Nghiên cứu triển khai điện thoại thẻ thông minh 1719 trên nền mạng NGN

TR

IăH CăQU CăGIAăHĨăN I
NGă IăH CăCỌNGăNGH

INH TH LAN H

NG

NGHIểNăC UăTRI N KHAI I N THO I TH
THÔNG MINH 1719 TRÊN N N M NG NGN

LU NăV NăTH CăS

HĨăN I - 2009


TR

IăH CăQU CăGIAăHĨăN I
NGă IăH CăCỌNGăNGH

INH TH LAN H

NG

NGHIểNăC UăTRI N KHAI I N THO I TH
THÔNG MINH 1719 TRÊN N N M NG NGN

Ngành
: Công ngh i n t - Vi n thông.

Chuyên ngành : K thu t đi n t
Mã s
: 60 52 70

LU NăV NăTH CăS
NG

IăH

NGăD NăKHOAăH C:ăPGSă-TS NGUY N C NH TU N

HĨăN I ậ 2009


L IăCAMă OAN

Tôiă xină camă đoană n iă dungă lu nă v nă làă k tă qu ă nghiênă c uă c aă b nă thân,
d iăs ăh ngăd năc a Phó giáo s - Ti n s Nguy n C nh Tu n.ăN iădungăvàăk tă
qu ătrìnhăbàyătrongălu năv nălàătrungăth c,ăkhôngăsaoăchépăt ăcácăcôngătrìnhălu nă
v năkhác.

Tácăgi ălu năv n

inhăTh ăLanăH

ng


M CL C
L I CAM OAN

M cl c
Danh sách hình v
Danh sách B ng bi u
Danh sách các t vi t t t
l i nói đ u.................................................................................................................1
Ch

ng I. CÔNG NGH VOIP Và D CH V

I N THO I IP........................3

1.1. Gi i thi u v công ngh VoIP ...........................................................................3
1.2. Các hình th c truy n tho i trên m ng IP.........................................................4
1.2.1. Mô hình PC to PC ..........................................................................................4
1.2.2. Mô hình PC to Phone .....................................................................................5
1.2.3. Mô hình Phone to Phone ................................................................................5
1.3. Các ng d ng c a đi n tho i IP.........................................................................6
1.4. L i ích c a đi n tho i IP ....................................................................................7
1.5. Các nhân t

nh h

1.6. Uu đi m và nh

ng đ n ch t l

ng đi n tho i IP.....................................9

c đi m c a đi n tho i IP......................................................10

1.7. Các thách th c đ i v i vi c tri n khai đi n tho i IP .....................................11
Ch

ng II. Các Giao th c báo hi u trong VoIP...............................12

2.1. Báo hi u theo chu n H.323...............................................................................13
2.1.1. Gi i thi u chu n H.323 ................................................................................13
2.1.2. C u trúc H.323 .............................................................................................14
2.1.3. Các th t c báo hi u cu c g i. .....................................................................20
2.2. Giao th c đi u khi n phiên SIP (Session Initation Protocol) .......................23
2.2.1. Các thành ph n c a SIP. ..............................................................................24
2.2.2. Các b n tin SIP và mào đ u .........................................................................25
2.2.3. Ho t đ ng c a SIP........................................................................................26
2.2.4. Thi t l p và hu cu c g i SIP ......................................................................27
2.2.5. Tính n ng c a SIP ........................................................................................29


2.2.6. So sánh H.323 và SIP ...................................................................................30
2.3. Báo hi u theo giao th c MGCP .......................................................................32
2.3.1. Gi i thi u chung ...........................................................................................32
2.3.2. Thi t l p cu c g i .........................................................................................33
2.3.3. So sánh MGCP, SIP và H.323 .....................................................................34
2.4. Giao th c Megaco/H.248 ..................................................................................36
2.5. K t lu n ..............................................................................................................38
Ch

ng III. Gi i pháp đ m b o ch t l

ng tho i trong VoIP40

3.1. K thu t nén tho i trong VoIP .........................................................................40
3.1.1. Các k thu t mã hoá tho i. ............................................................................40
3.1.2. Các chu n nén tho i .....................................................................................45
3.2. Các bi n pháp x lý khi gói hoá tho i truy n trên m ng IP.........................46
3.2.1. Giao th c truy n t i th i gian th c (RTP) ...................................................48
3.2.2. S d ng các gói có kích th

c bé ................................................................49

3.2.3. S d ng gói có các c p u tiên khác nhau ...................................................49
3.2.4. B đ m jitter .................................................................................................50
3.2.5. K thu t nén kho ng l ng ............................................................................50
3.2.6.

