Báo hiệu trong NGN

Mục Lục
MỤC LỤC.............................................................................................................Trang 1
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU .................................................................................Trang 3
1.1. Lịch sử phát triển VoIP..........................................................................Trang 3
1.2. Ưu nhược điểm của VoIP so với PSTN.................................................Trang 4
1.3. Giới thiệu về báo hiệu............................................................................Trang 6
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ H.323 ..............................................................Trang 9
2.1. Cơ sở xây dựng H.323............................................................................Trang 9
2.2. Cấu trúc và các thành phần của H.323.................................................Trang 11
2.2.1. Thiết bị đầu cuối H.323..............................................................Trang 13
2.2.2. Gateway H.323...........................................................................Trang 18
2.2.3. Gatekeeper H.323.......................................................................Trang 25
2.2.4. Bộ kết nối đa điểm MCU...........................................................Trang 29
2.2.5. Vùng hoạt động..........................................................................Trang 31
CHƯƠNG 3: CÁC GIAO THỨC THUỘC H.323............................................Trang 32
3.1. Giao thức báo hiệu RAS.......................................................................Trang 35
3.2. Giao thức báo hiệu cuộc gọi H.225......................................................Trang 37
3.3. Giao thức điều khiển cuộc gọi H.245...................................................Trang 39
3.4. Giao thức truyền tải thời gian thực RTP..............................................Trang 41
3.5 Giao thức điều khiển thời gian thực RTCP...........................................Trang 41

1

CHƯƠNG 4: XỬ LÝ CUỘC GỌI H.323..........................................................Trang 42


CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN..................................................................................Trang 47
So sánh giao thức H.323 và SIP .................................................................Trang 47

--------------------

2


BÁO HIỆU TRONG NGN

Chương 1: Giới thiệu

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1. Lịch sử phát triển VoIP

Năm 1995 hãng Vocaltec đã thực hiện truyền thoại qua Internet, lúc đó kết
nối chỉ gồm một PC cá nhân với các trang thiết bị ngoại vi thông thường như card
âm thanh, headphone, mic, telephone line, modem... phần mềm này thực hiện nén
tín hiệu thoại và chuyển đổi thông tin thành các gói tin IP để truyền dẫn qua môi
trường Internet.
Mặc dù chất lượng chưa được tốt nhưng chi phí thấp so với điện thông
thường đã trở thành yếu tố cạnh tranh và giúp nó tồn tại.
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.
Voice over IP được hiểu là công nghệ truyền thoại qua môi trường IP. Vì
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 một
dạng thời gian thực, cho nên người ta đã bổ sung vào mạng các phần tử mới và

-

3

-


BÁO HIỆU TRONG NGN

Chương 1: Giới thiệu

thiết kế các giao thức phù hợp để có thể đảm bảo chất lượng dịch vụ cho người
dùng. Nó không chỉ truyền thoại mà còn truyền cho các dịnh vụ khác như truyền
hình và dữ liệu.
Do đặc điểm về mặt công nghệ mà chi phí giá thành của cuộc gọi VoIP rẻ
hơn rất nhiều so với giá thành của điện thoại chuyển mạch kênh truyền thống.
Thay vì sử dụng một kênh logic cố định để truyền các tín hiệu thoại, thì công nghệ
VoIP đóng gói các tín hiệu thoại và gửi chúng qua mạng nền IP như mạng
Internet. Kết quả là chi phí tài nguyên cho cuộc gọi được tiết kiệm đáng kể. Do các
tín hiệu thoại được truyền đi dưới dạng gói mà cuộc gọi chia sẻ tài nguyên với tất
cả các cuộc gọi khác. Mạng có thể tận dụng các khoảng thời gian thuê bao ngừng
nói để chèn các gói tin dữ liệu khác vào kênh truyền (như các gói tin của cuộc gọi
khác hay các gói tin dữ liệu). Như vậy chi phí giá thành tài nguyên cho mạng cho
một cuộc gọi sẽ giảm đi và người dùng phải trả ít tiền hơn. Cũng do sử dụng mạng
gói nên các dịch vụ đưa ra cũng phong phú hơn.

1.2. Ưu nhược điểm của VoIP so với mạng điện thoại PSTN truyền
thống
Với khả năng sử dụng hiệu quả và tiết kiệm độ rộng băng tần, VoIP có
nhiều ưu điểm so với PSTN như sau:
•

Giảm cước dịch vụ điện thoại đường dài.

•

Nhiều cuộc gọi hơn, giảm độ rộng băng thông cho mỗi kết nối.
•

Hỗ trợ thêm nhiều dịch vụ bổ sung khác và giúp triển khai các dịch vụ
mới nhanh chóng, dễ dàng, tự động dịch vụ…

•

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.

