Nghiên cứu một số đặc điểm công nghệ và chất lượng thoại VoIP

Nghiên cứu một số đặc điểm công nghệ và chất
lượng thoại VoIP

Trương Mạnh Hiếu

Trường Đại học Công nghệ
Luận văn ThS chuyên ngành: Công nghệ thông tin; Mã số: 1 01 10
Người hướng dẫn: PGS.TS. Vương Đạo Vy
Năm bảo vệ: 2007


Abstract: Giới thiệu khái quát về mạng IP, các loại mạng, các giao thức liên mạng và
định tuyến, các cơ chế truyền tải trong mạng IP. Nghiên cứu một số đặc điểm công nghệ
VoIP, các hình thức truyền thoại mô hình của mạng, các giao thức chính trong mạng
VoIP như TCP/IP, UDP, RTP, RTCP, SRVP, chuẩn giao thức H.323, SIP và các yếu tố
chính có ảnh hưởng đến mạng và các kỹ thuật công nghệ đảm bảo QoS cho mạng như
quản lí tắc nghẽn, quản lý lưu lượng, báo hiệu Phân tích cấu trúc hỗ trợ chất lượng dịch
vụ (QoS) trong mạng IP, các mô hình dịch vụ tích hợp IntServ và dịch vụ phân biệt
DiffServ, các cấu trúc hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS) và những thế lợi của mô hình dịch
vụ tích hợp RSVP- DiffServ đối với kiến trúc IP và triển khai trên mạng Internet. Qua đó
đưa ra khuyến nghị triển khai QoS trên mạng IP, là tiền đề cho sự phát triển của mạng thế
hệ mới NGN

Keywords: Công nghệ thoại VOIP; Công nghệ thông tin; Mạng IP


Content
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong vòng 30 năm qua, Internet đã phát triển từ mạng liên kết các nhà nghiên cứu thành
mạng quốc tế, thương mại toàn cầu.
Với xu hướng đa dịch vụ hóa, các nhà phát triển viễn thông không ngừng nghiên cứu các

giải pháp mới có tính khả thi để tích hợp các dịch vụ trên cùng một cơ sở hạ tầng mạng. Trong
quá trình xây dựng một mạng đa dịch vụ thì việc kế thừa các công nghệ, cơ sở hạ tầng cũ luôn
được quan tâm bởi vì chúng có ý nghĩa lớn về mặt kinh tế. Một trong những giải pháp nằm trong
xu hướng đa dịch vụ hoá mà vẫn tận dụng được những thành tựu cũ đó là việc truyền tín hiệu
thoại trên giao thức Internet (Voice over Internet Protocol). Công nghệ truyền thoại trên IP đã
thay thế việc truyền thoại qua mạng chuyển mạch kênh bằng chuyển mạch gói mà vẫn duy trì
được cơ sở hạ tầng mạng vốn có do đó đem lại nhiều ưu điểm.
Đi đôi với sự phát triển liên tục và nhanh chóng của thị trường băng thông rộng toàn cầu,
điện thoại VoIP (điện thoại băng thông rộng) dựa trên kĩ thuật VoIP trở thành dịch vụ nóng hổi
toàn cầu. Xu thế phát triển trên toàn cầu cho thấy sự phát triển VoIP là tất yếu và chắc chắn sẽ
đem lại rất nhiều áp lực đối với các nhà khai thác dịch vụ viễn thông truyền thống. Sự chuyển
dịch lưu lượng mạng kinh doanh vào các mạng IP công cộng bao gồm các mạng riêng ảo
(VPNS) đã đem lại nhiều lợi ích cho các khách hàng kinh doanh như giảm các chi phí, độ phức
tạp trong công tác điều hành và các rủi ro về đầu tư. Triển khai dịch vụ thoại dựa trên công nghệ
IP là một cơ hội lớn cho các nhà cung cấp dịch vụ trong những năm gần đây. Yêu cầu chính để
thu hút các khách hàng kinh doanh là đưa ra các dịch vụ có cam kết QoS.
Chất lượng dịch vụ (QoS) là một thành phần quan trọng của các mạng gói đa dịch
vụ. Với sự bùng nổ của Internet, tầm quan trọng của việc đảm bảo QoS ngày càng tăng. Vấn
đề chất lượng dịch vụ và đánh giá chất lượng dịch vụ luôn là vấn đề đóng vai trò quan trọng
đối với tất cả các loại hình dịch vụ viễn thông. Mỗi loại hình dịch vụ sẽ quan tâm đến QoS ở
những khía cạnh khác nhau. Việc tích hợp nhiều ứng dụng với các yêu cầu về QoS khác nhau
đòi hỏi phải có một mô hình đảm bảo QoS cho các dịch vụ này. Hướng tiếp cận QoS theo mô
hình Intserv - Diffserv rất phù hợp với các mạng gói IP do đó nó là sự lựa chọn tốt cho mạng
NGN.
Công nghệ IP và các ứng dụng của nó đã có những bước phát triển đột phá trên phạm vi
toàn thế giới. Nó đã và đang tạo ra nhiều cơ hội và thách thức mới cho các nhà cung cấp dịch vụ
viễn thông. Hơn nữa, xu hướng tích hợp mạng theo hướng NGN trên thế giới và theo đó là định
hướng phát triển viễn thông của Việt Nam tới năm 2010 là tiến tới xây dựng một mạng tích hợp
băng rộng cung cấp đa dịch vụ đặt ra nhiều vấn đề trong đó có vấn đề hỗ trợ chất lượng dịch vụ
QoS. Hiện tại, giới khoa học và các tổ chức IETF, ITU, RFC đang tập trung nghiên cứu phát

