Slide giới thiệu về một tổng đài IP

PHẦN 5
TỔNG ĐÀI IP
Tổng đài nội bộ - PBX
(Private Branch Exchange)

Theo thống kê thì 70% lưu lượng thoại trong
một công ty cỡ vừa và lớn là của các cuộc
gọi nội bộ.

Tổng đài nội bộ PBX sẽ tự định tuyến các
cuộc gọi nội bộ với nhau mà không cần thông
qua tổng đài của mạng PSTN.

Tổng đài nội bộ PBX truyền thống kết nối các
cuộc gọi thoại trên cơ sở chuyển mạch kênh.
Tổng đài IP-PBX

Cung cấp khả năng chuyển mạch, thực hiện
các dịch vụ gia tăng qua mạng dữ liệu.

Các cuộc gọi trong một tổng đài và các cuộc
gọi giữa các tổng đài được định tuyến qua
mạng IP, đi vòng qua toàn bộ mạng PSTN.

Tổng đài IP-PBX có thể giao tiếp với mạng
PSTN thông qua Gateway.
Tổng đài IP-PBX

Phần phức tạp nhất trong một tổng đài IP-PBX chính
là hệ thống phần mềm được xây dựng và hoạt động
sử dụng kiến trúc tính toán phân tán tiên tiến.


Hệ thống phần mềm áp dụng các chuẩn viễn thông
và tính toán mở để tạo ra nền tảng đặc tính dịch vụ
và chuyển mạch tin cậy.

Hệ thống tổng đài IP-PBX tiêu biểu sẽ bao gồm một
hoặc nhiều kiểu máy chủ thiết bị điện thoại để hỗ trợ
các điểm cuối của các phiên truyền thông vật lý do
khách hàng sử dụng.
SO SÁNH PBX VÀ IP-PBX
Các ưu điểm của tổng đài IP-PBX so với
tổng đài PBX truyền thống

Quản lý và bảo dưỡng dễ dàng hơn

Khả năng kết nối từ xa, khả năng di động

Kết hợp thoại/dữ liệu tạo ra ứng dụng mới

Dễ dàng phát triển các dịch vụ mới do cấu
trúc mở và các giao diện chuẩn

Dễ sử dụng do được hỗ trợ nhiều bởi phần
mềm và giao diện đồ hoạ GUI
Cấu trúc một tổng đài IP-PBX

Hệ điều hành IP-PBX: thực hiện quản lý chung và
điều khiển cuộc gọi

Máy chủ SIP : thực hiện các chức năng đăng ký đầu

cuối SIP, chuyển mạch cuộc gọi, quản lý thuê bao
SIP...

SIP gateway: thực hiện các kết nối SIP↔PSTN

Quản trị thiết bị: quản lý các trung kế PSTN (tương
tự và số)

SIP client: thực hiện chuyển cuộc gọi thuê bao SIP
của IP PBX sang thuê bao SIP trên mạng Internet
Các thuật toán (Codecs) trong
tổng đài IP-PBX

Mục tiêu các thuật toán trong tổng đài IP-PBX là đảm
bảo chất lượng cuộc gọi và tiết kiệm băng thông
nhất.

Có nhiều thuật toán codec để thực hiện chuyển đổi
tín hiệu analog sang tín hiệu số dạng nhị phân (0,1)
như G711, GSM, G729… . Mỗi thuật toán có những
ưu điểm riêng trong việc sử dụng băng thông.

G729 là thuật toán codec tốt nhất hiện nay trong hệ
thống VoIP. Với hệ thống Asterisk có codec G729
phải mua bản quyền sử dụng vì thuật toán này không
miễn phí.
Hệ thống VOIP cho công ty vừa và nhỏ
với tổng đài IP PBX

Công ty có mạng Lan và trang bị tổng đài IP PBX

tương tự như máy chủ proxy và và có thể bao gồm
một VoIP Gateway,

Các đầu cuối SIP, có thể là điện thoại dạng phần
mềm hay các điện thoại chuẩn SIP/điện thoại VoIP,
đăng ký với máy chủ IP PBX. Các máy này yêu cầu
máy IP PBX thiết lập kết nối khi muốn thực hiện cuộc
gọi.

Tổng đài IP PBX có một danh mục tất cả mọi điện
thoại/người dùng và địa chỉ SIP tương ứng của họ,
có khả năng kết nối cuộc gọi từ trong mạng ra ngoài
hay ngược lại ngoài thông qua VoIP gateway.
Hệ thống VOIP và tổng đài IP PBX
Áp dụng trong các doanh nghiệp vừa và
nhỏ

Xây dựng mạng LAN, thiết lập hệ thống máy chủ và
cài đặt phần mềm điều khiển IP-PBX. Có thể sử
dụng các tổng đài IP-PBX dựng sẵn.