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.

-

4

-


BÁO HIỆU TRONG NGN

Chương 1: Giới thiệu

Trong khi thoại thông thường sử dụng kỹ thuật số hoá PCM theo chuẩn G.711 với

lượng băng thông cố định cho một kênh thoại là 64kb/s thì VoIP sử dụng kiểu số
hoá nguồn như CS-CELP theo chuẩn G.729 (8kb/s), G.723 (5.3kb/s hoặc 6.3kb/s).
Như vậy rõ ràng là lượng băng thông sử dụng đã giảm một cách đáng kể. Hơn nữa
trong thực tế khi hai người nói chuyện với nhau thì thường là một người nói và
người kia nghe chứ không phải hai bên cùng nói. Vả lại ngay cả đối với người
đang nói thì người này cũng có lúc dừng do hết câu hoặc lấy hơi… khi ấy không
có thông tin thoại thực sự cần phải truyền đi và người ta gọi là khoảng lặng. VoIP
sử dụng cơ chế triệt khoảng lặng cho nên có thể tiết kiệm thêm lượng băng thông
“khoảng lặng” này để truyền các dạng thông tin khác. Đấy là một ưu điểm lớn của
VoIP so với mạng điện thoại chuyển mạch kênh truyền thống. Thông thường băng
thông truyền dẫn cần thiết cho một cuộc gọi PSTN có thể sử dụng cho 4-6 thậm
chí 8 cuộc gọi VoIP với chất lượng cao.
Nếu để ý chi phí cho cuộc gọi theo từng phút ta sẽ thấy lượng tiền tiết kiệm
được quả là không nhỏ. Tuy nhiên việc tiết kiệm này còn tuỳ thuộc vào vùng địa lý
và khoảng cách. Đối với các cuộc gọi nội hạt thì việc tiết kiệm này có vẻ không
quan trọng nhưng đối với các cuộc gọi đường dài nhất là các cuộc gọi quốc tế thì
nó thật sự là đáng kể. Điều này được thể hiện ở giá cước mà các nhà cung cấp dịch
vụ đưa ra, thông thường giảm còn 1/10 đối với các cuộc gọi quốc tế.
Ưu điểm nữa của VoIP là khả năng dễ dàng kết hợp các loại dịch vụ thoại,
dữ liệu và video. Mạng IP đang phát triển một cách bùng nổ trên toàn thế giới và
càng ngày càng có nhiều ứng dụng đã và đang được phát triển trên nền IP như
Internet trở nên gần gũi với cuộc sống con người. Để giải quyết vấn đề thời gian
thực là vấn đề chính cần quan tâm trong các dịch vụ thời gian thực qua mạng gói,
tổ chức IETF phát triển giao thức truyền tải thời gian thực RTP/RTCP là công cụ
cho việc truyền tải thoại và video trên mạng IP. Sử dụng giao thức này các gói tin
sẽ đảm bảo được mức độ trễ cho phép khi truyền trên mạng nhờ sử dụng các cơ
chế ưu tiên và các dạng format gói tin RTP thích hợp. Bộ giao thức H.323, SIP

-

5

-


BÁO HIỆU TRONG NGN

Chương 1: Giới thiệu

được các tổ chức ITU, IETF phát triển để thực hiện báo hiệu và điều khiển cuộc
gọi VoIP, đã được chẩn hoá quốc tế sử dụng cho việc cung cấp dịch vụ thông tin
đa phương tiện trên nền IP. Việc triển khai VoIP không đòi hỏi nâng cấp cơ sở hạ
tầng mạng một cách phức tạp, các thiết bị bổ sung là Gateway, Gatekeeper và bộ
điều khiển đa điểm MCU. Chi phí cho các thiết bị này tương đối rẻ và việc cài đặt,
bảo dưỡng cũng không phức tạp lắm. Hiện nay có nhiều hãng viễn thông lớn trên
thế giới cung cấp thiết bị cho thoại VoIP như Cisco, Acatel, Siemen…Các thiết bị
này có thể tương thích với hầu hết các chuẩn giao thức hiện nay.
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.

1.3. Giới thiệu về báo hiệu
Trong viễn thông, báo hiệu là quá trình trao đổi thông tin về để thiết lập và
điều khiển một kết nối hoặc để quản lí mạng. 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
SIP được xây dựng bởi IETF, là một giao thức báo hiệu điểu khiển thuộc lớp
ứng dụng dùng để thiết lập, điều chỉnh và kết thúc phiên làm việc của một hay
nhiều người tham gia.
MGCP là một giao thức ở mức ứng dụng dùng để điều khiển hoạt động của
MG sử dụng phương thức master/slave.
SIGTRAN dùng để truyền tin báo hiệu của mạng PSTN qua mạng IP.

