Điện tử viễn thông voip khotailieu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CÔNG NGHỆ VoIP VÀ ỨNG DỤNG TRONG TỔNG ĐÀI ZYCOO

Giảng viên hướng dẫn : Ths.Đặng Trung Hiếu
Sinh viên thực hiện

: Lê Thị Trang

Lớp

: D5 – ĐTVT1

Khóa

: 2010 - 2015

HÀ NỘI- Năm 2015


NHẬN XÉT
(Của giảng viên hướng dẫn)
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………..

Giảng viên hướng dẫn
(Ký, ghi rõ họ tên)


NHẬN XÉT
(Của giảng viên phản biện)
....................................................................
....................................................................
....................................................................
....................................................................
....................................................................
....................................................................
....................................................................
....................................................................
....................................................................
....................................................................
....................................................................
....................................................................

....................................................................
....................................................................
....................................................................
....................................................................
....................................................................
....................................................................
....................................................................
....................................................................
....................................................................
Chữ kí của giáo viên phản biện
(kí, ghi rõ họ tên)


LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Đặng Trung Hiếu,
người thầy đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Em cũng xin cảm ơn
các thầy, cô giáo của khoa Điện Tử Viễn Thông, trường Đại Học Điện Lực đã tận
tình dạy dỗ, chỉ bảo em trong suốt những năm học ở trường.
Em gửi lời cám ơn tới các anh chị, những người bạn đã giúp đỡ em rất nhiều
để em có thể hoàn thành đồ án này.
Em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, chính là nguồn lực động viên em phấn đấu
trong học tập và cuộc sống.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các bạn sinh viên trong lớp Đ5-ĐTVT1, đã tạo
điều kiện giúp đỡ cho em có một môi trường rất tốt để học tập và nghiên cứu.
Trong quá trình làm đồ án, em đã cố gắng rất nhiều , song do kiến thức hạn chế
nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý, hướng
dẫn và sự giúp đỡ của thầy cô và bạn bè.

Hà Nội, 6 tháng 1 năm 2015

Sinh viên thực hiện
Lê Thị Trang


MỤC LỤC


LỜI MỞ ĐẦU

Những năm gần đây, số lượng người sử dụng internet trên thế giới ngày một
tăng. Mạng internet đã phát triển thành một mạng số liệu toàn cầu cho phép nhiều
loại hình thông tin truyền đi trên đó. Ra đời sau mạng chuyển mạch kênh, sự phát
triển của internet liên quan nhiều đến các kĩ thuật của mạng PSTN. Rất nhiều người
truy cập vào internet bằng modem thông qua đường dây điện thoại và mạng điện
thoại có thể trở thành môi trường để truyền đi những thông tin số liệu. Các dịch vụ
multimedia trên mạng internet đang ngày càng phát triển, thông tin truyền trên
internet không chỉ còn là số liệu nữa mà bao gồm cả tiếng nói và hình ảnh. Mạng
internet và mạng PSTN đang có xu hướng hội nhập lại với nhau. Một biểu hiện của
sự hội nhập giữa hai mạng này là dịch vụ truyền thoại qua mạng IP.
Sự xuất hiện của VoIP đã gây nên một sự chú ý đặc biệt trong lĩnh vực viễn
thông thế giới, lợi ích mà nó mang lại là rất lớn. Đối với người tiêu dùng, lợi ích
đầu tiên mà họ đạt được là chi phí cuộc gọi sẽ rẻ hơn đáng kể. Còn đối với các nhà
sản xuất, cung cấp và khai thác mạng, truyền thoại qua mạng internet mở ra những
thách thức mới nhưng cũng hứa hẹn khả năng lợi nhuận đáng kể. VoIP ngày càng
đáp ứng tốt hơn các yêu cầu đặt ra như chất lượng dịch vụ, giá thành, số lượng tích
hợp các dịch vụ thoại lẫn phi thoại. Mạng VoIP ra đời như là một cuộc cách mạng
của hệ thống viễn thông và xã hội. Với những ưu điểm vượt trội, mạng VoIP đã
chứng tỏ được sức sống và tính thực tiễn cao của nó.
Trong quá trình tìm hiểu em đã chọn đề tài : Công nghệ VoIP và ứng dụng
vào tổng đài Zycoo. Nội dung đề tài gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan về công nghệ VoIP
Trong chương này sẽ tìm hiểu các khái niệm VoIP, kiến trúc, ứng dụng mạng
VoIP. Trình bày các ưu, nhược điểm cũng như yêu cầu chất lượng đối với VoIP.