Máy chủ IP-PBX có thể là giành riêng cho IP-PBX
hoặc cũng có thể được chia xẻ với các ứng dụng
khác.

Thiết lập các Gateway ra mạng PSTN hoặc Internet,
Gateway kết nối IP/PSTN thường là card PCI cắm
trong máy chủ và phần mềm điều khiển chuyên
dụng.


Thiết lập các đầu cuối VoIP
Ví dụ tổng đài IP-PBX dựng sẵn
Grandstream GXE5028
Tổng đài IP-PBX Grandstream
GXE5028

Tổng đài IPPBX GXE502x hoạt động dựa trên chuẩn
giao thức SIP, tích hợp hỗ trợ các chức năng giao
tiếp như thoại, data, fax và video dành cho các
doanh nghiệp vừa và nhỏ.

Có tính năng thoại cao cấp của tổng đài PBX, kết nối
chống nhiễu cho người dùng từ xa hoặc chi nhánh
văn phòng, khả năng kết hợp hoàn hảo với mạng
PSTN.

Hỗ trợ các tính năng cao cấp khác bao gồm

Voice-mail-to-email, fax-to-email, video-mail-to-email, print-
to-fax, IVR (tự động trả lời), call queues, hunt/ring group,
chuyển/treo/forward/phục hồi cuộc gọi, music-on-hold, dial
plan, dynamic DNS, SRTP, TLS, peer systems, Audio-In &
Audio-Out port, cổng USB (mở rộng CSDL chứa message)
Mạng VoIP
vừa và nhỏ
FXO và FXS

FXS và FXO là tên của các cổng sử dụng bởi đường
điện thoại tương tự, FXS phát còn FXO nhận tín hiệu
thoại

FXO và FXS

FXO (Foreign Exchange Office) là thiết bị nhận tín
hiệu từ tổng đài gửi đến như dòng chuông, tín hiệu
nhấc gác máy, tín hiệu mời quay số, gửi và nhận tín
hiệu thoại… Dùng để kết nối với đường dây điện
thoại.

FXS (Foreign Exchange Station) là thiết bị tại nơi
cung cấp đường dây điện thoại, thiết bị FXS sẽ cung
cấp tín hiệu mời quay số(dialtone), dòng chuông, hồi
âm chuông(ring tone). Trong đường dây Analog FXS
cung cấp dòng chuông và điện áp cho điện thoại
hoạt động.
Card Digium TDM13B- với 1 cổng FXS
và 3 cổng FXO Interface Card Asterisk

Tích hợp 1
module FXS
và 3 module
FXO dưới
dạng card
PCI 2.2
Phần mềm IP-PBX Asterisk

Asterisk được khởi xướng bởi Mark Spencer (sinh năm
1977) khi đang là sinh viên tại đại học Auburn ở Alabama
USA. Asterisk là một gói phần mềm mã nguồn mở được
viết bằng ngôn ngữ C chạy trên HĐH Linux (Linux based),
nó có đầy đủ chức năng của một hệ thống tổng đài IP-PBX

với các phần cứng giao tiếp phù hợp.

Năm 1999 Mark thành lập công ty cung cấp dịch vụ hỗ trợ
người dùng Linux qua điện thoại. Để tiết kiệm chi phí, thay
vì mua tổng đài PBX có sẵn (giá rất đắt), Mark đã quyết
định tự xây dựng phần mềm thực hiện chức năng tổng đài
chạy trên PC dùng hệ điều hành Linux và kết quả là
Asterisk ra đời và sau đó được đóng góp từ những kỹ sư
lập trình phần mềm mã nguồn mở ở khắp nơi trên khắp thế
giới.
Mark Spencer năm 2006
Phần cứng để kết nối PC với hệ thống
PSTN

Vấn đề quan trọng mà Mark Spencer giải quyết là tìm
phần cứng để kết nối PC với hệ thống PSTN. Mark
hợp tác với Jim Dixon trong dự án Zaptel (hay
Zapatal Telephony Project,
) để thiết kế card giao
tiếp dùng cho PC.

Điều này cho phép với PC gắn thêm card giao tiếp,
cài đặt Asterisk là có tổng đài PBX đầy đủ tính năng.
Card giao tiếp Zaptel thực hiện tốt việc kết nối máy
chủ Asterisk trực tiếp với PSTN.

