Tìm hiểu giao thức H323, xây dựng ứng dụng VoIP và so sánh H323 với giao thức SIP

MỤC LỤC
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VOIP.............................................................3
1.Giới thiệu chung về VoIP.................................................................................................3
1.1 Tổng quan...................................................................................................................3
1.2 Ưu điểm và nhược điểm VoIP...................................................................................3
2. Cấu hình mạng VoIP........................................................................................................4
2.1 Thiết bị đầu cuối........................................................................................................5
2.2 Mạng truy nhập IP.....................................................................................................6
2.3 Gatekeeper..................................................................................................................6
2.4 Gateway......................................................................................................................6
3. Cấu trúc kết nối................................................................................................................8
3.1 Kết nối PC-PC............................................................................................................9
3.2 Kết nối PC-Máy thoại................................................................................................9
3.3 Kết nối Máy thoại-Máy thoại....................................................................................9
CHƯƠNG II. CHUẨN H323...................................................................................................9
1 Chồng giao thức H.323...................................................................................................10
2 Các thành phần trong hệ thống H.323............................................................................10
2.1 Thiết bị đầu cuối H.323...........................................................................................11
2.2 H.323 gateway..........................................................................................................15
2.3 Gatekeeper................................................................................................................15
2.4 Đơn vị điều khiển liên kết đa điểm MCU...............................................................16
3.Báo hiệu và xử lý cuộc gọi.............................................................................................16
Tài liệu tham khảo:........................................................................................................20
1
Lời mở đầu
Thông tin qua mạng viễn thông hiện nay chủ yếu vẫn là thoại. Mạng điện thoại công cộng
PSTN và mạng liên kết số đa dịch vụ sử dụng công nghệ số qua chuyển mạch kênh và điều đó
tạo ra nhược điểm là thông lượng kênh không thể chia sẻ. Mạng internet là mạng chuyển gói và
ta thấy rằng có thể truyền thoại với độ trễ ( latency ) và trượt (jiter ) giới hạn. Dựa trên điều đó
mà các tổ chức đã nghiên cứu và triển khai công nghệ VoIP ( dịch vụ điện thoại IP ), nó được
dựa trên sự kết hợp giữa mạng chuyển mạch kênh và mạng chuyển mạch gói.

Để có thể triển khai VoIP, người ta đã đưa ra các bộ giao thức hỗ trợ và một trong số các
bộ giao thức đó là giao thức H323. H.323 là bộ giao thức truyền thoại, hình ảnh và số liệu một
cách đồng thời qua mạng chuyển mạch gói như Internet theo phương thức truyền tin đa phương
tiện thời gian thực. 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 tưương thích.
Với đồ án “Tìm hiểu giao thức H323, xây dựng ứng dụng VoIP và so sánh H323 với
giao thức SIP”, nhiệm vụ của đồ án là:
+ Tìm hiểu công nghệ VoIP.
+ Tìm hiểu chuẩn H323 và các đặc điểm công nghệ.
+ Tìm hiểu môi trường Open H323.
+ Lập trình ứng dụng VoIP theo mô hình PC to PC và giải thích kết quả thực nghiệm so
với công cụ khác.
Nội dung của đồ án được chia làm 2 phần:
+ Phần 1: Giới thiệu công nghệ VoIP.
+ Phần 2: Chuẩn H323.
Tuy vậy, trong quá trình thực hiện đồ án, em đã không thể thực hiện được chương trình
ứng dụng, ngoài ra với vốn kiến thức và nguồn tài liệu hạn chế, thời gian có hạn nên báo cáo còn
có nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được ý kiến phản hồi từ cô giáo và các bạn. Và em xin gửi
lời cảm ơn đến cô giáo Nguyễn Thị Hoàng Lan đã giúp em thực hiện đồ án này.
Sinh viên: Trần Tuấn Anh.
2
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VOIP
1.Giới thiệu chung về VoIP
1.1 Tổng quan
VoIP là dịch vụ ứng dụng cho phép truyền tải các cuộc đàm thoại sử dụng hạ tầng mạng
IP. Nguyên tắc VoIP gồm việc số hoá tín hiệu giọng nói, nén tín hiệu đã số hoá, chia tín hiệu
thành các gói và truyền những gói số liệu này trên nền IP. Đến nơi nhận, các gói số liệu được
ghép lại, giải mã ra tín hiệu analog để phục hồi âm thanh.
Trong dịch vụ điện thoại IP có thể có sự tham gia của 3 loại đối tượng cung cấp dịch vụ

