BÁO HIỆU TRONG MẠNG THẾ HỆ SAU

Soc Classification level
1 © Nokia Siemens Networks
BÁO HIỆU TRONG MẠNG THẾ HỆ SAU
Nhóm: 12
Lớp: ĐHĐT7BLT
GVHD: Th.s Phù Trần Tín
Soc Classification level
2 © Nokia Siemens Networks
Mục lục

Chương 1: Giới thiệu

Chương 2: Tổng quan về H.323

Chương 3: Các giao thức thuộc H.323

Chương 4: Xử lý cuộc gọi H.323

Chương 5: Kết luận
Soc Classification level
3 © Nokia Siemens Networks

Chương 1: Giới thiệu

Chương 2: Tổng quan về H.323

Chương 3: Các giao thức thuộc H.323

Chương 4: Xử lý cuộc gọi H.323

Chương 5: Kết luận

Soc Classification level
4 © Nokia Siemens Networks
1.1. Lịch sử phát triển VoIP

Ứng dụng VoIP sử dụng trên máy tính cá nhân đầu tiên được phát triển năm 1995 bởi một công ty của Israel có
tên là VocalTel

Ứng dụng VoIP đầu tiên này nói chung còn gặp phải nhiều vấn đề như: trễ lớn, chất lượng thoại còn thấp và
không tương thích với các mạng ngoài.

VoIP bắt đầu phát triển lớn mạnh và kéo theo việc ra đời của các tổ chức chuẩn hoá liên quan như ITU có các
chuẩn sau H.250.0, H.245, H.225 (Q.931) cho quản lý; H.261, H.263 cho mã hoá video; các chuẩn G cho xử lý
thoại…Có rất nhiều chuẩn nhưng đang có xu hướng hội tụ thành hai chuẩn H.323 của ITU và SIP của IETF.
Soc Classification level
5 © Nokia Siemens Networks
1.2. Ưu nhược điểm của VoIP so với PSTN

Với khả năng sử dụng hiệu quả và tiết kiệm độ rộng băng tần, VoIP có nhiều ưu điểm so với PSTN như sau:

Ưu điểm chính của dịch vụ VoIP đối với khách hàng là giá cước rất rẻ so với thoại thông thường do các cuộc gọi
VoIP sử dụng lượng băng thông rất ít.

Ưu điểm nữa của VoIP là khả năng dễ dàng kết hợp các loại dịch vụ thoại, dữ liệu và video.

Sử dụng có hiệu quả nhất giao thức IP vì là giao thức mở nên các thiết bị sử dụng IP được nhiều nhà sản xuất
cung cấp với giá cạnh tranh và nó là giao thức phổ cập rộng rãi.

Bên cạnh các ưu điểm, VoIP còn có những nhược điểm đặc biệt là về chất lượng dịch vụ:
–
Do dựa trên nền IP là kiểu mạng best effort và không tin cậy.

–
Độ trễ không đồng nhất giữa các gói tin.
Soc Classification level
6 © Nokia Siemens Networks
1.3. Giới thiệu về báo hiệu

Trong mạng thế hệ sau NGN có các loại báo hiệu sau

Báo hiệu cuộc gọi: SIP, H.323

Báo hiệu giữa MGC – MG hay giữa MGC – server: MGCP, Megaco/ H.248

Báo hiệu cho PSTN: SIGTRAN

Báo hiệu QoS
Soc Classification level
7 © Nokia Siemens Networks

Các giao thức này có thể phân thành 2 loại: các giao thức ngang hàng (H.323,SIP, BICC) và các giao thức chủ/tớ (MGCP,
MEGACO/H.248)
Master/Slave Ngang hàng
Khai thác - Thiết bị cổng đơn giản.
- Các ứng dụng được đặt tại các Server.
- Thiết bị cổng thông minh, phức tạp.
- Tương tác ngang hàng.
Triển khai dịch
vụ
- Chỉ triển khai dịch vụ trên các server.
- Thời gian triển khai dịch vụ trên mạng ngắn.
- Chỉ nâng cấp các Server điều khiển.

- Quản lý dịch vụ linh hoạt trên toàn mạng.
- Triển khai trên từng thiết bị.
-Thời gian triển khai trên mạng lớn.
- Phải nâng cấp toàn bộ các thiết bị cổng khi khi triển khai
một dịch vụ mới trên toàn mạng.

