đồ án kỹ thuật viễn thông BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO VoIP TRONG WLAN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VOIP
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VOIP
1.1 Công nghệ VoIP.
VoIP (Voice over IP): được hiểu là công nghệ truyền thoại qua môi trường IP.
Tại đầu phát, tín hiệu thoại được mã hóa, sau đó thay vì truyền trên mạng PSTN
qua các tổng đài chuyển mạch kênh, chúng được nén xuống tốc độ thấp, đóng gói
và truyền trên mạng IP. Tại đầu thu, các gói tin này được giải nén, giải mã để khôi
phục lại tín hiệu thoại ban đầu. Sự khác nhau chính giữa VoIP và điện thoại truyền
thống là ở mạng truyền dẫn và khuôn dạng thông tin dùng để truyền dẫn.
Mặc dù chất lượng của điện thoại IP ban đầu chưa được tốt nhưng chi phí thấp
hơn nhiều so với điện thoại truyền thống đã trở thành yếu tố cạnh tranh giúp nó tồn
tại. Hiện nay, chất lượng các cuộc gọi thoại qua mạng IP đang ngày một tăng lên và
VoIP đã trở thành một trong những bước tiến quan trọng để hội tụ các công nghệ
truyền thông dữ liệu, video và tiếng nói. Trên thực tế việc thực thi VoIP còn phụ
thuộc vào rất nhiều các yếu tố khác như công nghệ, cơ sở hạ tầng, phần mềm, hệ
thống quản lý….Do đặc điểm của mạng gói là tận dụng tối đa việc sử dụng băng
thông mà ít quan tâm tới thời gian trễ lan truyền và xử lý trên mạng, trong khi tín
hiệu thoại lại là dạng thời gian thực, cho nên người ta phải bổ sung vào mạng
những phần tử mới và thiết kế các giao thức phù hợp để có thể đảm bảo chất lượng
dịch vụ cho người dùng.
Sự ra đời và phát triển nhanh của VoIP là động lực để các tổ chức chuẩn hóa
liên quan như ITU-T hay IETF hoàn thiện các chuẩn của mình. Có rất nhiều chuẩn
hỗ trợ VoIP như H.225, H.245 (cho quản lý), H.261, H.263 (cho mã hóa video),
G.711, G.723, G.729 (cho mã hóa thoại). Để báo hiệu có hai chuẩn là H.323 của
ITU-T và SIP của IETF.
1.2 Ưu nhược điểm của VoIP so với điện thoại thông thường.
1.2.1 Các ưu điểm.
• Thông tin thoại trước khi đưa lên mạng IP sẽ được nén xuống dung lượng
thấp (tùy theo kĩ thuật nén), vì vậy sẽ làm giảm được lưu lượng mạng.
• Trong trường hợp cuộc gọi ở mạng chuyển mạch kênh, một kênh vật lí sẽ

được thiết lập và duy trì giữa hai bên cho đến khi một trong hai bên hủy bỏ liên kết.
Như vậy, trong khoảng thời gian không có tiếng nói, tín hiệu thoại vẫn được lấy
mẫu, lượng tử hóa và truyền đi. Vì vây, hiệu suất đường truyền sẽ không cao. Đối
với điện thoại IP có các cơ chế phát hiện khoảng lặng (khoảng thời gian không có
tiếng nói) nên sẽ làm tăng hiệu suất mạng.
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VOIP
1.2.2 Các nhược điểm.
• Nhược điểm chính của điện thoại IP chính là chất lượng dịch vụ. Các mạng
số liệu vốn dĩ không phải xây dựng với mục đích truyền thoại thời gian thực, vì vậy
khi truyền thoại qua mạng số liệu cho chất lượng cuộc gọi thấp và không thể xác
định trước được. Sở dĩ như vậy là vì gói tin truyền trong mạng có trễ thay đổi trong
phạm vi lớn, khả năng mất mát thông tin trong mạng hoàn toàn có thể xảy ra. Một
số yếu tố làm giảm chất lượng thoại nữa là kỹ thuật nén để tiết kiệm đường truyền.
Nếu nén xuống dung lượng càng thấp thì kĩ thuật nén càng phức tạp, cho chất
lượng không cao và đặc biệt là thời gian xử lí sẽ lâu, gây trễ.
• Một nhược điểm khác của thoại IP là vấn đề tiếng vọng. Nếu như trong một
mạng thoại, do trễ ít nên tiếng vọng không ảnh hưởng nhiều thì trong mạng IP, do
trễ lớn nên tiếng vọng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng thoại. Vì vậy, tiếng vọng là
một vấn đề cần phải giải quyết trong điện thoại IP.
1.3 Kiến trúc mạng VoIP.
Hình 1.1: Kiến trúc mạng VoIP.
Hình 1.1 biểu diễn sự phân loại ở tầng cao của kiến trúc VoIP. Nó bao gồm
bốn điểm cuối truyền thông, hai trong số chúng là thiết bị PSTN (A và B) và 2 cái
còn lại là thiết bị Internet (C và D). Chú ý rằng một thiết bị PSTN thường là một
chiếc điện thoại trong khi một thiết bị Internet có thể là phần mềm chạy trên PC
hoặc là một thiết bị tách rời như một chiếc VoIP cầm tay. Bây giờ hãy xem xét các
tình huống sau:
 Cuộc gọi C-D

Trong tình huống này, cả hai điểm cuối là thiết bị Internet và do đó cuộc
thoại không bao giờ dời khỏi tên miền IP. Các giao thức báo hiệu thường sử dụng
là điểm-điểm cho kết nối trực tiếp, SIP hoặc H323.
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VOIP
 Cuộc gọi A-D
Trong trường hợp này, chúng ta có hai điểm cuối, một là thiết bị Internet và
một là thiết bị PSTN. Để cho phép truyền thông giữa thiết bị VoIP và thiết bị PSTN
thì phải sử dụng một cổng VoIP.
Ở đây, gateway (cổng) là một thực thể logic nó kết nối giữa hai mạng khác
nhau, thí dụ như PSTN và IP trong trường hợp của VoIP. Cổng có thể được phân
loại dựa trên các tiêu chuẩn khác nhau. Dựa trên chức năng một cổng có thể là cổng
báo hiệu hoặc cổng phương tiện. Cổng báo hiệu bảo đảm kết nối giữa báo hiệu
VoIP và báo hiệu PSTN. Nó thực hiện chức năng này bằng cách phiên dịch lệnh
báo hiệu PSTN thành bản tin báo hiệu tương ứng trong VoIP. Mặt khác cổng
phương tiện chịu trách nhiệm bảo đảm rằng tuyến thoại từ vựng PSTN (A-1) tới
vùng IP (1-D) được xuyên suốt.
Một sự phân loại khác của cổng là dựa trên kích thước/dung lượng của cổng. Một
cổng mạng khu dân cư được triển khai tại doanh nghiệp của khách hàng. Điện thoại
hữu tuyến kết nối tới tổng đài này qua RJ45 và tổng đài này kết nối tới Internet. Những
thiết bị này cho phép người sử dụng dựng điện thoại PSTN thông thường và thực hiện
cuộc gọi qua VoIP thay vì PSTN. Một thí dụ là Gateway-1 trong hình 2.1. Cuối cùng
là cổng chuyển tiếp, là cổng có dung lượng rất cao, thường được triển khai bởi các nhà
cung cấp dịch vụ để chuyển các cuộc gọi từ PSTN tới mạng IP. Trong hình 1.1,
Gateway-1 có thể là một cổng mạng khu dân cư đặt tại A.
 Cuộc gọi A-B
Trong trường hợp này chúng ta có hai điểm cuối là PSTN. Thường thì một
cuộc gọi sẽ hoàn toàn được truyền đi trong mạng PSTN. Tuy nhiên, các nhà cung
cấp dịch vụ điện thoại trong hình 1.1 quyết định triển khai Gateway-2 trung kế để

