Công nghệ VoIP

Mục lục
Thuật ngữ viết tắt
ACELP Algebraic CELP Bảng mã đại số
ACF
Admission ConFirm Xác nhận đăng nhập
ACK
ACKnowledgment Xác nhận đáp ứng
ADPCM Adaptive Delta PCM Điều chế xung mã vi sai
ANSI
American National Standards
Institute
Viện tiêu chuẩn quốc gia Mü
API
Application Programming
Interface
Giao diện lập trình ứng dụng
ARJ
Admission ReJect Từ chối yêu cầu đăng nhập
ARQ Admission ReQuest Yêu cầu đăng nhập
ATM Asynchronous Transfer Mode
Phương thức truyền tải không
đồng bộ
BCF
Bandwith ConFirm Xác nhận yêu cầu băng tần
BGP
Border Gateway Protocol Giao thức cổng ngoài
BRJ Bandwith ReJect Từ chối yêu cầu băng tần
BRQ Bandwith ReQuest Yêu cầu băng tần
CAS Channel Associated Signaling Báo hiệu kênh kết hợp
CCS Common Channel Signaling Báo hiệu kênh chung
CODEC COde and DECodec Mã hoá và giải mã

CELP Code Excited Line Predictor Dự đoán tuyến tính kích thích mã
CQ Custom Queuing Xếp hàng tuỳ biến
CRC
Cyclic Redundancy Check Kiểm tra độ dư thừa có chu kỳ
CS-ACELP Conjugate-Structure ACELP
Bảng mã đại số có cấu trúc liên
kết
CTI Computer Telephony integration Tích hợp điện thoại máy tính
DCF Disengage ConFirm Xác nhận huỷ bỏ liên kết
DM Delta Modulation Điều chế Delta
DNS Domain Name Server Máy chủ dịch vụ tên miền
DRJ Disengage ReJect Từ chối huỷ bỏ liên kết
DRQ
Disengage ReQuest Yêu cầu huỷ bỏ liên kết
DSP Digital Signal Processor Bộ xử lý tín hiệu số
DTMF Dial Tone Multi Frequency Quay số đa tần
DTX Discontinuous Transmission Kỹ thuật truyền gián đoạn
ETSI European telecommunications Viện tiêu chuẩn viễn thông châu
Standards Institute Âu
FEC Forward Error Correction Hiệu chỉnh lỗi trước
FIFO
Queuing
First In First Out Queuing Xếp hàng vào trước ra trước
FIN FINal Bít đánh dấu segment cuối cùng
FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền file
GCF Gatekeeper ConFirm Xác nhận gatekeeper
GK GateKeeper Gatekeeper
GQOS Guaranteed Quality of Service Bảo đảm chất lượng dịch vụ
GRJ Gatekeeper ReJect Từ chối gatekeeper
GRQ Gatekeeper ReQuest Yêu cầu gatekeeper

GW GateWay Gateway
HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền tải siêu văn bản
ICF Information ConFirm Xác nhận thông tin
ICMP
Internet Control Message
Protocol
Giao thức bản tin điều khiển
Internet
IP Internet Protocol Giao thức Internet
IPX Internetwork Protocol Exchange
Chuyển đổi giao thức
Internetwork
IRJ Information ReJect Từ chối yêu cầu thông tin
IRQ Information ReQuest Yêu cầu thông tin
IRR Information Request Respond Đáp ứng yêu cầu thông tin
ISDN
integrated Service Digital
Network
Mạng số đa dịch vụ
ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet
ITU-T
International telecommunication
Union - telecommunication
Standardization
Hiệp hội viễn thông quốc tế
IWF Inter Working Function Chức năng liên mạng
Kbps Kilobit per second Kil« bít trên giây
LAN Local Area Network Mạng nội hạt
LCF Location ConFirm Xác định định vị
PL Line Predictor Bộ lọc dự đoán tuyến tính

LPC Line Predict Coder Bộ mã hoá dự báo tuyến tính
LRJ Location ReJect Từ chối yêu cầu định vị
LRQ Location ReQuest Yêu cầu định vị
Mbps Megabit per second Mªga bít trên 1 giây
MC
Multipoint Controller
Bé điều khiển đa điểm
MCU Multipoint Control Unit Khối điều khiển đa điểm
MOS Mean Opinion Score Điểm đánh giá trung bình
MP
Multipoint Processor
Bộ xử lý đa điểm
MPE MultiPulse Excite Bộ kích thích đa xung
MP-MLQ
Multipulse Maximum Likelihood
Quantization
Lượng tử hoá đúng cực đại đa
xung
MTU Maximum Transfer Unit
Kích thước tối đa của một đơn vị
truyền tải
NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau
OSI Open System Interconnection Mô hình kết nối các hệ thống mở
OSPF Open Shortest Path First Mở đường ngắn nhất đầu tiên
PC Personal Computer Máy tính cá nhân
PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã
PPP
Point to Point Protocol Giao thức điểm tới điểm
PQ Priority Queuing Xếp hàng theo mức ưu tiên
PSH PuSH Bít PUSH