Chi phí - Thiết bị cổng được tối ưu về chi phí dẫn tới tổng chi phí
giảm.
- Vòng đời sản phẩm của các thiết bị cổng dài hơn.
- Thiết bị cổng có giá thành cao làm chi phí tổng thể lớn.
- Theo thời gian, thiết bị cổng có thể phải thường xuyên
nâng cấp.
Ví dụ về giao
thức
- Megaco/H.248.
- MGCP.
- SIP.
- H.323.
Soc Classification level
8 © Nokia Siemens Networks

Chương 1: Giới thiệu

Chương 2: Tổng quan về H.323

Chương 3: Các giao thức thuộc H.323

Chương 4: Xử lý cuộc gọi H.323

Chương 5: Kết luận

Soc Classification level
9 © Nokia Siemens Networks
2.1. Cơ sở xây dựng H.323

Đầu năm 1996 một nhóm các công ty lớn (Microsoft, Intel ) đã tổ chức hội nghị Voice over IP nhằm thống nhất tiêu
chuẩn cho các sản phẩm của các nhà cung cấp. Đến tháng 5/1996, ITU-T phê chuẩn đặc tả H.323.

Tuân theo chuẩn H.323, các sản phẩm và các ứng dụng đa phương tiện từ nhiều hãng khác nhau có thể hoạt động cùng
với nhau, cho phép người dùng có thể thông tin qua lại mà không phải quan tâm tới vấn đề tương thích.

H.323 cũng đồng thời giải quyết các ứng dụng cốt lõi của điện thoại IP thông qua việc định nghĩa tiêu chuẩn về độ trễ
cho các tín hiệu âm thanh, định nghĩa mức ưu tiên trong việc chuyển tải các tín hiệu yêu cầu thời gian thực trong truyền
thông Internet.

H.323 còn bao gồm cả chức năng điều khiển cuộc gọi, quản lý thông tin đa phương tiện và quản lý băng thông đồng thời
còn cung cấp giao diện giữa mạng LAN và các mạng khác.

Đến nay H.323 đã phát triển thông qua hai phiên bản. Phiên bản thứ nhất (Version 1) được thông qua vào năm 1996 và
phiên bản thứ hai (Version 2) được thông qua vào tháng một năm 1998
Soc Classification level
10 © Nokia Siemens Networks
2.2. Cấu trúc và các thành phần của H.323

H.323 có thể được sử dụng với PSTN toàn cầu, N- ISDN (tốc độ nhỏ hơn 1,5 Mbs hoặc 2 Mbs), B- ISDN sử dụng ATM
(tốc độ nhỏ hơn 1,5 Mbs hoặc 2 Mbs) thậm chí một đầu cuối thoại cũng có thể tham gia vào H.323 nhưng chỉ với khả
năng audio.

Bên cạnh H.323 còn có: H.320 dùng cho xác định các loại đầu cuối; H.321 dùng cho B- ISDN và ATM; H.322 cho QoS
các mạng LAN; H.323 dùng cho hội nghị; H.324 dành cho các kết nối thoại 33,6 Kbs.


Các dòng thông tin trong hệ thống H.323 được chia thành các loại sau:

Audio ▪ Communication Control Signals

Video ▪ Call Control Signals

Số liệu ▪ Random Access Signal

Về mặt logic, hệ thống H.323 bao gồm các thành phần: thiết bị đầu cuối H.323, gateway, gatekeeper, MCU
Soc Classification level
11 © Nokia Siemens Networks
2.2. Cấu trúc và các thành phần của H.323
Soc Classification level
12 © Nokia Siemens Networks
2.2.1. Thiết bị đầu cuối H.323
Thiết bị đầu cuối H.323 là các điểm cuối phía khách hàng, cung cấp giao diện trực tiếp giữa người dùng và mạng
Giao diện với mạng LAN
(LAN Interface)
Chức năng điều khiển hệ thống (System Control)
RAS Control H.225.0
Call Control H.225.0
H.245 Control
Trễ chiều thu
(Receive Path Delay)
Lớp đóng gói dữ liệu Multimedia, chuẩn H.225.0
(H.225.0 Layer)
Audio Codec
G.711, G.722, G.723,
G.728, G.729 (G.711: Bắt
buộc)

Video Codec
Camera/
display
Micro/
Speaker
Ứng dụng số liệu

Giao diện điều
khiển hệ thống
cho người sử
dụng
Các chức năng H.323
Soc Classification level
13 © Nokia Siemens Networks