-

6

-


BÁO HIỆU TRONG NGN

Chương 1: Giới thiệu

Megaco tương tự với MGCP về mặt cấu trúc và mối liên hệ giữa bộ điều khiển
và cổng gateway, tuy nhiên Megaco hỗ trợ đa dạng hơn các loại mạng, ví dụ như
ATM.
Báo hiệu QoS sử dụng giao thức SIP để yêu cầu chất lượng dịch vụ.

Hình 1.1: Các giao thức báo hiệu tương ứng trên các thiết bị của NGN
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). Các giao
thức ngang cấp thực hiện chức năng mạng ở cấp cao hơn, quy định cách thức giao
tiếp giữa các thực thể cùng cấp để cùng phối hợp thực hiện cuộc gọi hay các ứng
dụng khác. Trong khi đó các giao thức chủ tớ là sản phẩm của việc phân bố không

đồng đều trí tuệ mạng, phần lớn trí tuệ mạng được tập trung trong các thực thể
chức năng điều khiển (đóng vai trò là master), thực thể này sẽ giao tiếp điều khiển
với nhiều thực thể khác qua các giao thức chủ tớ nhằm cung cấp dịch vụ.

Khai thác

Master/Slave
- Thiết bị cổng đơn giản.

-

7

Ngang hàng
- Thiết bị cổng thông minh, phức

-


BÁO HIỆU TRONG NGN

Chương 1: Giới thiệu

- Các ứng dụng được đặt tại các Server.
Triển khai
dịch vụ

Chi phí

Ví dụ về

giao thức

tạp.
- Tương tác ngang hàng.
- Chỉ triển khai dịch vụ trên các server. - Triển khai trên từng thiết bị.
- Thời gian triển khai dịch vụ trên mạng -Thời gian triển khai trên mạng lớn.
ngắn.
- Phải nâng cấp toàn bộ các thiết bị
- Chỉ nâng cấp các Server điều khiển.
cổng khi khi triển khai một dịch vụ
- Quản lý dịch vụ linh hoạt trên toàn
mới trên toàn mạng.
mạng.
- Thiết bị cổng được tối ưu về chi phí
- Thiết bị cổng có giá thành cao làm
dẫn tới tổng chi phí giảm.
chi phí tổng thể lớn.
- Vòng đời sản phẩm của các thiết bị
- Theo thời gian, thiết bị cổng có thể
cổng dài hơn.
phải thường xuyên nâng cấp.
- Megaco/H.248.
- SIP.
- MGCP.
- H.323.

Bảng 1: So sánh hai giao thức chủ/tớ và ngang hàng

-

8

-


BÁO HIỆU TRONG NGN
về H.323

Chương 2: Tổng quan

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ H.323
Điện thoại IP ngày càng trở nên hiệu quả nhờ vào sự phát triển mạnh mẽ
của mạng máy tính. Trong việc xử lý tín hiệu, kỹ thuật nén cho phép tín hiệu thoại
được nén ở tốc độ bit rất thấp mà vẫn giữ được chất lượng. Băng thông rộng cho
phép điện thoại IP tăng khả năng tìm đường và thực hiện các dịch vụ như chuyển
mạng. Thêm vào đó sự phát triển các thiết bị IP với công nghệ ngày càng cao cho
phép mô hình IP ngày càng mở rộng.
Mặt khác, mạng điện thoại truyền thống PSTN (Public Switched Telephone
Network) đã tồn tại và phát triển từ trước đến nay bảo đảm độ tin cậy cao và dễ sử
dụng. Người dùng vốn đã quen với hình thức sử dụng điện thoại thông thường là
nhấc máy, nhận được tín hiệu chuông từ tổng đài rồi quay số điện thoại cần gọi tới.
Điện thoại PSTN lại có thể sử dụng rộng rãi trong xã hội. Với những ưu điểm và
thế mạnh của PSTN, mô hình điện thoại IP không thể dễ dàng thay thế trong một
thời gian ngắn mà trước hết đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa hai mô hình này và đó
cũng là mục tiêu phát triển chủ yếu của công nghệ viễn thông hiện tại. Việc kết nối
giữa hai mạng chủ yếu dựa trên nền tảng chuẩn H.323 của tổ chức ITU-T.

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. Chuẩn H.323 cung
cấp nền tảng kỹ thuật cho truyền thoại, hình ảnh và số liệu một cách đồng thời qua
các mạng IP, bao gồm cả Internet. 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.