PSTN
Public Switching Telephone
Network
Mạng điện thoại công cộng
PSVQ Predictive Split Vector Quantizer Lượng tử hoá vect¬ phân chia dự báo
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RAS
Register Admission Status Kênh đăng ký, đăng nhập, trạng thái
RCF
Registration ConFirm Xác nhận đăng ký
RIP Routing Information Protocol Giao thức thông tin định tuyến
RRJ Registration ReJect Từ chối đăng ký
RRQ Registration ReQuest Yêu cầu đăng ký
RTCP Real Time Control Protocol Giao thức điều khiển thời gian thực
RTP
Real Time Protocol Giao thức thời gian thực
SDP
Session Description Protocol Giao thức miêu tả phiên
SGCP
Simple Gateway Control
Protocol
Giao thức điều khiển gateway
SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi đầu phiên
SMTP Simple Mail Transfer Protocol Giao thức truyền tải mail
SS7 Signalling System No.7 Hệ thống báo hiệu số 7
STM Synchronous Tranfer Mode Chế độ truyền tải đồng bộ
SYN SYNchronuos bit Bít đồng bộ
TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải
TELNET TELNET Giao thức truy nhập từ xa
TSAP

Transport layer Service Access
Point
Điểm truy nhập dịch vụ lớp truyền tải
UAC User Agent Client Tác nhân khách
UAS User Agent Sever Tác nhân chủ
UCF unregistered ConFirm Xác nhận yêu cầu không đăng ký
UDP User Datagram Protocol Giao thức gói tin người dùng
URJ unregistered ReJect Từ chối yêu cầu không đăng ký
URQ unregistered ReQuest Yêu cầu không đăng ký
VAD Voice Activity Detector Bộ dò hoạt động thoại
VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo
VoIP Voice over Internet Protocol
Thoại truyền qua giao thức
Internet
WFQ Weighted Fair Queuing Xếp hàng theo công bằng trọng số
Danh mục sơ đồ bảng biểu
Lời nói đầu
Ngày nay, công nghiệp viễn thông đã đạt những thành tựu to lớn.
Nhờ sự phát triển của kỹ thuật số, kỹ thuật phần cứng và công nghệ phần
mềm đã và đang đem lại cho người sử dụng các dịch vụ mới đa dạng và
phong phú.
Mạng IP và các dịch vụ ứng dụng công nghệ IP có các ưu điểm nh
tính linh hoạt, khả năng mở rộng dễ dàng cũng hiệu quả sử dụng cao
đã và đang dần chiếm ưu thế trên thị trường viễn thông thế giới. Nhiều
nghiên cứu về công nghệ IP đã được thực hiện để đưa ra các giải pháp
tiến đến một mạng hội tụ toàn IP. Trong đó, bước triển khai đầu tiên
chính là loại hình dịch vụ thoại qua giao thức Internet VoIP.
Mạng IP vốn là mạng không đảm bảo chất lượng dịch vụ. Chính vì
vậy muốn chất lượng dịch vụ được đảm bảo thì người ta cần phải thêm vào
mạng đó một số phần tư khác cũng nh thiết kế các giao thức phù hợp để có

thể đảm bảo chất lượng dịch vụ cho người dùng, đây chính là công nghệ
VoIP. Việc nâng cao chất lượng dịch vụ trong VoIP là vấn đề không thể
thiếu được nhằm cải thiện hơn nữa chất lượng dịch vụ cho người sử dụng.
Đứng trước sự phát triển nhanh chóng của các hệ thống VoIP, việc
tìm hiểu và nghiên cứu về công nghệ VoIP nói chung và vấn đề nâng cao
chất lượng dịch vụ trong VoIP nói riêng là một vấn đề rất quan trọng.
Chính vì vậy mà tôi lựa chọn đề tài này để thực hiện đồ án tốt nghiệp của
mình. Đồ án đã tiến hành nghiên cứu "Công nghệ VoIP".
Chương 1 : Kiến trúc TCP/IP
Chương 2 : Các kỹ thuật và giao thức hỗ trợ truyền tín hiệu qua mạng
IP
Chương 3 : Đặc điểm của công nghệ VoIP
1
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của Thầy Lê Hải
Nam cùng các ý kiến đóng góp quý báu của các bạn trong lớp §TVT5B
đã giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này.
2

Chương I:
Tổng quan về mạng IP và công nghệ VoIP
1.1. Kiến trúc TCP/IP
TCP/IP là một bộ giao thức mở được xây dùng cho mạng Internet mà
tiền thân của nó là mạng ARPAnet của bộ quốc phòng Mü. Do đây là một
giao thức mở, nên nó cho phép bất kỳ một đầu cuối nào sử dụng bộ giao
thức này đều có thể được kết nối vào mạng Internet. Chính điều này đã tạo
ra sự bùng nổ của mạng Internet toàn cầu trong thời gian gần đây. Trong bộ
giao thức này, hai giao thức được sử dụng chủ yếu đó là giao thức truyền tải
tin cậy TCP (Transmission Control Protocol) và IP (Internet Protocol).
Chóng cùng làm việc với nhau để cung cấp phương tiện truyền thông liên
mạng.