Chương 2: Các giao thức được sử dụng trong VoIP
Chương này sẽ trình bày các giao thức được sử dụng trong mạng VoIP cũng
như nguyên tắc hoạt động của thoại IP và tính bảo mật của chúng.
Chương 3: Ứng dụng VoIP trong tổng đài Zycoo
Giới thiệu về tổng đài Zycoo, trình bày cấu trúc, tính năng và ứng dụng của
tổng đài Zycoo, giới thiệu các giao thức của VoIP trong tổng đài.
Phần kết luận trình bày những kết quả đồ án đã đạt được, nêu một số hướng
nghiên cứu và phát triển đề tài. Phần cuối của đồ án là danh mục các tài liệu tham
khảo.
Đồ án này là kết quả của quá trình học tập và tìm hiểu của em trong quá trình
theo học tại Trường Đại học Điện lực, dưới sự giúp đỡ tận tình của thầy hướng dẫn
ThS. Đặng Trung Hiếu và các thầy cô giáo trong khoa Điện tử Viễn thông. Các kiến
thức thu được trong quá trình thực hiện đồ án này đã củng cố vững chắc những kiến
thức mà em đã học được và chắc chắn sẽ giúp em rất nhiều trong quá trình học tập
và công tác sau này.

Sinh viên thực hiện
Lê Thị Trang


THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tên đầy đủ

Nghĩa của từ

ACK

Acknowledge

Tin báo nhận

ACD

Automatic Call Distribution

Phân phối cuộc gọi tự động

AC

Audio Codecs

Mã âm thanh

ARQ

Automatic Repeat Request

Kiểm soát lỗi

ADPCM

Adaptive Differential Pulse Code Điều chế xung mã vi sai
Modulation

thích nghi

ATM

Asynchronous Transfer Mode

Chế độ truyền không đồng bộ

BRI

Basic Rate Integrated digital
network

Kênh cơ sở

CPU

Central Processing Unit

Đơn vị xử lí trung tâm

CVSD

Continuously Variable Slope Delta Dẫn xuất điều chế delta
modulation

DHCP

Dynamic Host Configuration
Protocol

Giao thức cấu hình tự động
máy chủ

DC

Direct Current

Dòng điện một chiều

DNS

Domain Name System

Hệ thống phân giải tên miền

DSP

Digital Signalling Processor

Bộ xử lí tín hiệu số

FXS

Foreign eXchange Subscriber

Cổng cung cấp tín hiệu tương
tự đến cho người đăng kí

FXO

Foreign eXchange Office

Cổng tiếp nhận đường tín
hiệu tương tự

FTP

File Transfer Protocol

Giao thức truyền tập tin

FDM

Frequency Division Multiplexing

Ghép kênh phân chia theo tần
số

GSM

Global System for Mobile

Hệ thống di động toàn cầu

HTTP

Hypertext Tranfer Protocol

Giao thức truyền siêu văn

bản

IETF

Internet Engineering Task Forc

Tổ chức viễn thông quốc tếlực lượng chuyên phụ trách
kĩ thuật kết nối mạng

ID

Indentification

Tài khoản

IP

Internet Protocol

Giao thức mạng


IPv4

Internet Protocol version 4

Giao thức mạng phiên bản 4

IVR

Interactive Voice Response

Tương tác thoại

IPv6

Internet Protocol version 6

Giao thức mạng phiên bản 6

ISDN

Intergrated Service Digital
Network

Mạng dịch vụ tích hợp số

ISUP

ISDN User Part

Phần người dùng ISDN

ITU-T

International Telecommunication
Union – Telecommunication
Standardzation Sector

Hiệp hội viễn thông quốc tếtổ chức chuẩn hóa các kĩ

thuật viễn thông

LAN

Local Area Network

Mạng cục bộ

MAC

Media Access Control

Điều khiển truy nhập môi
trường

MC

Multipoint Controller

Bộ phận điều khiển đa điểm

MCU

Multipoint Control Unit

Đơn vị điều khiển đa điểm

MGCP

Media Gateway Control Protocol

Giao thức điều khiển Media