n n n .....................................................................................................51

3.2.7. Tri t ti ng v ng ............................................................................................52
3.3. Các c ch đi u khi n ch t l

ng d ch v bên trong m t ph n t m ng. ...52

3.3.1. Các thu t toán x p hàng ...............................................................................53
3.3.2.

nh hình l u l

ng (Traffic Shapping). .....................................................54

3.3.3. Các c ch t ng hi u qu đ

ng truy n. ......................................................54

3.4. Giao th c báo hi u QoS....................................................................................55
Ch ng VI. nghiên c u tri n khai d ch v đi n tho i th ThÔng minh 1719 trên n n
m ng NGN.....................................................58
4.1. M ng vi n thông th h m i NGN ...................................................................58
4.1.1.

nh ngh a.................................................................................................. 58

4.1.2. c đi m.............................................................................................................59
4.2. Gi i pháp m ng SURPASS c a SIEMENS ...................................................61


4.2.1. C u trúc m ng Surpass .................................................................................61
4.2.2. Các thi t b trong h s n ph m Surpass .......................................................67
4.2.3. Trung k

o (Virtual Trunking) ...................................................................76

4.2.4. Giao th c BICC............................................................................................79
4.2.5. Báo hi u .......................................................................................................81
4.3. D ch v đi n tho i th tr tr

c thông minh 1719 (Calling Card) .............82

4.3.1. Gi i thi u d ch v .........................................................................................82
4.3.1. Cách s d ng th 1719 .................................................................................83
4.3.3. C

c d ch v 1719 và so sánh v i các d ch v khác ...................................84

4.4. C u trúc m ng d ch v 1719 ............................................................................88
4.5. Quá trình thi t l p cu c g i 1719 ....................................................................90
4.5.1. Thi t l p cu c g i .........................................................................................90
4.5.2. Quá trình th c hi n cu c g i chi ti t ............................................................91
4.6. M t s v

ng m c khi tri n khai d ch v th tr tr

4.7. So sánh ch t l

c PPCS .....................96

ng d ch v 1719-64Kbps và 1719-8Kpbs ..........................100

4.7.1. Cu c g i VoIP 64K ....................................................................................100
4.7.2. Cu c g i VoIP 8K ......................................................................................103
4.7.3. Ch t l

ng tho i 64K .................................................................................105

4.7.4. Ch t l

ng tho i 8K ...................................................................................107

4.7.5. Nh n xét .....................................................................................................109
4.7. Kh o sát s li u 1719 th c t ..........................................................................110
K t lu n..................................................................................................................115
Tài li u tham kh o...........................................................................................116

DANH SÁCH HÌNH V
Hình 1.1. i n tho i thông th

ng ..................................................................................3

Hình 1.2. Mô hình đi n tho i IP ......................................................................................4
Hình 1.3. Mô hình PC to PC ............................................................................................5
Hình 1.4. Mô hình PC to Phone ......................................................................................5
Hình 1.5. Mô hình Phone to Phone dùng đi n tho i th

ng ...........................................6

Hình 1.6. Mô hình Phone to Phone dùng IP phone .........................................................6
Hình 1.7. Ho t đ ng c a b đ m ...................................................................................10
Hình 2.1. Quan h gi a các giao th c trong m ng VoIP. .............................................12
Hình 2.2. Ch ng giao th c H.323 ..................................................................................14
Hình 2.3. C u trúc h th ng H.323 ................................................................................14
Hình 2.4. Thi t b đ u cu i H.323 (H.323 Terminal) ....................................................15
Hình 2.5. Các c u hình c s c a Gateway ...................................................................18
Hình 2.6. Báo hi u thi t l p cu c g i gi a m ng chuy n m ch gói và PSTN ..............20
Hình 2.7. Báo hi u tr c ti p - Cùng Gatekeeper ...........................................................22
Hình 2.8. C u trúc SIP ...................................................................................................24
Hình 2.9. Thi t l p và hu cu c g i SIP........................................................................28
Hình 2.10. MG và MGC ................................................................................................33
Hình 2.11. Thi t l p cu c g i A-B ................................................................................33
Hình 2.12. H.323 Gateway và MGC + MG ..................................................................34
Hình 2.13. Báo hi u thi t l p cu c g i trong hai m ng H.323 và MGCP .....................35