3

Hình 1.1 Mối tương quan giữ kiến trúc TCP/IP và mô hình OSI
Điểm khác nhau cơ bản của TCP/IP so với OSI đó là tầng liên mạng
sử dụng giao thức kết nối mạng không liên kết (connectionless) IP, tạo
thành hạt nhân hoạt động của Internet. Cùng với các giao thức định tuyến
nh RIP, OSPF, BGP… tầng liên mạng IP cho phép kết nối một cách mềm
dẻo và linh hoạt các loại mạng vật lý khác nhau nh: Ethernet, Token Ring,
X25
Giao thức được sử dụng ở tầng trao đổi dữ liệu có thể là giao thức
hướng liên kết TCP để đảm bảo tính chính xác và tin cậy cho các dịch vụ
số liệu hay giao thức không liên kết UDP được sử dụng cho các dịch vụ
yêu cầu thời gian thực. Trong mạng VoIP, giao thức TCP được sử dụng
cho điều khiển và truyền số liệu trong khi giao thức UDP được sử dụng cho
các dịch vụ thời gian thực nh thoại, audio và video.
Các giao thức ở tầng ứng dụng hỗ trợ các dịch vụ phổ biến truy nhập
từ xa (telnet), chuyển tệp (FTP), dịch vụ Web, thư điện tử (SMTP) và dịch
vụ tên miền … Trong mạng VoIP, lớp ứng dụng sẽ hỗ trợ dịch vụ thoại
Internet là các phần mềm điều khiển để triển khai thoại qua IP.
1.1.1. Đóng gói dữ liệu
Cũng giống như tất cả các mạng gói khác, các gói tin trong mạng IP
cũng được bổ sung thêm các trường tiêu đề ở đầu bản tin qua các lớp giao
thức ở phía phát và được gì bỏ các trường tiêu để này ở phía thu để xử lý.
Quá trình đó được gọi là đóng gói dữ liệu (encapsulation). Trong ngăn xếp
giao thức TCP/IP gồm bốn lớp. Tại mỗi lớp, các gói dữ liệu được gửi tới từ
lớp trên sẽ được bổ sung thêm một tiêu đề tương ứng mang các thông tin
điều khiển cần thiết cho lớp này. Quá trình đóng gói dữ liệu được mô tả
trong hình vẽ 1.2 ở dưới.
4

Các gói IP phải được nhóng trong các khung dữ liệu ở tầng liên kết dữ
liệu tương ứng trước khi chuyển tiếp trong mạng. Quá trình nhận một gói
tin diễn ra ngược lại. Độ dài tối đa của một gói dữ liệu liên kết là MTU
(Maximum Transmit Unit). Khi cần chuyển một gói dữ liệu IP có độ dài
lớn hơn MTU của một mạng cơ thể cần phải chia nhỏ gói dữ liệu IP đó
thành những gói IP nhỏ hơn hoặc bằng MTU. Quá trình này được gọi là
phân mảnh (fragment). Trong phần tiêu đề của gói tin IP có thông tin về
phân mảnh và xác định các mảnh có quan hệ phụ thuộc để hợp thành gói
tin ban đầu tại phía thu.
Hình 1.2 Đóng gói dữ liệu trong kiến trúc TCP/IP
1.1.2. Địa chỉ IP
Địa chỉ IP là địa chỉ lớp mạng, được sử dụng để định danh các máy
trạm (host) trong liên mạng. Địa chỉ IP có độ dài 32 bít đối với IPv4 và 48
bít với IPv6. Nó có thể được biểu thị dưới dạng thập phân, bát phân , thập
lục phân và nhị phân.
5

Có hai cách cấp phát địa chỉ IP phụ thuộc vào cách thức ta kết nối
mạng. Nếu mạng của ta kết nối vào mạng Internet, địa chỉ mạng được xác
nhận bởi NIC (Network Information Center). Nếu mạng của ta không kết
nối với Internet, người quản trị mạng sẽ cấp phát địa chỉ IP cho mạng này.
Về cơ bản, khuôn dạng địa chỉ IP gồm hai phần: <Network Number,
Host Number>. Trong đó, phần Network Number là địa chỉ mạng còn Host
Number là địa chỉ các máy trạm làm việc trong mạng đó.
6

