Xây dựng hệ thống điện thoại voip giá rẻ ra quốc tế cho trường đại học bách khoa tp hồ chí minh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.09 MB, 92 trang )
ðại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-------------------------------
TRẦN THANH TUYỀN
Chun Ngành: KỸ THUẬT ðIỆN TỬ
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2009
CƠNG TRÌNH ðƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA
ðẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. LƯU THANH TRÀ
...........................................................................……………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………..
Cán bộ chấm nhận xét 1 : ThS. HỒ TRUNG MỸ
...........................................................................……………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………..
Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS. ðẶNG THÀNH TÍN
...........................................................................……………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………..
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường ðại học Bách Khoa, ðHQG Tp. HCM
ngày 16 tháng 07 năm 2009
Thành phần Hội ñồng ñánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS.TS Lê Tiến Thường
2. TS. ðặng Thành Tín
3. TS. Lưu Thanh Trà
4. ThS Hồ Trung Mỹ
5. ThS Tống Văn On
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Bộ mơn quản lý chuyên ngành sau
khi luận văn ñã ñược sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV
Bộ mơn quản lý chuyên ngành
TRƯỜNG ðH BÁCH KHOA TP. HCM
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
PHÒNG ðÀO TẠO SðH
ðộc lập - Tự do - Hạnh phúc
Tp. HCM, ngày 16 tháng 07 năm 2009.
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: TRẦN THANH TUYỀN
Phái: NAM
Ngày, tháng, năm sinh: 16/11/1983
Nơi sinh: BÌNH ðỊNH
Chuyên ngành: KỸ THUẬT ðIỆN TỬ
MSHV: 01407364
I- TÊN ðỀ TÀI: Xây dựng hệ thống ñiện thọai VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðại
Học Bách Khoa TP.HCM
II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
• Nghiên cứu VoIP
o Kiến trúc hệ thống VoIP
o Chuyển mạch mềm SoftSwitch
o Mạng hội tụ thế hệ mới NGN
o Các giao thức SIP, H323, IAX
• Hệ thống tổng đài Asterisk
o Asterisk – Giải pháp mã nguồn mở cho ñiện thoại Internet
o Ứng dụng của hệ thống Asterisk
o Cài ñặt Asterisk
o Cấu hình Asterisk
• Triển khai và xây dựng hệ thống thoại dùng Asterisk:
o Các ứng dụng của Asterisk cho trường ðHBK TPHCM
o Xây dựng hệ thống ñiện thoại quốc tế dùng Asterisk từ trường Bách Khoa
Tp.HCM ñi Mỹ, Pháp.
III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02-02-2009
IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 06-07-2009
V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Tiến Sĩ, LƯU THANH TRÀ
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
CN BỘ MÔN
QL CHUYÊN NGÀNH
L i C m n
ðầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy TS.Lưu Thanh Trà, thầy đã
ln tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để tơi có thể hồn thành
luận văn thạc sĩ này.
Tơi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến các thầy cơ trường ðại Học
Bách Khoa TPHCM, đặc biệt các thầy cơ thuộc bộ mơn Viễn Thơng,
bộ mơn ðiện Tử những người đã tận tình giảng dạy và truyền đạt
kiến thức trong thời gian học Cao học tại trường.
Xin ñược gửi lời cảm ơn đến gia đình, đã giúp đỡ tơi trong suốt quá
trình học tập và thực hiện luận văn.
Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn ñến các bạn bè, ñồng nghiệp, ñặc biệt
các thành viên trong lớp cao học ñiện tử 2007. ðược học tập và làm
việc với các bạn là vinh hạnh lớn của tôi.
Trân Trọng
TPHCM, ngày 06 tháng 07 năm 2009
TĨM TẮT
Như chúng ta biết, trong thời đại thơng tin ngày nay hệ thống thông tin-truyền thông
trở thành mạch máu khơng thể thiếu đối với sự phát triển của một quốc gia, với sự phát
triển nhanh của nền kinh tế thế giới và đang bước vào giai đoạn tồn cầu hóa, việc
nhiều cơng ty đa quốc gia ra đời, làm việc ở khắp nơi trên thế giới, nhu cầu trao ñổi
thông tin giữa các nước, giữa các doanh nghiệp, giữa các thành viên trong gia đình
bùng nổ trên diện rộng tồn thế giới.
ðối với doanh nghiệp, hệ thống thơng tin xun suốt giữa các phịng ban, quyết định
sự thành bại của cơng ty, đặc biệt là các cơng ty đa quốc gia. Vì thế việc sở hữu một
hoặc nhiều tổng ñài PBX là ñiều cần thiết nhằm ñảm bảo kênh thơng tin giữa các bộ
phận với nhau. Tuy nhiên, đó cũng là một chi phí đáng kể cho doanh nghiệp ñặc biệt là
các doanh nghiệp vừa và nhỏ, với doanh thu không lớn, nên việc phải chi ra một khoản
lớn ñể sở hữu những tổng ñài PBX truyền thống trở thành một vấn ñề. Cũng như là các
tổ chức nhân ñạo - phi lợi nhuận, các trường ñại học, thì việc làm sao tạo ra một kênh
thông tin hiệu quả giữa thầy trò, giữa du học sinh với trường, giữa lãnh ñạo và nhân
viên là một ñiều cực kỳ quan trọng, nhưng nó sẽ có ý nghĩa hơn rất nhiều nếu ta sở
hữu ñược một hệ thống tổng ñài riêng mà chi phí lại thấp.