-

9

-


BÁO HIỆU TRONG NGN
về H.323

Chương 2: Tổng quan

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.324 định nghĩa việc truyền tải các tín hiệu âm thanh, hình
ảnh và dữ liệu qua mạng điện thoại truyền thống, trong khi đó H.320 định nghĩa
tiêu chuẩn cho truyền tải các tín hiệu âm thanh, hình ảnh và dữ liệu qua mạng tổ
hợp đa dịch vụ ISDN).
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. ứng dụng của chuẩn này rất rộng bao gồm cả
các thiết bị hoạt động độc lập (stand-alone) cũng như những ứng dụng truyền

thông nhúng trong môi trường máy tính cá nhân, có thể áp dụng cho đàm thoại
điểm-điểm cũng như cho truyêng thông hội nghị. 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.
Hiện nay, hầu hết các nhà sản xuất, các ITSP (Internet Telephony Service
Provider: Nhà cung cấp dịch vụ điện thoại Internet) đều chấp nhận sử dụng tiêu
chuẩn H.323 của ITU-T làm nền tảng để phát triển công nghệ VoIP. Điều này cho
phép các thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau có thể làm việc tương thích với
nhau. Đây là một vấn đề lớn khi triển khai bất kì một công nghệ mới nào.
H.323 là chuẩn của ITU-T quy định về các thiết bị, giao thức và thủ tục để
cung cấp các dịch vụ thông tin đa phương tiện thời gian thực trên các mạng chuyển
mạch gói, bao gồm cả mạng IP. H.323 là một tập hợp các khuyến nghị, bao gồm
các chuẩn nén tiếng nói như G.729, G.723.1, chuẩn truyền dẫn thời gian thực như
RTP (Real Time Protocol), các chuẩn báo hiệu như H.225, H.245.

-

10

-


BÁO HIỆU TRONG NGN
về H.323

Chương 2: Tổng quan

Hình 2.1: Đầu cuối H.323 trên chuyển mạch gói
Tuy nhiên, do H.323 là chuẩn của truyền thông tin multimedia trên mạng
chuyển mạch gói, cụ thể ban đầu là các mạng LAN, nên cần phải bổ sung một số

điểm để phù hợp với mục đích truyền tin thoại thời gian thực trên các mạng IP, đặc
biệt là mạng Internet. Vấn đề nén tiếng nói, các sản phẩm hiện nay trên thị trường
thường dùng đồng thời các chuẩn G.729, G.711, G.723.1 ... để truyền mỗi kênh
thoại với tốc độ khoảng 10 kbit/s (chuẩn H.323 ban đầu là 64 kbit/s). Phía phát và
phía thu sẽ có một cơ chế trao đổi để xác định chuẩn nén tiếng nói được sử dụng.

2.2. Cấu trúc và các thành phần của H.323
Cấu trúc H.323 có thể được sử dụng một cách thông dụng ở mạng LAN
hoặc mạng gói diện rộng. Bất kỳ một mạng gói không đủ tin cậy không có đảm
bảo về chất lượng dịch vụ hoặc có độ trễ đều có thể sử dụng H.323. Không những
thế, các khả năng của H.323 có thể mở rộng cho WAN nếu các kết nối được thiết
lập giữa các thiết bị H.323, đây chính là chức năng chính của các thiết bị
Gatekeeper H.323, các thiết bị này là tuỳ chọn ở H.323, nếu không có các
Gatekeeper tất cả các thiết bị phải có khả năng tự đưa ra các bản tin báo hiệu trực
tiếp. Mọi kết nối WAN đều được xử lý bằng một hoặc nhiều GATEWAY H.323
và các GATEWAY H.323 có thể phù hợp hoạt động với các loại thiết bị khác nhau
trong các cấu trúc mạng khác nhau.

