Tìm hiểu công nghệ, nghiên cứu cấu hình và chất lượng dịch vụ của mạng VOICE OVER IP áp dụng cho hệ thống mạng của ngân hàng VPB

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ



VŨ SƠN HOÀN



TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ, NGHIÊN CỨU CẤU HÌNH
VÀ CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ CỦA MẠNG VOICE
OVER IP ÁP DỤNG CHO HỆ THỐNG MẠNG CỦA
NGÂN HÀNG VPB



Ngành: Công nghệ Điện Tử - Viễn thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Mã số: 60 52 70



LUẬN VĂN THẠC SĨ



NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VƢƠNG ĐẠO VY

Hà nội 2009
- 3 -



MỤC LỤC


LỜI CAM ĐOAN 3
MỤC LỤC 4
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 7
DANH MỤC CÁC BẢNG 12
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 13
MỞ ĐẦU 15
1. Chương 1 – TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VOIP 18
1.1. Ưu thế và xu hướng phát triển của dịch vụ thoại qua internet 18
1.1.1. Lịch sử và ưu thế của dịch vụ thoại qua đường truyền internet 18
1.1.2. Sự phát triển của dịch vụ thoại internet 20

1.1.3. Thị trường hiện tại với mạng internet 22
1.1.4. Xu hướng tương lai của thị trường thoại qua internet 23
1.2. Công nghệ thoại cơ sở cho VoIP 24
1.2.1. Kênh âm thanh 24
1.2.2. Các thông số ảnh hưởng 36
1.2.3. Tổng quan về IP 39
2. Chương 2 - GIAO THỨC BÁO HIỆU TRONG VOIP 53
2.1. H.323 53
2.1.1. Giới thiệu về H.323 53
2.1.2. Các thành phần trong hệ thống 54
2.1.3. Các kênh điều khiển 59
2.2. SIP (Session Initiation Protocol) 62
2.2.1. Các thành phần của SIP 63
2.2.2. Thông điệp SIP (SIP Message) 63
2.2.3. Hoạt động của SIP 64
- 4 -


2.3. MGCP 66
2.3.1. Các thành phần báo hiệu SGCP 66
2.3.2. Các thủ tục thiết lập và xóa bỏ kết nối 67
2.4. IAX 69
2.5. Cisco SCCP 70
3. Chương 3 – VẤN ĐỀ AN NINH MẠNG TRONG VIỆC TRUYỀN
TIẾNG NÓI QUA INTERNET 70
3.1. Đặt vấn đề 70
3.2. Vấn đề an minh mạng với các giao thức báo hiệu 71
3.3. Đề xuất an ninh với VoIP 75
3.3.1. Những yêu cầu an ninh cho VoIP 75
3.3.2. Các ràng buộc an ninh với VoIP 76

3.3.3. Giải pháp đảm bảo an ninh cho VoIP 77
3.4. Kết luận 78
4. Chương 4 – TRIỂN KHAI DỊCH VỤ VOIP Ổ VPBANK 78
4.1. Giới thiệu dịch vụ VoIP cho doanh nghiệp 78
4.1.1. Giới thiệu giải pháp 79
4.1.2. Ưu và nhược điểm của giải pháp VoIP và thoại truyền thống 80
4.2. Yêu cầu đặt ra với VPBank 80
4.2.1. Yêu cầu đặt ra 81
4.2.2. Giả thiết đặt ra 81
4.3. Thiết kế hệ thống 81
4.3.1. Mô hình tổng quan 81
4.3.2. Sơ đồ chi nhánh 82
4.3.3. Các phương án và ưu nhược điểm 83
a. Tổng đài IP-PABX 83
b. Sử dụng Gateway IP kết hợp với thẻ nhà cung cấp dịch vụ
c. SIP Server
- 5 -


4.3.4. Kết luận 84
4.4. Giải pháp SIP server tại VPBank 85
4.4.1. SIP server 85
4.4.2. Thiết kế hệ thống 89
4.4.3. Sơ kết nối thoại giữa các chi nhánh 89
4.4.4. Danh sách thiết bị 89
4.4.5. Mô hình thiết bị 90
4.4.6. Đặc điểm cuộc gọi 91
4.5. Giải pháp bảo mật cho hệ thống mạng VPN của VPBank 91
4.5.1. Phân tích các giải pháp cho ngành ngân hàng 91
4.5.2. Cài đặt và triển khai hệ thống Brekeke Sip Server 92

4.6. Vấn đề bảo mật cho mạng VPN 96
4.6.1. Giới thiệu 97
4.6.2. IPsec VPN: VPN ở lớp mạng 97
4.6.3. SSL VPN là gì? 97
4.6.4. SSL VPN hay IPsec VPN? 98
4.6.5. Xu hướng 101
4.6.6. Kết luận 102
KẾT LUẬN 103
TÀI LIỆU THAM KHẢO 104
- 6 -


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt
Tiếng Anh
Tiếng Việt
ACELP
Algebraic Code Exited Linear
Prediction
Mã hóa kích thích tiên đoán tuyến
tính theo mã
ACF
Access Control Field
Trường điều khiển truy nhập
ACF
Admission Confirmation
Xác định yêu cầu truy nhập
ACR
Absolute Category Rating
Tỉ lệ tuyệt đối

ADC
Analog to Digital Converter
Chuyển đổi tương tự số
ADPCM
Adaptive Differential Pulse
Code Modulation
Điều chế xung mã vi phân thích
nghi
ADSL
Asymmetric Digital Subscriber
Line
Đường dây thuê bao bất đối xứng
AF PHB
Assured Forward PHB
Chuyển tiếp đảm bảo PHB
AMR-WB
Adaptive Multirate Wideband
Bộ mã hóa băng rộng phát triển từ
ACELP
ARJ
Asmission Reject
Từ chối truy nhập
ARQ
Acknowledgement Request
Xác nhận yêu cầu
ARQ
Admission Request
Yêu cầu truy nhập
ATM
Asynchronous Transfer Mode

Chế độ chuyển giao không đồng bộ
BA
Bahavious Aggregate
Đồng tác động
BAS
Bit rate Allocation Signal
Tín hiệu phân chia tốc độ bit
BB
Bandwith Broker
Phân bổ Băng thông
BCF
Bandwidth Change
Confirmation
Công nhận thay đổi độ rộng băng
tần
BE
Best Effort
Cố gắng tối đa
B-LCSE
Bidirectional-Logical Channel
Signalling Entity
Báo hiệu kệnh logic hai chiều
BR
Border Router
Bộ định tuyến Cổng
BRJ
Bandwidth Change Reject
Từ chối thay đổi độ rộng băng tần
BRQ
Bandwidth Change Request

Yêu cầu thay đổi băng tần
CAC
Call Admission Control
Điều khiển chấp nhận cuộc gọi
CBQ
Class - based Queing
Hàng đợi theo loại dịch vụ
CELP
Code Excited Linear Prediction
Mã hóa kích thích tiên đoán tuyến
tính
CESE
Capability Exchange Signalling
Entity
Báo hiệu khả năng trao đổi
CIC
Cicuit Identification Code
Nhận dạng mã chuyển mạch kênh
CLCSE
Close Logical Channel
Signalling Entity
Phần tử báo hiệu đóng kênh logic
CNG
Comfort Noise Generator
Bộ tạo ồn phù hợp
CR
Core Router
Bộ định tuyến Lõi
CS-
ACELP

Conjugate Structure Algebraic
CELP (Speech CODEC)
Cấu trúc mã kết hợp CELP
DAC
Digital to Analog Convertor
Biến đổi số tương tự
DID
Direct Inward Dialling
Quay số nội bộ trực tiếp
DRQ
DiseBìnhge Request
Yêu cầu giải phóng
- 7 -


Viết tắt
Tiếng Anh
Tiếng Việt
DSCP
Differentiated Services Code
Point
Điểm mã dịch vụ phân biệt
DTMF
Dual Tone Multiple Frequency
Mã đa tần
DTMF
Dial Tone Multi Frequency
Quay số đa tần
DTX
Discontinuous Transmission