1.1.3. Bộ định tuyến IP
Trong quá trình truyền thông trong mạng IP, dữ liệu được đóng gói
trong các datagram và được điều khiển để truyền qua các trạm trung gian
giữa điểm cuối nguồn và điểm cuối đích. Quá trình điều khiển các

datagram để nó đến được đúng đích gọi là định tuyến.
Cấu trúc mạng IP thường là cấu trúc liên mạng. Do đó, có hai trường
hợp xảy ra. Nếu nh máy nguồn và máy đích ở trong cùng một mạng vật lý,
gói tin sẽ được gửi trực tiếp từ máy nguồn tới máy đích và quá trình xác
định đường nối giữa hai máy này được gọi là định tuyến trực tiếp. Trong
trường hợp, hai trạm làm việc không ở trong cùng một mạng vật lý, việc
truyền tin giữa chóng phải thực hiện thông qua các trạm trung gian là các
gateway. Đó là định tuyến gián tiếp.
Hình 1.3 Bộ định tuyến IP
Để kiểm tra xem trạm đích có nằm trên cùng một mạng vật lý với trạm
nguồn hay không, trạm gửi phải tách lấy phần địa chỉ mạng trong phần địa
chỉ IP và so sánh phần địa chỉ này với phần địa chỉ mạng của nó. Nếu có sự
trùng hợp, thì gói tin này được gửi tới một máy trạm ở trong cùng một
7

mạng vật lý với nó và gói tin sẽ được truyền trực tiếp. Ngược lại, gói tin
được yêu cầu gửi tới một mạng bên ngoài. Khi đó, phải xác định một
gateway để chuyển tiếp datagram.
Nh vậy, tại các trạm làm việc, các gói tin được xử lý xuyên suốt qua
cả bốn lớp, còn tại các cổng truyền trung gian, các gói tin chỉ được xử lý tới
lớp IP để quyết định tuyến đường tiếp theo để chuyển tiếp gói dữ liệu.
1.1.4. Giao thức truyền tải tin cậy TCP
TCP (Transmission Control Protocol) là một giao thức hướng liên kết
(connnection oriented). Do đó, các cập thực thể TCP phải thiết lập một
kênh logic giữa chóng trước khi trao đổi dữ liệu với nhau. Nhờ vào kênh
logic này, TCP đảm bảo khả năng truyền dữ liệu an toàn giữa các máy trạm
trong hệ thống các mạng. Ngoài ra, nó còn cung cấp thêm các chức năng
khác nhằm kiểm tra tính chính xác của dữ liệu khi có lỗi xảy ra. Nó cung
cấp các chức năng chính sau:
 Thiết lập, duy trì và kết thúc liên kết giữa hai thực thể TCP.

 Phân phát gói tin một cách tin cậy.
 Đánh số thứ tự (sequencing) các gói dữ liệu nhằm truyền dữ liệu
một cách tin cậy.
 Cho phép điều khiển lỗi.
 Cung cấp khả năng đa kết nối thông qua việc sử dụng các cổng.
 Truyền dữ liệu sử dụng cơ chế song công.
Nh vậy có thể thấy rằng, TCP cung cấp đầy đủ các chức năng để đảm
bảo truyền tải một cách tin cậy các gói số liệu qua liên mạng. Do đó, TCP
phù hợp để truyền tải các gói tin của dịch vụ truyền số liệu. Tuy nhiên, do
phần tiêu đề của TCP quá lớn và quá phức tạp nên độ trễ truyền tin qua liên
mạng khá cao. Mặt khác TCP cung cấp quá nhiều chức năng mà các dịch
vụ thời gian thực không cần đến. Do đó, TCP không phù hợp để truyền tải
8

các dịch vụ này và cần thiết phải xây dựng một giao thức truyền tải mới
bên cạnh TCP để đáp ứng cho các dịch vụ thời gian thực qua IP.
1.1.5. Giao thức truyền tải không tin cậy UDP
Cùng với giao thức TCP, tại mức 4 của bộ giao thức TCP/IP còn một
giao thức nữa hoạt động đó là giao thức dữ liệu người dùng UDP (User
Datagram Protocol). Đây là một giao thức phi liên kết và không cung cấp
chức năng tuần tự (sequencing) và xác nhận (acknowledgment). Nó được
sử dụng bên cạnh TCP trong trường hợp các dịch vụ đầy đủ của TCP là
không cần thiết. Một ứng dụng điển hình của UDP đó là sử dụng để truyền
tải các gói tin thời gian thực của những dịch vụ như thoại gói hay lưu lượng
video – những dịch vụ chỉ cần độ trễ thấp mà không yêu cầu quá cao về
chất lượng dữ liệu nhận được tại phía thu.
Một gói tin UDP gồm hai phần: phần tiêu đề và phần dữ liệu:
Hình 1.4 Cấu trúc gói dữ liệu UDP
Ưu điểm của UDP đó là do không cung cấp các chức năng tin cậy,
điều khiển luồng, khôi phục lỗi… nên tiêu đề của UDP rất nhỏ so với TCP

và nó rất phù hợp với các dịch vụ thời gian thực yêu cầu độ trễ thấp.
 Cổng nguồn và cổng đích là các giá trị 16 bít dùng cho các cổng
giao thức UDP được sử dụng để tách các gói tin trong tiến trình đang đợi
để nhận chóng. Cổng nguồn là một trường dữ liệu tuỳ chọn, khi được sử
dụng, nó xác định địa chỉ cổng để gửi các bản tin xác nhận. Ngược lại, nỊu
không được sử dụng nó sẽ nhận giá trị 0.
9