-

11

-


BÁO HIỆU TRONG NGN
về H.323

Chương 2: Tổng quan

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.
Khi H.323 được sử dụng với N- ISDN điện thoại ISDN hoặc các kết nối
H.320 cũng được sử dụng. H.320 mô tả sự sắp xếp các kết cuối đối với hệ thống
thoại N-ISDN, các thiết bị này thường được dùng cho các dịch vụ video
conference và video phone. Nếu có một mạng LAN được gắn liền với ISDN đảm
bảo chất lượng mặc định của các tham số dịch vụ, khi đó H.323 là đầu cuối gắn
liền với mạng trong đó đường truyền bao gồm 1 hoặc nhiều mạng LAN, mỗi mạng
LAN được cấu tạo để cung cấp một chất lượng dịch vụ QoS tương ứng với chất
lượng N- ISDN.
Những mạng B-ISDN dựa trên ATM có thể dùng để kết cuối H.321
video/audio. B - ISDN cũng có thể dùng cấu hình kết cuối H.310 hoạt động trong
H.321. Các kết cuối H.310 là một kiểu kết cuối audio/visual tận dụng được cả B ISDN và ATM về mặt dịch vụ và báo hiệu.
Tóm lại, bên cạnh H.323 còn có thêm một số giao diện khác có một số ứng
dụng khác nhau và người ta phân chúng ra cho các ứng dụng cụ thể: 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. Khi dùng cho thoại IP, H.323 gồm cả các cuộc gọi VoIP được thực hiện
giữa các kết cuối H.323 và GATEWAY H.323.
 Các dòng thông tin trong hệ thống H.323 được chia thành các loại sau:

- Audio (thoại): là tín hiệu thoại được số hoá và mã hoá. Để giảm tốc độ trung bình
của tín hiệu thoại, cơ chế phát hiện tích cực thoại có thể được sử dụng. Tín hiệu
thoại được đi kèm với tín hiệu điều khiển thoại.

-

12

-


BÁO HIỆU TRONG NGN
về H.323

Chương 2: Tổng quan

- Video (hình ảnh): là tín hiệu hình ảnh động cũng được số hoá và mã hoá. Tín
hiệu video cũng đi kèm với tín hiệu điều khiển video.
- Số liệu: bao gồm tín hiệu fax, tài liệu văn bản, ảnh tĩnh, file...
- Tín hiệu điều khiển truyền thông (Communication Control Signals) là các thông
tin điều khiển trao đổi giữa các thành phần chức năng trong hệ thống để thực hiện
điều khiển truyền thông giữa chúng như: trao đổi khả năng, đóng mở các kênh
logic, các thông điệp điều khiển luồng và các chức năng khác.
- Tín hiệu điều khiển cuộc gọi (Call Control Signals) được sử dụng cho các chức
năng điều khiển cuộc gọi như thiết lập cuộc gọi, kết thúc cuộc gọi ...
- Tín hiệu kênh RAS (Random Access Signal) được sử dụng để thực các chức
năng: đăng ký tham gia vào một vùng H.323, kết nạp/ tháo gỡ một điểm cuối khỏi
vùng. Thay đổi băng thông và các chức năng khác liên quan đến quản lý hoạt động
của các điểm cuối trong một vùng H.323.


Về mặt logic, hệ thống H.323 bao gồm các thành phần: thiết bị đầu cuối
H.323, gateway, gatekeeper, MCU.

Hình 2.2: Các thành phần H.323

2.2.1. Thiết bị đầu cuối H.323

-

13

-


BÁO HIỆU TRONG NGN
về H.323

Chương 2: Tổng quan

Thiết bị đầu cuối H.323 là các điểm cuối phía khách hàng, cung cấp giao
diện trực tiếp giữa người dùng và mạng. Mạng VoIP sẽ cung cấp các khả năng
truyền thông thời gian thực hai chiều giữa đầu cuối với đầu cuối khác, với
Gateway hay MCU để trao đổi các tín hiệu điều khiển chỉ thị, audio, hình ảnh
động hay dữ liệu giữa hai thiết bị.

Các chức năng H.323

Audio Codec
G.711, G.722, G.723, G.728, G.729 (G.711: Bắt buộc)
Micro/
Speaker

Ứng dụng số liệu

Chức năng điều khiển hệ thống (System Control)

H.245 Control
Giao diện điều khiển hệ thống cho người sử dụng
Call Control H.225.0

RAS Control H.225.0

Hình 2.3: Cấu trúc thiết bị đầu cuối H.323

-

14

-

(LAN Interface)
Lớp đóng gói dữ liệu Multimedia, chuẩn H.225.0
(H.225.0 Layer)

Video Codec

Trễ chiều thu
(Receive Path Delay)

Camera/
display


BÁO HIỆU TRONG NGN
về H.323

Chương 2: Tổng quan

Hình 2.3 mô tả một cách tổng quát các khối chức năng của một đầu cuối
H.323. Các phần tử này có thể được chia làm 2 loại: Các phần tử không nằm trong
phạm vi của khuyến cáo H.323 và phần tử thuộc phạm vi khuyến cáo H.323.
Các phần tử nằm ngoài phạm vi H.323
o Thiết bị vào/ra video (Video I/O Equipment) bao gồm: camera, màn hình và các
thiết bị điều khiển xử lý nén tín hiệu video và thực hiện chức năng phân chia
khung hình.
o