Gateway

MP

Multipoint Processor

Bộ xử lí đa điểm

MTP

Message Tranfer Part

Phần truyền bản tin

NTP

Network Time Protocol

Giao thức thời gian gian
mạng

NAT

Network Address Translation

Cơ chế dịch đổi địa chỉ mạng

OSI

Open System Interference

Mô hình tham chiếu mạng

PAM

Pulse Code Modulation

Bộ mã hóa mã xung

PBX

Private Branche Xchange

Tổng đài chi nhánh riêng

PC

Personnal Computer

Máy tính cá nhân

PCM

Pulse Code Modulation

Bộ mã hóa xung mã

PPPoE

Point to Point Protocol over
Ethernet

Cấu hình mạng điểm – điểm

PSTN

Public Switch Telephone Network

Mạng điện thoại công cộng

QoS

Quality of Service

Chất lượng dịch vụ

RAS

Register Admission Status

Báo hiệu đăng kí, cấp phép,
thông tin trạng thái


RTP

Real Time Transport Protocol

Giao thức truyền thời gian
thực

RTCP

Real Time Transport Control
Protocol

Giao thức điều khiển truyền
thời gian thực

SCN

Switching Network

Mạng chuyển mạch kênh

SCCP

Signaling Connection Control Part

Phần điều khiển kết nối báo
hiệu

SCTP

Stream Control Transmission
Protocol

Giao thức truyền điều khiển

luồng

SIP

Session Initiation Protocol

Giao thức thiết lập phiên

SS7

Signaling System No.7

Hệ thống báo hiệu số 7

SSP

Switch Service Point

Điểm dịch vụ chuyển mạch

SSH

Secure Shell

Giao thức mạng dùng để thiết
lập bảo mật

STP

Signal Tranfer Point

Điểm truyền báo hiệu

SUA

SCCP User Adapter

Bộ chuyển đổi người dùng
SCCP

TCAP

Transaction Capabilities
Application

Phần ứng dụng cung cấp giao
dịch

TDM

Time Division Multiplexing

Ghép kênh phân chia theo
thời gian

TCP

Transmission Capabilities
Application Part

Giao thức điều khiển truyền
thông tin

TUP

Telephone User Part

Phần người dùng điện thoại

UA

User Agent

Đại diện người sử dụng

UAS

User Agent Server

Đại diện người sử dụng mý
chủ

UAC

User Agent Client

Đại diện người sử dụng
khách hàng

UMTS

Universal Mobile
Telecommunication System

Hệ thống viễn thông di động
toàn cầu

UDP

User Datagram Protocol

Giao thức gói dữ liệu người
dùng

VoIP

Voice over Internet Protocol

Công nghệ truyền thoại trên
mạng IP


VPN

Virtual Private Network

Mạng riêng ảo

VLAN

Virtual Local Area Network

Mạng lan ảo

VGA

Video Graphics Array

Card màn hình

WAN

Wide Area Network

Mạng băng rộng

DANH MỤC HÌNH VẼ

Số thứ tự

Tên hình vẽ

Trang

Hình 1.1

Mô hình mạng internet

1

Hình 1.2

Mô hình mạng thoại truyền thống

2

Hình 1.3

Mô hình mạng VoIP

2

Hình 1.4

Mô hình PC to PC

7

Hình 1.5

Mô hình PC to Phone

7

Hình 1.6

Mô hình phone to phone

8

Hình 1.7

Mô hình tổng quan mạng VoIP

9

Hình 1.8

Mô hình phân lớp chức năng

10

Hình 1.9

Các thành phần trong mạng VoIP

12


Hình 2.1

Các giao thức được sử dụng trong H.323

17

Hình 2.2

Các thành phần trong giao thức H.323

18

Hình 2.3

Các thành phần chức năng của một thiết bị đầu cuối

18

Hình 2.4

Vùng Gatekeeper

20

Hình 2.5

Chồng giao thức H.323

21

Hình 2.6

Quá trình thiết lập cuộc gọi H.323

25

Hình 2.7

Các thành phần trong giao thức SIP

27

Hình 2.8

Quá trình thiết lập và hủy cuộc gọi SIP

29

Hình 2.9

Quá trình lấy mẫu

35

Hình 2.10 Quá trình lượng tử hóa

37