 Trường độ dài chứa độ dài bản tin UDP tính theo octet bao gồm cả
tiêu đề UDP và dữ liệu.
 Trường tổng kiểm tra là tổng CRC của phần tiêu đề bản tin UDP.
Nó là trường tuỳ chọn cho phép có thể đơn giản các thủ tục trong các mạng
có độ tin cậy cao.
Nh vậy, so với bản tin giao thức truyền tải TCP, bản tin giao thức dữ
liệu người sử dụng UDP có cấu trúc đơn giản hơn rất nhiều. Phần tiêu đề
bản tin chỉ xác định rõ giá trị cổng giao thức bên gửi và bên nhận. Các thủ
tục kiểm tra lỗi cũng được đơn giản hoá và là tuỳ chọn cho phép giảm tới
tối đa thời gian trễ khi truyền dữ liệu qua giao thức lớp truyền tải UDP. Do
đó UDP rất phù hợp để truyền tải các dữ liệu yêu cầu tính thời gian thực
cao và khi lại cho phép tư lệ lỗi nhất định. Trong khi đó, TCP sẽ phù hợp
với để truyền tải các thông tin số liệu yêu cầu tính chính xác rất cao mà lại
không yêu cầu qua lớn về thời gian trễ. Nh vậy, có thể thấy rằng hai giao
thức lớp truyền tải TCP và UDP là hai giao thức bổ sung cho nhau. Chóng
cùng tồn tại và không thể thay thế cho nhau. Hai giao thức này toạ nên tính
linh hoạt của bộ giao thức IP và cho phép nó có thể tương thích với tất cả
các loại hình dịch vụ trong hiện tại cũng như của tương lai. Đây chính là
điểm mạnh của giao thức IP trước các bộ giao thức khác trong quá trình
triển khai mạng thế hệ sau NGN.
1.2. Giới thiệu chung về công nghệ VoIP
VoIP (Voice over Internet Protocol) là một thuật ngữ dùng để chỉ một

phương thức truyền thoại mới, đó là truyền tín hiệu thoại qua mạng gói sử
dụng giao thức Internet. Đây là một ứng dụng mở rộng của bộ giao thức IP
để tiến tới một mạng đa phương tiện hội tụ toàn IP trong tương lai.
Trong công nghệ điện thoại IP thông tin thoại sẽ được đóng trong các
gói và truyền đi trên một đường truyền chung thay vì các kênh riêng nh
trong mạng PSTN truyền thống. Chóng ta có thể nhìn nhận VoIP như là
10

khả năng thiết lập các cuộc gọi điện thoại và gửi những bản fax qua mạng
dữ liệu IP với chất lượng dịch vụ có thể chấp nhận được và với cước phí
thấp hơn rất nhiều so với dịch vụ của mạng PSTN thông thường. Để thực
hiện truyền thoại qua mạng IP, trước hết tại phía phát tín hiệu thoại phải
được số hoá, nén và đóng gói để truyền qua mạng IP nh những gói dữ liệu
thông thường. Tại phía thu, các gói thoại được mở gói, giải nén và chuyển
từ tín hiệu số sang tín hiệu tương tự để đưa đến tai nghe của người dùng.
Vì đặc điểm của một mạng gói là một mạng tận dụng tối đa hiệu quả
sử dụng băng tần mà ít quan tâm đến thời gian trễ lan truyền trong mạng,
trong khi tín hiệu thoại lại là một dạng thời gian thực. Do đó, người ta phải
bổ sung vào mạng các phần tư mới và thiết kế các giao thức phù hợp để có
thể đảm bảo được chất lượng dịch vụ cho người dùng. Các thành phần này
tạo thành một mạng gọi là mạng VoIP.
Công nghệ VoIP đã và đang mở ra một viễn cảnh mới trong ngành
Viễn Thông trên toàn thế giới. Với ưu điểm rất lớn về giá cước, dịch vụ
VoIP thực sự đang thu hút rất nhiều sự quan tâm của các nhà kinh doanh
bao gồm cả các nhà đầu tư cung cấp dịch vụ và các nhà tiêu dùng dịch vụ.
Việc đưa dịch vụ VoIP vào phục vụ có thể coi là một cuộc cách mạng trong
ngành Viễn Thông và thực tế đã cho thấy sức cạnh tranh rất lớn của công
nghệ này so với công nghệ thoại chuyển mạch kênh truyền thống. Mặc dù
mới ra đời và được triển khai chưa lâu, nhưng dịch vụ VoIP đã chiếm một
thị phần rất đáng kể trên thị trường quốc tế nói chung và nước ta nói riêng.