La nguyen ly chuyen mach
ECS
Encryption Control Signal
Tín hiệu điều khiển mã hóa bảo
mật
EF PHB
Expedited Forward PHB
Chuyển tiếp tiến hành PHB
ER
Edge Router
Bộ định tuyến Biên
FAS
Frame Alignment Signal
Tín hiệu đồng bộ khung
FIFO
Fist In Fist Out
Vào trước ra trước
FR
Frame relay
Chuyển mạch khung
FSI
Flow State Information
Thông tin trạng thái Luồng
FXO
Foreign Exchange Office
Đầu nhận tone (đầu trên máy đt,
fax)
FXS
Foreign Exchange Station
Đầu cấp tone (đầu mà nhà cung cấp

dịch vụ đưa đến)
G.SHDSL
Symmetric high-speed digital
subscriber line
Là chuẩn mới của DSL
GCF
Gatekeeper Confirmation
Xác nhận Gatekeeper
GK
Gate Keeper
Bộ Điều khiển Thoại IP
GRJ
Gatekeeper Reject
Từ chối Gatekeeper
GRQ
Gatekeeper Request
Yêu cầu Gatekeeper
GSTN
Internet Assigned Talephone
Network
Mạng điện thoại chuyển mạch kênh
GW
Gateway
Thiết bị Cổng
IDD
international direct dialing
Dịch vụ gọi điện thoại quốc tế trực
tiếp
IETF
Internet Engineering Task Force

Nhóm nghiên cứu chuẩn kỹ thuật
cho Internet
IMS
IP Multimedia Subsystem
Một giải pháp truyền thông thế hệ
sau
IMTC
International Multimedia
Teleconferecing Consortium
Hiệp hội các nhà Multimedia quốc
tế
IN
Intelligent Network
Mạng thông minh
IP
Internet Protocol
Giao thức sử dụng địa chỉ IP
IPSEC
IP security
Phương pháp bảo mật cho mạng IP
IPv4
Internet Protocol version 4
Giao thức Internet phiên bản 4
IPv6
Internet Protocol version 6
Giao thức Internet phiên bản 6
IPX
Internetwork Protocol Exchange
Chuyển đổi giao thức Internetwork
IRQ

Information Request
Yêu cầu thông tin
IRR
Information Request Response
Đáp ứng yêu cầu thông tin
ISDN
integrated services digital
network
Mạng tích hợp các dịch vụ thông
minh
ISP
Internet Service Provider
Nhà cung cấp dịch vụ
- 8 -


Viết tắt
Tiếng Anh
Tiếng Việt
ISUP
Integrated Services User Part
Giao thức trong SS7
ITU
International
Telecommunication Union
Liên minh Viễn thông Quốc tế
IVR
interactive voice response
Âm thoại tương tác
JPEG

joint photographic experts
group
Chuẩn nén ảnh JPEG
LAN
Local Area Network
Mạng cục bộ
LCF
Location Confirmation
Công nhận cấp phát
LCN
Logical Channel Number
Số kênh logic
LCSE
Logical Channel Signalling
Entity
Báo hiệu kênh logic
LDCELP
Low Delay Code Excited Linear
Prediction
Mã hóa kích thích tiên đoán tuyến
tính chậm
LPC
linear predictive coding
Mã tiên đoán tuyến tính
LPF
Lowpass Filter
Lọc thông thấp
LRJ
Location Reject
Từ chối cấp phát

LRQ
Location Request
Yêu cầu cấp phát
LSI
Link State Information
Thông tin trạng thái Liên kết
MC
Multipoint Controller
Bộ điều khiển đa điểm
MCS
Multipoint Communications
System
Hệ thống liên lạc đa điểm
MCU
Multipoint Control Unit
Khối điều khiển đa điểm
MGCP
Media Gateway Control
Protocol
Giao thức điều khiển gateway đa
phương tiện
MIPS
Million Instructions Per Second
Đơn vị đo mức độ phức tạp
MOS
Mean Opinion Score
Đơn vị đo chất lượng dịch vụ mạng
qua ý kiến của khách hàng
MP
Multipoint processor

Bộ xử lí điều khiển đa điểm
MPC-
MLQ
Multipulse LPC with Maximum
Likelihood Quantization
Mã hóa sử dụng G.723.1 với tốc độ
mã hóa 6.3 kbit/s
MPE
Multi Pulse Excitation
Phương pháp kích thích đa xung
MPEG
Moving picture Expert Group
Chuẩn nén video
MPLS
MultiPotocol Label Switching
Chuyển mạch nhãn Đa giao thức
MSDSE
Master Slave Detemination
Signalling Entity
Phần tử báo hiệu xác định
Master/Slave
MSN
Multiple Subscriber Number
Số chung cho nhiều thuê bao
MVIP
Multivendor Intergration
Protocol
Giao thức giao dịch giữa các nhà
đầu tư
NAT

Network Address Translation
Phương pháp bảo mật bằng cách
chuyển đổi địa chỉ IP
NGN
Next Genaration Network
Mạng thế hệ sau
NIC
Network Interface Card
Card giao diện mạng
OPWA
One Pass With Advertising
Thông tin về đặc tính giữ trước tài
nguyên của nút
PABX
Private auto branch exchange
Tổng đài
- 9 -


Viết tắt
Tiếng Anh
Tiếng Việt
PC
Personal Computer
Máy tính cá nhân
PCM
Pulse Code Modulation
Điều chế biên độ xung mã
PHB
Per Hop Behavious

Tác động từng chặng
POP
Point Of Present
Điểm Truy nhập Dịch vụ
PPP
Point to Point Protocol
Giao thức điểm - điểm
PSTN
Public Switched Telephone
Network
Dịch vụ điện thoại công cộng
QCS
QoS Customer Server
Máy chủ QoS khách hàng
QNS
QoS Network Server
Máy chủ QoS mạng
QoS
Quality of Service
Chất lượng dịch vụ
RAS
Registration - Admission –
Status
Trạng thái điều khiển đa kênh độc
lập
RCF
Registration Confirmation
Công nhận đăng kí
RED
Random Early Detection

Phát hiện sớm, bỏ gói tin ngẫu
nhiên
RFC
Request For Comment
Yêu cầu cho ý kiến
RPE
Regular Pulse Excitation
Phương pháp kích thích xung đều
RPI
Routing Path Information
Thông tin Đường định tuyến
RRQ
Registration Request
Yêu cầu đăng kí
Rspec
Reservation Specificaiton
Đặc tính giữ trước tài nguyên
RSVP
Resources Reservation Setup
Protocol
Giao thức giữ trước tài nguyên
RSVP-
E2E
RSVP for end-to-end-per-flow
RSVP cho từng luồng lưu lượng từ
đầu cuối tới đầu cuối
RTCP
Real Time Control Protocol
Giao thức điều khiển thời gian thực
RTP

Real-Time Transport Protocol
Giao thực truyền dẫn thời gian thực
RTSP
Real Time Stream Protocol
Giao thức dòng thời gian thực
SACP
Simple Network Management
Protocol
Giao thức điều khiển chấp nhận đơn
giản
SBE
Single Byte Extension
Byte mở rộng
SBM
Subnet bandwidth Manager
Quản lí dải tần
SCM
Selected Communications
Mode
Lựa chọn phương thức giao tiếp
SCN
Switched Circuit Network
Mạng chuyển mạch kênh
SCSA
Signal Computing System
Architecture
Cấu trúc hệ thống
SDH
Synchronous Digital Hierarchy
Truyền dẫn đồng bộ

SDP
Session Description Protocol
Giao thức mô tả phiên
SGCP
Simple Gateway Control
Protocol
Giao thức điều khiển gateway đơn
giản
SID
Shared Information and Data
khung thong tin du lieu su dung
chung
SIP
Session Initiation Protocol
Giao thức khởi tạo phiên
SLA
Service Level Agreement
Bản thoả thuận chất lượng dịch vụ
SMTP
Simple Mail Transfer Protocol
Giao thức vận chuyển mail
- 10 -


Viết tắt
Tiếng Anh
Tiếng Việt
SNMP
Simple Network Management
Protocol

Giao thức Quản lí Mạng đơn giản
SPX
Sequential Protocol Exchange
Trao đổi giao thức thường
xuyên/theo dãy
SRP
Scalable Reservation Protocols
Giao thức giữ trước tài nguyên theo
bước
SSL
Secure Socket Layer
Phương pháp bảo mật cho mạng IP
TCA
Traffic Condition Agreement
Thoả thuận tình trạng lưu lượng
TCP
Transmission Control Protocol
Giao thức điều khiển truyền dẫn
TOS
Type of Service
Loại dịch vụ
Tspec
Traffic Specification
Đặc tính lưu lượng
UA
User agent
Vùng người dùng
UCF
Unregister Confirmation
Công nhận không đăng kí