Hình 2.11 Các thành phần trong gói IP

38

Hình 3.1

Cấu tạo phần cứng tổng đài U20

43

Hình 3.2

Cấu tạo phần cứng tổng đài U50

44

Hình 3.3

Cấu tạo phần cứng tổng đài U100

45

Hình 3.4

Mô hình đăng nhập tổng đài

46

Hình 3.5

Giao diện tổng đài khi đăng nhập đúng

47

Hình 3.6

Cấu hình cổng WAN

48

Hình 3.7

Cấu hình IPv6

49

Hình 3.8

Cấu hình VLAN

49

Hình 3.9

Tạo định tuyến tĩnh

50

Hình 3.10 Thông tin bảng định tuyến

50

Hình 3.11 Cấu hình thông tin mạng

51

Hình 3.12 Cấu hình máy nhánh

51

Hình 3.13 Tạo một máy nhánh mới

52

Hình 3.14 Tạo cuộc gọi ra ngoài

54

Hình 3.15 Thêm trung kế mới

54

Hình 3.16 Tạo trung kế FXO/GSM

55

Hình 3.17 Điều khiển cuộc gọi vào

56

Hình 3.18 Điều khiển IVR

57

Hình 3.19 Tạo IVR mới

57

Hình 3.20 Tạo lời thoại IVR

58

Hình 3.21 Tạo nhóm đổ chuông mới

58


Hình 3.22 Ghi âm cuộc gọi

59

Hình 3.23 Chuyển tiếp cuộc gọi

59

Hình 3.24 Giao diện lựa chọn module

60

Hình 3.25 Lựa chọn module E1/T1

60

Hình 3.26 Lựa chọn module ISDN BRI

60


GVHD: Th.s Đặng Trung Hiếu

SVTH: Lê Thị Trang

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VoIP

1.1 Đặt vấn đề

Ngày nay hầu như chúng ta nghe nói rất nhiều cũng như đã và đang sử dụng
các dịch vụ Voice over IP ( VoIP) trong liên lạc hằng ngày ( Skype, Voice chat…..).
VoIP là một kĩ thuật mang tính cách mạng. Trong tương lai rất có thể sẽ thay thế
toàn bộ hệ thống điện thoại truyền thống.Thực tế chúng hoạt động như thế nào,lợi
ích của chúng ra sao? Đâu là những tiện ích và ứng dụng của VoIP? Sau đây chúng
ta sẽ tìm hiểu kĩ hơn về công nghệ này.

Hình 1.1: Mô hình mạng Internet

14


GVHD: Th.s Đặng Trung Hiếu

SVTH: Lê Thị Trang

Hình 1.2: Mô hình mạng thoại truyền thống PSTN
Hai hình trên miêu tả mạng thoại truyền thống PSTN và mạng Internet tách
biệt nhau. Mạng điện thoại kết nối nhiều PBX ( Private Branch Exchange) lại với
nhau, và mỗi một PBX sẽ được nối kết nhiều máy điện thoại. Trong mạng dữ liệu,
nhiều mạng cục bộ LAN kết nối với nhau thông qua mạng Internet ( chia sẻ dữ liệu,
email, web,….).
Tại sao lại cần 2 mạng độc lập như thế? Tại sao không liên kết chúng lại với
nhau? Và khi đó , chúng ta sẽ có một mạng duy nhất như sau:

Hình 1.3 : Mô hình mạng VoIP ( kết hợp giữa PSTN và Internet)

15

GVHD: Th.s Đặng Trung Hiếu

SVTH: Lê Thị Trang

1.2 Khái niệm về VoIP

Voice over Internet Protocol ( VoIP) là một công nghệ cho phép truyền thoại
sử dụng giao thức mạng IP, trên cơ sở hạ tầng sẵn có của mạng Internet. VoIP là một
trong những công nghệ viễn thông đang được quan tâm nhất hiện nay, không chỉ đối
với các nhà khai thác, các nhà sản xuất mà còn cả với người sử dụng dịch vụ. VoIP
có thể vừa thực hiện cuộc gọi như trên mạng thoại truyền thống (PSTN) đồng thời
truyền dữ liệu trên cơ sở mạng truyền dữ liệu. Như vậy nó đã tận dụng được sức
mạnh và sự phát triển vượt bậc của mạng IP vốn chỉ được sử dụng để truyền dữ liệu
thông thường.
1.3 Đặc điểm của VoIP

VoIP ra đời nhằm khai thác tính hiệu quả của các mạng truyền số liệu, khai
thác tính linh hoạt trong phát triển các ứng dụng mới của giao thức IP và nó được áp
dụng trên một mạng toàn cầu là mạng Internet.
1.3.1 Ưu điểm
-