Điểm cốt lõi để tạo nên các ưu điểm của mạng VoIP đó là khả năng sử
dụng hiệu quả và tiết kiệm độ rộng băng tần. Đó là do sự kết hợp các đặc
tính vốn có của một mạng số liệu gói với các kỹ thuật mã hoá nén số hiện
đại. Kĩ thuật này cho phép giảm được đáng kể số bít phải truyền đi. Do đó
11

giảm được băng thông truyền dẫn mà vẫn đảm bảo được chất lượng dịch vụ
theo yêu cầu.
Nói chung VoIP là một hình ảnh mới cho mạng Viễn Thông hiện đại.
Nó đang được nghiên cứu và triển khai và đang hứa hẹn rất nhiều triển
vọng trong tương lai gần.
1.3. Cấu hình của mạng điện thoại IP
Theo các nghiên cứu của ETSI, cấu hình chuẩn của mạng điện thoại IP
có thể bao gồm các phần tử sau:
- Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP
- Mạng truy nhập IP
- Mạng xương sống IP
- Gateway
- Gatekeeper
- Mạng chuyển mạch kênh
- Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng chuyển mạch kênh
Trong các kết nối khác nhau cÂu hình mạng có thể thêm hoặc bớt một
số phần tư trên.
Cấu hình chung của mạng điện thoại IP gồm các phần tử Gatekeeper,
Gateway, các thiết bị đầu cuối thoại và máy tính. Mỗi thiết bị đầu cuối giao
tiếp với một Gatekeeper và giao tiếp này giống với giao tiếp giữa thiết bị
đầu cuối và Gateway. Mỗi Gatekeeper sẽ chịu trách nhiệm quản lý một
vùng, nhưng cũng có thể nhiều Gatekeeper chia nhau quản lý một vùng
trong trường hợp một vùng có nhiều Gatekeeper.
Trong vùng quản lý của các Gatekeeper, các tín hiệu báo hiệu có thể

được chuyển tiếp qua một hoặc nhiều Gatekeeper. Do đó các Gatekeeper
phải có khả năng trao đổi các thông tin với nhau khi cuộc gọi liên quan đến
nhiều Gatekeeper.
12

1.3.1. Thiết bị đầu cuối
Thiết bị đầu cuối là một nút cuối trong cÂu hình của mạng điện thoại
IP. Nó có thể được kết nối với mạng IP sử dụng một trong các giao diện
truy nhập. Một thiết bị đầu cuối có thể cho phép một thuê bao trong mạng
IP thực hiện cuộc gọi tới một thuê bao khác trong mạng chuyển mạch kênh.
Các cuộc gọi đó sẽ được Gatekeeper mà thiết bị đầu cuối hoặc thuê bao đã
đăng ký giám sát.
Một thiết bị đầu cuối có thể gồm các khối chức năng sau:
- Chức năng đầu cuối: Thu và nhận các bản tin.
- Chức năng bảo mật kênh truyền tải: đảm bảo tính bảo mật của kênh
truyền tải thông tin kết nối với thiết bị đầu cuối.
- Chức năng bảo mật kênh báo hiệu: đảm bảo tính bảo mật của kênh
báo hiệu kết nối với thiết bị đầu cuối.
- Chức năng xác nhận: thiết lập đặc điểm nhận dạng khách hàng,
thiết bị hoặc phần tử mạng, thu nhập các thông tin dùng để xác định bản tin
báo hiệu hay bản tin chứa thông tin đã được truyền hoặc nhận chưa.
- Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng.
- Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định hoặc ghi lại các thông
tin về sự kiện (truy nhập, cảnh báo) và tài nguyên.
- Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin đã
được sử dụng ra thiết bị ngoại vi.
1.3.2. Gatekeeper
Gatekeeper là phần tử của mạng chịu trách nhiệm quản lý việc đăng
ký, chấp nhận và trạng thái của các thiết bị đầu cuối và Gateway.
Gatekeeper có thể tham gia vào việc quản lý vùng, xử lý cuộc gọi và báo

hiệu cuộc gọi. Nó xác định đường dẫn để truyền báo hiệu cuộc gọi và nội
dung đối với mỗi cuộc gọi. Gatekeeper có thể bao gồm các khối chức
năng sau:
13

- Chức năng chuyển đổi địa chỉ E.164 (S E.164 l s in thoi
tuõn th theo cu trỳc v k hoch ỏnh s c mụ t trong khuyn ngh
E.164 ca Liờn minh vin thụng quc t ITU) : chuyn i a ch E.164
sang a ch IP v ngc li truyn cỏc bn tin, nhn v truyn a ch IP
truyn cỏc bn tin, bao gm c mó la chn nh cung cp.
- Chức năng dịch địa chỉ kênh thông tin: nhận và truyền địa chỉ
IP của các kênh truyền tải thông tin, bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp.
- Chức năng dịch địa chỉ kênh: nhận và truyền địa chỉ IP phục
vụ cho báo hiệu, bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp.
- Chức năng giao tiếp giữa các Gatekeeper: thực hiện trao đổi thông
tin giữa các Gatekeeper.
- Chức năng đăng ký: cung cấp các thông tin cần đăng ký khi yêu cầu
dịch vụ.
- Chức năng xác nhận: thiết lập các đặc điểm nhận dạng của khách
hàng, thiết bị đầu cuối hoặc các phần tử mạng.
- Chức năng bảo mật kênh thông tin: đảm bảo tính bảo mật của kênh
báo hiệu kết nối Gatekeeper với thiết bị đầu cuối.
- Chức năng tính cớc: thu thập thông tin để tính cớc.
- Chức năng điều chỉnh tốc độ và giá cớc: xác định tốc độ và giá cớc.
- Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng.
- Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định hoặc ghi lại các thông
tin về sự kiện (truy nhập, cảnh báo) và tài nguyên.
- Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin đã đợc sử
dụng ra thiết bị ngoại vi.
1.3.3. Gateway