chuyển cuộc gọi thoại tới Internet. Cuộc gọi được truyền đi như là VoIP giữa các
cổng 1 và 2 và chuyển mạch điện thoại giữa A và 1, B và 2. Chú ý rằng trong hình
1.1, chúng ta giả thuyết rằng Gateway-1 và 2 đóng vai trị như là cổng báo hiệu và
cổng phương tiện.
1.4 Các kỹ thuật mã hóa và nén số trong VoIP.
Một số kỹ thuật mã hóa thoại được sử dụng trong mạng VoIP như là chuẩn
mã hóa G.723, G.729, G.729A, G.729B, G.723.1. Các bộ mã hóa sử dụng kỹ thuật
dự đoán tuyến tính dựa vào việc phân tích và tổng hợp được chuẩn hóa trong chuẩn
G.723 (tạo ra luồng bit với tốc độ 5.3 hoặc 6.3 kb/s) và G.729 (tạo ra luồng bit tốc
độ 8kb/s). Cả 2 chuẩn G.723 và G.729 đều có một số phiên bản hỗ trợ tốc độ bit
thấp hoặc mã hóa hiệu quả. Bộ mã hóa G.723 và G.723.1 xử lý tín hiệu thoại trong
các khung 30s, còn G.729 và G.729A xử lý các khung có độ dài 10s. Do đó, đợ trễ
của hệ thống G.723.1 xấp xỉ 37.5ms, còn của G.729A là khoảng 15s. Độ trễ nhỏ sẽ
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VOIP
hữu ích khi phát triển các hệ thống có yêu cầu khắt khe về trễ đầu cuối, vì dụ phải ít
hơn 150ms để đạt được chất lượng thoại cao.
Gói tin đầu ra sau mã hóa G.723.1 bao gồm 159bit khi mã hóa ở tốc độ 5,3
kb/s hay 192 bit khi tốc độ mã hóa là 6.3 kb/s, trong khi G.729A tạo ra gói tin 80
bit. Tuy nhiên, bộ mã hóa G.729A tạo ra số gói tin nhiều gấp 3 lần trong 1 giây so
với G.723.1. Thuật toán phát hiện hoạt động thoại có thể nén khoảng lặng và tạo ra
nhiễu nền hữu ích để làm tăng chất lượng cuộc đàm thoại. Nó dự đoán sự xuất hiện
của tín hiệu thoại bằng cách phân tích trạng thái hiện tại và quá khứ. G.729B cho
phép chèn các khung mô tả khoảng lặng trong khoảng thời gian im lặng. Việc chèn
các khung này cho phép giảm tính phức tạp của quá trình xử lý gói tin im lặng
nhưng lại làm tăng tốc độ bit. Do đó, dù trong các cuộc hội thoại thông thường việc
bỏ khoảng lặng có thể làm giảm 60% tổng dữ liệu, G.729B tạo luồng dữ liệu thoại
vẫn nhiều hơn 4 kb/s một chút. Hầu hết các nhà sản xuất VoIP đều hỗ trợ sự lựa
chọn cả G.723, G.729 và G.711 trong các sản phẩm của mình. Bảng 1.1 dưới đây

thể hiện một số đặc tính của các chuẩn mã hóa đang được sử dụng trong thực tế.
Bộ mã hóa
Tốc độ đỉnh
(kb/s)
Kích thước
gói (bytes)
Băng thông
(tính cả tiêu
đề)
Hệ số nén
(so với
PCM/STM)
G.711 (PCM) 64
40 (5ms) 142.4 kb/s 0.45
160 (20ms) 83.6 kb/s 0.77
G.726/G.727
(ADPCM)
32
20 (5ms) 110.4 kb/s 0.58
80 (20ms) 51.6 kb/s 124
G.728
(LD-CELP)
16
10 (5ms) 94.4 kb/s 0.68
40 (20ms) 35.6 kb/s 18
G.729
(CS-ACELP)
8
5 (5ms) 86.4 kb/s 0.74
20 (20ms) 27.6 kb/s 2.32

G.723.1 6.3
4 (5ms) 83.5 kb/s 0.77
16(20ms) 25.6 kb/s 2.5
Bảng 1.1: Một số chuẩn mã hóa thoại của ITU-T.
1.5 Các loại giao thức sử dụng trong VoIP.
Giao thức đầu tiên cần nhắc đến hiển nhiên phải là IP. Chuẩn IETF về IPv4
được mô tả trong RFC 791. IP hỗ trợ cả hai phương thức truyền dẫn gói tin cậy và
không tin cậy.
Nhóm giao thức thứ 2 là các giao thức vận chuyển TCP và UDP. TCP (RFC
793) sử dụng cơ chế cửa sổ để điều khiển luồng và cơ chế báo nhận để đạt được
tính tin cậy cho việc truyền tin. UDP (RFC 768) là giao thức vận chuyển không
tin cậy. Không có cơ chế phản hổi cho việc truyền tin trong UDP.
Nhóm thứ 3 là các giao thức hỗ trợ việc truyền tải các gói tin theo thời gian
thực RTP/RTCP. RTP là giao thức ở tầng ứng dụng cho liên lạc từ đầu cuối đến
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VOIP
đầu cuối. Giao thức RTCP có thể sử dụng cùng với RTP để chỉ định người dùng
trong một phiên giao dịch.
Nhóm thứ 4 là các giao thức và chuẩn hỗ trợ cho việc điều khiển và báo hiệu
VoIP. Các giao thức báo hiệu và điều khiển chính sử dụng trong mạng VoIP là
H.323, SIP, SIGTRAN, MGCP, H.248/Megaco, BICC… Các giao thức này được
hai tổ chức khác nhau xây dựng và phát triển là IETF và ITU-T. Có thể phân
chúng thành hai loại là giao thức ngang hàng (SIP, H.323) và giao thức chủ/tớ
(MGCP, H.248/Megaco). Từng giao thức có vai trò khác nhau trong việc thiết lập
kết nối, chúng cũng có những thế mạnh và điểm yếu khác nhau.
1.5.1 Giao thức truyền tải trong VoIP.
Tín hiệu tiếng nói cần đáp ứng theo thời gian thực . Nó chỉ được đảm bảo
chất lượng với độ trễ cho phép . Tuy nhiên , bản thân mạng IP chỉ cung cấp dịch
vụ với sự cố gắng tốt nhất mà không quan tâm tới vấn đề thời gian thực cho tiếng

nói. Như vậy vấn đề được đặt ra là làm thế nào để truyền tiếng nói qua mạng IP
mà vẫn đáp ứng được yêu cầu thời gian thực cho tiếng nói.
Giao thức thời gian thực Real-Time Protocol (RTP) và giao thực điều khiển
thời gian thực Real-Time Control Protocol (RTCP) được ra đời nhằm giải quyết
vấn đề trên . Các giao thức truyền tải theo phương thức thời gian thực không phải
là mới . Tuy nhiên RTP và RTCP đưa ra các cơ chế tốt hơn.
1.5.1.1 Giao thức RTP (Real-Time Protocol).
RTP là một giao thức dựa trên giao thức IP tạo ra các hỗ trợ để truyền tải các
dữ liệu yêu cầu thời gian thực với các yêu cầu:
• Liên tục: Các gói tin phải được sắp xếp theo đúng thứ tự khi chúng đến bên
nhận, các gói đến có thể không theo thứ tự và nếu gói tin bị mất thì bên nhận phải
dò tìm hay bù lại sự mất các gói tin này.
• Sự đồng bộ trong các phương thức truyền thông: Các khoảng lặng trong tiếng
nói được triệt và nén lại để giảm thiểu băng thông cần thiết, tuy nhiên khi đến bên
nhận, thời gian giữa các khoảng lặng này phải được khôi phục một cách chính xác.
• Sự đồng bộ giữa các phương thức truyền thông: Có thể tín hiệu thoại sử
dụng một phương thức truyền thông trong khi tín hiệu video lại sử dụng một
phương thức truyền thông khác, các tín hiệu tiếng và hình phải được đồng bộ một
cách chính xác, gọi là sự đồng bộ tiếng - hình.
• Sự nhận diện phương thức truyền tải: Trong Internet, thông thường cần thay
đổi sự mã hoá cho phương thức truyền tải (payload) trên hành trình truyền để hiệu
chỉnh thay đổi độ rộng băng thông sẵn sàng hoặc đủ khả năng cho người dùng mới
kết nối vào nhóm. Một vài cơ chế cần được sử dụng để nhận diện sự mã hoá cho
mỗi gói đến.
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VOIP
Các dịch vụ cung cấp bởi RTP bao gồm:
• Đa phát đáp thân thiện: (multicast – friendly): RTP và RTCP là kỹ thuật cho
đa phát đáp, cung cấp khả năng mở rộng cuộc hội thoại nhiều bên. Trên thực tế,