Giảm chi phí cuộc gọi: Ưu điểm nổi bật nhất của điện thoại IP so với dịch

vụ điện thoại hiện tại là khả năng cung cấp những cuộc gọi đường dài giá rẻ với
chất lượng chấp nhận được. Nếu dịch vụ thoại IP được triển khai, chi phí cho một
cuộc gọi đường dài sẽ chỉ tương đương với chi phí truy cập internet. Nguyên nhân
dẫn đến chi phí thấp như vậy là do tín hiệu thoại được truyền tải trong mạng IP có

khả năng sử dụng kênh hiệu quả cao. Đồng thời, kĩ thuật nén thoại tiên tiến giảm
tốc độ bit từ 64 Kbps xuống thấp tới 8 Kbps ( theo tiêu chuẩn nén thoại G.729A của
ITU-T) kết hợp với tốc độ xử lí nhanh của các bộ vi xử lý ngày nay cho phép việc
truyền tiếng nói theo thời gian thực là có thể thực hiện được với lưu lượng tài
nguyên thông thấp hơn nhiều so với kĩ thuật cũ.
So sánh một cuộc gọi trong mạng PSTN với một cuộc gọi qua mạng IP, ta
thấy: Chi phí phải trả cho cuộc gọi trong mạng PSTN là chi phí phải bỏ ra để duy trì
cho một kênh 64Kbps suốt từ đầu cuối này tới đầu cuối kia thông qua một hệ thống

16


GVHD: Th.s Đặng Trung Hiếu

SVTH: Lê Thị Trang

các tổng đài. Chi phí này đối với các cuộc gọi đường dài ( liên tỉnh, quốc tế) là khá
lớn.
Khi gọi qua mạng IP, người sử dụng từ mạng PSTN chỉ phải duy trì kênh
64Kbps đến Gateway của nhà cung cấp dịch vụ tại địa phương. Nhà cung cấp dịch
vụ thoại IP sẽ đảm nhiệm việc nén, đóng gói tín hiệu thoại và gửi chúng đi qua
mạng IP một cách có hiệu quả nhất để tới được Gateway nối tới một mạng điện
thoại khác có người liên lạc đầu kia.Việc kết nối như vậy làm giảm đáng kể chi phí
cuộc gọi do phần lớn kênh truyền 64Kbps đó được thay thế bằng việc truyền tin qua
mạng dữ liệu hiệu quả cao.
-

Tích hợp mạng thoại, mạng số liệu và mạng báo hiệu: Trong điện thoại

IP, tín hiệu thoại , số liệu và ngay cả báo hiệu đều có thể cùng đi trên một mạng IP.

Điều này sẽ tiết kiệm được chi phí đầu tư để xây dựng những mạng riêng rẽ.
-

Khả năng mở rộng: Nếu như các tổng đài thường là những hệ thống kín,

rất khó để thêm vào đó những tính năng thì các thiết bị trong mạng internet thường
có khả năng thêm vào những tính năng mới. Chính tính mềm dẻo đó mang lại cho
dịch vụ điện thoại IP khả năng mở rộng dễ dàng hơn so với điện thoại truyền thống.
-

Không cần thông tin điều khiển để thiết lập kênh truyền vật lý: Gói

thông tin trong mạng IP truyền đến đích mà không cần một sự thiết lập nào. Gói chỉ
cần mang địa chỉ của nơi nhận cuối cùng là thông tin đó có thể đến được đích. Do
vậy, việc điều khiển cuộc gọi trong mạng IP chỉ cần tập trung vào chức năng cuộc
gọi mà không phải tập trung vào chức năng thiết lập kênh.
-

Quản lí băng thông: Trong điện thoại chuyển mạch kênh, tài nguyên

băng thông cung cấp cho một cuộc liên lạc là cố định (một kênh 64Kbps) nhưng
trong điện thoại IP việc phân chia tài nguyên cho các cuộc gọi linh hoạt hơn nhiều.
Khi một cuộc liên lạc diễn ra, nếu lưu lượng của mạng thấp, băng thông dành cho
liên lạc sẽ có 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 một lúc nhiều người nhất. Điểm này cũng là
17


GVHD: Th.s Đặng Trung Hiếu

SVTH: Lê Thị Trang

một yếu tố làm tăng hiệu quả sử dụng của điện thoại IP. Việc quản lí băng thông
một cách tiết kiệm như vậy cho phép người dùng nghĩ tới những dịch vụ cao cấp
hơn như truyền hình hội nghị, điều mà với công nghệ chuyển mạch cũ người ta
không thể thực hiện vì chi phí quá cao.
-

Nhiều tính năng dịch vụ: Tính linh hoạt của mạng IP cho phép tạo ra

nhiều tính năng mới trong dịch vụ thoại. Ví dụ cho biết thông tin về người gọi tới
hay một thuê bao điện thoại IP có thể có nhiều số liên lạc mà chỉ cần một thiết bị
đầu cuối duy nhất.
-

Khả năng multimedia: Trong một cuộc gọi , người sử dụng có thể vừa

nói chuyện vừa sử dụng dịch vụ khác như truyền file, chia sẻ dữ liệu, hay xem hình
ảnh của người nói chuyện bên kia.
1.3.2 Nhược điểm
-