Trong bối cảnh đó, phần mềm tổng ñài open source Asterisk ra ñời, ai ai cũng có thể
sử dụng nó để xây dựng cho riêng mình một hệ thống tổng đài riêng. ðiều đó thúc đẩy
nhiều nhà nghiên cứu nhảy vào tham gia nghiên cứu, phát triển và tìm cách ứng dụng
Asterisk. Asterisk được xây dựng trên nền tảng Linux, giao thức SIP, mạng Internet;
ngoài việc hỗ trợ những tính năng cơ bản như: đàm thoại, hội thoại, menu thoại trong
một mạng cục bộ, nhiều nhà phát triển nghĩ ra cách kết nối các hệ thống ñó với nhau
(VoiP) bằng các giao thức IAX, và kết hợp với tổng đài analog PSTN hiện thời thơng
qua các card TDM. ðồng thời ñể tận dụng lợi thế Internet nhiều nhà cung cấp dịch vụ
phát triển, triển khai các dịch vụ gọi quốc tế dựa trên Asterisk và ñường truyền
Internet, các dịch vụ đó như: Internaltional Call, SIP Trunking, ….
Và trong luận văn này, em tập trung tìm hiểu và triển khai dịch vụ gọi quốc tế cho
trường ñại học Bách Khoa. Nhằm đạt mục đích là cho phép việc sử dụng các
Softphone, IP Phone, triển khai trên các máy PC hoặc Mobile Wireless, hoặc các điện
thoại có hỗ trợ Softphone, thực hiện cuộc gọi ra quốc tế ñể tạo ra kênh thông tin liên
lạc giữa nhà trường với các thầy cơ, học sinh đang cơng tác ở nước ngoài.
Bằng cách kết hợp với các nhà cung cấp dịch vụ, thơng qua việc đăng ký các dịch vụ
tương ứng như SIP Trunking, DID, … ở nước mà ta muốn gọi ñến ñể bắt tay xây dựng
hệ thống thoại. Như thế việc thực hiện cuộc gọi từ nước mình đến nước bạn sẽ được
tính cước giống là: cước Internet hàng tháng, và chi phí gọi cuộc gọi nội vùng trong
nước ñó, nên rẽ hơn rất nhiều so với việc dùng hệ thống ñiện thoại analog PSTN hay
mạng di ñộng của ta với các dịch vụ chuyển vùng quốc tế.
So với hệ thống IVoice của FPT, gói cước IDD của VNPT(mobiphone, vinaphone),
giá cước gọi quốc tế một phút như sau
International
VNPT
IVoice FPT
VarPhonex
VoipVoiP
Call Price
3960/phút
3410/phút
$195/4500
1.9cent $/phút
phút (khoảng
(khoảng
750ñồng /phút) 500ñồng/phút)
(Nguồn: www.varphonex.com; www.voipvoip.com )
Bảng cước cuộc gọi quốc tế của Vinaphone (nguồn: )
Bảng cước cuộc gọi quốc tế của Mobifone (nguồn: www.mobifone.com.vn )
Trong luận văn này, em ñã kết nối ñến nhà cung cấp dịch vụ Varphonex, VoipVoip ở
Mỹ với các DID ở France/Paris; United Kingdoom/Liverpool; United State/Seatle;
Australia/Sydney, và cho phép thực hiện cuộc gọi ñến các nước này.
