GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ THOẠI IP

BÀI 1
GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ
THOẠI IP


Công nghệ thoại IP Voice over Internet Protocol
• Công nghệ thoại IP là công nghệ truyền/nhận các dữ
liệu thoại (âm thanh) với thời gian thực bằng giao
thức IP (Internet Protocol)
• Mục đích của việc sử dụng công nghệ thoại IP là:
• Tiết kiệm được chi phí so với sử dụng hệ thống điện
thoại thông thường đặc biệt là khi gọi điện thoại đường
dài
• Có thể đưa vào nhiều loại dịch vụ một cách dễ dàng như:
quản lý cuộc gọi, hội thoại hội nghị …


Voice over Internet Protocol - VOIP


Sự phát triển của công nghệ VoIP
• Tháng 2 năm 1995 hãng Vocaltec đã thực hiện
truyền thoại qua Internet với phần mềm nén tín
hiệu thoại và chuyển đổi thông tin thành các
gói tin IP để truyền dẫn qua môi trường
Internet.
• Phần mềm kết nối PC cá nhân với card âm
thanh, headphone, mic…
• Có rất nhiều chuẩn cho truyền thoại trên nền
IP nhưng có hai chuẩn được sử dụng rộng rãi
nhất là H.323 của ITU và SIP của IETF

Nguyên tắc hoạt động của VoIP
• Số hoá tín hiệu giọng nói, nén tín hiệu đã số hoá,
chia tín hiệu thành các gói
• Truyền những gói số liệu này trên nền IP
• Các gói số liệu được ghép lại tại nơi nhận, giải mã
ra tín hiệu analog để phục hồi âm thanh
• Thông tin thoại trước khi đưa lên mạng IP sẽ được
nén xuống dung lượng thấp (tuỳ theo kỹ thuật nén),
vì vậy sẽ làm giảm được lưu lượng mạng.


VoIP
…

Nén lại nhỏ hơn 32Kbps

Chuyển vận trên mạng thông qua
Routers, LAN Switches …, sử dụng
các giao thức IP


Chuyển từ Analog sang Digital
Analog

Voic
e

CODEC: Analog  Digital

Nén
Tạo Voice Datagram
Thêm Header
(RTP, UDP, IP, etc)

Digital

N e tw o rk


Số hoá tiếng nói chuẩn PCM
•
•
•
•

Lấy mẫu,
Lượng tử hoá
Mã hoá.
8000 x 8 bits
= 64 kb/s

+127

+0

-127


Chuyển từ Digital sang Analog

Digital

N e tw o rk

Xem xét Header
Lập lại hàng đợi (Re-sequence) và
Buffer Delay
Giải nén
CODEC: Digital to Analog
Analog

Voice


Ưu điểm của điện thoại IP
• Đối với điện thoại Internet có các cơ chế để phát
hiện khoảng lặng (khoảng thời gian không có tiếng
nói) nên sẽ làm tăng hiệu suất mạng.
• Nhiều cuộc gọi hơn, giảm độ rộng băng thông cho
mỗi kết nối
• Hỗ trợ thêm nhiều dịch vụ bổ sung và giúp triển
khai các dịch vụ mới nhanh chóng, dễ dàng, tự động
dịch vụ, pháthiện trạng thái, quản lý thông tin, mã
hoá bảo mật..
• Tận dụng đầu tư, thiết bị sẵn có… với nhà điều hành
mạng và cung cấp dịch vụ


Nhược điểm của điện thoại IP
• Chất lượng cuộc gọi thấp và không thể xác định

trước được do được truyền trên các mạng IP được
xây dựng với mục đích truyền dữ liệu
• Các gói tin truyền trong mạng có thời gian trễ thay
đổi trong phạm vi lớn (~100-300ms), có khả năng
mất mát thông tin trong mạng trong quá trình
truyền.
• Khi sử dụng kỹ thuật nén để tiết kiệm đường truyền,
nếu nén xuống dung lượng càng thấp thì kỹ thuật
nén càng phức tạp, cho chất lượng không cao và đặc
biệt là thời gian xử lý sẽ lâu, gây trễ.
• Tiếng vọng (echo): do trễ lớn trong mạng IP nên
tiếng vọng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng thoại.


Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng
• PSTN: Public Switched Telephone Network
• Là mạng dịch vụ phát triển rất sớm trên thể giới và
có tốc độ phát triển rất cao trong thế kỷ trước
• Cung cấp dịch vụ thoại và phi thoại
• Là mạng viễn thông lâu đời nhất và lớn nhất phủ
khăp toàn cầu


Public Switched Telephone Network


Phương thức hoạt động của mạng PSTN
• Hoạt động theo phương thức mạch (circuit mode)
theo kiểu kết nối có hướng (connection-oriented)
• Bao gồm 3 pha: sử dụng các hệ thống báo hiệu.