như sau:
- Nhà cung cấp Internet ISP.
- Nhà cung cấp dịch vụ điện thoại Internet ITSP.
- Nhà cung cấp dịch vụ trong mạng chuyển mạch kênh.
Để sử dụng điện thoại IP, người sử dụng cần thông qua mạng Internet và các chương trình
ứng dụng cho điện thoại IP. Khách hàng sẽ sử dụng dịch vụ điện thoại IP bằng cách sử dụng các
chưương trình ứng dụng dùng cho điện thoại IP, cùng với việc thông qua truy cập internet để
thực hiện các cuộc đàm thoại. Với người sử dụng trên mạng chuyển mạch kênh, họ sẽ truy nhập
vào ISP hoặc ITSP thông qua các điểm truy nhập trong mạng chuyển mạch kênh.
Áp dụng VoIP sẽ khai thác được tính hiệu quả của mạng truyền số liệu, khai thác tính linh
hoạt trong phát triển các ứng dụng mới của giao thức IP. Tuy nhiên VoIP cũng phức tạp và đòi
hỏi giải quyết nhiều vấn đề.
1.2 Ưu điểm và nhược điểm VoIP
Ưu điểm của VoIP:
+ Giảm chi phí cuộc gọi: Đây ưu điểm nổi bật nhất của điện thoại IP bởi vì so với dịch vụ
điện thoại hiện tại thì khả năng cung cấp những cuộc gọi đường dài giá rẻ là có chất lượng
chấp nhận được. Sở dĩ chi phí thấp là do tín hiệu thoại được truyền tải trong mạng IP có
khả năng sử dụng kênh hiệu quả cao, kỹ thuật nén thoại tốt, tốc độ xử lý của bộ vi xử lý
nhanh, điều đó cho phép truyền thoại theo thời gian thực là có thể thực hiện được với l-
ượng tài nguyên băng thông thấp hơn nhiều so với kỹ thuật cũ.
+ Tích hợp mạng thoại, mạng số liệu và mạng báo hiệu.
+ Khả năng mở rộng: Sự mềm dẻo trong việc bổ sung các dịch vụ trong mạng internet đã
giúp cho dịch vụ điện thoại IP có khả năng mở rộng dễ dàng hơn so với điện thoại truyền
thống.
3
+ Không cần thông tin điều khiển để thiết lập kênh truyền vật lý: Do việc truyền gói diễn
ra thông qua mạng IP nên chỉ cần nhận biết được địa chỉ đích là đủ, không cần thiết lập
kênh.
+ Quản lý băng thông: Trong điện thoại IP, khi một cuộc gọi diễn ra, nếu lưu lượng của
mạng thấp, băng thông dành cho liên lạc sẽ cho chất lượng thoại tốt nhất có thể; nhưng khi

lưu lượng của mạng cao, mạng sẽ hạn chế băng thông của từng cuộc gọi ở mức duy trì chất
lượng thoại chấp nhận được nhằm phục vụ cùng lúc được nhiều người nhất.
+ Nhiều tính năng dịch vụ.
+ Khả năng multimedia: Trong một “cuộc gọi” người sử dụng có thể vừa nói chuyện vừa
sử dụng các dịch vụ khác như truyền file, chia sẻ dữ liệu, hay xem hình ảnh của người nói
chuyện bên kia.
Nhược điểm:
+ Kỹ thuật phức tạp: Truyền tín hiệu theo thời gian thực trên mạng chuyển mạch gói là rất
khó thực hiện bởi vì độ trễ không cố định của các gói thông tin khi truyền trên mạng cũng
như không có một cơ chế nào đảm bảo cho việc không xảy ra mất gói khi truyền. Để có
được một dịch vụ thoại chấp nhận được, cần phải kỹ thuật nén tín hiệu đạt được những yêu
cầu khắt khe: tỉ số nén lớn, có khả năng suy đoán và tạo lại thông tin của các gói bị thất
lạc... Tốc độ xử lý của các bộ Codec (Coder and Decoder) phải đủ nhanh để không làm
cuộc đàm thoại bị gián đoạn. Đồng thời phải nâng cấp cơ sở hạ tầng mạng cũng như phải
có một cơ chế thực hiện chức năng QoS (Quality of Service). Những điều này đã làm cho
kỹ thuật thực hiện điện thoại IP trở nên phức tạp hơn.
+ Vấn đề bảo mật: do truyền thoại qua mạng internet nên không có gì là đảm bảo bí mật
khi cuộc thoại đang đang diễn ra.
2. Cấu hình mạng VoIP
Cấu hình chung của một mạng điện thoại IP bao gồm các phần tử sau:
- Thiết bị đầu cuối thoại.
- Gateway.
- Gatekeeper.
- 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 có 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.
Cấu hình của mạng điện thoại IP được mô tả như hình dưới:
4
Cấu hình của mạng điện thoại IP
Chức năng của các phần tử trong mạng như sau:
2.1 Thiết bị đầu cuối
Thiết bị đầu cuối là một nút cuối trong cấu 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 cha.
- 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.
5
2.2 Mạng truy nhập IP
Mạng truy nhập IP cho phép thiết bị đầu cuối, Gateway, Gatekeeper truy nhập vào mạng IP
thông qua cơ sở hạ tầng sẵn có.
Các loại giao diện mạng truy nhập IP:

- Truy nhập PSTN
- Truy nhập ISDN
- Truy nhập LAN
- Truy nhập GSM
2.3 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:
- Chức năng chuyển đổi địa chỉ E.164 ( Số E.164 là số điện thoại tuân thủ theo cấu
trúc và kế hoạch đánh số được mô tả trong khuyến nghị E.164 của Liên minh viễn thông
quốc tế ITU) : chuyển đổi địa chỉ E.164 sang địa chỉ IP và ngợc lại để truyền các bản tin,
nhận và truyền địa chỉ IP để truyền các bản tin, bao gồm cả mã lựa chọn nhà cung cấp.
- 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 được sử dụng ra

thiết bị ngoại vi.
2.4 Gateway
Gateway là một phần tử không nhất thiết phải có trong một giao tiếp H.323. Nó đóng vai
trò làm phần tử cầu nối và chỉ tham gia vào một cuộc gọi khi có sự chuyển tiếp từ mạng IP sang
mạng chuyển mạch kênh. Một Gateway có thể kết nối vật lý với một hay nhiều mạng IP hay với
6
một hay nhiều mạng chuyển mạch kênh. Một Gateway có thể bao gồm: Gateway báo hiệu,
Gateway truyền tải kênh thoại, Gateway điều khiển truyền tải kênh thoại. Một hay nhiều chức
năng này có thể thực hiện trong một Gatekeeper hay một Gateway khác.
- 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 ( ví dụ H.323) và báo hiệu trong mạng chuyển mạch kênh (ví dụ R2, CCS7). Gateway
báo hiệu có các chức năng 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 được sử dụng ra
thiết bị ngoại vi.
- Gateway truyền tải kênh thoại MGM: cung cấp phương tiện để thực hiện chức năng
chuyển đổi mã hoá. Nó sẽ chuyển đổi giữa các mã hoá 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 lưuồng: chuyển đổi giữa các lưuồng 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 lưuồng 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 chuyển đổi kênh thông tin giữa mạng IP và mạng chuyển mạch kênh:
chuyển đổi giữa kênh mang thông tin thoại, Fax, dữ liệu của mạng chuyển mạch kênh và
các gói dữ liệu trong mạch IP. Nó cũng thực hiện các chức năng xử lý tín hiệu thích hợp
nh: nén tín hiệu thoại, triệt tiếng vọng, mã hoá, chuyển đổi tín hiệu Fax và điều tiết tốc độ
modem tơng tự. Thêm vào đó, nó còn thực hiện việc chuyển đổi giữa tín hiệu mã đa tần
DTMF trong mạng chuyển mạch kênh và các tín hiệu thích hợp trong mạng IP khi các bộ
mã hoá tín hiệu thoại không mã hoá tín hiệu mã đa tần DTMF. Chức năng chuyển đổi kênh
thông tin giữa mạng IP và mạng chuyển mạch kênh cũng có thể thu nhập thông tin về lưu
lợng gói và chất lợng kênh đối với mỗi cuộc gọi để sử dụng trong việc báo cáo chi tiết và
điều khiển cuộc gọi.
+ 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.
7
+ Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin đã được 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: lưu giữ các trạng thái cuộc gọi của Gateway. Chức
năng này bao gồm tất cả các điều khiển kết nối logic của Gateway.
+ 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 tiêp 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.
3. Cấu trúc kết nối

Các phần tử cơ bản của mạng điện thoại IP
Về cơ bản có thể chia cấu trúc kết nối trong các ứng dụng dịch vụ thoại Internet thành ba
loại:
8