triển các cấu trúc, giao thức và công nghệ mới theo hướng ấn định và tối ưu hoá các tài nguyên
mạng như IntServ và MPLS nhằm nâng cao khả năng hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS) cho các
mạng hiện có để đáp ứng yêu cầu người sử dụng, tiến tới toàn mạng IP hóa, loại bỏ mạng kênh.
Trên thế giới, mạng VoIP đã được nghiên cứu và khai thác từ những năm 1970. Ngay từ
lúc mới ra đời mạng thoại IP đã chứng tỏ một tiềm năng phát triển lâu dài và bền vững. Đến năm
1998, VoIP đã bắt đầu được khai thác và phát triển ở Việt Nam. Chỉ trong một thời gian ngắn,
công nghệ VoIP đã phát triển với tốc độ chưa từng có ở Việt Nam và đã chứng tỏ ưu thế của
mình so với các công nghệ tương tự khác. Điều đó cho thấy việc đi sâu nghiên cứu mạng VoIP là
một điều hết sức cần thiết. Cho đến nay đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về lĩnh vực này.
Có thể kể ra một số công trình tiêu biểu như: “Chất lượng cuộc gọi trên mạng VoIP - Những
vấn đề cần quan tâm”, tác giả: Lê Quốc Hùng, Đào Nguyên Trung, tạp chí Bưu chính viễn
thông, (8/ 2001). Hay như công trình: “Nâng cao chất lượng dịch vụ VoIP”, tác giả: Đàm
Thuận Trinh, Trịnh Quang Khải, tạp chí Bưu chính viễn thông, (9/ 2001). Và mới đây là công
trình: “Đo kiểm chất lượng thoại VoIP trên hạ tầng NGN”, tác giả: Trần Đại Dũng, tạp chí Bưu
chính viễn thông, (4/2004). Tuy nhiên, chưa có công trình nào nghiên cứu một cách tỉ mỉ, sâu sắc
về đặc điểm, tiềm năng phát triển của VoIP nói chung và chất lượng thoại VoIP nói riêng - một
trong những yếu tố quyết định sự thành công của VoIP.
Từ trên, chúng tôi quyết định đi sâu, tìm hiểu những đặc điểm kĩ thuật, phân tích, đánh
giá và nâng cao chất lượng cho mạng thoại IP, từ đó đưa vào khai thác và ứng dụng hệ thống
VoIP một cách hiệu quả nhất. Đó là lý do chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu một số đặc điểm
công nghệ và chất lượng thoại VoIP”.
2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Hệ thống mạng VoIP quốc tế và Việt Nam là đối tượng và phạm vi nghiên cứu trong luận
văn này.
3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để thực hiện đề tài này, chúng tôi đã áp dụng các phương pháp nghiên cứu chuyên ngành
như: Phân tích, thống kê và thực nghiệm đồng thời áp dụng các thuật toán để tính toán số liệu
hoá.
4. KẾT CẤU CỦA LUẬN VĂN
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm 3 chương:

Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG IP
Giới thiệu khái quát về mạng IP, các loại mạng, các giao thức liên mạng và định tuyến,
các cơ chế truyền tải trong mạng IP.
Chƣơng 2: CÔNG NGHỆ THOẠI VOIP
Nghiên cứu một số đặc điểm công nghệ VoIP, các hình thức truyền thoại qua VoIP, mô
hình của mạng VoIP. Đi sâu nghiên cứu các giao thức chính trong mạng VoIP như TCP/IP,
UDP, RTP, RTCP, SRVP, SGCP, MGCP,… đặc biệt là nghiên cứu về chuẩn giao thức H.323 và
SIP là nền tảng cho dịch vụ VoIP.
Chƣơng 3: CHẤT LƢỢNG VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ TRONG VOIP
(QOS)
Nghiên cứu các yếu tố chính có ảnh hưởng tới mạng VoIP và các kĩ thuật, công nghệ
đảm bảo QoS cho mạng VoIP như quản lí tắc nghẽn, quản lí lưu lượng, phân mảnh các gói tin,
báo hiệu,…
Đi sâu nghiên cứu, phân tích các cấu trúc hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS) trong mạng IP, các
mô hình dịch vụ tích hợp IntServ và Dịch vụ phân biệt DiffServ, các cấu trúc hỗ trợ chất lượng dịch vụ
(QoS) và những lợi thế của mô hình dịch vụ tích hợp RSVP - Diffserv đối với kiến trúc IP và triển khai
phương pháp này trên mạng Internet. Trên cơ sở phân tích, tính toán và đánh giá, chúng tôi đưa ra các
khuyến nghị triển khai QoS trên mạng IP, là tiền đề cho sự phát triển của mạng thế hệ mới NGN.