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
MỤC LỤC
Chương 1: .....................................................................................................................................................1
GIỚI THIỆU ...................................................................................................................................................1
1.1
GIỚI THIỆU............................................................................................................................ 1
1.2
MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI........................... 3
1.2.1
Mục tiêu của đề tài: .......................................................................................................... 3
1.2.2
Nội Dung Và Phạm vi Nghiên Cứu: ................................................................................... 3
1.2.3
Ý nghĩa của đề tài .............................................................................................................. 3
Chương 2: .....................................................................................................................................................5
HỆ THỐNG VOIP – SOFTSWITCH – MẠNG NGN...........................................................................................5
2.1
KHÁI NIỆM VỀ VOIP .............................................................................................................. 5
2.2
CÁC HÌNH THỨC TRUYỀN QUA IP ......................................................................................... 5
2.2.1
Mơ hình PC to PC............................................................................................................... 5
2.2.2
Mơ hình PC to Phone......................................................................................................... 5
2.2.3
Mơ hình Phone to Phone................................................................................................... 6
2.3
KIẾN TRÚC MẠNG VOIP ........................................................................................................ 7
Kiến trúc chính của mạng VoIP....................................................................................................... 7
2.4
CHUYỂN MẠCH MỀM (SOFTSWITCH)................................................................................... 8
2.4.1
Softswitch .......................................................................................................................... 8
2.4.2
Các Thành Phần Chính Của Softswitch:........................................................................... 10
2.5
CẤU TRÚC MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ KẾ TIẾP (NGN) VÀ SOFTSWITCH ....................... 11
2.5.1
Mạng viễn thông hiện nay .............................................................................................. 11
2.5.2
Mạng thế hệ mới NGN ................................................................................................... 12
2.5.3
Các Thành Phần Của Mạng NGN..................................................................................... 16
2.5.4
Cấu trúc phân lớp của mạng NGN .................................................................................. 19
2.5.5
Những thách thức khi đưa mạng NGN vào hoạt động .................................................. 21
i
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
2.6
GIAO THỨC TRUYỀN TẢI VÀ BÁO HIỆU.............................................................................. 22
2.6.1
SIP .................................................................................................................................... 22
2.6.2
H.323 ............................................................................................................................... 27
2.6.3
IAX(Inter – Asterisk Exchange) ........................................................................................ 33
2.7
CHẤT LƯỢNG...................................................................................................................... 34
Vấn đề chất lượng VoIP ............................................................................................................... 34
Chương 3: ...................................................................................................................................................35
HỆ THỐNG TỔNG ĐÀI ASTERISK ................................................................................................................35
3.1
3.1.1
3.2
Giới Thiệu ............................................................................................................................ 35
Thơng thường hệ thống VoIP dùng Asterisk có cấu trúc như sau: ................................ 35
Kiến trúc Asterisk................................................................................................................. 37
3.2.1
DialPlan............................................................................................................................ 38
3.2.2
Biến trong Asterisk và Macro .......................................................................................... 41
3.2.3
Cú pháp Pattern-matching .............................................................................................. 43
3.2.4
Các toán tử trong Asterisk............................................................................................... 43
3.2.5
Hàm trong Dialpan .......................................................................................................... 43
3.3
Hệ thống quản lý tập tin của ASTERISK............................................................................... 44
Chương 4: ...................................................................................................................................................46
TRIỂN KHAI HỆ THỐNG THOẠI DÙNG ASTERISK .......................................................................................46
4.1
MỘT SỐ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG THOẠI DÙNG ASTERISK................................................. 46
4.1.1
ASTERISK ĐĨNG VAI TRỊ PBX CHO HỆ THỐNG NỘI BỘ ................................................ 46
4.1.2
ASTERISK ĐĨNG VAI TRỊ PBX CHO PHÉP GỌI RA NGOÀI QUA ĐƯỜNG INTERNET. ..... 47
4.1.3
MỞ RỘNG CHO NHIỀU ĐIỂM ........................................................................................ 47
4.1.4
KẾT NỐI CÁC TỔNG ĐÀI ASTERISK VỚI NHAU ............................................................... 48
4.1.5
KẾT NỐI ASTERISK VỚI PBX QUA PSTN .......................................................................... 48
4.1.6
KẾT NỐI QUỐC TẾ.......................................................................................................... 49
4.2
XÂY DỰNG TỔNG ĐÀI NỘI BỘ ASTERISK............................................................................ 50
ii
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
4.2.1
CÀI ĐẶT ASTERISK............................................................................................................ 50
4.2.2
TRIỂN KHAI MỘT SỐ ỨNG DỤNG CƠ BẢN ASTERISK ................................................... 52
4.3
XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỆN THOẠI QUỐC TẾ DÙNG ASTERISK TỪ TRƯỜNG ĐẠI HỌC