UDP
User Datagram Protocol
Giao thức dữ liệu gói người dùng
UMTS
Universal Mobile
Telecommunications System
Mạng di động thế hệ 3
URQ
Unregister Request
Yêu cầu không đăng kí
VAD
Voice Activity Detection
Phát hiện khoảng lặng
VoIP
Voice Over Internet Protocol
Dịch vụ điện thoại trên nền internet
VPN
Virtual Private Network
Mạng riêng ảo
WAN
Wide Area Network
Mạng rộng
WFQ
Weight Fair Queuing
Hàng đợi theo trọng số
WRED
Weighted RED
Phát hiện, bỏ gói tin theo trọng số
xDSL
ADSL, VDSL and other Digital

Subcriber Line Techniques
Họ công nghệ trên đường dây thuê
bao số
DS
Differentiated Services
Các dịch vụ phân biệt

- 11 -


DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên Bảng
Trang
Bảng 1.1: Giá thành của dịch thoại truyền thống IDD và VoIP tính theo phút
18
Bảng 1.2: Sự phát triển của thoại qua IP
20
Bảng 1.3: Một số các kỹ thuật nén thoại ứng dụng trong VoIP
28
Bảng 1.4: Sự phân bố bit của các tham số của thuật toán CS-ACELP tốc
độ 8 kbit/s (khung 10 ms)
32
Bảng 1.5: Các tham số của bộ mã và giải mã CS-ACELP
36
Bảng 2.1: Các thông điệp báo hiệu cuộc gọi Q931
60
Bảng 4.1: Danh sách thiết bị VoIP
92
Bảng 4.2: Các đặc điểm cuộc gọi
93

Bảng 4.3: So sánh IPSec VPN và SSL VPN theo quan điểm kiểu kết nối
99
Bảng 4.4: So sánh đặc trưng của VPN hai giải pháp IPSec và SSL
101

- 12 -


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Tên Hình
Trang
Hình 1.1: Sơ đồ mã hóa tiếng nói LPC
30
Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý chung của bộ mã hoá CELP
31
Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý của bộ giải mã CS-ACELP
34
Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý của bộ giải mã CS-ACEPT
35
Hình 1.5: Khoảng cách thời gian khác nhau giữa các gói tin đến
37
Hình 1.6 : Phát lại gói tin bị mất
39
Hình 1.7: Giao thức mạng VoIP
40
Hình 1.8: Mô hình tổng quan các lớp cửa TCP/IP
40
Hình 1.9: TCP/IP và Internet
41
Hình 1.10: Gói tin UDP

42
Hình 1.11: Giao thức internet
43
Hình 1.12: Cấu trúc gói tin IPv4
45
Hình 1.13: Cấu trúc gói tin IPv6
56
Hình 1.14: Cấu trúc Header của giao thức RTP
47
Hình 1.15: Cấu trúc tổng thể của gói tin VoIP sử dụng RTP
49
Hình 1.16: Cấu trúc tiêu đề cố định RTSP
50
Hình 2.1 : Chồng giao thức H323
54
Hình 2.2: Các thành phần bên trong H.323
55
Hình 2.3: Thiết bị đầu cuối H.323
56
Hình 2.4: Thiết bị Gateway H.323
57
Hình 2.5: Vùng H.323
58
Hình 2.6: Báo hiệu trực tiếp dùng Gateway
62
Hình 2.7: Chế độ hoạt động kiều Proxy
65
Hình 2.8: Mô hình kiểu Direct Server
66
Hình 2.9: Mô hình báo hiệu dùng giao thức SGCP

68
Hình 2.10 : Thiết lập liên kết
68
Hình 2.11: Mô hình báo hiệu RGW
69
Hình 2.12 : Kết hợp với các giao thức báo hiệu khác
70
Hình 3.1:K iến trúc VoIP
72
Hình 3.2: Kiến trúc giao thức
73
Hình 3.3 : Kiến trúc mạng H.323
74
Hình 3.4:Kiến trúc mạng SIP
75
Hình 3.5: Kiến trúc mạng MGCP / MEGACO
76
- 13 -


Tên Hình
Trang
Hình 3.6: Quá trình truyền âm thanh từ nơi gửi đến nơi nhận
79
Hình 4.1: Mô hình nối tổng quan chi nhánh và HO
84
Hình 4.2: Mô hình nối tổng quan đến phòng giao dịch
85
Hình 4.3: Nguyên tắc hoạt động của Redirect server
88

Hình 4.4: Mô hình nhiều server
89
Hình 4.5: Mô hình server xác định vị trí
90
Hình 4.6: Mô hình cụ thể server xác định vị trí
90
Hình 4.7: Sơ đồ kết nối chi nhánh
91
Hình 4.8: Mô hình kết nối thiết bị
92
Hình 4.9: Mô hình kết nối các LAN qua internet
94
Hình 4.10: Mô hình kết nối các LAN qua VPN
94
Hình 4.11: Kết nối thiết bị với Router
95
Hình 4.12: Màn hình đăng nhập Brekeke SIP server
95
Hình 4.13: Màn hình trạng thái đăng nhập thành công
96
Hình 4.14: Màn hình tạo User
96
Hình 4.15: Giải pháp IPSec VPN
97
Hình 4.16: Giải pháp SSL VPN
100
- 14 -


MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Trong vòng 30 năm qua, Internet đã phát triển từ mạng liên kết các nhà nghiên
cứu thành mạng quốc tế, thương mại toàn cầu.
Với xu hướng đa dịch vụ hóa, các nhà phát triển viễn thông không ngừng
nghiên cứu các giải pháp mới có tính khả thi để tích hợp các dịch vụ trên cùng một cơ
sở hạ tầng mạng. Trong quá trình xây dựng một mạng đa dịch vụ thì việc kế thừa các
công nghệ, cơ sở hạ tầng cũ luôn được quan tâm bởi vì chúng có ý nghĩa lớn về mặt
kinh tế. Một trong những giải pháp nằm trong xu hướng đa dịch vụ hoá mà vẫn tận
dụng được những thành tựu cũ đó là việc truyền tín hiệu thoại trên giao thức Internet
(Voice over Internet Protocol). Công nghệ truyền thoại trên nền mang IP đã thay thế
việc truyền thoại qua mạng chuyển mạch kênh truyền thống. Hội tụ mạng truyền dữ
liệu và mạng thoại làm giảm chi phí và gia tăng các dịch vụ cho mạng truyền số liệu.
Đi đôi với sự phát triển liên tục và nhanh chóng của thị trường băng thông rộng
toàn cầu, điện thoại VoIP (điện thoại băng thông rộng) dựa trên kĩ thuật VoIP trở
thành dịch vụ nóng hổi toàn cầu. Xu thế phát triển trên toàn cầu cho thấy sự phát triển
VoIP là tất yếu và chắc chắn sẽ đem lại rất nhiều áp lực đối với các nhà khai thác dịch
vụ viễn thông truyền thống. Sự chuyển dịch kinh doanh vào các mạng IP công cộng
bao gồm các mạng riêng ảo (VPN) đã đem lại nhiều lợi ích cho các khách hàng kinh
doanh như giảm các chi phí, độ phức tạp trong công tác điều hành và các rủi ro về đầu
tư. Triển khai dịch vụ thoại dựa trên công nghệ IP là một cơ hội lớn cho các nhà cung
cấp dịch vụ trong những năm gần đây. Yêu cầu chính để thu hút các khách hàng kinh
doanh là đưa ra các dịch vụ có cam kết QoS và bảo mật.
Chất lượng dịch vụ (QoS) là một thành phần quan trọng của các mạng gói
đa dịch vụ. Với sự bùng nổ của Internet, tầm quan trọng của việc đảm bảo QoS
ngày càng tăng. Đối với ngành ngân hàng đi kèm với chất lượng dịch vụ tốt cần phải
có độ bảo mật rất cao và đa dạng các dịch vụ gia tăng mà mạng chuyển mạch kênh
không thể làm được. Khi sử dụng đường truyền VPN trong mạng internet không sử
dụng đường dây riêng như (Leaseline), nên cần có sự bảo mật rất cao. Vấn đề này
được đáp ứng bởi mạng NGN mà VNPT đang triển khai ở Việt Nam.
Công nghệ IP và các ứng dụng của nó đã có những bước phát triển đột phá trên

phạm vi toàn thế giới. Nó đã và đang tạo ra nhiều cơ hội và thách thức mới cho các
nhà cung cấp dịch vụ viễn thông. Hơn nữa, xu hướng tích hợp mạng theo hướng NGN
trên thế giới và theo đó là định hướng phát triển viễn thông của Việt Nam tới năm
2015 là tiến tới xây dựng một mạng tích hợp băng rộng cung cấp đa dịch vụ đặt ra
nhiều vấn đề trong đó có vấn đề hỗ trợ chất lượng dịch vụ QoS. Hiện tại, giới khoa học
và các tổ chức IETF, ITU, RFC đang tập trung nghiên cứu phát triển các cấu trúc, giao
- 15 -