Các phần tử nằm ngoài phạm vi H.323:

Thiết bị vào/ra video (Video I/O Equipment)

Thiết bị vào/ra audio (Audio I/O Equipment)

Thiết bị vào/ra dữ liệu: Kênh dữ liệu có thể là đơn hướng hay hai hướng tuỳ thuộc vào từng ứng dụng. Nền tảng của ứng truyền
số liệu trong thiết bị đầu cuối H.323 là chuẩn T.120

Giao tiếp mạng LAN: Có chức năng chuyển đổi dạng bản tin H.323 thành dạng thích hợp trong mạng IP sử dụng các dịch vụ TCP,
UDP. Như vậy nó phải hỗ trợ:
−
H.225
−

H.245
−
RTP/RTCP.
−
Các bộ mã hoá/giải mã audio.
−
Các bộ mã hoá/giải mã video.

Giao tiếp người dung: Cung cấp giao tiếp cho việc điều khiển hệ thống và sử dụng các dịch vụ.
Soc Classification level
14 © Nokia Siemens Networks

Các phần tử nằm trong phạm vi H.323:

Bộ mã hóa và giải mã video

Bộ mã hóa và giải mã audio

Bộ đệm nhận tín hiệu

Khối điều khiển hệ thống: có 3 chức năng điều khiển độc lập nhau:
−
Điều khiển H.245
−
Điều khiển cuộc gọi H.225.0
−
Điều khiển RAS H.225.0
Soc Classification level
15 © Nokia Siemens Networks
Như vậy một thiết bị đầu cuối H.323 phải hỗ trợ các đặc tính sau:


H.245 cho việc trao đổi khả năng của đầu cuối và để tạo các kênh thông tin.

H.225 cho quá trình báo hiệu và thiết lập cuộc gọi.

RAS cho việc đăng ký và điều khiển các hoạt động quản lý khác với GK.

RTP/RTCP được sử dụng cho việc truyền các gói thông tin thoại và hình.

G.711 cho quá trình mã hóa và giải mã tiếng nói, T.120 cho hội thảo dữ liệu và hỗ trợ khả năng tương tự của MCU.
Soc Classification level
16 © Nokia Siemens Networks
Hiện tại, có 3 phương thức để thực hiện cuộc gọi VoIP là sử dụng máy tính với 1 kết nối Internet tốc độ càng cao càng tốt, điện thoại VoIP (IP phone) hoặc
điện thoại bàn truyền thống kết nối đến VoIP adapter.
Soc Classification level
17 © Nokia Siemens Networks
2.2.2. Gateway H.323

Gateway là phần tử không nhất thiết phải có trong một giao tiếp của các phần tử H.323 và được sử dụng như là một cầu
nối giữa các đầu cuối H.323 với các đầu cuối H.310, H.320, H.321, H.324M.

VoIP Gateway thường tích hợp sẵn các nghi thức SIP hoặc H.323 và cần kết nối trực tiếp vào đường truyền Internet, có
2 loại:

Tương tự: dùng để kết nối đường điện thoại tương tự thông thường với nó.

Kỹ thuật số: thiết bị số cho phép bạn kết nối các đường dây số.
Soc Classification level
18 © Nokia Siemens Networks


Các chức năng chính của Gateway là:

Cung cấp phiên dịch giữa các thực thể trong mạng chuyển gói (ví dụ mạng IP) với mạng chuyển mạch kênh (ví dụ PSTN).

Các Gateway cũng có thể phiên dịch khuôn dạng truyền dẫn, phiên dịch các tiến trình truyền thông, phiên dịch giữa các bộ
mã hoá/giải mã hoặc phiên dịch giữa các đầu cuối theo chuẩn H.323 và các đầu cuối không theo chuẩn này

Ngoài ra, nó còn tham gia vào việc thiết lập và huỷ bỏ cuộc gọi.

