Tweet
Tác giả: Nguyễn Tấn Hiệp
1.1 Giới thiệu về công nghệ VoIP.VoIP là từ viết tắt của Voice over Internet Protocol.Đây là một thuật ngữ dùng để chỉ cách thức âm thanh được truyền đi qua các gói tin IP thông qua internet.VoIP có thể sử dụng phần cứng hỗ trợ để thực hiện các cuộc gọi như số nội bộ,đường dài,di động hay quốc tế và có thể được sử dụng trong một môi trường PC hay loại điện thoại qua IP đặc biệt(IP phone).
VoIP cho phép thực hiện cuộc gọi dùng máy tính qua mạng dữ liệu internet.VoIP chuyển đổi tín hiệu thoại từ điện thoại tương tự(analog)vào tín hiệu số(digital)trước khi truyền qua internet,sau đó chuyển đổi ngược lại ở đầu nhận.khi tạo một cuộc gọi VoIP dùng điện thoại với một bộ điều hợp,chúng ta sẽ nghe âm thanh mời gọi,quay số sẽ diễn ra sau tiến trình này.VoIP cũng cho phép tạo một cuộc gọi trực tiếp từ máy tính dùng một loại điện thoại tương ứng hoặc dùng microphone.
VoIP cho phép tạo cuộc gọi đường dài qua mạng IP có sẵn thay vì phải được truyền qua mạng PSTN(Public Switched Telephone Network).Ngày nay nhiều công ty đã thực hiện giải pháp VoIP của họ để giảm chi phí cho những cuộc gọi đường dài giữa nhiều chi nhánh xa nhau.
1.2 VoIP hoạt động như thế nào?
Cách đây nhiều năm chúng ta đã khám phá ra cách gửi tín hiệu đến một máy đích ở xa bằng tín hiệu số bằng cách: trước khi gửi,chúng ta sẽ số hóa tín hiệu bằng ADC(Analog to Digital Converter-Thiết bị chuyển đổi tín hiệu tuần tự sang tín hiệu số)sau đó truyền đi và tại đầu nhận sẽ chuyển đổi ngược lại với DAC(Digital to Analog Converter-Thiết bị chuyển đổi tín hiệu số sang tín hiệu tuần tự) để sử dụng.
VoIP cũng làm việc giống như vậy,số hóa âm thanh thành các gói dữ liệu,gửi dữ liệu đi và chuyển đổi chúng lại thành dạng âm thanh tại đầu nhận.
Khi nói vào ống nghe hay microphone,giọng nói sẽ tạo ra tín hiệu điện từ,đó là tín hiệu analog.Tín hiệu analog sẽ được chuyển đổi sang tín hiệu số nhờ vào một số thuật toán đặc biệt để chuyển đổi.Những tín hiệu khác nhau sẽ có cách chuyển đổi khác nhau như VoIP phone hay softphone,nếu dùng điện thoại analog thông thường thì cần một TA(Telephone Adapter),sau đó giọng nói được số hóa sẽ được đóng thành gói tin và được gửi qua mạng IP.
Định dạng số có thể được điều khiển tốt hơn:chúng ta có thể nén,định tuyến,chuyển đổi nó sang định dạng mới và hơn nữa tín hiệu số thì ít nhiễu hơn tín hiệu analog.
Mặc dù khái niệm về VoIP là đơn giản nhưng thực hiện và ứng dụng VoIP là phức tạp.Để gửi voice,thông tin phải được tách biệt thành những gói(packet)giống như dữ liệu.Gói là những phần thông tin được chia nhỏ để dễ dàng cho việc gửi gói cũng như có thể dùng kỹ thuật nén gói để tiết kiệm băng thông thông qua những tiến trình codec(compressor/de_compressor).