thức và công nghệ mới theo hướng ấn định và tối ưu hoá các tài nguyên mạng như
IntServ và MPLS nhằm nâng cao khả năng hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS) và bảo
mật lớp 2 và 3 cho các mạng hiện có để đáp ứng yêu cầu người sử dụng, tiến tới toàn
mạng IP hóa, loại bỏ mạng chuyển mạch kênh.
Trên thế giới, mạng VoIP đã được nghiên cứu và khai thác từ những năm 1970.
Ngay từ lúc mới ra đời mạng thoại IP đã chứng tỏ một tiềm năng phát triển lâu dài và
bền vững. Đến năm 1998, VoIP đã bắt đầu được khai thác và phát triển ở Việt Nam.
Chỉ trong một thời gian ngắn, công nghệ VoIP đã phát triển với tốc độ chưa từng có ở
Việt Nam và đã chứng tỏ ưu thế của mình so với các công nghệ tương tự khác. Điều
đó cho thấy việc đi sâu nghiên cứu mạng VoIP là một điều hết sức cần thiết. Cho đến
nay đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về lĩnh vực này. Có thể kể ra một số công
trình tiêu biểu như: “Chất lượng cuộc gọi trên mạng VoIP - Những vấn đề cần quan
tâm”, tác giả: Lê Quốc Hùng, Đào Nguyên Trung, tạp chí Bưu chính viễn thông, (8/
2001). Hay như công trình: “Nâng cao chất lượng dịch vụ VoIP”, tác giả: Đàm Thuận
Trinh, Trịnh Quang Khải, tạp chí Bưu chính viễn thông, (9/ 2001). Và mới đây là công
trình: “Đo kiểm chất lượng thoại VoIP trên hạ tầng NGN”, tác giả: Trần Đại Dũng, tạp
chí Bưu chính viễn thông, (4/2004). Có khá nhiều công ty nghiên cứu mạng VoIP cho
các doanh nghiệp vừa và lớn. Nhưng chưa có đề tài nghiên cứu chất lượng thoại và
bảo mật cho mạng VoIP của các doanh nghiệp như ngân hàng và nhiều dịch vụ
hỗ trợ cho ngân hàng. Đề tài nghiên cứu để sử dụng VoIP cho ngân hàng có
những đặc tính riêng của ngành như đòi hỏi mức độ bảo mật cao, độ ổn định tốt.

Từ trên, chúng tôi quyết định đi sâu, tìm hiểu những đặc điểm kĩ thuật, phân
tích, đánh giá, nâng cao độ ổn định và nhiều tính năng hỗ trợ cho ngành ngân, mức độ
bảo mật từ đó đưa vào khai thác và ứng dụng hệ thống VoIP một cách hiệu quả nhất.
Đó là lý do chúng tôi chọn đề tài: “Tìm hiểu công nghệ, nghiên cứu cấu hình và
chất lượng dịch vụ của mạng Voice over IP áp dụng cho hệ thống mạng của
ngân hàng VPB”. Tên đề tài không có vấn đề bảo mật nhưng hệ thống mạng của
ngân hàng luôn gắn chức năng bảo mật hệ thống là quan trong nhất.
- 16 -


2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Hệ thống mạng VoIP cho các doanh nghiệp vừa và lớn nhất là cho ngành ngân
hàng có yêu cầu cao về ổn định, bảo mật và các dịch vụ gia tăng là đối tượng và phạm
vi nghiên cứu trong luận văn này.
3. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện đề tài này, chúng tôi đã áp dụng các phương pháp nghiên cứu
chuyên ngành như: Phân tích, thống kê và thực nghiệm đồng thời áp dụng cài hệ thống
máy chủ SIP chạy trên mạng của ngân hàng VPBank.
4. Kết cấu của luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm 4 chương:
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VOIP
Giới thiệu về lịch sử phát triển, phân tích các đặc tính mới, giá thành của thoại
trên nền mạng internet. Nghiên cứu phân tích các đặc tính về âm thanh, các giao thức
truyền tải (TCP/IP, UDP, RTP, RTCP, SRVP) các tín hiệu yêu cầu thời gian thực trên
mạng TCP/IP.
Chương 2: GiAO THỨC BÁO HIỆU TRONG VOIP
Giới thiệu và phân tích một số giao thức báo hiệu phổ biến: SCCP, MGCP,
MEGACO/H.248, IXA, H323. Trình bầy nguyên lý làm việc của hai giao thức SIP và
H.323.
Chương 3: VẤN ĐỀ AN NINH MẠNG TRONG VIỆC TRUYỀN TIẾNG

NÓI QUA INTERNET
Tổng quát về các phương pháp bảo mật cho mạng tiếng nói. Vấn đề bảo mật
cho các giao thức báo hiệu phổ biến. Tổng quan về các giải pháp an ninh mạng cho
các doanh nghiệp sử dụng mạng internet công cộng.
Chương 4: TRIỂN KHAI MẠNG VOIP TẠI VPBANK
Đây là chương quan trọng nhất của luận văn. Giới thiệu các đặc điểm và tính
năng giải pháp VoIP cho doanh nghiệp, yêu cầu mạng VoIP đặt ra với VPBank cho
mạng VoIP phải đạt được. Cấu trúc kết nối mạng theo kiểu hình cây của hệ thống
ngân hàng. Phân tích các ưu nhược điểm của các giải pháp chúng ta chọn giải pháp
SIP cho ngân hàng. Nghiên cứu cách hoạt động giải pháp SIP cho toàn bộ hệ thống
ngân hàng. Triển khai hệ thống VoIP với Brekeke SIP Server. Phân tích các vấn đề
bảo mật cho mạng VPN và hệ thống VoIP cụ thể tại ngân hàng.
- 17 -


1. Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VOIP
1.1. Ưu thế và xu hướng phát triển của dịch vụ thoại qua internet
1.1.1. Lịch sử và ưu thế của dịch vụ thoại qua đường truyền internet
Từ năm 1980 đánh dấu sự phát triển của mạng IN(Intelligent Network) là nền
tảng cho sự bùng nổ các dịch vụ viễn thông sau này. Công nghệ viễn thông phát triển
đến ngày nay qua các giai đoạn: IN->NGN->IMS. Ngày nay xu thế hội tụ di động, cố
định và gộp mạng tiếng nói, dữ liệu tạo nên mạng thế hệ kế tiếp. Các ứng dụng giá trị
gia tăng và tích hợp các dịch vụ đa phương tiện như: Web, tin nhắn, voice over IP,
truyền hình hội nghị, ứng dụng chia sẻ, điện thoại, VoD (video on demand)… VoIP là
một dịch vụ của mạng thế hệ mới. Hiện nay phát triển bùng nổ của internet đưa đến
dịch vụ thoại chỉ là một trong những dịch vụ gia tăng của mạng thế hệ kế tiếp.
Vào năm 1995 công ty VocalTec đã ra sản phẩm phần mềm Internet Telephony
đầu tiên trên thế giới. Sau đó nhiều công ty viễn thông lớn đã đầu tư ra những sản
phẩm thương mại nhưng kết quả còn nhiều hạn chế. Gần đây cùng với sự phát triển
của công nghệ thông tin, chất lượng của thoại Internet đã gần đạt đến chất lượng của

thoại truyền thống PSTN. Một số hãng viễn thông lớn như AT&T Sprint và Telstra đã
thông báo về việc chuyển các mạng viễn thông chủ đạo sang nền chuyển mạch gói.
Điều này có nghĩa là phần lớn lưu lượng thoại sẽ được truyền qua mạng mạch gói
trong thời gian không xa. Thoại qua Internet đã gây được sự chú ý mạnh mẽ và có khả
năng để trở thành nền tảng cho mạng thoại của công nghệ tương lai. Một bí quyết
thành công của dịch vụ thoại qua mạng Internet là khả năng đáp ứng như dịch vụ thoại
truyền thống đặc biệt là trong thoại đường dài.
Bảng 1.1: Giá thành của dịch thoại truyền thống IDD và VoIP tính theo phút
Giao dịch
Điện thoại
Gọi truyền
thống (IDD)
Voice over IP
Việt Nam-USA
3.700 đ
291 đ
Việt Nam-Canada
3.700 đ
291 đ
Việt Nam-Australia
3.700 đ
391 đ
Việt Nam-China
3.700 đ
355 đ
Việt Nam-France
3.700 đ
318 đ
Việt Nam-U.K
3.700 đ