References
Tiếng Việt
[1] Đinh Văn Dũng (12/1998), Nghiên cứu công nghệ điện thoại trên Internet (Internet
Telephony), Viện khoa học kỹ thuật bưu điện.
[2] Đinh Văn Dũng (12/1999), Nghiên cứu triển khai thử nghiệm dịch vụ thoại giữa mạng IP và
mạng mạch chuyển kênh, Viện khoa học kỹ thuật bưu điện.
[3] Trần Đại Dũng (4/2004), “Đo kiểm chất lượng thoại VoIP trên hạ tầng NGN”, Tạp chí “Bưu
chính viễn thông”.
[4] TS. Lê Ngọc Giao (2002), Điện thoại IP, Nhà xuất bản Bưu điện, Hà Nội.
[5] Lê Quốc Hùng, Đào Nguyên Trung (8/2001), “Chất lượng cuộc gọi trên mạng VoIP : những
vấn đề cần quan tâm”, Tạp chí “Bưu chính viễn thông”.

[6] Mai Linh (5/2005), “VoIP - công nghệ viễn thông của tương lai”, Thời báo kinh tế Sài gòn.
[7] Trần Anh Thư (5/2002), “Chất lượng dịch vụ thoại VoIP và các phương pháp đo thử”, Tạp
chí “Bưu chính viễn thông”.
[8] Đàm Thuận Trinh, Trịnh Quang Khải (9/2001), “Nâng cao chất lượng dịch vụ VoIP”, Tạp chí
“Bưu chính Viễn Thông”.
[9] Trần Minh Tuấn (2/1998), “Điện thoại IP- Cơ hội hay thách thức”, Tạp chí “Bưu chính Viễn
Thông”.

Tiếng Anh
[10] Andrea. Detti, Marci Listanti, Stefano Salsano, Luca Veltri (2002), Supporting RSVP in a
Differentiate Sevice Domain.
[11] B. Ethington - Microsoft Corporation (June 2
nd
, 1997), The Changing Role of Internet
Telephony, SUPERCOMM’97 Conference. Boston. Online version available at

[12] C. Semeria, J. K. Stewart III (2001), Supporting Differentiated Service Classes in Large IP
Networks, White paper.
[13] CTI Magazine (Vol 2.(2) 1998), H.323 The multimedia Communication Standard Moves
From Consensus To Compliance.
[14] CTI magazine (February 1998), H323 Gatekeepers - Essential Software for IP Telephony
and Multimedia Conferencing.
[15] David McDysan (2000), QoS & Traffic Management in IP & ATM Network. [16] D. Black
(May 1998), Architecture for Differentiated Services, Internet-draft, Difserv Working Group.
[17] D. Gross, C. Harris, Wiley (1998), Fundamentals of Queing Theory. Online version
available at
[18] Ericsson (March 1998), Ericsson IP Telephony Solution for Carriers, No ETX/PN/XI-
98:020.
[19] ETSI (DTR/TIPHON-00001.V1.10), Telecommunications and Internet Protocol
Harmonization Over Network (TIPHON)-Description of technical issues.

[20] ETSI (DTS/TIPHON-02001.V1.3.1), Telecommunications and Internet Protocol
Harmonization Over Network (TIPHON)-Network architecture and reference configurations;
Scenario 1.
[21] Henning Schulzrinne and Jonathan Rosenberg, Internet Telephony: Architecture and
Protocols an IETF. Online version available at

[22] JD. Doyle Hammer Technologies (D.C. September 15
th
-17
th
1998), VoIP QoS Testing, Fall
VON Conference. Washington. Online version available at 98/fall98/slides.
[23] Jonathan Davidson, James Peters (2003), Voice over IP Fundamentals, Cisco Press 201
West 103
rd
Street Indianacolis, IN 46290 USA
[24] L. Baker (August 1998), Voice Over IP, Asian Communications.
[25] Tiziana Ferrari, PhD. Thesis (2001), QoS Support for integrated Networks, [26] Victoria
Fineberg (January 2002), A Pratical Architecture Implementing End-to-End QoS in IP Network,
IEEE Communication Magazine.
[27] Y. Ber et.al (March 2000) “A Framework for Integrated Services Operation Over DiffServ
Network”, Internet Drarf.
[28] Y. Thomas Hou (April 2000), QoS-Enabled Voice Support in the Next-Generation Internet
Issues, existing Approaches and Challenges, IEE.