chúng được thiết kế để có thể hoạt động trong cả các nhóm đa phát đáp nhỏ, phù
hợp cho các cuộc điện đàm ba bên. Đối với các nhóm lớn, chúng sử dụng đa phát
đáp quảng bá (broadcasting).
• Độc lập thiết bị: RTP cung cấp các dịch vụ cần thiết chung cho phương thức
truyền thông thời gian thực nói chung như thoại, video hay bất kì một bộ mã hoá,
giải mã cụ thể nào có sự định nghĩa các phương thức mã hoá và giải mã riêng bằng
các thông tin tiêu đề và định nghĩa.
• Các bộ trộn và chuyển đổi: Các bộ trộn là thiết bị nắm giữ phương thức
truyền thông từ một vài người sử dụng riêng lẻ, để trộn hoặc nối chúng vào các
dòng phương thức truyền thông chung, chuyển đổi chúng vào khuôn dạng khác và
gửi nó ra. Các bộ chuyển đổi có ích cho sự thu nhỏ băng thông yêu cầu của dòng số
liệu từ dòng số liệu chung trước khi gửi vào từng kết nối băng thông hẹp hơn mà
không yêu cầu nguồn phát RTP thu nhỏ tốc độ bit của nó. Điều này cho phép các
bên nhận kết nối theo một liên kết nhanh để vẫn nhận được truyền thông chất lượng
cao. RTP hỗ trợ cả các bộ trộn và cả các bộ chuyển đổi.
• Mã hoá thành mật mã: Các dòng phương thức truyền thông RTP có thể mã
hoá thành mật mã dựng các khoá, việc mã hoá đảm bảo cho việc thông tin trên
mạng được an toàn hơn.
Các gói tin truyền trên mạng Internet có trễ và jitter không dự đoán được.
Nhưng các ứng dụng đa phương tiện yêu cầu một thời gian thích hợp khi truyền các
dữ liệu và phát lại. RTP cung cấp các cơ chế bảo đảm thời gian, số thứ tự và các cơ
chế khác liên quan đến thời gian. Bằng các cơ chế này RTP cung cấp sự truyền tải
dữ liệu thời gian thực giữa các đầu cuối qua mạng.
Bản thân RTP không cung cấp một cơ chế nào cho việc bảo đảm phân phối
kịp thời các dữ liệu tới các trạm mà nó dựa trên các dịch vụ của tầng thấp hơn để
thực hiện điều này. RTP cũng không đảm bảo việc truyền các gói theo đúng thứ tự.
Tuy nhiên, số thứ tự trong RTP header cho phép bên thu xây dựng lại đúng thứ tự
các gói của bên phát.
Hoạt động của RTP được hỗ trợ bởi một giao thức khác là RTCP để nhận các
thông tin phản hồi về chất lượng truyền dẫn và các thông tin về thành phần tham dự

các phiên hiện thời. Không giống như các giao thức khác là sử dụng các trường
trong header để thực hiện các chức năng điều khiển, RTP sử dụng một cơ chế điều
khiển độc lập trong định dạng của gói tin RTCP để thực hiện các chức năng này.
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VOIP
1.5.1.2 Giao thức RTCP (Real-time Transport Control Protocol).
RTCP (Real-time Transport Control Protocol) là giao thức hỗ trợ cho RTP
cung cấp các thông tin phản hồi về chất lượng truyền dữ liệu. Các dịch vụ mà
RTCP cung cấp là:
• Giám sát chất lượng và điều khiển tắc nghẽn: Đây là chức năng cơ bản của
RTCP. Nó cung cấp thông tin phản hồi tới một ứng dụng về chất lượng phân phối
dữ liệu. Thông tin điều khiển này rất hữu ích cho các bộ phát, bộ thu và giám sát.
Bộ phát có thể điều chỉnh cách thức truyền dữ liệu dựa trên các thông báo phản hồi
của bộ thu. Bộ thu có thể xác định được tắc nghẽn là cục bộ, từng phần hay toàn
bộ. Người quản lý mạng có thể đánh giá được hiệu suất mạng.
• Xác định nguồn: Trong các gói RTP, các nguồn được xác định bởi các số
ngẫu nhiên có độ dài 32 bớt, các số này không thuận tiện đối với người sử dụng.
RTCP cung cấp thông tin nhận dạng nguồn cụ thể hơn ở dạng văn bản. Nó có thể
bao gồm tên người sử dụng, số điện thoại, địa chỉ e-mail và các thông tin khác.
• Đồng bộ môi trường: Các thông báo của bộ phát RTCP chứa thông tin để
xác định thời gian và nhãn thời gian RTP tương ứng. Chúng có thể được sử dụng
để đồng bộ giữa âm thanh với hình ảnh.
Điều chỉnh thông tin điều khiển: Các gói RTCP được gửi theo chu kỳ giữa
những người tham dự. Khi số lượng người tham dự tăng lên, cần phải cân bằng
giữa việc nhận thông tin điều khiển mới nhất và hạn chế lưu lượng điều khiển. Để
hỗ trợ một nhóm người sử dụng lớn, RTCP phải cấm lưu lượng điều khiển rất lớn
đến từ các tài nguyên khác của mạng. RTP chỉ cho phép tối đa 5% lưu lượng cho
điều khiển toàn bộ lưu lượng của phiên làm việc. Điều này được thực hiện bằng
cách điều chỉnh tốc độ phát của RTCP theo số lượng người tham dự. Mỗi người

tham gia một phiên truyền RTP phải gửi định kỳ các gói RTCP đến tất cả những
người khác cũng tham gia phiên truyền. Nhờ vậy mà có thể theo dõi được số
người tham gia.
Các loại thông báo điều khiển chính được RTCP cung cấp là:
SR (Sender Report): chứa các thông tin thống kê liên quan tới kết quả truyền
như tỷ lệ tổn hao, số gói dữ liệu bị mất, khoảng trễ. Các thông báo này phát ra từ
phía phát trong 1 phiên truyền thông.
RR (Receiver Report): Chứa các thông tin thống kê liên quan tới kết quả
nhận, được phát từ phía thu trong 1 phiên truyền thông.
SDES (Source Description): thông số mô tả nguồn (tên, vị trí…)
APP (Application): cho phép truyền các dữ liệu ứng dụng
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VOIP
BYE: chỉ thị sự kết thúc tham gia vào phiên truyền.
Mỗi gói thông tin RTCP bắt đầu bằng 1 phần tiêu đề cố định giống như gói
RTP thông tin. Theo sau đó là các cấu trúc có chiều dài thay đổi theo loại gói
nhưng luôn bằng số nguyên lần 32 bit. Các gói thông tin RTCP có thể gộp lại với
nhau thành các hợp gói (compound packet) để truyền xuống lớp dưới mà không
phải chèn thêm các bit cách ly. Số lượng gói trong hợp gói tuỳ thuộc vào chiều dài
đơn vị dữ liệu lớp dưới.
Mọi gói RTCP đều phải được truyền, ngay cả khi chỉ có một gói duy nhất.
Khuôn dạng hợp gói được đề xuất như sau:
Encription Prefix (32 bit): Được dành khi hợp gói cần mã hoá. Giá trị trong
trường này cần tránh trùng với 32 bit đầu tiên trong gói RTP
Gói đầu tiên trong hợp gói luôn là SR hoặc RR. Nếu không thu nhận thông
tin, hoặc hợp gói chỉ có một gói BYE thì một gói RR rỗng được dẫn đầu trong
hợp gói.
Nếu số lượng các nguồn lớn hơn 31 (không vừa trong một gói SR hoặc RR)
thì các gói RR thêm vào sẽ theo sau gói thống kê đầu tiên. Việc bao gồm gói

thống kê (RR hoặc SR) trong mỗi hợp gói nhằm thông tin thường xuyên về chất
lượng thu của những người tham gia. Việc gửi hợp gói đi được tiến hành một
cách đều đặn và thường xuyên theo khả năng cho phép của băng thông.
Trong hợp gói có gói SDES nhằm thông báo về nguồn phát.
Các gói APP nằm ở vị trí bất kỳ trong hợp gói
Gói BYE nằm ở vị trí cuối cùng.
1.5.2 Các giao thức báo hiệu
1.5.2.1 Giao thức báo hiệu H.323
Chuẩn H.323 là giao thức báo hiệu được phát triển bởi ITU-T (International
Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector). H.323v1
được ra đời vào khoảng năm 1996 và H.323v2 ra đời năm 1998. Ban đầu H.323
được sử dụng cho mục đích truyền các cuộc hội thoại đa phương tiện trên các
mạng LAN, nhưng sau đó H.323 đã tiến tới trở thành 1 giao thức truyền tải VoIP
trên thế giới.
Giao thức H.323 bao gồm các chuẩn và giao thức như H.225, H.245,
RTP/RTCP. Chức năng của H.225 là điều khiển cuộc gọi. H.225 định nghĩa giao
thức Q.931 và RAS. Q.931 quản lý và điều khiển việc thiết lập/ kết thúc cuộc gọi
cơ bản, còn RAS (Registration, Admission and Status) quản lý việc đăng ký, chấp
nhận và trạng thái, dùng để chuyển bản tin từ Gateway (GW) hoặc thiết bị đầu
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VOIP
cuối đến Gatekeeper (GK). Bản tin RAS được truyền trong gói tin UDP, gói tin
này chứa số bản tin gửi yêu cầu/trả lời (xác nhận hoặc từ chối) trao đổi giữa
TE/GW và Gatekeeper. TE (Terminal Equipment) có thể sử dụng RAS để tìm
kiếm GK hoặc đăng ký/hủy đăng ký với GK. GK sử dụng RAS để điều khiển
điểm cuối trong vùng và quản lý tài nguyên.
Chức năng của H.245 là thảo luận về việc sử dụng kênh và khả năng của
các bên tham gia phiên truyền thông. H.245 định nghĩa các giao thức điều khiển
cuộc gọi hội nghị và truyền thông trong băng để trao đổi và thỏa thuận tham số