• Thiết lập kết nối (setup)
• Duy trì kết nối (conversation)
• Xoá kết nối (released).


Đặc điểm của mạng PSTN
• Truy nhập analog 300-3400 Hz
• Kết nối song công chuyển mạch kênhqua các thiết
bị chuyển mạch
• Băng thông chuyển mạch 64kb/s hoặc 300-3400Hz
đối với chuyển mạch analog
• Không có khả năng di động hoặc di động rất hạn
chế bởi đường dây
• Có nhiều chức năng tương đồng với mạng N-ISDN


Điện thoại cố định - Telephone
• Là một thiết bị đầu cuối Analog, hoạt động song
công (Full Duplex), thiết bị này tạo ra hai kênh tiếng
nói ngược chiều nhau
• Vừa là máy thu vừa là máy phát không cần qua một
quá trình chuyển đổi nào.
• Sử dụng hệ thống báo hiệu chuẩn gọi là báo hiệu
thuê bao Analog giống như modem, fax, cardphone
• Truy cập vào mạng qua đường dây (mạch vòng thuê
bao)


Máy Fax
• Trao đổi văn bản tĩnh và hình ảnh tĩnh trên một

trang giấy
• Dùng công nghệ xử lý tính hiệu số để chuyển từ
hình ảnh trên văn bản ra dữ liệu số nhờ một thiết bị
quét ảnh (scanner)
• Tín hiệu số mang hình ảnh của bản gốc (origin) để
chuyển qua một kết nối của mạng PSTN đến máy
thu để in hình ảnh trên giấy
• Là một thiết bị nửa song công (half duplex)


Tổng đài điện thoại riêng - PBX
• Chức năng chính của tổng đài này là chuyển mạch, phân phối
cuộc gọi trong toàn hệ thống.
• Những người sử dụng PBX dùng chung một số đường điện thoại
ngoài để thực hiện các cuộc gọi ra bên ngoài.
• Có các dịch vụ hướng dẫn, dịch vụ Voice Mail, hệ thống tính
cước.
• IP PBX là hệ thống PBX chạy bằng phần mềm thực hiện một số
nhiệm vụ nhất định và cung cấp những dịch vụ thoại trên mạng
IP.


Tổng đài điện thoại riêng - PBX

Các đường ra ngoài được gọi là các đường trung
kế


Các hệ thống PBX kết nối qua mạng PSTN và
mạng IP

IP
ne two rk
VoIP
Gateway
PBX

VoIP
Gateway
PSTN

PBX


Các loại hình dịch vụ thoại qua IP
• Máy tính tới máy tính, dịch vụ có thể kết nối trực
tiếp qua mạng IP hoặc qua mạng trung gian
• Máy tính tới máy điện thoại
• Máy điện thoại tới máy điện thoại qua mạng PSTN
và mạng trung gian IP


Máy tính tới máy tính

• Hệ thống này được thực hiện dựa trên cơ sở sử dụng
các phần mềm dùng riêng cho việc truyền thoại giữa
các máy tính.
• Phần mềm sẽ chia tín hiệu thoại thành từng packet
(gói) để truyền đi trong mạng đến máy tính đích
• Máy tính đích sẽ thực hiện chuyển đổi các gói thoại

thành tín hiệu thoại ban đầu để truyền đến tai người
nghe.
• Dịch vụ này thường được áp dụng trong tổ chức
hoặc công ty nhằm đáp ứng các nhu cầu liên lạc nội
bộ.


Máy tính tới máy tính (PC-to-PC)


Máy tính tới máy điện thoại
• Cho phép thiết lập cuộc gọi tới một máy tính được
được trang bị phần mềm truyền thoại trên mạng đến
bất kì một máy điện thoại nào trên mạng PSTN
thông qua đường liên kết IP.
• Thực hiện cuộc gọi thông qua mạng như trên, hệ
thống phải trang bị các Gateway- Gateway là thành
phần giao tiếp giữa mạng PSTN truyền thống với
mạng VoIP
• Gateway sẽ thực hiện chức năng chuyển số IP sang
số điện thoại thường dùng và ngược lại. Cũng nhờ
thực hiện các cơ chế chuyển đổi giao thức báo hiệu
giữa 2 mạng IP và PSTN.


Máy tính tới máy điện thoại
(Telephone-to-PC)