336 đ
Bảng giá ngày 30/08/2009 theo điện thoại cố định tính theo phút truyền thống
của VTI thuộc tập đoàn VNPT và giá điện thoại VoIP của công ty mạng truyền thông
quốc tế ().
Công nghệ chuyển mạch gói sử dụng hiệu quả hơn so với công nghệ chuyển
mạch kênh truyền thống. Khi mạng PSTN được lắp đặt (Vào cuối thế kỷ 19, đầu thế
kỷ 20), thiết bị chuyển mạch rất đắt trong khi đó chi phí cho dây dẫn lại thấp. Đến
- 18 -


những năm 70, giá thành của các thiết bị máy tính giảm. Vì vậy giá thành của các thiết
bị chuyển mạch cũng hạ rất nhanh, tốc độ giảm chi phí cho lắp đặt cáp cũng không
theo kịp. (Theo ý kiến của Gordon Moore, một trong những nhà sáng lập công ty
Intel). Ngày nay các bộ Router với giá thành thấp đã thay thế bộ chuyển mạch và dây
dẫn với giá thành đang tăng dần, thì những chuyển mạch gói tiết kiệm hơn, do đó sẽ
cung cấp được dữ liệu có hiệu quả hơn nhiều. Đối với giá thành là khoảng 36
đồng/1MB của chuyển mạch gói với 1000 đồng/1MB dữ liệu của chuyển mạch kênh
(so sánh giữa Mega VNN của VNPT với gọi điện thoại quốc tế của VTI của VNPT).
Một số người vẫn băn khoăn về việc chia tín hiệu thoại thành một số lượng lớn
các gói và việc thêm phần mào đầu vào mỗi gói để đa ra luồng dữ liệu. Điều này ít
nhiều có ý nghĩa quan trọng trong việc cập nhật kỹ thuật nén mà được tạo ra bởi các
đầu cuối của Internet hơn là nâng cấp phần cứng của PSTN. Trong hệ thống chuyển
mạch kênh, toàn bộ phần cứng trong toàn bộ mạng cần được nâng cấp để tận dụng đư-
ợc các tiến bộ của kỹ thuật nén. Các đầu cuối Internet, các PC chuẩn có thể thực hiện
bất kể công nghệ nén tốt nhất hay không và bất kể là chúng ở đâu.
Khách hàng có thể sử dụng IP cho mọi việc do đó có được mạng chung cho cả
dịch vụ thoại trên Internet hoặc Intranet như multimedia.
Khách hàng có thể sử dụng IP cho mọi việc do đó có được mạng chung cho cả
dịch vụ thoại trên Internet hoặc Intranet như multimedia.
Ngay cả trong trường hợp đơn giản nhất, tiếng nói được chuyển qua Internet

cũng khó mà sai lệch hơn so với tiếng nói trong dạng tương tự truyền qua cáp đồng
xoắn. Vấn đề chủ yếu khi đóng gói phần mềm mã hoá tín hiệu thoại thành các gói
cũng bị biến đổi. Ngày xưa nhiều nhà toán học đã cho rằng phải cần đến Super
Computer hoạt động trong vài ngày, thậm chí vài tuần để thực hiện được cuộc gọi
trong hai phút, đấy là tiếng nói còn hình ảnh chắc là lớn hơn rất nhiều.
Tình kinh tế của quy mô rất thấy rõ trong hệ thống, bởi vì Internet cũng như
PSTN là một hệ thống gồm nhiều mạng. Thậm chí một PSTN nhỏ cũng tận dụng được
kết nối với các mạng khác.
Các tiêu chuẩn chung cho dịch vụ thoại qua Internet:
Hầu hết các nhà đầu tư trên thị trường đều chấp nhận tiêu chuẩn H.323 và SIP
có khả năng hoạt động trong phạm vi quốc tế. (Thực hiện tiêu chuẩn này có một ý
nghĩa là bất IP nào cũng có thể nói chuyện được với một IP khác miễn là được kết nối
với nhau). Theo Fost và sullivan, người ta hi vọng rằng tiêu chuẩn quốc tế mới này sẽ
dẫn đến sự tăng trưởng mạnh ở trên thị trường của dịch vụ thoại Internet trong những
năm tới.
Dịch vụ thoại Internet đã bỏ qua hệ thống tính giá quốc tế. Một nhà cung cấp
dịch vụ thoại Internet với Gateway trong phạm vi nước ngoài chỉ phải trả phí giao dịch
- 19 -


quốc tế của quốc gia đó, hoặc chi phí cho cuộc gọi nội hạt chứ không phải là thanh
toán chi phí quốc tế.
1.1.2. Sự phát triển của dịch vụ thoại internet
Bảng 1.2: Sự phát triển của thoại qua IP
Năm
1994
2009
Môi trường sử dụng
PC-PC
-PC-PC

-PC-Fax
-PC-điện thoại
-Điện thoại -điện thoại
Loại khách hàng
Nhà phát triển phần mềm
VoIP
-ISP
-Nhà bán lẻ
-Nhà khai thác mạng
Khả năng hoạt động
với các mạng khác
Theo tiêu chuẩn của riêng
từng hãng phát triển
Chuẩn ITU H323, SIP cho phép
hoạt động giữa các Gateway
Chất lượng dịch vụ
kém
Chất lượng thoại tùy thuộc
chuẩn nén, và đường truyền có
thể tốt hơn hoặc kém hơn PSTN
Điện thoại Internet không chỉ còn là công nghệ cho giới sử dụng máy tính mà
cho cả người sử dụng điện thoại quay vào Gateway. Dịch vụ này được một số nhà khai
thác lớn cung cấp và chất lượng thoại không thua kém chất lượng của mạng thoại
thông thường, đặc biệt là trên các tuyến quốc tế. Ngay nay giao thức SIP làm việc
tương tự như “http://” được sử dụng phổ biến trong mạng mức độ tương thích của các
Gateway cao, các tiêu chuẩn H.323, SIP được ITU chuẩn hóa và sử dụng rộng rãi.
Suốt từ khi các máy tính bắt đầu kết nối với nhau, vấn đề các mạng phức hợp
luôn là mối quan tâm của mọi người. 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 dọa đến mạng điện thoại toàn cầu mà nó sẽ dần thay thế thoại
chuyển mạch kênh truyền thống. Hiện nay hệ thống PSTN của VNPT đang chuyển
dịch lên mạng thế hệ mới NGN (All IP) đi theo hướng chuẩn hóa IMS. Sau đây là các
ứng dụng của dịch vụ thoại Internet tiêu biểu:
Thoại thông minh
Hệ thống điện thoại ngày càng trở nên hữu hiệu, rẻ, phổ biến, dễ sử dụng, cơ
động. Nhưng nó hoàn toàn đơn giản, nó chỉ có 12 phím để điều khiển. Trong những
năm gần đây, người ta đã cố gắng để tạo ra thoại thông minh, đầu tiên là các thoại để
bàn, sau là đến các điện thoại số sử dụng đường dây thuê bao số ISDN có rất nhiều
dịch vụ tiện ích trên đường số và điện thoại có nhiều chức năng. Nhưng mọi có gắng
đều thất bại do tồn tại các hệ thống điện thoại tương tự có sẵn. Internet sẽ thay đổi điều
- 20 -


này, kể từ khi Internet phủ khắp toàn cầu, nó đã sử dụng để tăng thêm tính thông minh
cho mạng điện thoại toàn cầu. Giữa máy tính và mạng điện thoại tồn tại một mối liên
hệ. Internet cung cấp cách giám sát và điều khiển cuộc gọi một cách tiện lợi hơn.
Chúng ta có thể thấy được khả năng kiểm soát và điều khiển các cuộc thoại thông qua
mạng Internet.
Dịch vụ tính cước cho thuê bao bị gọi
Thoại Internet giúp bạn có khả năng cung cấp dịch vụ tính cước cho thuê bao bị
gọi đến các khách hàng nước ngoài cũng giống như khách hàng trong nước. Để thực
hiện được điều này, bạn chỉ cần PC với hệ điều hành Linux hoặc Windows, đường kết
nối Internet (tốc độ 56 kbps, ngày nay thường sử dụng đường dây thuê bao ADSL)
dùng chương trình phần mềm VoIP client của một nhà cung cấp dịch vụ VoIP nào đấy.
Ngày nay các nhà cung cấp dịch vụ VoIP còn cho phép gọi điện thoại ngay trên
Website của họ.
Thay vì gọi qua mạng điện thoại truyền thống, khác hàng có thể gọi cho bạn
qua Internet bằng việc sử dụng chương trình phần mềm chẳng hạn như Internet phone
của Vocaltec hoặc Netmeeting của Microsoft Với các chương trình phần mềm này,