cuộc gọi.
RTP (Real – Time Transfer Protocol) là giao thức vận chuyển thời gian thực,
cung cấp các chức năng vận chuẩn phù hợp cho các ứng dụng truyền dữ liệu thời
gian thực như audio, video.
RTCP (Real – Time Transfer Control Protocol) là giao thức điều khiển việc
vận chuyển thời gian thực, nó cho phép giám sát luồng lưu lượng phân tán trong
mạng và thực hiện các chức năng điều khiển luồng, nhận dạng luồng cho các lưu
lượng thời gian thực.
H.323 cung cấp nhiều loại hình dịch vụ từ thoại đến video và dữ liệu, thông
tin đa phương tiện. Các bộ mã hóa/ giải mã thoại là G.711, G.722, G.723.1,
G.728, G.729, cho video là H.261 và H.263. Các dòng thông tin dữ liệu được
truyền trên giao thức RTP/RTCP. RTP mang thông tin thời gian thực, còn RSCP
mang thông tin điều khiển và trạng thái. Hình 1.2 sau mô tả các giao thức H.323
khi so sánh với mô hình OSI.
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VOIP
Hình 1.2 Giao thức H.323 khi so sánh với OSI
Các thành phần hoạt động với giao thức H.323 là thiết bị cổng GW
(Gateway), bộ điều khiển cuộc gọi GK (Gatekeeper), khối điều khiển đa điểm
MCU (Multipoint Control Unit) và thiết bị đầu cuối TE (Terminal Equipment).
Thiết bị đầu cuối TE: là các điểm cuối phía khách hàng, cung cấp giao diện
trực tiếp giữa người dùng và mạng. Đó có thể là 1 PC hay 1 IP Phone sử dụng
giao thức H.323.
Gateway: cho phép kết nối mạng VoIP với các mạng khác. Nó là điểm cuối
trong mạng thực hiện các chứng chuyển đổi báo hiệu và dữ liệu, cho phép các
mạng hoạt động trên giao thức khác nhau có thể phối hợp với nhau. Nó cung cấp
khả năng truyền thông thời gian thực và song hướng giữa các đầu cuối H.323
trong mạng gói với các đầu cuối trong mạng khác hay với các Gateway khác.
Chức năng chính của Gateway là phiên dịch giữa các thực thể trong mạng IP với

mạng chuyển mạch kênh (PSTN). Các Gateway có thể phiên dịch khuôn dạng
truyền dẫn, các tiến trình truyền thông, các bộ mã hóa/giải mã hoặc đảm bảo
tương thích giữa đầu cuối H.323 và các đầu cuối không theo chuẩn này.
Gatekeeper: là một thực thể tùy chọn trong mạng H.323 để cung cấp các
chức năng biên dịch địa chỉ và điều khiển truy nhập mạng cho các thiết bị đầu
cuối H.323, Gateway và MCU. Ngoài ra Gatekeeper cũng có thể cung cấp các
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VOIP
dịch vụ khác cho các phần tử mạng trên như quản lý băng thông hay định vị
Gateway.
Khối điều khiển đa điểm MCU: là một điểm cuối trong mạng để cung cấp
khả năng truyền thông cho ba hoặc nhiều thiết bị đầu cuối và Gateway tham gia
hội nghị đa điểm.
Phương thức hoạt động:
Khi 1 phiên kết nối được thực hiện, việc dịch địa chỉ (address translation) sẽ
được 1 gateway đảm nhận. Khi địa chỉ IP của máy đích được xác nhận, 1 kết nối
TCP sẽ được thiết lập từ địa chỉ nguồn tới người nhận thông qua giao thức Q.931
(là 1 phần của bộ giao thức H.323). Ở bước này, cả 2 nơi đều tiến hành việc trao
đổi các tham số bao gồm các tham số mã hoá (encoding parameters) và các thành
phần tham số liên quan khác. Các cổng kết nối và phân phát địa chỉ cũng được
cấu hình. 4 kênh RTCP và RTP được kết nối, mỗi kênh có 1 hướng duy nhất. RTP
là kênh truyền dữ liệu âm thanh (voice data) từ 1 thực thể sang 1 thực thể khác.
Khi các kênh đã được kết nối thì dữ liệu âm thanh sẽ được phát thông qua các kênh
truyền này thông qua các RTCP instructions.
1.5.2.2 Giao thức báo hiệu SIP
SIP (Session Initiation Protcol) là giao thức báo hiệu điều khiển lớp ứng dụng
được dựng để thiết lập, duy trì, kết thúc các phiên truyền thông đa phương
tiện (multimedia). Các phiên multimedia bao gồm thoại Internet, hội nghị và các
ứng dụng tương tự có liên quan đến các phương tiện truyền đạt (media) như âm

thanh, hình ảnh, và dữ liệu. SIP sử dụng các bản tin mời (INVITE) để thiết lập các
phiên và để mang các thông tin mô tả phiên truyền dẫn. SIP hỗ trợ các phiên
unicast và quảng bá (multicast) tương ứng các cuộc gọi điểm tới điểm và cuộc gọi
đa điểm. Có thể sử dụng năm chức năng của SIP để thiết lập và kết thúc truyền dẫn
là định vị thuê bao, khả năng thuê bao, độ sẵn sàng của thuê bao, thiết lập cuộc gọi
và xử lý cuộc gọi. SIP được IETF đưa ra trong RFC 2543. Nó là một giao thức dựa
trên ý tưởng và cấu trúc của HTTP (HyperText Transfer Protocol) giao thức trao
đổi thông tin của World Wide Web và là một phần trong kiến trúc multimedia của
IETF. Các giao thức có liên quan đến SIP bao gồm giao thức đặt trước tài
nguyên RSVP (Resource Reservation Protocol), giao thức truyền vận thời gian
thực (Realưtime Transport Protocol), giao thức cảnh báo phiên SAP (Session
Announcement Protocol), giao thức miêu tả phiên SDP (Session Description
Protocol). Các chức năng của SIP độc lập, nên chúng không phụ thuộc vào bất kỳ
giao thức nào thuộc các giao thức trên.
Mặt khác, SIP có thể hoạt động kết hợp với các giao thức báo hiệu khác như
H.323. SIP là một giao thức theo thiết kế mở do đó nó có thể được mở rộng để phát
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VOIP
triển thêm các chức năng mới. Sự linh hoạt của các bản tin SIP cũng cho phép đáp
ứng các dịch vụ thoại tiên tiến bao gồm cả các dịch vụ di động.
Các thành phần của hệ thống SIP.
Kiến trúc hệ thống SIP bao gồm các thành phần:
• Tác nhân gọi (User Agent).
• Các máy chủ mạng gờm Proxy Server, Location Server, Redirect Server và
Registrar Server.
• Các Gateway.
Đầu cuối SIP: User Agent (UA) là thiết bị đầu cuối trong mạng SIP, có thể là
một máy điện thoại SIP hay máy tính chạy phần mềm SIP. Các thành phần ứng
dụng liên quan bao gồm:

- UAC (User Agent Client) là một ứng dụng khách phía người gọi, nó khởi
đầu và gửi bản tin yêu cầu SIP.
- UAS(User Agent Server) là một ứng dụng chủ, nó nhận và trả lời các yêu
cầu SIP, nhân danh các máy chủ để chấp nhận, chuyển hoặc từ chối cuộc gọi.
Thiết bị cuối trong SIP bao gồm cả chức năng client và server, do đó bên tham
gia cuộc gọi có thể tạo yêu cầu hoặc nhận yêu cầu. Cả UAC và UAS đều có thể kết
thúc cuộc gọi.
Các máy chủ SIP: các máy chủ SIP thực hiện các chức năng của hệ thống
SIP trong mạng như điều khiển và quản lý cuộc gọi, trạng thái người dùng.
- Proxy Server là một chương trình trung gian, hoạt động như là một server và
một client cho mục đích tạo các yêu cầu thay mặt cho các client khác. Các yêu cầu
được phục vụ bên trong hoặc truyền chúng đến server khác. Một Proxy có thể dịch
và nếu cần thiết, có thể tạo lại bản tin yêu cầu SIP trước khi chuyển chúng đến
server khác hoặc một UA. Trong trường hợp này, trường Via trong bản tin đáp ứng,
yêu cầu chỉ ra các Proxy trung gian tham gia vào tiến trình xử lý yêu cầu.
- Location Server: lưu thông tin trạng thái hiện tại của người dùng trong mạng SIP.
- Redirect Server là phần mềm nhận yêu cầu SIP, chuyển đôi địa chỉ SIP sang
một số địa chỉ khác và gửi lại cho đầu cuối. Không giống như Proxy Server,
Redirect Server không bao giờ hoạt động như một đầu cuối, tức là không gửi đi bất
cứ yêu cầu nào. Redirect Server thông báo cho client về server kể tiếp để client có
thể liên lạc với nó trực tiếp. Redirect Server cũng không nhận và hủy bỏ cuộc gọi.
- Registrar server: là server nhận bản tin SIP REGISTER yêu cầu và cập nhật
thông tin từ bản tin request vào “location database” nằm trong Location Server.
SIP Gateway: các gateway thực hiện chức năng kết nối giữa hệ thống SIP với
các mạng khác.
Thiết lập kết nối trong SIP.
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VOIP
Hình 1.3 dưới đây mô tả việc truyền các bản tin để thiết lập cuộc gọi SIP. Có

thể nhận thấy rằng số lượng bản tin cần thiết để thiết lập cuộc gọi SIP ít hơn so
với H.323. Bản tin yêu cầu của SIP là INVITE (mời tham gia phiên kết nối), còn
bản tin trả lời 200 OK có nghĩa là yêu cầu kết nối được chấp nhận. Bản tin yêu
cầu chứa phần mào đầu mang thông tin cuộc gọi. Sau phần mào đầu là thân bản
tin chứa mô tả về phiên sẽ được thiết lập.
Hình 1.3 Thiết lập phiên VoIP giữa hai đầu cuối SIP qua mạng IP.
Để định tuyến cuộc gọi qua mạng IP, SIP sử dụng giao thức TRIP cung cấp
khả năng định vị máy chủ mà cuộc gọi định tuyến đến. Để định tuyến cuộc gọi
đến đầu cuối PSTN thì cần sử dụng ENUM. ENUM ánh xạ số điện thoại E.164
thành địa chỉ SIP và ngược lại.
SIP cũng có thể kết hợp với các giao thức báo hiệu và thiết lập cuộc gọi
khác. Theo cách đó, một đầu cuối dùng SIP để xác định địa chỉ hợp lệ của một hệ
thống và giao thức từ địa chỉ gửi đến là giao thức độc lập. Ví dụ, có thể dùng SIP
để chỉ ra rằng người tham gia thông qua H.323, cổng H.245, xác định địa chỉ
người dùng rời sử dụng H.245 để thiết lập cuộc gọi.
1.5.2.3 So sánh SIP và H.323
Nhờ tính đơn giản, linh hoạt và có kiến trúc module nên SIP được xem là
giao thức thay thế cho giao thức báo hiệu H.225 (sử dụng trong H.323). Cả H.323
và SIP đều sử dụng RTP cho luồng phương tiện. Bởi vì SIP sử dụng định dạng
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VOIP
bản tin HTTP và địa chỉ URL nên dễ dàng tích hợp với web, email hoặc những
dịch vụ và ứng dụng trên IP khác. SIP hỗ trợ nhiều đặc điểm cuộc gọi nâng cao
trong POTS như nhận dạng người gọi, dịch vụ biến đổi tên/số người gọi, đợi cuộc
gọi, chuyển cuộc gọi, chờ cuộc gọi, phân phối cuộc gọi tự động, định vị người sử
dụng dịch vụ. SIP cho phép sử dụng các proxy trạng thái đầy đủ tại biên mạng, do
đó SIP có tính mở rộng hơn H.323. Tuy nhiên, nếu như sử dụng GK chỉ hỗ trợ
RAS trong mạng lõi và GK định tuyến đầy đủ ở biên thì H.323 cũng có thể đạt
được khả năng mở rộng tương tự.

Các ưu điểm chính của SIP so với H.323:
SIP có rất ít bản tin. Đơn giản, gọn nhẹ và dựa trên khuôn dạng text, SIP là
giao thức ra đời sau nên đã khắc phục được những điểm yếu của các giao thức
trước đây.
Các phần mềm máy chủ Proxy, máy chủ Registrar, máy chủ Redirect, dịch
vụ định vị… có thể chạy trên các máy chủ khác nhau và việc cài đặt thêm máy
chủ hoàn toàn không ảnh hưởng đến các máy chủ đã có. Chính vì vậy hệ thống
chuyển mạch SIP dễ dàng mở rộng và nâng cấp.
SIP hỗ trợ tối đa khả năng di động của đầu cuối. Nhờ các máy chủ Proxy,
Registrar và Redirect nên hệ thống luôn nắm được các vị trí chính xác của thuê bao.
Là giao thức khởi tạo phiên trong mạng chuyển mạch gói, SIP cho phép tạo
ra những tính năng mới hay dịch vụ mới một cách dễ dàng và nhanh chóng.
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VOIP
Bảng 1.2 sau đây sẽ tổng kết một số so sánh đặc điểm của
hai giao thức H.323 và SIP
Chỉ tiêu so sánh SIP H.323
Tổ chức chuẩn hóa IETF ITU
Quan hệ kết nối Ngang cấp Ngang cấp
Các máy chủ Proxy, Redirect, Registrar Gatekeeper
Địa chỉ Dạng URL Số điện thoại E.164
Giám sát cuộc gọi
Tùy chọn giám sát trong thời
gian thiết lập cuộc gọi hoặc
trong toàn bộ thời gian gọi
GK luôn giám sát trạng
thái cuộc gọi
Chất lượng dịch vụ
Sử dụng các giao thức khác

nhau như RSVP, OPS, OSP
GK điều khiển băng thông
để đảm bảo QoS.
Bảo mật
Đăng ký tại Registrar Server,
có xác nhận đầu cuối và mã
hóa.
Đăng ký với GK, có xác
nhận đầu cuối và mã hóa
H.235
Tạo tính năng và dịch
vụ mới
Dễ dàng
Khó
Khả năng mở rộng Dễ dàng Hạn chế
Tích hợp với web Tớt Kém
1.6 Kết luận chương.
Chương này đã trình bày khái quát chung về công nghệ VoIP, các ưu
nhược điểm của VoIP so với điện thoại truyền thống và các giao thức thuộc nhóm
báo hiệu và điều khiển cuộc gọi VoIP. Trong đó đề cập đến đặc điểm của giao
thức, các phần tử mạng cũng như vấn đề thiết lập kết nối trong các hệ thống VoIP
dựa trên H.323 và SIP.
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN VÀ CÔNG NGHỆ VoWLAN
CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN VÀ
CÔNG NGHỆ VoWLAN
2.1 Tổng quan về Wireless LAN (WLAN)
Mạng cục bộ không dây Wireless Local Area Network – WLAN là một hệ thống
mạng máy tính cục bộ sử dụng sóng điện từ vô tuyến làm phương tiện truyền thông
tin giữa các máy tính trong cùng mạng.