Kĩ thuật phức tạp: Truyền tín hiệu theo thời gian thực trên mạng chuyển

mạch gói là rất khó thực hiện do mất gói trong mạng là không thể tránh được và độ
trễ không cố định của các gói thông tin khi truyền trên mạng. Để có một dịch vụ
thoại chấp nhận được, cần thiết phải có một kĩ thuật nén tín hiệu đạt được những
yêu cầu khắt khe: tỉ số nén lớn ( để giảm được tốc độ bit xuống) có khả năng suy
đoán và tạo lại thông tin của các gói bị thất lạc.. Tốc độ xử lí của các bộ codec

( coder and decoder- Bộ mã hóa và giải mã) phải đủ nhanh và không làm cuộc gọi
bị gián đoạn. Đồng thời cơ sở hạ tầng của mạng cũng cần được nâng cấp lên các
công nghệ mới như Frame Relay, ATM,.. để có tốc độ cao hơn và phải có một cơ
chế thực hiện chức năng QoS. Tất cả các điều này làm cho kĩ thuật thực hiện điện
thoại IP trở nên phức tạp.
- Vấn đề bảo mật: Mạng Internet là một mạng có tính rộng khắp và hỗn
hợp ( hetorogenous network). Trong đó có rất nhiều loại máy tính khác nhau cùng
các dịch vụ khác nhau cùng sử dụng chung một cơ sở hạ tầng. Do vậy không có gì
đảm bảo rằng thông tin liên quan đến cá nhân cũng như số liên lạc truy nhập sử
dụng dịch vụ của người dùng bí mật.

18


GVHD: Th.s Đặng Trung Hiếu

SVTH: Lê Thị Trang

- Chất lượng dịch vụ chưa cao: Các mạng số liệu vốn dĩ không phải xây
dựng với mục đích truyền thoại thời gian thực, vì vậy khi truyền thoại qua mạng số
liệu cho chất lượng cuộc gọi không được đảm bảo trong trường hợp mạng xảy ra tắc
nghẽn hoặc có độ trễ lớn. Tính thời gian thực của tín hiệu thoại đòi hỏi chất lượng
truyền dữ liệu cao và ổn định. Một yếu tố làm giảm chất lượng thoại nữa là kĩ thuật
nén để tiết kiệm đường truyền. Nếu nén xuống dung lượng càng thấp thì kĩ thuật
nén càng phức tạp, chất lượng không cao và đặc biệt là thời gian xử lí sẽ lâu, gây
trễ.
-

Trễ lớn nên tiếng vọng ảnh hưởng đến chất lượng cuộc thoại: Nếu như

trong mạng thoại, đỗ trễ thấp nên tiếng vọng không ảnh hưởng nhiều thì trong mạng
IP, do trễ lớn nên tiếng vọng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng thoại.
Như vậy, điện thoại IP chứng tỏ nó là một loại hình dịch vụ mới rất có tiềm
năng. Trong tương lai, điện thoại IP sẽ cung cấp các dịch vụ hiện có của điện thoại
trong mạng PSTN và các dịch vụ mới của riêng nó nhằm đem lại lợi ích cho đông
đảo người dựng.Tuy nhiên, điện thoại IP với tư cách là một dịch vụ sẽ không trở
nên hấp dẫn hơn PSTN chỉ vì nó chạy trên mạng IP . Khách hàng chỉ chấp nhận loại
dịch vụ này nếu như nó đưa ra được một chi phí thấp
1.4

Các hình thức truyền thoại IP

1.4.1 Mô hình PC to PC (máy tính đến máy tính)
Trong mô hình này, mỗi máy tính cần được trang bị một sound card, một
microphone, một speaker và được kết nối trực tiếp với mạng Internet thông qua
modem hoặc card mạng. Mỗi máy tính được cung cấp một địa chỉ IP và hai máy
tính đã có thể trao đổi các tín hiệu thoại với nhau thông qua mạng Internet. Tất cả
các thao tác như lấy mẫu tín hiệu âm thanh, mã hóa và giải mã, nén và giải nén tín
hiệu đều được máy tính thực hiện. Trong mô hình này chỉ có những máy tính nối
với cùng một mạng mới có khả năng trao đổi thông tin với nhau.