BÁCH KHOA ĐI MỸ, PHÁP ................................................................................................................. 61
4.3.1
Mơ hình: .......................................................................................................................... 61
4.3.2
Hệ thống thiết bị: ............................................................................................................ 68
4.3.3
Ngun tắc hoạt động .................................................................................................... 69
4.4
CÁCH THỰC HIỆN TÍNH CƯỚC........................................................................................... 70
4.5
HẠN CHẾ - HƯỚNG MỞ RỘNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .......................................... 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................................... 75
WEBSITE THAM KHẢO....................................................................................................................... 76
iii
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
PHỤ LỤC HÌNH
Hình 2-1:Mơ hình PC to PC ...................................................................................................................... 5
Hình 2-2 : Mơ hình PC to Phone .............................................................................................................. 6
Hình 2-3 : Mơ hình Phone to Phone ........................................................................................................ 6
Hình 2-4: Thành phần của một hệ thống VoIP ....................................................................................... 7
Hình 2-5: Các thành phần trong hệ thống chuyển mạch SoftSwitch ................................................... 10
Hình 2-6: Kiến trúc chi tiết của hệ thống chuyển mạch mềm SoftSwtich............................................ 11
Hình 2-7: Minh họa mạng đơn dịch vụ và mạng đa dịch vụ ................................................................ 12
Hình 2-8: Sự ra đời tất yếu của mạng NGN.......................................................................................... 13
Hình 2-9: Xu hướng phát triển tất yếu ................................................................................................. 14
Hình 2-10: Các Ưu Điểm Của Mạng NGN ............................................................................................. 16
Hình 2-11: Cấu trúc mạng NGN ............................................................................................................ 16
Hình 2-12: Cấu trúc phân lớp của mạng NGN ...................................................................................... 19
Hình 2-13: Các thành phần của SIP ....................................................................................................... 22
Hình 2-14: Bản tin và phản hồi trong giao thức SIP ............................................................................. 24
Hình 2-15: Thiết lập, duy trì và hủy cuộc gọi ........................................................................................ 26
Hình 2-16: Thiết lập phiên SIP bỏ qua Proxy......................................................................................... 27
Hình 2-17: Giao Thức H323 ................................................................................................................... 28
Hình 2-18: Các thành phần của VoIP dùng H.323................................................................................. 28
Hình 2-19: Các thiết bị đầu cuối H.323 ................................................................................................. 29
Hình 2-20: Phiên gọi H323 giữa hai đầu cuối ....................................................................................... 32
Hình 3-1: Mơ hình hệ thống Asterisk .................................................................................................... 35
Hình 3-2: Kiến trúc Asterisk................................................................................................................... 37
Hình 3-3: Cấu trúc thư mục var trong Asterisk Server .......................................................................... 45
Hình 4-1: Mơ hình tổng đài PBX Asterisk .............................................................................................. 46
Hình 4-3: Mơ hình gọi ra ngoài mạng LAN từ Asterisk Server .............................................................. 47
iv
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
Hình 4-4: Mơ hình dịch vụ đa điểm của tổng đài Asterisk................................................................... 47
Hình 4-5: Mơ hình kết nối hai tổng đài Asterisk ................................................................................... 48
Hình 4-6: Mơ hình Asterisk kết nối với PSTN ........................................................................................ 48
Hình 4-7: Mơ hình gọi ra quốc tế từ Asterisk........................................................................................ 49
v
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
Chương 1:
GIỚI THIỆU
1.1 GIỚI THIỆU
Ngày nay với sự bùng nổ của Internet và cơng nghệ Viễn Thơng làm cho khoảng cách
địa lý giữa các quốc gia trên thế giới khơng cịn ảnh hưởng nhiều đến nhu cầu giao tiếp,
trao đổi thơng tin với nhau. Nó giúp cho việc liên lạc vơ cùng tiện lợi, thử hình dung
những năm trước 1996 khi Internet và công nghệ Viễn Thông chưa thực sự phát triển ở
Việt Nam thì việc trao đổi thơng tin thực sự là một vấn đề, đặc biệt nó cịn khó khi khăn
khi việc trao ñổi ñược thực hiện giữa các nước khác nhau như: giữa các Kiều Bào và thân
nhân trong nước, giữa du học sinh và trường chủ quản hay gia đình, giữa nhân viên đi lao
động ở nước ngồi với gia đình, ... . Việc trao đổi chủ yếu thực hiện bằng ñường thư từ
vừa rất tốn thời gian mà khơng bảo đảm là trao đổi thơng tin có xun suốt khơng.
Sau đó Internet và cơng nghệ Viễn Thơng phát triển mạnh mẽ, việc trao đổi thơng tin
trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết, hai bên muốn trao đổi thơng tin chỉ cần ngồi trước máy
tính thơng qua Internet, hoặc là hai bên ñứng ở hai Bưu ðiện và thơng qua mạng Viễn
Thơng là có thể trao đổi với nhau một cách dễ dàng.
Tuy nhiên, việc trao ñổi qua Internet gặp phải vấn ñề là tuy rất tốt về trao đổi dữ liệu,
nhưng về mặt thoại thì chất lượng không thật sự như mong muốn, cũng như là trao đổi
qua mạng Viễn Thơng thì gặp khó khăn về dịch vụ khơng đa dạng, cước phí cao, đặc biệt
là cước phí cuộc gọi quốc tế rất cao.
Với sự xuất hiện của cơng nghệ VoIP, thực hiện việc trao đổi thoại trên nền Internet, thì
vấn đề này được giải quyết rất tốt, nhiều dịch vụ ñiện thoại VoIP (như 171 (VNPT), 177
(SPT), 178 (Viettel), 175 (VISHIPEL)), nhiều dịch vụ VoIP gọi quốc tế rẽ tiền ñã ra ñời
(như Alo 1771 của Cơng ty Cổ phần Dịch vụ Bưu chính Viễn thơng Sài Gịn, hay dùng
Skype), nhưng nó cịn gặp một trở ngại về khả năng kết nối thành công thấp-hay rớt
mạng, và chỉ dùng tốt đối với cá nhân, cịn đối với tổ chức cơ quan có các phịng đại diện
1
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
ở các nước, hay việc liên hệ giữa nhà trường với các du học sinh thì khơng thật sự là tiện
lợi cả.