Mạng WLAN được sử dụng cho một khu vực có phạm vi nhỏ như một tòa nhà,
khuôn viên của một công ty, trường học. Nó là loại mạng linh hoạt có khả năng cơ
động cao thay thế cho mạng cáp đồng. Mạng WLAN cung cấp tất cả các chức năng và
các ưu điểm của một mạng LAN truyền thống như Ethernet hay Token Ring nhưng lại
không bị giới hạn bởi cáp. Ngoài ra WLAN còn có khả năng kết hợp với các mạng có
sẵn tạo thành một mạng năng động và ổn định hơn. Về mặt kỹ thuật, mạng WLAN là
một hệ thống mạng cục bộ truyền dữ liệu thông qua môi trường không sử dụng dây
dẫn hoạt động ở băng tần ISM (băng tần phục vụ công nghiệp, khoa học, y tế: 2,4
GHz – 5 GHz), ngoài ra ở Mỹ còn sử dụng băng tần 900MHz vì thế nó không chịu sự
quản lý của chính phủ cũng như không cần cấp giấy phép sử dụng. Nó không đòi hỏi
phải có một đường truyền thẳng trực tiếp từ bên gửi và bên nhận, môi trường truyền
dẫn chủ yếu là không khí, tín hiệu được lan truyền trong môi trường dưới dạng sóng
điện từ. Thiết bị cơ bản trong hệ thống mạng WLAN là các trạm thu phát sóng AP
(Access Point) và các anten thu phát sóng lắp trong các trạm. Các thiết bị này ngoài
khả năng kết nối không dây thì vẫn hỗ trợ các kết nối có dây truyền thống. Vì vậy
chúng có thể dễ dàng kết nối với các hệ thống mạng Ethernet hiện tại.
Hiện nay có rất nhiều chuẩn WLAN như: IrDA (hồng ngoại), OpenAir,
Bluetooth, HiperLAN2, IEEE 802.11 (Wi-Fi)… trong đó mỗi chuẩn có một đặc điểm
khác nhau. IrDA, OpenAir, Bluetooth là các mạng liên kết trong phạm vi tương đối
nhỏ: IrDA(1m), OpenAir(10m), Bluetooth(10m) và đồ hình mạng là dạng ngang hàng
(peer-to-peer) tức là kết nối trực tiếp không thông qua bất kỳ một thiết bị trung gian
nào. Ngược lại, HiperLAN và IEEE 802.11 là mạng phục vụ cho kết nối phạm vi rộng
hơn khoảng 100m và cho phép kết nối trực tiếp hoặc kết nối dưới dạng mạng cơ sở
(sử dụng Access Point).
2.1.1 Các mô hình mạng WLAN.
2.1.1.1 Mô hình Ad Hoc.
Khi hai thiết bị di động ví dụ laptop muốn giao tiếp trực tiếp với nhau . Chúng
cần phải trong mô hình mạng Ad Hoc . Mạng Ad Hoc không yêu cầu một thiết bị tập
trung như Access Point để cho phép chúng giao tiếp . Thay vào đó một thiết bị sẽ thiết
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 16

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN VÀ CÔNG NGHỆ VoWLAN
lập tên nhóm và các thông số vô tuyến và thiết bị còn lại sẽ sử dụng nó để kết nối .
Điều này được gọi là thiết lập dịch vụ cơ bản - Basic Service Set (BSS) , nó định
nghĩa khu vực mà trong đó thiết bị có thể truy cập tới được . Bởi vì hai thiết bị di động
này không cần một Access Point để có thể giao tiếp với nhau nên còn được gọi là
Independent Basic Service Set (IBSS) . Loại này của mạng Ad Hoc tồn tại ngay khi
hai thiết bị di động có thể thấy được nhau. Vì mỗi thiết bị phải điều chỉnh tới cùng
một tần số để có thể giao tiếp với nhau . Bởi vì chỉ có một tần số vô tuyến nên thông
lượng bị giảm xuống và thiết bị hoạt động ở chế độ bán song công tức là không thể
gửi và nhận dữ liệu tại cùng 1 thời điểm.
Hình 2.1: Mô hình mạng ad-hoc.
2.1.1.2 Mô hình BSS (Basic Service Set).
Hình 2.2: Mô hình BSS.
BSS là một nhóm các trạm 802.11 giao tiếp với nhau . BSS yêu cầu phải có một
trạm đặc biệt gọi là Access Point (AP) . AP là điểm giao tiếp trung tâm cho tất cả các
trạm trong BSS . Các trạm client không giao tiếp trực tiếp với các trạm client khác
(trong IBSS) . Thay vào đó , nó giao tiếp với AP , và AP sẽ chuyển các frame đến
trạm đích. AP có thể được trang bị với 1 cổng kết nối BSS với mạng có dây . Vì lý do
này mà BSS cũng thường được gọi là Infrastructure BSS.
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN VÀ CÔNG NGHỆ VoWLAN
Trong không gian wireless , vùng phủ sóng của access point được gọi là Basic
Service Area (BSA) hay cũng còn được gọi là wireless cell . AP sau đó thường có kết
nối Ethernet tới một mạng LAN 802.3 , phụ thuộc vào chức năng của AP vì 1 số AP
có thể hoạt động trong chế độ repeater thì chúng không cần kết nối Ethernet . Giả sử
AP có một kết nối Ethernet , nó là cầu nối dẫn lưu lượng wireless 802.11 từ những
thiết bị không dây tới mạng LAN có dây 802.3 bên phía Ethernet.
2.1.1.3 Mô hình ESS (Extend Service Set).
Nhiều Infrastructure BSS có thể được kết nối với nhau thông qua giao diện
uplink của chúng . Trong 802.11 giao tiếp kết nối BSS đến hệ thống phân phối

(Distribution System = DS) . Một tập các BSS được kết nối với nhau thông qua DS
thường được biết với tên gọi ESS . Giao tiếp đến DS không bắt buộc phải thông qua
kết nối có dây . Trong hầu hết các mạng , DS là kết nối có dây đến Ethernet. Mạng
có dây được liên kết với mạng không dây thông qua port Ethernet của AP , nó là một
đường dẫn tới bộ điều khiển của wireless LAN . Lưu lượng từ các client không dây
đi qua bộ điều khiển sau đó được chuyển tiếp tới mạng có dây giúp cho các client
truy cập mạng Internet , file server , printer và những tài nguyên sẵn có khác trên
mạng có dây.
Tại sao chúng ta muốn nhiều hơn một access point kết nối tới cùng một mạng
LAN . Dưới đây là một số lý do :
o Để có được vùng phủ sóng đầy đủ trong 1 khu vực lớn.
o Cho phép các thiết bị di động di chuyển từ 1 AP này đến 1 AP khác mà vẫn ở
trong cùng một mạng LAN.
o Nhằm cung cấp sự bão hòa hơn của các AP , kết quả là mang lại băng thông
hiệu quả hơn đối với người sử dụng.
Hình 2.3: Mô hình ESS.
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN VÀ CÔNG NGHỆ VoWLAN
Quá trình mà 1 client di chuyển từ 1 AP này đến 1 AP khác được gọi là roaming .
Để roaming có thể làm việc thì vùng phủ sóng của các AP phải lấn lên nhau . Chúng
ta có thể thắc mắc vì sao chúng cần phải lấn lên nhau như vậy vì khi đó nếu chọn kênh
không thích hợp thì sẽ sinh ra nhiễu trong môi trường mạng không dây và đó là vấn đề
thường gặp phải của các mạng wireless . Lý do là để cho các thiết bị không dây có thể
thấy cả 2 AP và nó sẽ kết hợp với AP nào có tín hiệu mạnh hơn .
Hình 2.4: Wireless Roaming
Để roaming làm việc , BSA của mỗi AP phải lấn lên nhau như hình vẽ ở trên .
Các AP cũng cần phải được cấu hình cùng SSID . Điều này cho phép client thấy cùng
1 mạng được cung cấp bởi những AP khác nhau có những địa chỉ MAC khác nhau .
Khi client di chuyển từ 1 AP này đến 1 AP khác thì SSID vẫn không thay đổi nhưng
địa chỉ MAC thay đổi đến AP mới có tín hiệu tốt hơn. Khi roaming cần phải chú ý đến