Thiết bị vào/ra audio (Audio I/O Equipment) bao gồm: micro, loa, máy điện

thoại, thiết bị trộn ghép các kênh audio và thiết bị khử tiếng vọng.
o

Thiết bị vào/ra dữ liệu: Kênh dữ liệu trong thiết bị đầu cuối H.323 là không bắt

buộc. 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.
o

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:
•
•
•
•

Giao thức báo hiệu cuộc gọi H.225.
Giao thức báo hiệu kênh điều khiển H.245.
Các giao thức RTP/RTCP cho các gói phương tiện.
Các bộ mã hoá/giải mã thoại: là phần tử bắt buộc trong thiết
bị đầu cuối H.323. Các chuẩn mã hoá thường gặp là G.711,
G.728 và G.723.1. Không bắt buộc có các bộ mã hoá/giải mã
Video. Bộ này có chức năng mã hoá tín hiệu Video từ nguồn
để truyền đi và giải mã tín hiệu Video nhận được để đưa tới
thiết bị hiện thị. Các chuẩn thường dùng là H.261, và H.263.

o

Giao tiếp người dùng: Cung cấp giao tiếp cho việc điều khiển hệ thống và sử

dụng các dịch vụ.

-

15

-


BÁO HIỆU TRONG NGN
về H.323

Chương 2: Tổng quan

Các phần tử nằm trong phạm vi H.323

o

Bộ mã hóa và giải mã video: Mã hóa và giải mã tín hiệu video theo chuẩn

H.261 QCIF (Quarter Common Intermediate Format). Ngoài ra, còn có các chuẩn
H.261 CIF, H.263 SQCIF, SQCIF, CIF, 4CIF và 16CIF. Phần tử này là tuỳ chọn
cung cấp cho thiết bị đầu cuối khả năng truyền video.
o

Bộ mã hóa và giải mã audio: Tất cả các thiết bị đầu cuối H.323 đều phải có

thành phần này. Nó đảm nhận chức năng mã hoá và giải mã tín hiệu thoại. Chức
năng mã/giải mã dòng thoại PCM 64kbps luật A và luật µ (theo khuyến nghị
G.711) là bắt buộc. Ngoài ra bộ codec có thể có thêm chức năng mã/giải mã thoại
theo các thuật toán khác gồm: CS-ACELP (khuyến nghị G.729 và G.729A),
ADPCM (khuyến nghị G.723), LD-CEPT (G.728), mã hoá băng rộng (G.722).
o

Bộ đệm nhận tín hiệu: Có tác dụng điều khiển trễ trên đường nhận tín hiệu,

thực hiện chức năng cộng thêm trễ vào các gói tín hiệu để đạt được đồng bộ. Ngoài
ra nó cũng có thể dùng để thực hiện đồng bộ giữa các luồng tín hiệu.
o

Khối điều khiển hệ thống: Có nhiệm vụ điều khiển và giám sát mọi hoạt động

của thiết bị trong mạng. Khối điều khiển hệ thống gồm 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

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.

-

16

-

BÁO HIỆU TRONG NGN
về H.323

Chương 2: Tổng quan

Hình sau minh họa các giao thức mà một đầu cuối H.323 phải hỗ trợ:

-

17

-


BÁO HIỆU TRONG NGN

Chương 2: Tổng quan về H.323

Hình 2.4: Chồng giao thức tại thiết bị đầu cuối H.323
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. Nếu sử dụng máy tính, bạn cần cài đặt phần mềm
VoIP và headphone có micro để thực hiện cuộc gọi. Với điện thoại VoIP, bạn chỉ việc gắn
trực tiếp thiết bị vào kết nối Internet, đăng ký dịch vụ VoIP trước khi sử dụng. Trường hợp
dùng VoIP adapter, bạn cần gắn thiết bị vào kết nối Internet và điện thoại bàn, đăng ký
dịch vụ VoIP, sau đó thực hiện cuộc gọi bằng điện thoại bàn. Nếu router ADSL hay router
băng rộng (broadband router) tích hợp VoIP, bạn chỉ cần gắn điện thoại bàn vào cổng
Phone trên router, đăng ký dịch vụ VoIP để sử dụng.

-

18

-


BÁO HIỆU TRONG NGN

Chương 2: Tổng quan về H.323

Hình 2.5: Các thiết bị đầu cuối VoIP

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, nó đóng vai trò làm phần tử cầu nối và chỉ tham gia vào cuộc gọi khi có sự chuyển
tiếp từ mạng H.323 (ví dụ LAN hoặc Internet) sang mạng phi H.323 (ví dụ mạng chuyển
mạch kênh SCN - Switched Circuit Network hoặc mạng chuyển mạch điện thoại PSTN).
Trong khuyến nghị H.323, Gateway H.323 là một phần tử tuỳ chọn và được sử dụng như
là một cầu nối giữa các đầu cuối H.323 với các đầu cuối H.310 (cho B-ISDN), H.320
(ISDN), H.321 (ATM), H.324M (Mobile).