Asterisk cũng hỗ trợ các giao thức VoIP phổ biến
như SIP (chuẩn IETF), H.323 (chuẩn ITU), MGCP,
VoFR...
Công ty Digium


Với thành công của dự án Zaptel, Mark Spencer
thành lập công ty Digium chuyên phát triển và bán
phần cứng Zaptel đồng thời hỗ trợ phát triển phần
mềm Asterisk.

Digium là sản xuất card giao tiếp làm việc với
Asterisk, cung cấp các ứng dụng bổ sung cho
Asterisk, hỗ trợ kỹ thuật và tư vấn.

Digium cung cấp những sản phẩm phần cứng và
phần mềm đạt chất lượng cao, với những ứng dụng
telephony bao gồm legacy PBX, IVR, auto attendant,
gateway thế hệ kế tiếp, máy chủ truyền thông, máy
chủ chạy ứng dụng.
Phần mềm mã nguồn mở Asterisk

Asterisk là một phần mềm mang tính cách mạng, tin
cậy, mã nguồn mở và miễn phí mà biến một PC rẻ
tiền thông thường chạy Linux thành một hệ thống
điện thoại doanh nghiệp mạnh mẽ.

Asterisk là một bộ công cụ mã nguồn mở cho các
ứng dụng thoại và là một server xử lý cuộc gọi đầy
đủ chức năng.

Asterisk là một nền tảng tích hợp điện thoại vi tính
hoá kiến trúc mở.

Asterisk thoạt đầu được phát triển trên GNU/Linux

nền x86 (Intel), nhưng giờ đây nó cũng có thể biên
dịch và chạy trên OpenBSD, FreeBSD và Mac OS X
vàMicrosoft Windows.
Tính năng của phần mềm Asterisk

Asterisk có đầy đủ tính năng của tổng đài PBX thương
mại: phân luồng cuộc gọi, thư thoại, hội đàm, tương tác
(menu thoại)..., hỗ trợ nhiều giao thức VoIP như SIP và
H.323.

Cung cấp các dịch vụ như Voice mail, Video
conferencing, Call conferencing, Interactive voice
response, Call queue.....

Asterisk tích hợp một số công nghệ như TDM và IP
Phone, hoạt động như một softswitch, media gateway,
voicemail,audio conference, nó cũng có các chức năng
IVR (Interactive Voice Response) và ACD (Automatic call
distribution)

Asterisk hỗ trợ những kiểu truyền tín hiệu theo chuẩn của
Mỹ và Châu Âu hiện đang tại các doanh nghiệp, cho phép
nó bắc cầu giữa những mạng tích hợp thoại - dữ liệu thế
hệ kế tiếp với hạ tầng kỹ thuật hiện tại.
IAX – Inter Asterisk eXchange

Không thích H.323 cồng kềnh, Mark Spencer thiết kế một
giao thức khác gọn nhẹ hơn là giao thức IAX. Với bốn byte
của mào đầu, so sánh với 12 byte mào đầu của SIP hay
H.323, bản tin IAX có thể nói là nhỏ hơn rất nhiều. IAX hỗ

trợ xác thực đối với các cuộc gọi đến và đi.

IAX chuyển tải thoại và báo hiệu trên cùng một kênh(in
band) không giống như giao thức SIP chuyển tải thoại và
báo hiệu trên hai kênh khác nhau (out of band),

IAX có cơ chế chuyển tải nhiều cuộc gọi trên cùng một gói
IP được gọi là trung kế(Trunk). IAX có đoạn mào đầu rất
nhỏ. IAX giải quyết được vấn đề NAT trong giao thức SIP.
Mặc khác IAX là giao thức tối ưu trong việc sử dụng băng
thông, cho phép nhiều gói dữ liệu thoại trên cùng một IP
header,
RTP và NAT

Mạng sử dụng NAT là một mạng chia sẻ nhiều địa
chỉ IP nội bộ với một địa chỉ IP chung để kết nối với
thế giới bên ngoài.

NAT dùng để chia sẻ nhiều máy tính trong mạng LAN
nội bộ sử dụng được Internet, nhưng cũng chính vì
thế mà các máy tính nội bộ gặp khó khăn trong việc
thực hiện cuộc gọi VoIP qua Internet.

NAT làm cho các cuộc gọi từ Internet đàm thoại vào
các máy nội bộ qua NAT thì không nghe được, còn
trong trường hợp các cuộc gọi từ các máy nội bộ ra
các máy internet thì nghe tốt.

Vấn đề NAT trên được giải quyết trong Asterisk bằng
việc khai báo thông số NAT=yes trong cấu hình kênh

giao thức SIP.