khả năng xảy ra nhiễu giữa hai AP có vùng phủ sóng chồng lấn lên nhau vì mặc dù
chúng cung cấp cùng một SSID, chúng cần phải hoạt động ở những kênh tần số hoặc
dải tần số khác nhau để không bị gối đè lên nhau . Điều này ngăn ngừa nhiễu đồng
kênh xảy ra mà chúng ta nên tránh xảy ra .
2.1.2 Các thành phần trong mạng wireless LAN.
WLAN mà chúng ta sẽ sử dụng cho thoại dựng cấu hình Basic Service Set
(BSS) hoặc Extended Service Set (ESS) như được diễn tả trong phần trước . Một
mạng BSS bao gồm một trạm gốc (base station) hoặc điểm truy cập(access point) và
một số các thiết bị khách (client devices).
Một mạng ESS gồm có nhiều Access Point được kết nối với nhau thông qua dây
cáp của mạng LAN Ethernet 802.3 có dây . Hoạt động của những Access Point này có
thể được điều phối .
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN VÀ CÔNG NGHỆ VoWLAN
Có 3 thành phần chính trong Wireless LAN đó là :
oCard mạng không dây Wireless LAN NICs.
oAccess Points (AP).
oHệ thống Ănten.
2.1.2.1 Card mạng không dây Wireless LAN NICs.
Để có thể truy cập vào mạng Wireless LANs thì mỗi thiết bị người dùng như
Laptop , PDA , thiết bị thu phát thoại cầm tay … cần phải có một card mạng không
dây (wireless Network Interface Card - NIC) để có thể tương tác với các thiết bị khác
trong mạng . Ngày nay hầu hết laptop lưu hành trên thị trường đều có tích hợp sẵn
card mạng không dây chuẩn Wi-Fi và tùy theo mỗi loại card sẽ có những tính năng
tương ứng . Để thiết bị di động có thể hoạt động một cách tối ưu khi tham gia vào
mạng Wireless LANs thì đôi khi chúng ta phải nâng cấp card Wireless để có thể tận
dụng được các công nghệ mới nhất và qui tắc chung khi nâng cấp là : những tính năng
giao thức như 802.11e QoS thì yêu cầu nâng cấp phần firmware trong khi đường
truyền vô tuyến (ví dụ 802.11n) hoặc chức năng mã hóa (ví dụ 802.11i/WPA2) thì yêu
cầu phải nâng cấp phần cứng.

Hình 2.5: Wireless LAN Card
Dưới đây là những tính năng chính được quan tâm đối với thiết bị Wi-Fi xử lý
dữ liệu và thoại :
o Radio Link : Wi-Fi laptop cards điển hình hỗ trợ giao diện 802.11b,g ở tần số
2.4 GHz , phần lớn các thiết bị thu phát thoại cầm tay Wi-Fi trước đây chỉ hỗ trợ giao
diện 802.11b tốc độ thấp nhưng thế hệ thứ 2 Wi-Fi handset giới thiệu năm 2007 hỗ trợ
được 802.11a,b và g . Do tần số 2.4 GHz (802.11b và g) ngày càng trở nên tắc nghẽn
thì việc hỗ trợ tần số 5 GHz giao diện 802.11a sẽ quan trọng hơn .
o 802.11e Quality of Service (Qos) : tất cả các thiết bị Wi-Fi đều hỗ trợ 802.11
MAC , nhưng nếu chúng ta có ý định sử dụng các thiết bị này vừa xử lý dữ liệu vừa
xử lý thoại trên cùng mạng WLAN thì nên dựng 802.11e QoS để ưu tiên xử lý tín hiệu
thoại trước . Những thiết bị thoại trước 802.11e có thể cùng tồn tại trong 1 mạng
nhưng sự truyền dẫn của nó sẽ có độ ưu tiên thấp đối với những kênh truy cập , điều
này dẫn tới gia tăng độ trễ và méo , làm ảnh hưởng tới chất lượng thoại , chúng nên
được nâng cấp firmware để có thể sử dụng 802.11e.
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN VÀ CÔNG NGHỆ VoWLAN
o Security : Bảo mật đã trở thành mối quan tâm thường xuyên với những người
sử dụng thiết bị Wi-Fi dù cho nó được mã hóa bởi WEP (Wired Equivalency
Protection) vì đây là 1 cách bảo vệ sơ sài . Ngày nay sự chọn lựa bảo mật tối thiểu đối
với mạng doanh nghiệp là WPA (Wi-Fi Protected Access) và hầu hết các thiết bị trong
mạng không dây đều hỗ trợ nó . Một giải pháp được ưa thích khác là mã hóa dựa trên
chuẩn 802.11i mà liên minh Wi-Fi đề cập đến như là WPA2
2.1.2.2 Access Points (APs).
Các cấu hình 802.11 BSS (Basic Service Set) và ESS (Extended Service Set)
yêu cầu một Access Point mà nó hoạt động như trạm gốc đối với mạng wireless
LAN . AP bao gồm một bộ thu phát vô tuyến mà về mặt logic là để tạo ra giao thức
wireless LAN kết nối với các thiết bị không dây khác , một giao diện kết nối với
LAN có dây (ví dụ 10/100 BaseT) . Những APs có hỗ trợ 802.11n tốc độ cao thì sẽ
cần có giao diện kết nối có dây 1 Gbps (ví dụ 1000 BaseT) . Hầu hết Aps đều hỗ trợ

một giao diện vô tuyến đơn lẻ , nhưng nhiều sản phẩm thương mại có thể hỗ trợ 2
WLAN độc lập với nhau và có thể sử dụng bất kỳ các chuẩn 802.11a/b/g/n . Các sản
phẩm thương mại cũng sẽ hỗ trợ nhiều WLAN trên cùng một unit , tức là có nhiều
wireless VLANs và đầy đủ các giao thức bảo mật.
2.1.2.3 Anten.
Anten là bất kỳ một cấu trúc hoặc thiết bị dựng để thu hoặc phát các sóng điện
từ . Trong một hệ thống vô tuyến , một sóng điện từ lan truyền từ máy phát đến máy
thu qua không gian . Việc truyền năng lượng điện từ trong không gian có thể được
thực hiện theo hai cách :
o Dựng các hệ truyền dẫn nghĩa là các hệ dẫn sóng điện từ như đường dây song
hành, đường truyền đồng trục , ống dẫn sóng kim loại hoặc điện môi… Sóng điện từ
lan truyền trong các hệ thống này thuộc loại sóng điện từ ràng buộc.
o Bức xạ sóng ra không gian . Sóng sẽ được truyền đi dưới dạng sóng điện từ tự do.
Do đó thiết bị dựng để bức xạ sóng điện từ hoặc thu nhận sóng từ không gian
bên ngoài được gọi là Anten . Anten là một thiết bị bức xạ và thu năng lượng.
Hình 2.6: Anten của thiết bị trong mạng WLAN.
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN VÀ CÔNG NGHỆ VoWLAN
Anten là bộ phận quan trọng không thể thiếu được của bất kỳ hệ thống vô tuyến
điện nào, bởi vì đã là hệ thống vô tuyến điện nghĩa là hệ thống trong đó có sử dụng
sóng điện từ thì không thể không dùng đến thiết bị để bức xạ hoặc thu sóng điện từ.
Anten quyết định rất nhiều các tính chất khác nhau của tuyến thông tin liên lạc.
Anten sử dụng trong mạng wireless LAN thường là loại anten vô hướng , chúng
được tích hợp sẵn trong WLAN APs và clients . Chiều dài bước sóng của một tín hiệu
2.4 GHz vào khoảng 12.5 cm , còn chiều dài bước sóng 5 GHz vào khoảng 6 cm ,
điều đó giải thích tại sao anten hoạt động ở tần số 5 GHz thì ngắn hơn anten hoạt động
ở tần số 2.4 GHz . Mặc dù tên của nó là anten vô hướng hay anten đẳng hướng nhưng
nó không bức xạ năng lượng 1 cách đồng đều ra tất cả các hướng.
2.1.3 Tổng quan về các chuẩn của 802.11 WLAN.
2.1.3.1 Chuẩn 802.11 nguyên bản.