-

19

-


BÁO HIỆU TRONG NGN

Chương 2: Tổng quan về H.323

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: thiết bị tương tự dùng để kết nối đường điện thoại tương tự thông
thường với nó. Các VOIP gateway tương tự thường có từ 2-24 cổng cắm dây
điện thoại.

Hình 2.6: VoIP gateway tương tự của Mediatrix
•

Kỹ thuật số: thiết bị số cho phép bạn kết nối các đường dây số, có thể là một
hoặc nhiều đường BRI ISDN (châu Âu), một hoặc nhiều đường PRI/E1
(châu Âu) hoặc một hoặc nhiều đường T1(Mỹ).

Hình 2.7: VoIP gateway số của Mediatrix
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

-

20

-


BÁO HIỆU TRONG NGN

Chương 2: Tổng quan về H.323

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:

Hình 2.8: Chức năng cơ bản của Gateway H.323
2.2.2.1. Media Gateway: MGW
Media Gateway (MGW) 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)…
MGW bao gồm các chức năng sau:
•

Chức năng chuyển đổi địa chỉ kênh thông tin: cung cấp địa chỉ IP cho các
kênh thông tin truyền và nhận.

•

Chức năng chuyển đổi luồng: chuyển đổi giữa các luồng thông tin giữa
mạng IP và mạng SCN bao gồm việc chuyển đổi mã hoá và triệt tiếng vọng.

•

Chức năng dịch mã hoá: định tuyến các luông thông tin giữa mạng IP và
mạng SCN.

•

Bảo mật thông tin: đảm bảo tính riêng tư của kênh thông tin kết nối với GW.

-

21

-


BÁO HIỆU TRONG NGN

•

Chương 2: Tổng quan về H.323

Kết cuối chuyển mạch kênh: bao gồm tất cả các phần cứng và giao diện cần
thiết để kết cuối cuộc gọi chuyển mạch kênh, nó phải bao gồm các bộ mã
hoá và giải mã PCM luật A và PCM luật µ.

•

Kết cuối chuyển mạch gói: chứa tất cả các giao thức liên quan đến việc kết
nối kênh thông tin trong mạng chuyển mạch gói bao gồm các bộ mã hoá/giải
mã có thể sử dụng được. Theo chuẩn H.323 thì nó bao gồm RTP/RTCP và
các bộ mã hoá giải mã như G.711, G.723.1, G.729…

•

Giao diện với mạng SCN: Kết cuối các kênh mang (ví dụ như DSO) từ mạng
SCN và chuyển nó sang trạng thái có thể điều khiển bởi chức năng xử lý
kênh thông tin.

•

Chức năng chuyển đổi kênh thông tin giữa IP và SCN: chuyển đổi giữa kênh
mang thông tin thoại, fax, dữ liệu của SCN và các gói dữ liệu trong mạng
chuyển mạch gói. Nó cũng thực hiện chức năng xử lý tín hiệu thích hợp ví
dụ như: nén tín hiệu thoại, triệt tiếng vọng, triệt khoảng lặng, mã hoá,
chuyển đổi tín hiệu fax và điều tiết tốc độ modem tương tự. Thêm vào đó, nó
cũng thực hiện chuyển đổi giữa tín hiệu DTMF trong mạng SCN và các tín
hiệu thích hợp trong mạng chuyển mạch gói khi mà các bộ mã hoá tín hiệu
thoại không mã hoá tín hiệu DTMF. Chức năng chuyển đổi kênh thông tin
giữa IP và SCN cũng có thể thu thập thông tin về lưu lượng gói và chất
lượng kênh đối với mỗi cuộc gọi để sử dụng trong việc báo cáo chi tiết và
điều khiển cuộc gọi.

•

OA&M: vận hành, quản lý và bảo dưỡng, thông qua các giao diện logic cung
cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới các

phần tử quản lý hệ thống.

•

Chức năng quản lý: giao diện với hệ thống quản lý mạng.

•

Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết cuối mạng chuyển mạch gói.
2.2.2.2. 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

-

22

-


BÁO HIỆU TRONG NGN

Chương 2: Tổng quan về H.323

cuộc gọi cho GW, điều khiển MGW, nhận thông tin báo hiệu SCN từ SGW và thông
tin báo hiệu từ IP từ GK.
MGWC có thể bao gồm các khối chức năng sau:
•

Chức năng GW H.225.0: truyền và nhận các bản tin H.225.0.