khách hàng có thể gọi đến công ty của bạn cũng giống như việc họ gọi qua mạng
PSTN.
Bằng việc sử dụng chương trình chẳng hạn Internet Phone JACK bạn cũng có
thể xử lý các cuộc gọi cũng giống như xử lý các cuộc gọi khác. Bạn có thể định tuyến
các cuộc gọi này tới nhà vận hành, tới các dịch vụ trả lời tự động, gọi hội nghị Trong
thực tế hệ thống dịch vụ điện thoại qua Internet có thể bao trùm hệ thống điện thoại
truyền thống.
Dịch vụ fax qua IP
Nếu bạn gửi nhiều fax từ PC, đặc biệt là gửi ra nước ngoài thì việc sử dụng dịch
vụ Internet fax 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. Hàng năm, thế giới tốn hơn 30 tỷ USD
cho việc gửi fax trên kênh thoại đường dài. Nhưng ngày nay Internet fax đã làm thay
đổi điều này. Việc sử dụng Internet không những được mở dùng cho thoại mà cho cả
dịch vụ fax. Một trong những dịch vụ gửi fax được ưa chuộng nhất là comfax.
Khi sử dụng dịch vụ thoại và fax qua Internet, có hai vấn đề cơ bản:
Những người sử dụng dịch vụ thoại qua Internet cần có chương trình phần
mềm chẳng hạn Quicknet’s Technologies Internet Phone JACK. Cấu hình này cung
cấp cho người sử dụng khả năng sử dụng thoại Internet thay cho sử dụng điện thoại để
bàn truyền thông.
- 21 -


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 như việc mở rộng hệ thống hiện
hành của bạn.
Dịch vụ Call center
GateWay call center với công nghệ thoại IP cho các nhà kiểm duyện trang Web
với các PC trang bị multimedia kết nối được với bộ phận phân phối các cuộc gọi tự
động. Một ưu điểm của thoại IP là khả năng kết hợp cả thoại và dữ liệu trên cùng một
kênh.

1.1.3. Thị trường hiện tại với mạng internet
Hiện nay, tại Việt Nam cũng có rất nhiều nhà khai thác dịch vụ thoại VoIP như
VTN, VTI, Viettel, EVN telecom, VTC và các nhà khai thác nhỏ khác. Điện thoại qua
Internet (Chủ yếu truyền qua mạng Internet công cộng) có thể giúp các nhà bán lẻ dịch
vụ thoại giảm được chi phí tăng lãi. Ngày trước nhà cung cấp dịch vụ này không nói rõ
dịch vụ của họ là thoại Internet và thường sử dụng tuyến Internet như một tuyến chính
nhằm giảm chi phí truyền dẫn. Hàng triệu người không biết là mình đã từng sử dụng
điện thoại trên đường truyền Internet.
Đối với các nhà vận hành mạng mới đang triển khai dịch vụ Internet băng thông
rộng, điện thoại Internet là một dịch vụ mới để cung cấp cho khách hàng, doanh
nghiệp và cơ sở để tiếp cận thị trường. Đối với các nhà cung cấp dịch vụ Internet, đây
là một dịch vụ bổ sung làm cơ sở cho việc cạnh tranh và tạo nguồn thu mới.
Lưu lượng thoại trên internet tăng trưởng mạnh (chủ yếu là trên tuyến viễn
thông liên tỉnh và viễn thông quốc tế. Sự tăng trưởng này được thúc đẩy do giá cả
chênh lệch lớn trên các tuyến viến thông đường dài. Nó đặc biệt thành công cho các
tuyến kết nối tới các nước nơi mà không mở cửa thị trường viễn thông cho cạnh tranh.
Ở đây, các nhà cung cấp dịch vụ thoại Internet có thể lợi dụng các kẽ hở trong quy
định hay chỉ đơn thuần hi vọng việc làm của mình không bị để ý. Tuy nhiên, điện thoại
Internet cạnh tranh tốt được các thị trường có cạnh tranh mạnh và thừa dung lượng.
Điện thoại Internet hiện tác động lên thời lượng cuộc lên các tuyến đường dài
nhất là tuyến thoại quốc tế và tác động này có thể còn tiếp tục tăng.
Điện thoại Internet có một số ưu điểm xét trên hiệu quả kỹ thuật và điều này
đồng nghĩa với việc cắt giảm phí vận hành: +Mạng IP tự động cắt quãng tạo ra khoảng
lặng gói tin không được tạo ra khi không có âm thanh; +Mạng IP có độ tin cậy cao;
+Nén tín hiệu thoại làm giảm dung lượng truyền tin.
Cả hai điều trên cho thấy tính ưu việt của mạng IP so với mạng chuyển mạch
kênh, đặc biệt khả năng tiết kiệm dung lượng và cắt giảm chi phí, tài nguyên dư thừa.
Tuy nhiên, để điện thoại Internet có thể chiếm lĩnh được thị trường thoại, cần thiết
phải thay đổi toàn bộ cấu trúc của thị trường Internet.
- 22 -

1.1.4. Xu hướng tương lai của thị trường thoại qua internet
Cứ mỗi năm trong suốt thập kỷ vừa qua, Internet lại tăng gấp đôi quy mô của
nó. Trong các công ty nghiên cứu thị trường Internet, thì có một nhận định thống nhất
là tổng doanh số bán trong năm 1996 là từ 2 tỷ đến 3 tỷ USD. Mục tiêu đặt ra là thị
trường sẽ tăng trởng rộng lớn với dao động từ 110% đến 175%. Forrester dự đoán là
đến năm 2010, trị giá giao dịch sẽ đạt ở mức 927 tỷ USD, Active Media là 814 tỷ
USD
Theo ý kiến của Kelly của ITU, thị trường giao dịch thoại quốc tế được phân
thành 3 lĩnh vực sau:
Giữa các quốc gia, những tập đoàn quốc tế như Concert, Global One và AT&T
Unisource sẽ chào bán thiết bị kết nối đầu cuối đến đầu cuối (end to end). Những tập
đoàn này sẽ phải đối mặt với sự cạnh tranh ngày càng tăng lên từ phía dịch vụ thoại
Internet, từ các chủ các phương tiện quốc tế (chẳng hạn như người điều hành vệ tinh,
các nhà điều hành cáp hưu tuyến ) bán trực tiếp cho khách hàng và từ phía các thị trư-
ờng giao ngay với mức giá bán lại.
Đối với các cuộc gọi gốc, cạnh tranh sẽ ngày càng trở lên gay gắt bỏi những
người mới thâm nhập thị trường như các dịch vụ call–back, thoại Internet và những
người bán lại thông qua việc kêu gọi sử dụng card và bản quyền.
Đối với những đầu cuối cuộc gọi, cạnh tranh sẽ bị chậm lại bởi vì các nhà độc
quyền trước kia sẽ tiếp tục thống trị và định ra các mức giá cho các cuộc gọi quốc tế.
Vị trí độc quyền của họ sẽ bị suy yếu một cách chậm chạp nên sẽ phải mất một thời
gian dài và một lượng đầu tư đáng kể để triển khai các mạng mới. Do vậy PTO vẫn
định giá cao nhất mà họ có thể cho các đầu cuối cuộc gọi khi mà họ vẫn đang ở vị trí
độc quyền.
Theo ITU thì việc kiểm tra khả năng tồn tại của thoại Internet và việc triển khai
nó một cách rộng rãi là cách tốt nhất. Thậm chí các nhà cung cấp dịch vụ thoại Internet
hoặc các công ty phát triển phần mềm đều có thể mua các ISP.
Do ưu điểm giá thành rẻ và các dịch vụ mở rộng như đã trình bày ở trên, dịch