1.3 Những điểm thuận lợi của VoIP so với PSTN.
Khi bạn dùng đường truyền PSTN,bạn phải trả cho thời gian sử dụng cho nhà cung cấp dịch vụ PSTN: sử dụng càng nhiều bạn phải trả càng nhiều.Thêm vào đó bạn không thể nói với người khác tại cùng thời điểm.
Với kỹ thuật VoIP, bạn có thể nói chuyện toàn thời gian với người bạn muốn(điều cần thiết là những người khác cũng phải kết nối internet tại cùng thời điểm),cho đến khi nào bạn muốn(không phụ thuộc vào chi phí) và thêm vào đó,bạn có thể nói chuyện với nhiều người tại cùng một thời điểm.
Trước đây khi dựa vào giao tiếp thoại trên PSTN,trong suốt kết nối giữa hai điểm,đường kết nối chỉ dành riêng cho bên thực hiện cuộc gọi.Không có thông tin khác có thể truyền qua đường truyền này mặc dù vẫn thừa lượng băng thông sẵn dùng.
Nhưng ngày nay, điều đó đã không còn là vấn đề nữa, với sự phát triển nhanh chóng và được sử dụng rộng rãi của IP,chúng ta đã tiến rất xa trong khả năng giảm chi phí trong việc hỗ trợ truyền thoại và dữ liệu.Giải pháp tích hợp thoại vào mạng dữ liệu,và cùng hoạt động bên cạnh với hệ thống PBX hiện tại hay những thiết bị điện thoại khác đã đơn giản cho việc mở rộng khả năng thoại cho những vị trí ở xa.Traffic thoại thực chất sẽ dược mang tự do(free)bên trên cơ sở hạ tầng và thiết bị phần cứng có sẵn.
1.4 Các giao thức được sử dụng trong VoIP.
1.4.1 H323.
1.4.2.1 Giới thiệu về giao thức H323.
Những giao thức VoIP có thể được phân loại tùy theo vai trò của chúng trong suốt quá trình chuyển giao thông điệp. H323 và SIP là những giao thức báo hiệu, các giao thức này dùng để thiết lập,ngắt và thay đổi cuộc gọi. RTP và RTCP cung cấp chức năng mạng vận chuyển end-to-end cho những ứng dụng truyền dữ liệu mà yêu cầu thời gian thực (real-time) như là âm thanh và video. Những chức năng đó bao gồm nhận diện loại dữ liệu, số trình tự, tham số thời gian và giám sát tiến trình gởi. TRIP,SAP,STUN, TURN… bao gỗm một nhóm các giao thức hỗ trợ có liên quan đến VoIP. Sau cùng, bởi vì VoIP gían tiếp dựa vào tầng vận chuyển bên dưới để di chuyển dữ liệu nên đòi hỏi nhiều giao thức như là TCP/IP,DNS,DHCP,SNMP,RSVP, và TFTP.
1.4.2.2 Đặc điểm kĩ thuật của giao thức H323.
Bộ giao thức H323 cho phép những thiết bị kết nối khác nhau có thể liên kết với nhau.H323 được phổ biến bởi tổ chức ITU.Giao thức này ban đầu được phát triển cho những ứng dụng đa phương tiện,các thực thể của H323 cung cấp những tiến trình liên quan đến vấn đề đồng bộ như thoại,video và kết nối dữ liệu.Hỗ trợ cho thoại là chủ yếu,hỗ trợ cho video,kết nối dữ liệu chỉ là phần mở rộng của H323.
Đặc điểm kỹ thuật của H323 định nghĩa bốn thực thể H323 khác nhau như là các đơn vị chức năng của mạng H323 hoàn chỉnh, những thành phần này của hệ thống H323 bao gồm thiết bị đầu cuối, gateway, gatekeeper và các đơn vị điều khiển đa điểm(MCUs).
