và cung cấp những
dịch vụ thoại trên mạng IP.
Tổng đài điện thoại riêng - PBX
Các đường ra ngoài được gọi là các đường trung
kế (Phần kết nối từ PBX đến “Tổng đài trung tâm”
của bưu điện. Tổng đài trung tâm sẽ nối các cuộc
gọi đến và đi).
Các hệ thống PBX kết nối qua mạng
PSTN và mạng IP
IP
ne two rk
PBX PBX
PSTN
VoIP
Gateway
VoIP
Gateway
Tại sao sử dụng VoIP?

Giá thành cuộc gọi trong mạng PSTN là tương
đối lớn:

Chuyển mạch kênh dẫn đến lãng phí tài nguyên,
theo đánh giá của giới chuyên môn thì 70-80% dung
lượng truyền dẫn thường rảnh rỗi.

Đầu tư cho mạng PSTN lớn, giá thiết bị cao, chi phí

vận hành mạng lớn, không linh hoạt trong việc mở
rộng hệ thống.

Một cuộc gọi thoại yêu cầu trung kế 64 kb/s, bất kể
có đàm thoại thật sự hay không và đường truyền bị
chiếm trong suốt thời gian diễm ra cuộc gọi

Khó khăn trong việc tổ hợp với các dịch vụ khác.
Tại sao sử dụng VoIP?

Cuộc gọi thoại qua IP có giá thành thấp:

Cho phép sử dụng hiệu quả đường truyền, do có thể
dùng chung cho các dịch vụ cả thoại và dữ liệu. Quản lý
dải thông hiệu quả.

Trung kế ảo thực tế chỉ xấp xỉ 8 kb/s (G.723.1: 5,3
hoặc 6,3kb/s). RTP cho phép triệt khoảng lặng trong khi
đàm thoại (40%).

Giá thành thiết bị mạng IP thấp, chi phí vận hành
mạng thấp.

Dễ dàng triển khai các dịch vụ thông minh, dịch vụ giá
trị gia tăng. VoIP là giải pháp tuyệt vời để cung cấp các
dịch vụ thông minh.
Tại sao sử dụng VoIP?

Đối với doanh nghiệp có nhiều trụ sở nằm rải
rác nhiều nơi, kể cả ở nước ngoài, VoIP là giải

pháp rất kinh tế:

Tiết kiệm chi phí thoại đường dài, thoại quốc tế.

Sử dụng một đường truyền dẫn cho tất cả các
dịch vụ: thoại, fax (FoIP), bản tin thống nhất, thư
điện tử, truyền dữ liệu

Đối với người hay di chuyển nơi làm việc thì
VoIP rất tốt vì việc khai báo di chuyển máy điện
thoại dễ dàng.