vụ thoại Internet đã và đang tạo ra một thị trờng rộng lớn gồm mọi đối tượng sử dụng
như: các thuê bao gia đình, các doanh nghiệp nhỏ, vừa và lớn, các tổ chức và các cơ
quan nhà nước
Theo dự báo của IDC, số các giao dịch quốc tế theo phương pháp truyền thống
sẽ đạt 79 tỷ phút vào cuối năm 1999, và hằng năm sẽ tăng 15%. Theo nhận định của
ông Fischer thì tổng giá trị giao dịch trên thị trường là 300 tỷ USD. Các nguồn tin tư-
ơng tự cũng cho biết, giao dịch qua Internet ngày nay đạt 1898 triệu phút và sẽ tăng
lên ở mức 220% hàng năm.
Dự đoán thị trường sẽ đạt ở mức 900 triệu USD vào cuối năm 2009. Khi đó có
hơn 106 triệu người sử dụng. Tổng giá trị giao dịch qua thị trường thoại qua Internet
- 23 -


dự đoán đạt mức 9.89 tỷ USD vào cuối năm 2009. Theo Frost & Sullivan thị trường sẽ
đạt mức tăng trưởng hàng năm là 149% trong 5 năm liền.
Dự báo trong năm 2010, một số bộ phận lớn dân cư sẽ chuyển sang sử dụng
thoại Internet. Chủ tịch kiêm giám đốc điều hành RSL COM, Itzhak Fischer dự báo
rằng đến năm 2010 sẽ có 75% cuộc gọi thoại quốc tế được tiến hành qua Internet và
một số người cho rằng đến năm 2015 con số này sẽ tăng lên 94%. Theo dự đoán
Phillip Tarifica cũng báo cáo rằng số người sử dụng thoại truyền thống sẽ giảm rất
nhiều do sử dụng Email và thoại qua Internet.
Thị trường điện thoại Internet sẽ tăng trưởng và đạt doanh thu cỡ 8,7 tỷ USD
vào năm 2010 (Mc Kinsey Telecom Practice).
1.2. Công nghệ thoại cơ sở cho VoIP
1.2.1. Kênh âm thanh (Voice channel)
Một chuyển mạch mềm VoIP có hai phần chính: Quản lý cuộc gọi (hoặc
chuyển mạch) và truyền âm.
Để truyền âm thanh cần đóng gói, truyền, nhận và xây dựng lại âm thanh số từ
kênh truyền trên mạng TCP/IP. Có một số bước trong việc xử lý truyền âm trên kênh
truyền: Lấy mẫu, số hóa, mã hóa, truyền, giải mã hóa và khôi phục lại âm thanh. Một

kênh âm thanh trong điện thoại truyền thống là 64kbps bởi vì lấy mẫu ở tần số 8000
Hz, mỗi mẫu bao gồm 8 bit vậy ta có 64000 bit suy ra dung lượng của kênh âm thanh
là 64kbps[14].
1.2.1.1. Lấy mẫu và số hóa
ADC là bộ biến đổi âm thanh nghe được ra dạng số để có thể truyền đi trong
mạng VoIP. DAC là bộ biết đổi ngược lại từ tín hiệu số nhận được ra âm thanh nghe
được.
Bộ ADC hoạt động theo nguyên tắc: lọc thông dải tín hiệu âm để lấy phần
phổ chủ yếu của tín hiệu (300-3200 Hz) sau đó lấy mẫu 8000 Hz tiếp theo là lượng tử
hóa mẫu. Quá trình trên là điều chế xung mã (PCM) là kỹ thuật rất phổ biến.
Bộ DAC là làm ngược lại quá trình ADC, nó xử lý chuỗi số rồi lọc thông
thấp để tạo ra tín hiệu tương tự đưa ra loa phát ra âm thanh.
1.2.1.2. Các chuẩn mã hóa
Có thể chia mã hoá thoại làm 3 loại là: mã hoá dạng sóng (waveform), mã
hoá nguồn và mã hoá lai ghép là kết hợp của 2 loại trên. Nguyên lý của mã hoá dạng
sóng rất đơn giản mà đại diện nổi tiếng của phương pháp này là PCM và ADPCM và
tất cả chúng ta đã biết nên ko cần nói lại. Ưu điểm của phương pháp này là không
- 24 -


phức tạp, giá rẻ, độ trễ thấp Tuy nhiên tại các tốc độ bit thấp (<64kbps) nó lại ko
đảm bảo được chất lượng. Bộ mã hoá nguồn sẽ khắc phục điểm yếu này. Nguyên lý
của bộ mã hoá nguồn là mã hoá kiểu phát âm (tức là cách thức mà bạn phát âm ra: âm
vô thanh (voiceless sound) hay âm hữu thanh (voiced sound). Cái này muốn tìm hiểu
kỹ lại phải đọc về xử lý âm thanh số và đọc về giải phẫu sinh lý cơ quan phát âm của
người bên môn sinh học). Ví dụ về bộ mã hoá này là mã hoá dự báo tuyến tính LPC.
Các bộ mã hoá kiểu này có thể mã hoá tín hiệu thoại ở tốc độ rất thấp như 2kbps.
Nguyên lý cụ thể như sau: giả thiết tín hiệu tiếng nói bao gồm âm vô thanh và hữu
thanh. Đối với âm hữu thanh, nguồn kích thích bộ máy phát âm sẽ là một dãy các
xung, còn đối với âm vô thanh thì nó sẽ là nguồn nhiễu ngẫu nhiên. Các tham số này

sẽ được đóng gói và gửi đến bên thu để phân tích và tái tạo lại dạng của nguồn âm. Mã
hoá lai ghép là sự kết hợp của mã hoá dạng sóng và mã hoá nguồn. Tiêu biểu là CELP
dự đoán tuyến tính kích thích mã. Hoặc ACELP dự đoán tuyến tính kích thích mã đại
số.
Một số chuẩn mã hoá thoại thông dụng của ITU-T: G.711, G.722, G.722.1,
G.722.2, G.723, G.723.1, G.726, G.728, G.729, G.729.1, G.729a.
G.711 là chuẩn ITU-T dùng cho thoại chủ yếu trong các hệ thống tổng đài,
được phát hành chính thức vào năm 1972. G.711 trình bày các mẫu điều chế xung mũ
logarit cho tín hiệu ở băng tần thoại, tần số lấy mẫu là 8000 mẫu trong một giây. Có
hai giải thuật chính được định nghĩa trong chuẩn này, luật nén µ-law dùng ở khu vực
Bắc Mỹ, Nhật và luật nén A-law dùng ở khu vực Châu Âu và những nước còn lại. Cả
hai giải thuật điều tính toán trên mũ logarit, nhưng giải thuật A-law được thiết kế đặc
biệt cho mục đích thực hiện các phép tính trong quá trình tính toán sao cho đơn giản
hơn, chuẩn này cũng định nghĩa một chuỗi các giá trị mã lặp lại có mức công suất là 0
dB. Hai giải thuật µ-law được mã hóa ở dạng các mẫu PCM tuyến tính 14-bit và A-
Law là 13-bit với mẫu 8-bit. Như vậy, bộ mã hóa G.711 sẽ tạo được luồng dữ liệu bit
có tốc độ 64kbit/giây với tần số lấy mẫu là 8kHz.
G.722 là chuẩn ITU-T dùng cho mã hóa tiếng nói băng tần rộng hoạt động
với tốc độ truyền 32-64 kbit/giây. Công nghệ mã hóa dựa trên việc phân chia băng tần
ADPCM. G.722.1 cung cấp được việc nén dữ liệu với tốt độ bit thấp. Một biến thể mới
của G722.1 là G.722.2, được biết dưới tên là AMR-WB (Adaptive Multirate
Wideband), cho phép việc nén với tốc độ thấp hơn nữa, có thể đáp ứng tốt với các kiểu
nén khác nhau cũng như các thay đổi địa hình mạng. Trong trường hợp sau, băng
thông được tự động bảo tồn khi có sự nghẽn mạch cao. Khi việc nghẽn quay trở về ở
mức bình thường, thì chế độ tốc độ bit cao hơn và mức nén thấp hơn được phục hồi.
Chuẩn G.722 và dữ liệu mẫu âm thanh tại tốc độ 16kHz, gấp đôi tốc độ xử lý tại các
giao tiếp thoại truyền thống, kết quả là chất lượng thoại tốt hơn. Chuẩn G.722.1, được
biết qua tên khác là “Siren™”, là một chuẩn quốc tế cho mã hóa âm thanh băng rộng ở
- 25 -