•

Chức năng GW H.245: truyền và nhận các bản tin H.245.
•

Chức năng xác nhận: thiết lập đặc điểm nhận dạng của người sử dụng thiết
bị hoặc phần tử mạng.

•

Chức năng điều khiển GW chấp nhận luồng dữ liệu: cho phép hoặc không
cho phép một luồng dữ liệu.

•

Báo hiệu chuyển mạch gói: bao gồm tất cả các loại báo hiệu cuộc gọi có thể
thực hiện bởi các đầu cuối trong mạng. Ví dụ như theo chuẩn H.323 thì bao
gồm: H.225.0, Q.931, H.225.0 RAS và H.245. Đối với một đầu cuối
H.323chỉ nhận thì nó bao gồm H.225.0 RAS mà không bao gồm H.245.

•

Giao diện báo hiệu chuyển mạch gói: kết cuối giao thức báo hiệu chuyển
mạch gói (ví dụ như H.323, UNI, PNNI). Nó chỉ lưu lại vừa đủ các thông tin
trạng thái để quản lí giao diện. Về thực chất, giao diện báo hiệu chuyển
mạch gói trong MGWC không kết nối trực tiếp với MGW như là các thông
tin truyền từ MGWC tới MGW thông qua chức năng điều khiển cuộc gọi.

•

Điều khiển GW: bao gồm các chức năng điều khiển kết nối logic, quản lý tài
nguyên, chuyển đổi giao diện (ví dụ như từ SS7 sang H.225.0).

•

Giám sát tài nguyên từ xa: bao gồm giám sát độ khả dụng của các kênh
trung kế của MGW, giải thông và độ khả dụngcủa mạng IP, tỉ lệ định tuyến
thành công cuộc gọi.

•

Quản li tài nguyên MGW: cấp phát tài nguyên cho MGW.
•

Chức năng báo hiệu: chuyển đổi giữa báo hiệu mạng IP và báo hiệu mạng
SCN trong phối hợp hoạt động với SGW.

•

Chức năng ghi các bản tin sử dụng: xác định và ghi các bản tin báo hiệu và
các bản thông tin truyền và nhận.

-

23

-

BÁO HIỆU TRONG NGN

•

Chương 2: Tổng quan về H.323

Chức năng báo cáo các bản tin sử dụng: báo cáo các bản tin sử dụng ra thiết
bị ngoại vi.

•

OA&M: vận hành, quản lí và bảo dưỡng thông qua các giao diện logic cung
cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới các
phần tử quản lí hệ thống.

•

Chức năng quản lí: giao diện với hệ thống quản lí mạng.

•

Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết cuối mạng chuyển mạch gói.

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, nó có thể hiểu được tính sẵn sàng của các tài
nguyên và quyết định sử dụng chúng một cách hợp lý (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 ví dụ như các thiết bị phần cứng để chuyển mạch và xử lý luồng thông
tin trong một GW.
2.2.2.3. 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).
SGW có thể bao gồm các khối chức năng sau:
•

Kết nối các giao thức điều khiển cuộc gọi SCN.
•

Kết nối báo hiệu từ mạng SCN: phối hợp hoạt động với các chức năng báo
hiệu của MGWC.

•

Chức năng báo hiệu: chuyển đổi giữa báo hiệu mạng IP với báo hiệu mạng
SCN khi phối hợp hoạt động với MGWC.

•

Bảo mật kênh báo hiệu: bảo đảm tính bảo mật của kênh báo hiệu từ GW.
•

Chức năng thông báo: ghi các bản tin sử dụng, xác định và ghi các bản tin
thông báo ra thiết bị ngoại vi.

-

24

-

BÁO HIỆU TRONG NGN

•

Chương 2: Tổng quan về H.323

OA&M: vận hành, quản lý và bảo dưỡng thông qua các giao diện logic cung
cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới các
phần tử quản lý hệ thống.

•

Chức năng quản lý: giao diện với hệ thống quản lý mạng.

•

Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết nối mạng chuyển mạch gói.
SG sẽ làm nhiệm vụ phân tích và chuyển các bản tin báo hiệu trong mạng PSTN

vào mạng H.323. Các bản tin báo hiệu như ISUP, SCCP, TSUP được chuyển đổi thành
dạng hợp lý tại GW báo hiệu và chuyển vào mạng IP.
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 ( SCN – Switched Circuit Network ).
- 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 ).
Các giao thức mà một GW phải hỗ trợ được minh họa trong hình vẽ :

-

25

-