Chuẩn này ra đời sớm nhất và wireless LAN sử dụng nó đầu tiên . Ngày nay
hiếm khi chúng ta bắt gặp chuẩn 802.11 nguyên bản này trong các thiết bị phần cứng
mới, điều này là hầu như chắc chắn vì nó chỉ hoạt động ở tốc độ 1 Mbps hoặc 2 Mbps
do chuẩn 802.11 sử dụng kỹ thuật trải phổ nhảy tần (frequency-hopping spread
spectrum – FHSS) và kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp (direct sequence spread
sequence – DSSS) chỉ hoạt động tại 1 và 2 Mbps . Nếu client hoạt động tại bất kỳ 1
tốc độ nào khác thì được xem như không phù hợp với chuẩn 802.11.
Chuẩn 802.11 nguyên bản không hoạt động ở băng tần ISM (industry ,
scientific , and medical) và nó chỉ hoạt động ở dải tần 2.4 GHz . Dải tần 2.4 GHz có
số kênh lên tới 14 và phụ thuộc vào qui định của mỗi quốc gia . Tại Hoa Kỳ , ủy ban
viễn thông liên bang (Federal Communications Commission – FCC) cho phép kênh 1
đến kênh 11 được sử dụng . Điều này cho ta có được 3 kênh không bị chồng lên nhau
là kênh 1 , 6 và 11 . Điều này là quan trọng do bạn không muốn có nhiều APs và
client hoạt động trên cùng kênh đặt gần với nhau vì sợ gây ra nhiễu.
2.1.3.2 Chuẩn 802.11b
Chuẩn 802.11b là phần bổ sung của giao thức 802.11 . 802.11 được phát triển
nhanh chóng bởi vì mạng có dây đã đạt được tốc độ 10 Mbps so với tốc độ 1 hoặc 2
Mbps của 802.11 . Các nhà phát triển phải đưa ra những kỹ thuật tân tiến hơn nhằm
đạt được tốc độ cao hơn , nhưng vấn đề nằm ở chỗ tính tương thích vì vậy công việc
của IEEE là phải định nghĩa ra 1 chuẩn để các nhà sản xuất có thể tuân theo và dựa
vào đó làm cho các sản phẩm của họ được sử dụng rộng rãi.
802.11b đem đến tốc độ truyền cao hơn , lên đến 11 Mbps và có khả năng tương
thích lùi tại tốc độ 1 và 2 Mbps . Khi hoạt động tại tốc độ 1 và 2 Mbps , nó sử dụng kỹ
thuật mã hóa và điều chế giống như 802.11 sử dụng . Khi hoạt động tại tốc độ mới 5.5
Mbps và 11 Mbps thì nó sử dụng kỹ thuật điều chế và mã hóa khác . 802.11 sử dụng
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN VÀ CÔNG NGHỆ VoWLAN
mã hóa Baker 11 trong khi 802.11b sử dụng CCK (Complementary Code Keying) cho
mã hóa . Đối với điều chế 802.11 sử dụng DBPSK trong khi 802.11b sử dụng DQPSK
. Kết quả là truyền được nhiều dữ liệu hơn trong cùng 1 khoảng thời gian.

Chuẩn 802.11b được phê chuẩn vào tháng 9 năm 1999 . Hoa kỳ sử dụng 11 kênh
tương tự như 802.11 . Châu Âu sử dụng 13 kênh trong khi Nhật Bản là 14 . 802.11b
cho phép thay đổi tốc độ động (dynamic rate shifting – DRS) làm cho client có thể
thay đổi tốc độ xuống mức thấp hơn khi chúng di chuyển ra xa AP và tăng tốc độ
truyền tải lên khi tới gần AP hơn . Ngày nay 802.11b là chuẩn giao tiếp không dây
được sử dụng phổ biến nhất và triển khai rộng khắp.
2.1.3.3 Chuẩn 802.11g
IEEE phê chuẩn 802.11g vào tháng 6 năm 2003 . Ngoài bốn tốc độ dữ liệu của
802.11b nó còn thêm vào 8 tốc độ dữ liệu khác . Tốc độ tối đa của nó là 54 Mbps
giống như tốc độ tối đa của 802.11a , tuy nhiên nó hoạt động trong dải tần số 2.4
GHz .802.11g vẫn tương thích với 802.11b , dựng cùng kỹ thuật điều chế và mã hóa
như 802.11b đối với những tốc độ 1, 2, 5.5 và 11 Mbps . Để đạt được tốc độ cao hơn ,
802.11 g sử dụng ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (Orthogonal Frequency
Division Multiplexing – OFDM) là một kỹ thuật điều chế đa sóng mang . 802.11a
tương tự cũng sử dụng kỹ thuật điều chế.
2.1.3.4 Chuẩn 802.11g tương tác với chuẩn 802.11b
Một điểm thú vị về 802.11g là mặc dù nó có thể tương thích lùi với các 802.11b
client nhưng hầu như chắc chắn chúng ta không muốn điều này xảy ra bởi vì nếu phải
hỗ trợ 802.11b client thì toàn bộ mạng của chúng ta sẽ bị giảm hiệu suất . Trong thực
tế , nếu băng thông trung bình là 22 Mbps trong mạng 802.11g nếu có 1 client
802.11b xuất hiện thì sẽ làm giảm hiệu suất của mạng bởi vì 802.11b client không
hiểu OFDM . Nếu một 802.11b client gửi dữ liệu khi một 802.11g đang gửi dữ liệu thì
xung đột sẽ xảy ra và cả 2 client sẽ phải truyền lại.
Hình 2.7: Mạng 802.11g khi không có 802.11b client.
Giả thiết lúc đầu 802.11b client chưa xuất hiện . Hoạt động mặc định của Access
Point là gửi thông điệp beacon gồm có thông tin về Access Point và các thông số
mạng không dây . Không có 802.11b client , Access Point gửi những thông tin sau
trong thông điệp beacon:
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN VÀ CÔNG NGHỆ VoWLAN

oNON_ERP present : no
oUse Protection : no
ERP là Extended Rate Physical – tốc độ vật lý mở rộng . Thông số này dành cho
những thiết bị có khả năng mở rộng tốc độ dữ liệu . Hay nói cách khác trong tình
huống này NON_ERP là nói về sự hiện diện của 802.11b client.
Trở lại hình trên , Access Point thông báo với các 802.11g client là không có sự
xuất hiện của 802.11b client và không cần sử dụng cơ chế bảo vệ.
Sau khi 1 client 802.11b tham gia vào mạng , liên kết với Access Point , sẽ có
những thay đổi xảy ra . AP cảnh báo cho phần còn lại của mạng về sự xuất hiện của
NON_ERP client. Việc này được thực hiện trong thông điệp beacon mà AP gửi đi.
Hình 2.8: Mạng 802.11g với 1 client 802.11b
Bây giờ các thiết bị di động trong mạng đã biết về 802.11b client . Phương thức
mà dữ liệu được gửi trong mạng sẽ thay đổi . Khi một 802.11g client gửi frame , trước
tiên nó phải cảnh báo 802.11b client bằng cách gửi thông điệp RTS (Request To
Send) tại tốc độ của 802.11b nên client 802.11b có thể nghe và hiểu nó , RTS cũng
được gửi tới thiết bị nhận frame mà 802.11g client muốn trao đổi dữ liệu . Thiết bị này
sau đó trả lời với thông điệp CTS (Clear To Send) cũng ở tốc độ của 802.11b.
2.1.3.5 Giao thức 802.11a
802.11a được phê chuẩn vào năm 1999 và hoạt động ở dải tần số 5-GHz . Điều
này làm cho nó không tương thích với 802.11 , 802.11b và 802.11g . Tốc độ lý thuyết
tối đa của nó là 54 Mbit/s, với tốc độ tối đa thực tế từ 21 đến 22 Mbit/s. Mặc dù tốc độ
tối đa này vẫn cao hơn đáng kể so với thông lượng của chuẩn 802.11b, phạm vi truyền
tín hiệu ngắn hơn chuẩn 802.11b. Nhưng chuẩn 802.11a hoạt động tốt trong những
khu vực đông đúc: Với một số lượng các kênh không gối lên nhau tăng lên trong dải 5
GHz, bạn có thể triển khai nhiều điểm truy nhập hơn để cung cấp thêm năng lực tổng
cộng trong cùng diện bao phủ. Một lợi ích khác mà chuẩn 802.11a mang lại là băng
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN VÀ CÔNG NGHỆ VoWLAN
thông cao hơn của nó giúp cho việc truyền nhiều luồng hình ảnh và truyền những tập
tin lớn trở nên lý tưởng .

Trong thực tế, 802.11a và 802.11b được tạo một cách đồng thời. Do giá thành
cao hơn nên 802.11a chỉ được sử dụng trong các mạng doanh nghiệp còn 802.11b
thích hợp hơn với thị trường mạng gia đình. Do 802.11a và 802.11b sử dụng các tần
số khác nhau, nên hai công nghệ này không thể tương thích với nhau. Chính vì vậy
một số hãng đã cung cấp các thiết bị mạng hybrid cho 802.11a/b nhưng các sản phẩm
này chỉ đơn thuần là bổ sung thêm hai chuẩn này.
802.11 a 802.11b 802.11g
Năm phê chuẩn 1999 1999 2003
Tốc độ tối đa 54Mbps 11Mbps 54Mbps
Điều chế OFDM DSSS hay CCK
DSSS hay CCK hay
OFDM
Dải tần số trung tần 5GHz 2,4GHz 2,4GHz hay 5GHz
Spatial stream 1 1 1
Độ rộng băng
thông
20MHz 20MHz 20MHz
Bảng 2.1: Tóm tắt các chuẩn 802.11
Hình 2.9 So sánh tốc độ và khoảng cách giữa các chuẩn.
2.1.4 Định dạng gói tin của chuẩn 802.11
NGUYỄN VIỆT ANH, L10CQVT11B 25