ðó cũng là lí do mà các cơ quan, tổ chức muốn có riêng cho mình một hệ thống điện
thoại VoIP. Và tổng ñài phần mềm Asterisk là một giải pháp ñược ñưa ra.
Năm năm sau sự ñổ vỡ "dot-com", giới ñầu tư công nghệ lại xôn xao với sản phẩm của
chàng trai chưa ñầy 30 tuổi, tác giả phần mềm nguồn mở Asterix ñược cho là sẽ làm thay
ñổi ngành cơng nghiệp viễn thơng.
Thị trường viễn thơng nói chung và hệ thống tổng đài PBX (Private Branch Exchange)
nói riêng, từ lâu nay là lãnh ñịa ñầy lợi nhuận dành riêng của các "ñại gia" như Alcatel,
Lucent, Nortel và Avaya. Theo Research and Markets (www.researchandmarkets.com),
thị trường thiết bị PBX trị giá khoảng 13 tỉ USD/năm và ñược kỳ vọng sẽ lên ñến 30 tỉ
USD vào năm 2009. Tuy nhiên, lãnh ñịa này ñang bị ñe dọa bởi sản phẩm của chàng trai
chưa ñầy 30 tuổi (sinh năm 1977) - Mark Spencer, tác giả phần mềm nguồn mở Asterisk.
Asterisk là phần mềm thực hiện chức năng tổng ñài ñiện thoại nội bộ (PBX), cho phép
các máy ñiện thoại nhánh (extension) thực hiện cuộc gọi với nhau và kết nối với các hệ
thống ñiện thoại khác bao gồm cả mạng ñiện thoại analog thơng thường (PSTN) và VoIP.
Asterisk có đầy đủ tính năng của tổng ñài PBX thương mại: phân luồng cuộc gọi, thư
thoại, hội ñàm, tương tác (menu thoại)... ðặc biệt, Asterisk còn hỗ trợ nhiều giao thức
VoIP như SIP và H.323, hoạt ñộng như trạm kết nối giữa các ñiện thoại IP và mạng
PSTN.
Trường Bách Khoa là một trường lớn với rất nhiều du học sinh ở khắp thế giới, nên việc
thiết lập một kênh thông tin giữa nhà trường và du học sinh âu cũng là ñiều tất yếu. Và
may mắn thay em ñược thực hiện ñề tài này:
“Xây dựng hệ thống điện thoại VoIP gía rẻ ra quốc tế trên nền Asterisk ñể kết nối
trường ðại Học Bách Khoa với hệ thống mạng của Mỹ, Pháp”.
2
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
1.2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU, Ý NGHĨA CỦA
ðỀ TÀI
1.2.1 Mục tiêu của ñề tài:
“Xây dựng hệ thống ñiện thoại quốc tế trên nền Asterisk ñể kết nối trường ðại Học Bách
Khoa với hệ thống mạng của Mỹ, Pháp, Úc, Anh”.
1.2.2 Nội Dung Và Phạm vi Nghiên Cứu:
• Nghiên cứu VoIP
o Kiến trúc hệ thống VoIP
o Chuyển mạch mềm SoftSwitch
o Mạng hội tụ thế hệ mới NGN
o Các giao thức SIP, H323, IAX
• Hệ thống tổng đài Asterisk
o Asterisk – Giải pháp mã nguồn mở cho ñiện thoại Internet
o Ứng dụng của hệ thống Asterisk
o Cài ñặt Asterisk
o Cấu hình Asterisk
• Triển khai và xây dựng hệ thống thoại dùng Asterisk:
o Các ứng dụng của Asterisk cho trường ðHBK TPHCM như: ñàm thoại, hội
thoại, …
o Xây dựng hệ thống ñiện thoại quốc tế dùng Asterisk từ trường Bách Khoa
Tp.HCM ñi Mỹ, Pháp.
1.2.3 Ý nghĩa của ñề tài
Với việc xây dựng hệ thống ñiện thoại quốc tế trên nền Asterisk ñể kết nối trường ðại
Học Bách Khoa với hệ thống mạng của Mỹ, Pháp, sẽ mở ra một kênh giao tiếp mới cho
trường chúng ta và các du học sinh nói riêng, với các trường bạn ở Pháp – Mỹ, ... Cũng
như là liên lạc giữa các cấp ngành trong trường trở nên dễ dàng hơn, các thầy cô ñi công
tác ở hai nước này sẽ dễ dàng liên lạc về trường, trao đổi với sinh viên. Có thể nói kênh
thơng tin này đảm bảo việc trao đổi thơng tin giữa các cán bộ, nhân viên, sinh viên liên
tục 24 giờ mỗi ngày-7 ngày trong tuần, hay bất cứ lúc nào cần. Tạo ñiều kiện nâng cao
hơn nữa hiệu quả làm việc, giảng dạy, học tập.