19


GVHD: Th.s Đặng Trung Hiếu

SVTH: Lê Thị Trang

Hình 1.4: Mô hình PC to PC
1.4.2 Mô hình PC to phone ( máy tính đến điện thoại)

Mô hình PC to phone là một mô hình được cải tiến hơn so với mô hình PC to
PC. Mô hình này cho phép người sử dụng máy tính có thể thực hiện cuộc gọi đến
mạng PSTN thông thường và ngược lại. Trong mô hình này mạng Internet và mạng
PSTN có thể giao tiếp với nhau nhờ một thiết bị đặc biệt đó là gateway. Đây là mô
hình cơ sở để dẫn đến việc kết hợp giữa mạng Internet và mạng PSTN cũng như các
mạng GSM hay đa dịch vụ khác.

Hình 1.5: Mô hình PC to Phone

20


GVHD: Th.s Đặng Trung Hiếu

SVTH: Lê Thị Trang

1.4.3 Mô hình phone to phone ( điện thoại đến điện thoại)
Đây là mô hình mở rộng của mô hình PC to phone sử dụng Internet làm
phương tiện liên lạc giữa các mạng PSTN. Tất cả các mạng PSTN đều kết nối với
mạng Internet thông qua các gateway. Khi tiến hành cuộc gọi mạng PSTN sẽ kết nối
đến gateway gần nhất. Tại gateway địa chỉ sẽ được chuyển đổi từ địa chỉ PSTN
sang địa chỉ IP để có thể định tuyến các gói tin đến được mạng đích. Đồng thời
gateway nguồn có nhiệm vụ chuyển đối tín hiệu thoại tương tự thành dạng số sau đó
mã hóa, nén, đóng gói và gửi qua mạng. Mạng đích cũng được kết nối với gateway
và tại gateway đích, địa chỉ lại được chuyển đổi trở thành địa chỉ PSTN và tín hiệu
được giải nén, giải mã chuyển đổi ngược lại thành tín hiệu tương tự và gửi vào
mạng PSTN đến đích.

Hình 1.6: Mô hình phone to phone
1.5 Yêu cầu chất lượng đối với VoIP

Từ những nhược điểm chính của mạng chuyển mạch gói đã đặt ra những yêu
cầu cho VoIP như sau:
- Chất lượng thoại phải ổn định, độ trễ chấp nhận được.
- Mạng IP cơ bản phải đáp ứng được những tiêu chí hoạt động khắt khe gồm

giảm thiểu việc không chấp nhận cuộc gọi, mất mát gói và mất liên lạc. Điều
này đòi hỏi ngay cả trong trường hợp mạng bị nghẽn hoặc khí nhiều người sử
dụng chung tài nguyên của mạng cùng một lúc.
- Việc báo hiệu có thể tương tác được với báo hiệu của mạng PSTN.
- Quản lí hệ thống mạng an toàn, địa chỉ hóa và thanh toán phải được cung
cấp, tốt nhất là được hợp nhất với các hệ thống hỗ trợ hoạt động PSTN.
21


GVHD: Th.s Đặng Trung Hiếu

SVTH: Lê Thị Trang

1.6 Kiến trúc và các thành phần mạng VoIP

1.6.1 Kiến trúc mạng VoIP

Hình 1.7 : Mô hình kiến trúc tổng quan mạng VoIP
Nhìn vào mô hình trên ta thấy mạng VoIP gồm các thành phần chính là: IP
phone và VoIP server.
IP phone (softphone): Là thiết bị giao diện đầu cuối phía người dùng với
mạng VoIP. Cấu tạo chính của một IP phone gồm hai thành phần chính: Thành phần
báo hiệu mạng VoIP, báo hiệu có thể là H.323 sử dụng giao thức TCP hay SIP sử
dụng UDP hoặc TCP hoặc làm giao thức truyền tải của mình. Thành phần truyền tải

media: sử dụng RTP để truyền luồng media với chất lượng thời gian thực và được
điều khiển theo giao thức RTCP.
VoIP Server: Chức năng chính của server trong mạng VoIP tùy thuộc vào giao
thức báo hiệu được sử dụng. Nhưng về mô hình chung thì VoIP Server thực hiện các
chức năng sau:
-

Định tuyến bản tin báo hiệu trong mạng VoIP
Đăng kí, xác thực người sử dụng
22


GVHD: Th.s Đặng Trung Hiếu

-

SVTH: Lê Thị Trang

Dịch địa chỉ trong mạng
Nói chung, VoIP Server trong mạng như là đầu não chỉ huy mọi hoạt động

của mạng, Server có thể tích hợp tất cả các chức năng (SoftSwitch) hoặc nằm tách
biệt trên các Server chức năng khác nhau ( Location Server, Registrar Server, Proxy
Server,…).
1.6.2 Mô hình phân lớp chức năng
Về mặt chức năng , công nghệ VoIP có thể được chia làm ba lớp như sau:

Hình 1.8: Mô hình phân lớp chức năng
Lớp cơ sở hạ tầng mạng gói: Có chức năng truyền tải lưu lượng. Trong VoIP
cơ sở hạ tầng là các mạng IP. Giao thức truyền tải thời gian thực RTP ( Realtime

Transport Protocol) kết hợp với UDP và IP giúp truyền tải thông tin thoại qua mạng
IP. RTP chạy trên UDP, còn UDP hoạt động trên IP hình thành nên cơ chế truyền
RTP/UDP/IP trong VoIP.
Trong các mạng IP, hiện tượng các gói IP thất lạc hoặc đến không theo thứ tự
thường xuyên xảy ra. Cơ chế truyền TCP/IP khắc phục việc mất gói bằng cơ chế
23


GVHD: Th.s Đặng Trung Hiếu

SVTH: Lê Thị Trang

truyền lại không phù hợp với các ứng dụng thời gian ( timestamp) được dùng để
bên thu nhận biết và xử lý các vấn đề như trễ, sự thay đổi độ trễ và sự mất gói.
Lớp điều khiển cuộc gọi: Thực hiện chức năng báo hiệu, định hướng cuộc
gọi trong VoIP. Sự phân tách giữa mặt phẳng báo hiệu và truyền tải đã được thực
hiện ở PSTN với báo hiệu kênh chung SS7, nhưng ở đây nhấn mạnh một thực tế có
nhiều chuẩn báo hiệu cho VoIP cùng tồn tại như H323, SIP hay SGCP/MGCP. Các
giao thức báo hiệu này có thể hoạt động cùng nhau, được ứng dụng để phù hợp với
những nhu cầu cụ thể của mạng. Ngoài ra lớp này còn cung cấp chức năng truy
nhập tới dịch vụ bên trên cũng như các giao diện lập trình mở để phát triển ứng
dụng.
Lớp ứng dụng dịch vụ: Đảm nhiệm chức năng cung cấp dịch vụ trong mạng
với cả dịch vụ cũ tương tự như trong PSTN và dịch vụ mới thêm vào. Các giao diện
mở cho phép các nhà cung cấp phần mềm độc lập phát triển ra nhiều ứng dụng mới.
Đặc biệt là các ứng dụng dựa trên web, các ứng dụng kết hợp giữa thoại và dữ liệu ,
các ứng dụng liên quan tới thương mại điện tử. Sự phân tách lớp dịch vụ làm cho
các dịch vụ mới được triển khai nhanh chóng. Ngoài ra, các chức năng như quản lý,
nhận thực cuộc gọi và chuyển đổi địa chỉ cũng được thực hiện ở lớp này.
Do các giao diện giữa các lớp là mở và tuân theo chuẩn, tạo ra nhiều sự lựa

chọn khi xây dựng thiết kế mạng. Ví dụ, ứng với lớp cơ sở hạ tầng mạng ta có thể
dùng các router và switch của hãng Cisco, điều khiển cuộc gọi thực hiện bằng các
gatekeeper của VocalTec và các dịch vụ được cung cấp bởi server dịch vụ của
Netspeak. Do đó mô hình trên không chỉ có giá trị về mặt lí thuyết .

24


GVHD: Th.s Đặng Trung Hiếu

SVTH: Lê Thị Trang

1.6.3 Các thành phần trong mạng VoIP

Hình 1.9: Các thành phần trong mạng VoIP
Mạng VoIP phải có khả năng thực hiện các chức năng mà mạng điện thoại
công cộng thực hiện, ngoài ra phải thực hiện chức năng của một gateway giữa mạng
IP và mạng thoại công cộng. thành phần của mạng VoIP có thể gồm các phần tử sau:
Thiết bị đầu cuối với mạng IP: Là một nút cuối cùng trong mạng điện thoại
IP, một thiết bị đầu cuối có thể cho phép một thuê bao trong mạng IP thực hiện cuộc
gọi. Cuộc gọi đó sẽ được gatekeeper mà đầu cuối hoặc thuê bao đã đăng kí giám
sát.
Mạng truy nhập IP: Là các loại dữ liệu sử dụng chồng giao thức TCP/IP,
trong đó sử dụng giao thức IP cho lớp mạng, còn lớp truy nhập mạng có thể là giao
thức của mạng LAN, x25, Fram Relay,……..

25