Hình 2.14. C u trúc giao th c đi u khi n c ng Megaco/H.248 ....................................36
Hình 3.1. Mô hình chung t o ti ng nói c a Vocoding ..................................................42
Hình 3.2. S đ nguyên lý ph

ng pháp t ng h p CELP. ............................................43

Hình 3.3. M ch tri t ti ng v ng.....................................................................................52
Hình 3.4. Nén tiêu đ gói tho i......................................................................................55
Hình 3.5. Quá trình g i path message ...........................................................................56
Hình 3.6. Quá trình g i resv message ...........................................................................57
Hình 4.1. Mô hình m ng NGN ......................................................................................58
Hình 4.2. Gi i pháp Surpass c a Siemens .....................................................................61
Hình 4.3. Ch c n ng c a các thi t b Surpass. ..............................................................62
Hình 4.4. Chuy n m ch th h sau ................................................................................64
Hình 4.5. Truy nh p th h sau......................................................................................66
Hình 4.6. Các thi t b trong h s n ph m Surpass.........................................................67
Hình 4.7. C u trúc ch c n ng hiQ9200 .........................................................................69
Hình 4.8. S đ kh i hiQ9200 .......................................................................................70
Hình 4.9. B x lý chính CP113C .................................................................................72
Hình 4.10. AMP.............................................................................................................72
Hình 4.11. MBD. ...........................................................................................................73
Hình 4.12. CCGE...........................................................................................................73
Hình 4.13. S đ t ng quát hiG1000 .............................................................................74
Hình 4.14. Ch đ d phòng c a hiG1000 ....................................................................74
Hình 4.15. Ch đ d phòng c a m ng l

i..................................................................75

Hình 4.16. C u trúc khung HiG1000.............................................................................75

Hình 4.17. Trung k

o ..................................................................................................77

Hình 4.18. Mô hình cu c g i trung k

o c b n ..........................................................77

Hình 4.19. Modem over IP ............................................................................................78
Hình 4.20. Truy n Fax qua IP .......................................................................................79
Hình 4.21. Truy n d li u ISDN qua IP ........................................................................79
Hình 4.22. BICC ............................................................................................................80
Hình 4.23. BICC trong mô hình cu c g i phone to phone ............................................81


Hình 4.24. Báo hi u trong m ng NGN ..........................................................................81
Hình 4.25. C u trúc m ng d ch v 1719 ........................................................................89
Hình 4.26. S đ thi t l p cu c g i ...............................................................................90
Hình 4.27. Cu c g i Prepaid Card Service 1719...........................................................91
Hình 4.28. Cu c g i VoIP tr ătr

c ..............................................................................94

Hình 4.29. Cu c g i qua m ng PSTN ...........................................................................95
Hình 4.30. Cu c g i n i t nh .........................................................................................96
Hình 4.31. Cu c g i t thuê bao trong Nam đ n m t thuê bao ngoài B c ...................97
Hình 4.32. C u hình gi i pháp c a Siemens ..................................................................98
Hình 4.33. C u hình đo cu c g i VoIP 64K-64K .......................................................101
Hình 4.34. C u hình đo cu c g i VoIP 64K-VoTDM ................................................102
Hình 4.35. C u hình đo cu c g i VoIP 8K-8K ...........................................................104

Hình 4.36. C u hình đo cu c g i VoIP 8K-VoTDM ..................................................105
Hình 4.37. C u hình đo ch t l

ng tho i 64K .............................................................106

Hình 4.38. C u hình đo ch t l

ng tho i 8K...............................................................108

DANH SÁCH CÁC B NG BI U
B ng 2.1. Các thành ph n và các giao th c c a chu n H.323 ............................ 13
B ng 2.2. So sánh SIP và H.323 ......................................................................... 32
B ng 2.3. Thi t l p cu c g i trong hai m ng H.323 và MGCP.......................... 35
B ng 2.4. So sánh Megaco/H.248 và MGCP ..................................................... 38
B ng 3.1. T ng k t các đ c tính c a các ph

ng pháp nén tho i....................... 46

B ng 3.2. D ch v tho i và d ch v d li u ........................................................ 47
B ng 4.1. C

c g i liên t nh v i d ch v 1719 ................................................... 87