3
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
ðại Học Bách Khoa là trường đi đầu về cơng nghệ, ln sẵn sàng ứng dụng các kỹ thuật
mới vào cuộc sống. Trường Bách Khoa ứng dụng triển khai hệ thống có quy mơ, độ ổn
định và tính sẵn sàng cao nhằm chuẩn bị triển khai hệ thống VoIP cho các doanh nghiệp
lớn. Hệ thống triển khai sẽ giúp trường thực hiện cuộc gọi Quốc Tế ñến các số ñiện thoại
cố ñịnh và di ñộng trên thế giới với giá rẻ. ðồng thời hệ thống cũng cho phép thực hiện
tính cước cho các số ñiện thoại gọi ñi.
4
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
Chương 2:
HỆ THỐNG VOIP – SOFTSWITCH – MẠNG NGN
2.1 KHÁI NIỆM VỀ VOIP
Voice Over IP (VoIP) là mơ hình truyền thoại sử dụng giao thức mạng INTERNET
hay còn gọi là giao thức IP. VoIP đang trở thành một trong những cơng nghệ viễn thơng
hấp dẫn nhất hiện nay khơng chỉ đối với các doanh nghiệp mà còn cả với những người sử
dụng dịch vụ. VoIP có thể thực hiện tất cả các cuộc gọi như trên mạng PSTN ví dụ truyền
thoại, truyền fax... với tham số chất lượng dịch vụ (QoS) chấp nhận ñược. VoIP tạo thuận
lợi cho cả các nhà khai thác và người sử dụng có thể tiết kiệm chi phí bao gồm chi phí
cho cơ sở hạ tầng và chi phí liên lạc nhất là liên lạc đường dài. ðối với các nhà cung cấp
dịch vụ, VoIP ñược xem như một mơ hình mới hấp dẫn có thể mang lại lợi nhuận nhờ
khả năng mở rộng và phát triển các loại hình dịch vụ đa dạng với chi phí ñầu tư hạ tầng
rất thấp. Vấn ñề quan trọng của VoIP là cần phải có những giải pháp kỹ thuật phù hợp để
có thể tăng dung lượng và nâng cao chất lượng dịch vụ.
2.2 CÁC HÌNH THỨC TRUYỀN QUA IP
2.2.1 Mơ hình PC to PC
Trong mơ hình này, mỗi máy tính cần được trang bị một sound card, một
microphone, một speaker và ñược kết nối trực tiếp với mạng INTERNET thơng 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 thơng qua mạng INTERNET. Tất cả các thao
tác như lấy mẫu tín hiệu âm thanh, mã hố và giải mã, nén và giải nén tín hiệu đều được
máy tính thực hiện.
Hình 2-1:Mơ hình PC to PC
2.2.2 Mơ hình PC to Phone
Mơ hình PC to Phone là một mơ hình được cải tiến hơn so với mơ hình PC to PC.
Mơ hình này cho phép người sử dụng máy tính có thể thực hiện cuộc gọi đến mạng PSTN
thơng thường và ngược lại. Trong mơ hình này mạng INTERNET và mạng PSTN có thể
giao tiếp với nhau nhờ một thiết bị đặc biệt đó là Gateway. ðây là mơ hình cơ sở ñể dẫn
5
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
tới việc kết hợp giữa mạng INTERNET và mạng PSTN cũng như các mạng GSM hay đa
dịch vụ khác.
Hình 2-2 : Mơ hình PC to Phone
2.2.3 Mơ hình Phone to Phone
ðây là mơ hình mở rộng của mơ hình PC to Phone sử dụng INTERNET làm phương
tiện liên lạc giữa các mạng PSTN. Tất cả các mạng PSTN ñều kết nối với mạng
INTERNET thông qua các Gateway. Khi tiến hành cuộc gọi mạng PSTN sẽ kết nối ñến
Gateway gần nhất. Tại Gateway ñịa chỉ sẽ ñược chuyển ñổi từ ñịa chỉ PSTN sang địa chỉ
IP để có thể định tuyến các gói tin đến được mạng đích. ðồng thời Gateway nguồn có
nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu thoại tương tự thành dạng số sau đó mã hố, 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 lại thành địa chỉ PSTN và tín hiệu được giải nén, giải mã chuyển
đổi ngược lại thành tín hiệu tương tự gửi vào mạng PSTN đến đích.
Hình 2-3 : Mơ hình Phone to Phone
6
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
2.3
KIẾN TRÚC MẠNG VOIP
Kiến trúc chính của mạng VoIP
Theo tiêu chuẩn của tổ chức ETSI (European Telecommunications Standards
Institute), cấu hình chuẩn của mạng VoIP có thể gồm các phần tử sau:
Hình 2-4: Thành phần của một hệ thống VoIP
Thiết bị ñầu cuối kết nối với mạng IP
• Softphone và máy tính cá nhân (PC): Bao gồm một headphone, một phần
mềm và một kết nối INTERNET. Các phần mềm miễn phí phổ biến như Skype, Ekiga,
GnomeMeeting, Microsoft Netmeeting, SIPSet,...
• ðiện thoại truyền thống với IP adapter hay Gateway: ñể sử dụng dịch vụ
VoIP thì máy điện thoại truyền thống phải gắn với một IP adapter để có thể kết nối với
VoIP Server. Adapter là một thiết bị có ít nhất một cổng RJ11 (ñể gắn với ñiện thoại),
RJ45 (ñể gắn với ñường truyền INTERNET hay PSTN) và một cổng cắm nguồn.