Các thành phần của một Gateway được mô tả trong hình sau:
Soc Classification level
19 © Nokia Siemens Networks

Media Gateway: MGW
Media Gateway cung cấp phương tiện để thực hiện chức năng chuyển đổi mã hoá. Nó chuyển đổi giữa các mã truyền trong mạng IP (truyền
trên RTP/UDP/IP) với mã hoá truyền trong mạng SCN (PCM, GSM)…

Media Gateway Controler: MGC
Mỗi GW có phần điều khiển được gọi là Media Gateway Controler (MGC) đóng vai trò phần tử kết nối MGW, SGW và GK. Nó cung cấp các
chức năng xử lý cuộc gọi cho GW, điều khiển MGW, nhận thông tin báo hiệu SCN từ SGW và thông tin báo hiệu từ IP từ GK.
MG và MGC khác nhau ở các phần tử tài nguyên mức thấp và mức cao.
MGC chịu trách nhiệm quản lý các tài nguyên mức cao ví dụ như các bộ triệt tiếng vọng được đặt trong GW VoIP chịu sự quản lí của
MGC.
MG chịu trách nhiệm quản lý các tài nguyên mức thấp như là các thiết bị phần cứng để chuyển mạch và xử lý luồng thông tin trong một
GW

Soc Classification level
20 © Nokia Siemens Networks

Signalling Gateway: SGW

SGW cung cấp kênh báo hiệu giữa mạng IP và mạng SCN. Nó có thể hỗ trợ chức năng kênh báo hiệu giữa mạng IP (ví dụ như H.323) hoặc
báo hiệu trong mạng SCN (ví dụ như R2, CCS7).

Các đặc tính cơ bản của một GW :
−
Một GW phải hỗ trợ các giao thức hoạt động trong mạng H.323 và mạng sử dụng chuyển mạch kênh
−
Về phía H.323, GW phải hỗ trợ báo hiệu điều khiển H.245 cho quá trình trao đổi khả năng hoạt động của terminal cũng như của
GW, báo hiệu cuộc gọi H.225, báo hiệu RAS.
−
Về phía SCN, GW phải hỗ trợ các giao thức hoạt động trong mạng chuyển mạch kênh ( như SS7 sử dụng trong PSTN ).
Soc Classification level
21 © Nokia Siemens Networks
Chồng giao thức của một Gateway
Soc Classification level
22 © Nokia Siemens Networks

Các chức năng của Gateway :

Chuyển đổi giữa các dạng khung truyền dẫn.

Chuyển đổi giữa các thủ tục giao tiếp.

Chuyển đổi giữa các dạng mã hoá khác nhau của các luồng tín hiệu hình ảnh cũng như âm thanh.

Thực hiện việc thiết lập và xoá cuộc gọi ở cả phía mạng LAN cũng như phía mạng chuyển mạch SCN.

Gateway khi hoạt động sẽ có đặc điểm của một thiết bị đầu cuối H.323 hoặc một MCU trong mạng LAN và có đặc điểm của một
thiết bị đầu cuối trong SCN hoặc một MCU trong SCN.
Soc Classification level

23 © Nokia Siemens Networks
2.2.3. Gatekeeper H.323

Gatekeeper là một thành phần tuỳ chọn nhưng nó chính là điểm trung tâm cho mọi cuộc gọi 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, các Gateway và các MCU.

Ngoài ra, Gatekeeper cũng có thể cung cấp các dịch vụ khác cho các phần tử mạng trên như quản lý băng thông, tính cước, định tuyến
cuộc gọi hay định vị các Gateway.

Mỗi GK quản lý một vùng mạng, nếu trong mạng có một GK thì các điểm cuối phải đăng ký và sử dụng các dịch vụ do
nó cung cấp. Một vùng mạng H.323 được hiểu như một tập hợp các node như đầu cuối, Gateway hay MCU.
Soc Classification level
24 © Nokia Siemens Networks
Các chức năng của một Gatekeeper được phân làm 2 loại:

Các chức năng bắt buộc

Các chức năng không bắt buộc
Soc Classification level
25 © Nokia Siemens Networks

Các chức năng bắt buộc:

Biên dịch địa chỉ: GK có thể biên dịch từ địa chỉ định danh sang địa chỉ truyền tải. Điều đó được thực hiện bằng một bảng biên dịch.
Bảng này thường xuyên được cập nhật bằng các bản tin đăng ký của các điểm cuối trong vùng quản lý của Gatekeeper.

Điều khiển đăng nhập: GK quản lý quá trình truy nhập mạng của các điểm cuối bằng các bản tin H.225.0

Điều khiển băng thông: GK quản lý băng thông của mạng bằng các bản tin H.225.0


Quản lý vùng: GK sẽ cung cấp các chức năng trên cho các đầu cuối được đăng ký với nó.