Gateway l mt phn t khụng nht thit phi cú trong mt giao tip
H.323. Nú úng vai trũ lm phn t cu ni v ch tham gia vo mt cuc
gi khi cú s chuyn tip t mng H.323 (vớ d nh mng LAN hay mng
14

Internet) sang mng phi H.323 (vớ d mng chuyn mch kờnh hay PSTN).
Mt Gateway cú th kt ni vt lý vi mt hay nhiu mng IP hay vi mt
hay nhiu mng chuyn mch kờnh. Mt Gateway cú th bao gm:
Gateway bỏo hiu, Gateway truyn ti kờnh thoi, Gateway iu khin
truyn ti kờnh thoi. Mt hay nhiu chc nng ny cú th thc hin trong
mt Gatekeeper hay mt Gateway khỏc.
- Gateway báo hiệu SGW: cung cấp kênh báo hiệu giữa mạng IP và
mạng chuyển mạch kênh. Gateway báo hiệu là phần tử trung gian chuyển
đổi giữa báo hiệu trong mạng IP (vớ d H.323) v bỏo hiu trong mng
chuyn mch kờnh (vớ d R2, CCS7). Gateway bỏo hiu cú cỏc chc nng
sau:
+Chức năng kết cuối các giao thức điều khiển cuộc gọi.
+ Chức năng kết cuối báo hiệu từ mạng chuyển mạch kênh: phối hợp
hoạt động với các chức năng báo hiệu của Gateway điều khiển truyền tải
kênh thoại.
+ Chức năng báo hiệu: chuyển đổi báo hiệu giữa mạng IP với báo
hiệu mạng chuyển mạch kênh khi phối hợp hoạt động với Gateway điều
khiển truyền tải kênh thoại.
+ Chức năng giao diện mạng chuyển mạch gói: kết cuối mạng
chuyển mạch gói.
+ Chức năng bảo mật kênh báo hiệu: đảm bảo tính bảo mật của
kênh báo hiệu kết nối với thiết bị đầu cuối.
+ Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng.
+ Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định hoặc ghi lại các thông
tin về sự kiện (truy nhập, cảnh báo) và tài nguyên.

+ Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin đã đợc
sử dụng ra thiết bị ngoại vi.
- Gateway truyền tải kênh thoại MGM: cung cấp phơng tiện để thực
hiện chức năng chuyển đổi mã hoá. Nó sẽ chuyển đổi giữa các mã hoá
15

trong mạng IP với các mã hoá truyền trong mạng chuyển mạch kênh.
Gateway truyền tải kênh thoại bao gồm các khối chức năng sau:
+ Chức năng chuyển đổi địa chỉ kênh thông tin: cung cấp địa
chỉ IP cho các kênh thông tin truyền và nhận.
+ Chức năng chuyển đổi luồng: chuyển đổi giữa các luồng thông
tin giữa mạng IP và mạng chuyển mạch kênh bao gồm việc chuyển đôỉ
mã hoá và triệt tiếng vọng.
+ Chức năng dịch mã hoá: định tuyến các luồng thông tin giữa mạng
IP và mạng chuyển mạch kênh.
+ Chức năng giao diện với mạng chuyển mạch kênh: kết cuối và
điều khiển các kênh mang thông tin từ mạng chuyển mạch kênh.
+ Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng.
+ Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định hoặc ghi lại các thông
tin về sự kiện (truy nhập, cảnh báo) và tài nguyên.
+ Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin đã đợc
sử dụng ra thiết bị ngoại vi.
- Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại MGWC: đóng vai trò
phần tử kết nối giữa Gateway báo hiệu và Gatekeeper. Nó cung cấp chức
năng xử lý cuộc gọi cho Gateway, điều khiển Gateway truyền tải kên
thoại, nhận thông tin báo hiệu của mạng chuyển mạch kênh từ Gateway báo
hiệu và thông tin báo hiệu của mạng IP từ Gatekeeper. Gateway điều
khiển truyền tải kênh thoại bao gồm các chức năng sau:
+ Chức năng truyền và nhận các bản tin.
+ Chức năng xác nhận: thiết lập các đặc điểm nhận dạng của ngời

sử dụng, thiết bị hoặc các phần tử mạng.
+ Chức năng điều khiển cuộc gọi: lu giữ các trạng thái cuộc gọi của
Gateway. Chức năng này bao gồm tất cả các điều khiển kết nối logic của
Gateway.
16