• IP Phone: là các ñiện thoại dùng riêng cho mạng VoIP. Các IP Phone khơng
cần VoIP adapter bởi chúng đã được tích hợp sẵn bên trong để có thể kết nối trực tiếpvới
các VoIP Server.
Mạng xương sống, mạng truy nhập IP
Mạng truy nhập IP cho phép thiết bị ñầu cuối, Gateway, gatekeeper truy nhập vào
mạng IP thông qua cơ sở hạ tầng mạng sẵn có.
7
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
Gatekeeper (GK)
GateKeeper đóng vai trị là điểm trung tâm trong mơ hình mạng H.323. Các dịch vụ
nền sẽ quyết ñịnh việc cung cấp địa chỉ (addressing), phân phát băng thơng (bandwidth),
cung cấp tài khoản, thẩm ñịnh quyền (authentication) cho các thiết bị ñầu cuối (Terminal)
và Gateway…
Là phần tử mạng chịu trách nhiệm quản lý việc ñăng ký, xử lý cuộc gọi và báo hiệu
cuộc gọi. Nó xác định tuyến để truyền báo hiệu và nội dung đối với mỗi cuộc gọi.
Trong mơ hình mạng VoIP dùng H.323 thì máy chủ (Server) điều khiển việc ñăng ký
tài khoản người dùng gọi là Gatekeeper. ðối với mơ hình mạng dùng SIP thì gọi là SIP
Server.
2.4 CHUYỂN MẠCH MỀM (SOFTSWITCH)
2.4.1 Softswitch
Cùng với sự phát triển của các công nghệ viễn thông, hệ
thống chuyển mạch mềm ra đời với các tính năng ưu việt,
khắc phục được phần lớn các hạn chế của hệ thống chuyển
mạch kênh truyền thống (như: giá thành cuộc gọi của mạng
ñiện thoại cố định cao; dịch vụ khơng đa dạng, khơng có sự
phân biệt dịch vụ cho các khách hàng khác nhau; hạn chế về
kiến trúc mạng, do đó khó khăn trong việc phát triển mạng);
cũng như kế thừa các ưu ñiểm của chuyển mạch truyền
thống (như cơ sở hạ tầng sẵn có, và ln đảm bảo độ tin cậy rất cao trong trao đổi thơng
tin).
Một giải pháp để giải quyết vấn ñề này là tạo ra một thiết bị lai (hybrid device) có thể
chuyển mạch thoại ở cả dạng kênh và gói với sự tích hợp của phần mềm xử lý gọi. ðiều
này ñược thực hiện bằng cách tách riêng chức năng xử lý cuộc gọi khỏi chức năng
chuyển mạch vật lý. Thiết bị đó chính là bộ điều khiển cổng phương tiện Media
Gateway Controller (MGC) sử dụng chuyển mạch mềm (softswitch).
Tùy thuộc vào từng hãng viễn thông khác nhau, mà ý nghĩa Softwitch có khái niệm khác
nhau:
Theo Mobile IN, Softswitch là ý tưởng về việc tách phần cứng mạng ra khỏi phần mềm.
Theo Nortel, Softswitch chính là thành phần quan trọng nhất của mạng thế hệ tiếp theo
NGN. Softswitch là một phần mềm theo mơ hình mở, có thể thực hiện được những chức
năng thơng tin phân tán trên một mơi trường máy tính mở và có chức năng của mạng
chuyển mạch thoại TDM truyền thống. Chuyển mạch mềm có thể tích hợp thơng tin
thoại, số liệu và video. Và nó có thể phiên dịch giao thức giữa các mạng khác nhau.
8
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
Theo CopperCom, Softswitch là tên gọi dùng cho một phương pháp tiếp cận mới trong
chuyển mạch thoại có thể giúp giải quyết ñược các thiếu sót của hệ thống chuyển mạch
truyền thống.
Thực chất của khái niệm chuyển mạch mềm chính là dùng phần mềm thực hiện chức
năng xử lý cuộc gọi (như: ñịnh tuyến cuộc gọi, quản lý, xác ñịnh và thực thi các đặc tính
cuộc gọi) trong hệ thống chuyển mạch có khả năng chuyển tải nhiều loại thơng tin với
các giao thức khác nhau.
Chức năng chuyển mạch vật lý ñược thực hiện bởi cổng phương tiện Media Gateway
(MG), còn xử lý cuộc gọi là chức năng của bộ ñiều khiển cổng phương tiện Media
Gateway Controller (MGC).
Việc thực hiện chuyển mạch mềm mang lại nhiều ưu điểm như:
- Cho phép có một giải pháp phần mềm chung ñối với việc xử lý cuộc gọi. Và phần mềm
này ñược cài ñặt trên nhiều loại mạng khác nhau, bao gồm cả mạng chuyển mạch kênh và
mạng gói.