tốc độ 24 và 32 kbps (băng thông thoại 50Hz-7kHz, tần số lấy mẫu là 16 ksps) tốc độ
16kb/giây), sử dụng trong các hệ thống hội nghị truyền hình được phê chuẩn vào 30
tháng 09 năm 1999. Chuẩn G.722.1 là bộ nén dựa trên sự biến đổi sao cho tối ưu hóa
cả âm thoại lẫn nhạc. Độ phức tạp tính toán tương đối thấp đối với bộ nén chất lượng
cao, độ trễ của giải thuật của hai điểm đầu cuối là 40ms. Phiên bản G.722.1/Annex C,
được phê chuẩn bởi ITU-T vào 14 tháng 05 năm 2005, còn được biết thông qua tên
Siren14™, được phát triển bởi Polycom với dạng không cần bản quyền truyền với tần
số 14kHz (32ksps). Số lượng mã hóa âm thanh băng tần rộng ITU đôi khi không được
hiểu chính xác. Thực tế, có ba loại mã hóa cơ bản phân biệt, nhưng điều có chung một
tên là G.722. Đầu tiên, G.722 là mã hóa với tần số 7kHz, sử dụng ADPCM hoạt động
với tốc độ truyền 48-64kbps. Một phiên bản khác G.722.1 hoạt động với tốc độ dữ liệu
bằng một nửa nhưng có chất lượng tốt như G.722 với phương pháp mã hóa dựa vào
nền tảng chuyển đổi. Và chuẩn G.722.2, hoạt động với âm thoại băng tần rộng với tốc
độ bit truyền rất thấp, sử dụng giải thuật CELP based. Về vấn đề bản quuyền, đến thời
điểm này, giấy đăng ký bản quyền cho G.722 đã hết hạn cho nên hiện tại chuẩn này
được xem như là chuẩn miễn phí. G.722.1 thuộc bản quyền của tập đoàn Polycom và
chuẩn G.722.2 còn có tên là AMR-WB, thuộc quyền sở hữu của tập đoàn Voice Age.
G.722.2 (GSM AMR WB) Adaptive Multi Rate – Wide Band hay AMR-WB là một
chuẩn mã hóa tiếng nói được phát triển sau khi AMR sử dụng cùng công nghệ tương
tự như ACELP. Mã cung cấp chất lượng âm thoại tuyệt vời bởi vì sử dụng băng tần
thoại rộng hơn 50-7000 Hz khi so sánh với các mã âm thoại băng hẹp hiện đang dùng
rộng rãi trong các POTS với 300-3400Hz. AMRWB được hệ thống hóa thành G.722.2,
là một chuẩn mã hóa âm thoại chuẩn ITU-T. Các trạng thái hoạt động của ARM:
AMR-WB hoạt động tương tự AMR với nhiều tốc độ bit khác nhau gồm: 6.60; 8.85;
12.65; 14.25; 15.85; 18.25; 19.85; 23.05 và 23.85 kbps. Tín hiệu truyền với tốc độ thấp
nhất cho chất lượng thoại tốt nhất ứng với môi trường không nhiễu là 12.65 kbps. Tốc
độ bit cao rất hữu dụng trong môi trường có nhiễu và trong trường hợp tín hiệu truyền
là âm nhạc. Tốc độ bit 6.60 tới 8.85 cung cấp chất lượng chấp nhận được khi so sánh
với mã hóa băng tần hẹp. AMR-WB được chuẩn hóa cho việc sử dụng trong tương lai

trong các hệ thống mạng như UMTS. Chuẩn này cung cấp chất lượng thoại tốt hơn rất
nhiều và được chọn dùng cho nhiều mạng cũ hỗ trợ cho băng rộng. Tháng 10 năm
2006, kiểm nghiệm AMR-WB đầu tiên được thực hiện trên hệ thống mạng thực do T-
Mobile và Ericssion phối hợp tại Đức.
G.723 là một chuẩn ITU-T mã hóa âm thoại băng tần rộng, là chuẩn mở
rộng của G.721 điều chế xung sai phân tương thích với tốc độ truyền 24 và 40 kbps
cho các ứng dụng thiết bị nhân mạch số, hiện nay G.723 được thay thế bởi chuẩn
G.276, do đó hiện tại chuẩn này là lỗi thời. Chuẩn G.723.1 là chuẩn mã hóa âm thanh
cho thoại với tính năng nén thoại trong khung 30 mili giây, chu kỳ 7.5ms cũng được sử
- 26 -


dụng. Nhạc hoặc âm tone như DTMF hoặc fax tone không thể truyền tin cậy với chuẩn
mã hóa này, do đó một số các phương pháp khác như G.711 hoặc phương pháp ngoài
dãy băng tần dùng để truyền các tín hiệu này. Chuẩn G.723.1 chủ yếu dùng trong các
ứng dụng Voice over IP (VoIP) vì yêu cầu băng thông thấp. Nó trở thành chuẩn ITU-T
vào năm 1995, điều phức tạp của giải thuật là yêu cầu là dưới 16MIPS với 2,2kB. Có
hai tốc độ bit mà G.723.1 có thể hoạt động: 6,3 kbit/s (sử dụng khung 24 byte), dùng
giải thuật MPC-MLQ (MOS 3,9); 5,3 kbit/s (sử dụng khung 20 byte) dùng giải thuật
ACELP (MOS 3.62). G.726 là chuẩn mã hóa tiếng nói ITU-T ADPCM truyền âm
thanh với các tốc độ 16, 24, 32, và 40 kbps. Là chuẩn thay thế cho cả G.721 (ADPCM
tốc độ 32kbps) và chuẩn G.723 (ADPCM với tốc độ 24 và 40 kbps). G.726 hoạt động
với tần số là 16 kbps. Bốn tốc độ bit thường sử dụng cho chuẩn G.726 tương ứng với
kích thước của một mẫu theo thứ tự là 2-bits, 3-bits, 4-bits, và 5-bits. Tốc độ thường
dùng là 32 kbps, bởi vì đây chính là tốc độ bằng một nửa so với chuẩn G.711, như thế
làm gia tăng dung lượng của mạng lên 50%. Thông thường được dùng trong các mạng
điện thoại quốc tế cũng như hệ thống điện thoại không dây DECT. G.721 được giới
thiệu lần đầu tiên vào năm 1984, trong khi chuẩn G.723 được giới thiệu vào năm 1988.
Cả hai được gộp chung thành chuẩn G.726 vào năm 1990. G.727 được giới thiệu cùng
thời điểm với G.726, cùng tốc độ bít nhưng tối ưu hơn cho môi trường PCM Packet

Circuit Multiplex Equipment. Điều này đạt được bằng cách nhúng bộ lượng tử hóa 2
bit vào bộ lượng tử hóa 3 bit, cho phép hủy bỏ bit có trọng số nhỏ nhất trong chuỗi bit
truyền mà không có ảnh hưởng xấu đến tín hiệu âm thoại.
G.728 là chuẩn ITU-T mã hóa âm thoại với tốc độ 16kbps. Công nghệ sử
dụng là LDCELP (Low Delay Code Excited Linear Prediction). Độ trễ của mã chỉ 5
mẫu (0.625 ms). Dự đoán tuyến tính được thực hiện tính toán với bộ lọc LPC ngược
bậc 50. Ngõ vào kích thích được tạo ra để đảm bảo nhận được độ lợi VQ. Chuẩn được
đưa ra vào năm 1992 dưới dạng giải thuật mã dấu chấm động. Năm 1994, bản dùng
cho dấu chấm tĩnh được phát hành. G.728 có tốc độ lên đến 2400 bps. Độ phức tạp của
bảng mã là 30 MIPS, với yêu cầu 2.2kByte về RAM. G.729 là một giải thuật nén dữ
liệu âm thanh dùng cho tín hiệu thoại, nén tín hiệu âm thanh với khung 10 mili giấy.
Các tone nhạc như DTMF hoặc fax không thể truyền với bộ mã hóa này, mà phải sử
dụng G.711 hoặc phương pháp ngoại băng tần để truyền các tín hiệu này.
G.729 đa số dùng trong các ứng dụng Voice over IP với yêu cầu băng tần
thấp. Chuẩn G.729 hoạt động ở tốc độ 8 kbps, nhưng các phiên bản mở rộng có thể
hoạt động tại 6.4 kbps đối với môi trường truyền xấu và 11.8 kbps với yêu cầu chất
lượng thoại tốt hơn. Trong thực tế, người ta thường dùng chuẩn G.729a, tương tự như
G.729 nhưng có độ tính toán đơn giản hơn, tuy nhiên chuẩn này lại không cho chất
lượng thoại tốt hơn. Phiên bản G.729b là một chuẩn có bản quyền, sử dụng module
VAD để phát hiện tín hiệu thoại hay phi thoại. Nó cũng bao gồm một module DTX