+ Chức năng báo hiệu: chuyển đổi giữa báo hiệu mạng IP và báo hiệu
mạng chuyển mạch kênh trong quá trình phối hợp hoạt động với Gateway báo
hiệu.
+ Chức năng quản lý: giao tiếp với hệ thống quản lý mạng.
+ Chc nng ghi cỏc bn tin s dng: xỏc nh hoc ghi li cỏc thụng
tin v s kin (truy nhp, cnh bỏo) v ti nguyờn.
+ Chc nng bỏo cỏo cỏc bn tin s dng: bỏo cỏo cỏc bn tin ó
c s dng ra thit b ngoi vi.
1.4. Kt lun chng I
Chng I trỡnh by tng quan v mụ hỡnh TCP/IP. Cụng ngh VoIP da
trờn nn mng IP cng c cp ti trong chng ny. Cỏc chng sau
s tỡm hiu c th hn v cỏc vn c nờu ra trong chng I v cụng
ngh VoIP.
17

Chương II:
Các kỹ thuật và giao thức hỗ trợ
truyền tín hƯu thoại qua mạng IP
Để có thể thiết lập và quản lý cuộc gọi VoIP, các giao thức điều khiển
phải được bổ sung. Các giao thức điển hình đang được sử dụng rất rộng rãi
hiện nay đó là giao thức thời gian thực, giao thức khởi đầu phiên SIP của
IETF và H.323 tham chiếu tới các giao thức báo hiệu H.225 và điều khiển
H.245 của ITU-T. Các giao thức này cho phép các đầu cuối đăng ký, đăng
nhập mạng và thực hiện các cuộc gọi tới các đầu cuối khác. Bên cạnh đó,

chóng cũng cho phép thực hiện các chức năng quản lý cuộc gọi như thay
đổi băng thông cho cuộc gọi, mở rộng cuộc gọi đa điểm.
2.1. Giao thức thời gian thực RTP
Luồng tín hiệu thoại VoIP và các tín hiệu Video có một số yêu cầu
chung để phân biệt với các dịch vụ internet truyền thống khác ở một số
đặc điểm sau :
Sự liên tục: Các gói phải được sắp xếp lại theo thứ tự thời gian thực ở
bên nhận, có thể các gói bị mất trên đường truyền, khi đó phải thực hiện dò
tìm và bù lại cho sự mất này mà không truyền lại.
Sự đồng bộ bên trong phương thức truyền thông: thời gian truyền giữa
các gói phải đều đặn. Nghĩa là nếu không có tín hiệu thì cũng phải tìm cách
lấp đầy các khoảng im lặng đó.
Sự đồng bộ giữa các phương thức truyền thông: Nếu có nhiều
phương thức truyền thông cùng được sử dụng trong một phiên truyền thông
thì các phương thức đó phải đồng bộ với nhau. Ví dụ nh việc truyền đồng
thời tín hiệu âm thanh và tín hiệu hình thì hai tín hiệu này phải đồng bộ với
nhau, gọi là sự đồng bộ hình và tiếng.
18

Sự nhận diện payload: Trong internet, thông thường cần sự thay đổi
sự mã hoá cho các phương thức truyền tải (payload) trên đường truyền để
hiệu chỉnh thay đổi băng thông sẵn sàng hoặc đủ khả năng cho người dùng
mới liên kết vào. Do đó cần có một vài cơ chế nhận diện sự mã hoá cho
mỗi gói.
Nhận diện khung: Tín hiệu âm thanh và tín hiệu truyền hình được gửi
trong một đơn vị dữ liệu logic đó là các khung. Tín hiệu nhận dạng khung
dùng để chỉ cho bên nhận chỗ nào bắt đầu và kết thúc của các khung, để
giúp cho sự phân phối đồng bộ tới các tầng cao hơn.
Để thực hiện điều này thì cần có các giao thức thời gian thực. Thực tế
các dịch vụ này được cung cấp bởi các giao thức tầng truyền tải (transport

layer). Các giao thức thời gian thực bao gồm: giao thức dòng thời gian thùc
RTSP (Real Time Stream Protocol), giao thức điều khiển thời gian thực
RTCP (Real Time Control Protocol), giao thức khởi đầu phiên SIP (Session
Initiation Protocol), giao thức giữ trước tài nguyên RSVP (Resources
Reservation Set - up Protocol). Các giao thức này đưa ra một vài chức năng
liên tục và tìm sự mất gói rất tốt.
Đa phát đáp thuận tiện (Multicast of friendly): RTSP và RTCP là các
kỹ thuật cho phát đáp (Multicast). Trên thực tế, chóng được thiết kế để hoạt
động trong cả các các nhóm phát đáp nhỏ phù hợp cho các cuộc gọi điện ba
người. Đôi với các nhóm lớn thì phải dùng phát đáp quảng bá.
Độc lập thiết bị: RTSP cung cấp các dịch vụ cần thiết cho các dịch vụ
thời gian thực nói chung như thoại và video, bất kỳ một bộ mã hoá và giải
mã nào và giải mã cơ thể nào được thêm các trường thông tin tiêu đề và
ngữ nghĩa sẽ định nghĩa cho mỗi phương thức mã hoá và giải mã theo một
tiêu chuẩn kỹ thuật riêng.
Các bộ trôn và chuyển đổi: các bộ trộn là các thiết bị nắm giữ phương
thức truyền từ một vài người sử dụng để trộn và nối chóng vào dòng
19