- Là động lực cho các hệ điều hành, các mơi trường máy tính chuẩn, tiết kiệm ñáng kể
trong việc phát triển và ứng dụng các phần mềm xử lý cuộc gọi.
Hệ thống chuyển mạch mềm ñã trở thành một thành tố quan trọng bậc nhất trong mạng
thế hệ mới NGN.
Chuyển mạch mềm và chuyển mạch kênh
Chuyển mạch kênh
9
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
-
Nhà cung cấp ñưa ra tất cả các giải pháp trong một khối chuyển mạch duy nhất:
Phần cứng, phầm mềm và các trình ứng dụng.
-
Khách hàng phụ thuộc nhà cung cấp: khơng có đổi mới, chi phí vận hành và bảo
dưỡng cao
Chuyển mạch mềm
-
Các giải pháp ñưa ra từ nhiều nhà cung cấp, ở nhiều mức ñộ khác nhau với nhiều
sản phảm nguồn mở theo chuẩn chung
Khách hàng tự chọn lựa những sản phẩm tốt nhất ñể xây dựng từng lớp mạng
trong hệ thống. Các chuẩn mở cho phép mở rộng dịch vụ và giảm chi phí.
2.4.2 Các Thành Phần Chính Của Softswitch:
Thành phần chính của chuyển mạch mềm Softswitch là MGC (Media Gateway
Controller). Ngồi ra cịn có các thành phần khác: SG (Signalling Gateway), MG
(Media Gateway), MS (Media Server), AS (Appllication Server)/Feature Server
(FS). Trong đó Media Gateway là thành phần nằm trên lớp Media Layer, Signalling
Gateway là thành phần ở trên cùng lớp với MGC; Media Server và Appllication Server
nằm trên lớp Appllication and Service Layer.
Các thành phần này sẽ ñược làm rõ trong phần sau.
Hình 2-5: Các thành phần trong hệ thống chuyển mạch SoftSwitch
10
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
Hình 2-6: Kiến trúc chi tiết của hệ thống chuyển mạch mềm SoftSwtich
2.5 CẤU TRÚC MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ KẾ TIẾP (NGN) VÀ
SOFTSWITCH
2.5.1 Mạng viễn thông hiện nay
Các mạng viễn thông hiện nay có đặc điểm chung là tồn tại một cách riêng lẻ, ứng với
mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng viễn thơng riêng biệt để phục vụ
dịch vụ đó, chẳng hạn:
• Mạng Telex: Dùng để gửi các bức điện dưới dạng kí tự ñã ñược mã hoá bằng
5bit.Tốc ñộ truyền thấp (75 tới 300 bit/s).
• Mạng điện thoại cơng cộng (POTS):thơng tin tiếng nói được mã hố và chuyển
mạch ở hệ thống chuyển mạch điện thoại cơng cộng PSTN
• Mạng truyền số liệu:gồm các mạng chuyển mạch gói để trao đổi dữ liệu dựa trên
X25 và hệ thống truyền số liệu chuyển mạch kênh dựa trên X21.
• Truyền
hình:
truyền
bằng
sóng
vơ
tuyến,
CATV,
DBS.
Mỗi mạng được thiết kế cho các dịch vụ riêng biệt và không thể sử dụng cho các
mục đích khác. Ví dụ ta khơng thể truyền tiếng nói qua mạng chuyển mạch gói
X25 vì trễ q lớn
11
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
Xây dựng hệ thống ñiện thoại VoIP giá rẻ ra quốc tế cho trường ðHBK TP.HCM
GVHD: TS.Lưu Thanh Trà
Qua đó ta thấy rằng mạng viễn thông hiện nay gặp một số hạn chế sau:
• Chỉ truyền được các dịch vụ ñộc lập tương ứng với từng mạng.
• Thiếu mềm dẻo trong việc triển khai các dịch vụ,. .
• Kém hiệu quả trong việc bảo dưỡng, vận hành cũng như sử dụng tài ngun. Tài
ngun sẵn có trong một mạng khơng thể chia sẻ cho các mạng khác cùng sử dụng
Hình 2-7: Minh họa mạng ñơn dịch vụ và mạng ña dịch vụ
2.5.2 Mạng thế hệ mới NGN
2.5.2.1 Sự ra ñời của mạng NGN
Với thực trạng hệ thống mạng Viễn Thông gặp nhiều nhược ñiểm như trên, cũng như
việc phát triển quá nhanh của công nghệ Internet và Viễn Thông, dẫn ñến sự ra ñời của
một loại mạng mới phù hợp hơn với tình hình mới là điều tất yếu. Trong bối cảnh đó
mạng thế hệ mới (NGN) hay cịn gọi là mạng hội tụ ñã ra ñời.
NGN xuất hiện bởi vì đã có nhiều thay đổi trong những năm qua, xét từ ba khía cạnh
chính: cấu trúc ngành cơng nghiệp, cơng nghệ và sự mong đợi của người sử dụng.
12
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
HVTH: Trần Thanh Tuyền