B ng 4.2. C

c g i liên t nh v i d ch v 171 ..................................................... 88

B ng 4.3. T l thành công cho cu c g i VoIP 64K-64K ................................ 101
B ng 4.4. Th i gian thi t l p trung bình cho cu c g i VoIP 64K-64K............ 101
B ng 4.5. T l thành công cho cu c g i VoIP 64K-VoTDM ......................... 102

B ng 4.6. T l thành công cho cu c g i VoIP 64K-VoTDM ......................... 103


B ng 4.7. Th i gian thi t l p trung bình cho cu c g i VoIP 64K-VoTDM ..... 103
B ng 4.8. T l thành công cho cu c g i VoIP 8K-8K .................................... 104
B ng 4.9. Th i gian thi t l p trung bình cho cu c g i VoIP 8K-8K ................ 104
B ng 4.10. T l thành công cho cu c g i VoIP 8K-VoTDM ......................... 105
B ng 4.11. Th i gian thi t l p trung bình cho cu c g i VoIP 8K-VoTDM ..... 105
B ng 4.12.

tr VoIP 64K............................................................................. 107

B ng 4.13. Suy hao tín hi u VoIP 64K............................................................. 107
B ng 4.14.

tr đ i v i VoIP 8K .................................................................. 108

B ng 4.15. Suy hao v i tín hi u VoIP 8K ........................................................ 109
B ng 4.16. Tiêu chu n v tr trong thông tin tho i .......................................... 119
B ng 4.17. So sánh t ng l u l

ng 1719 c a 9 tháng n m 2008 ..................... 113

DANH SÁCH CÁC T
ARQ
ACF
ARJ
ADPCM
BRI
BRQ

BRJ
CELP

VI T T T

Admission Request
Yêu c u truy nh p
Admission Confirm
Xác nh n yêu c u truy nh p
Admission Reject
T ch i yêu c u truy nh p
Adaptive Differential Pulse
i u xung mã vi sai thích nghi
Code Modulation
Basic Rate Interface
Giao di n t c đ c s
Bandwidth Request
Yêu c u d i thông
Bandwidth Reject
T ch i yêu c u d i thông
Codebook Excited Linear Prediction Mã d đoán tuy n tính kích
thích b ng mã c đ nh.


TĨIăLI UăTHAMăKH O
Ti ngăvi t
1. TS Phùng V n V n, TS Lê Ng c Giao, Tr n H o B u, i n tho i IP, n m
2002, nhƠăxu tăb năB uă i n.
2. Ngô Vân Anh, Ch t l ng d ch v tho i qua IP - Mô hình đang thay đ i, t p chí
"ThôngătinăKhoaăh căk ăthu tăvƠăKinhăt ăB uă i n"ă3/2001.

3. Tích h p đi n tho i v i máy tính, PC World 9/1996.
4. IPv6, PC World 12/1998.
5. Hoàng Xuân Tùng, Voice over IP,
n m 2003.
Ti ngăAnh

ăánăt tănghi păkhoaă" i năt ăVi năthông",ă

1. Transmission Control Protocol, RFC 793.
2. A Transport Protocol for Real-Time Application, RFC 1889
3. ITU - T Recommendation G.729
4. ITU - T Recommendation G. 723.1
5. ITU - T Recommendation G.726
6. ITU-T Re. Y2001ă‘GeneralăOverviewăofăNGN’ăDec.2004.
7. ITU-TăRe.ăY2011ă‘General Principles and General Reference Model for NGN’ă
Dec.2004.
8. 7 kHz Audio - Coding Within 64 KBIT/S, ITU-T Recommendation G.722
9. Coding of Speech at 8 kbit/s Using CS-ACELP, ITU-T Recommendation G.729
10. Coding of Speech at 8 kbit/s Using CS-ACELP, ITU-T Recommendation G.729
ậ Annex A
11. Coding of Speech at 16 kbit/s Using Low-Delay Code Excited Linear Prediction,
ITU-T Recommendation G.728
12. Pulse Code Modulation (PCM) Of Voice Frequencies, ITU-T Recommendation
G.711
13. Session Initiation Protocol (SIP), RFC 2543
14. The Recommendation for the IP Next Generation Protoco, RFC 1752
15. Voice over IP (Internet Protocols, Rsvp, IPv6), VoIP Chapter 30, 43, 46 Sysco
System

16. Rakesh Arora, Voice over IP : Protocols and Standards,
Website:
/>