Thiết bị đầu cuối(điện thoại,softphones,IVRs,thư thoại,máy quay phim,v.v…) là những thiết bị điển hình tác động qua lại với người dùng cuối.Phần mềm MS Netmeeting là một ví dụ của thiết bị đầu cuối.Các thiết bị đầu cuối chỉ cung cấp thoại hoặc đa phương tiện như là video và sự cộng tác ứng dụng thời gian thực.
Gateways giải quyết điều khiển tín hiệu và truyền dẫn phương tiện, và là thành phần mở rộng. Điển hình của gateway là cung cấp giao diện cho những mạng khác nhau như là ISDN,PSTN hoặc những hệ thống H323 khác. Bạn có thể nghĩ chức năng của H323 như là cung cấp một “bộ dịch”. Ví dụ như là một gateway H323 sẽ điều khiển sự đàm thoại của H323 với SIP hoặc H323 với ISUP(ISDN User Part) chỉ rõ tính chất thủ tục tín hiệu xen kẽ cho việc điều khiển cuộc gọi. Nghĩ một cách khác thì một gateway cung cấp một giao diện giữa mạng chuyển gói(ví dụ như VoIP) và mạng chuyển mạch(ví dụ như PSTN). Nếu gatekeeper tồn tại, gateway VoIP đăng ký với gatekeeper đó và gatekeeper sẽ tìm ra gateway tốt nhất cho phiên giao dịch chi tiết.
Gatekeeper cũng là phân mở rộng của H323, điều khiển việc giải quyết địa chỉ và cho vào mạng H323. Chức năng quan trọng nhất của nó là biên dịch địa chỉ giữa địa chỉ ký danh tượng trưng và địa chỉ IP. Ví dụ,với sự có mặt của gatekeeper nó có khả năng gọi tới địa chỉ có tên là “Tom” thay vì phải gọi tới địa chỉ IP 192.168.10.10. Gatekeeper cũng quản lý các thiết bị đầu cuối truy cập vào các thiết bị,tài nguyên mạng, và mở rộng hơn là có thể cung cấp các dịch vụ phụ. Chúng cũng giám sát việc sử dụng dịch vụ và cung cấp băng thông có giới hạn. Một gatekeeper thì không đòi hỏi một hệ thống H323. Tuy nhiên nếu có sự hiện diện của gatekeeper, các thiết bị đầu cuối muốn sử dụng được thì cần phải có sự phục vụ của gatekeeper. RAS định nghĩa khái niệm này là sự biên dịch địa chỉ, điều khiển sự đi vào, điều khiển băng thông, sự quản trị miền. Các chức năng của gatekeeper và gateway thường được hiện diện trên những thiết bị vật lý đơn giản.
MCUs hỗ trợ hội nghị nhiều bên giữa ba hay nhiều thiết bị đầu cuối. Chuẩn H323 cho phép nhiều kịch bản đàm thoại đặc biệt, hoặc tập trung hay phân quyền.
Base-end servers (BES) là một chức năng bổ sung quan trọng trong hạ tầng H323. BES có thể cung cấp những dịch vụ cho việc chứng thực người sử dụng, sự ủy quyền dịch vụ, tài chính, nạp điện và hóa đơn, và các dịch vụ khác. Trong một mạng đơn giản thì gatekeeper và gateway cung cấp những dịch vụ như thế
1.4.2.3 Những giao thức có liên hệ với H323.
H323 có đặc điểm kỹ thuật giống như một chiếc dù chứa đựng một số lượng lớn bộ máy chính trị có tác động qua lại với nhau bằng nhiều cách thức khác nhau dựa vào bộ dạng, sự vắng mặt, mối quan hệ mô hình của những thực thể tham gia và loại session (ví dụ như là audio và video). Có nhiều giao thức con bên trong đặc điểm của giao thức H323. Để mà có thể hiểu được toàn bộ những luồng thông điệp bên trong một giao tác VoIP của giao thức H323, bản thân chúng ta sẽ tự quan tâm đến những giao thức chung nhất có liên quan đến công nghệ VoIP. Hình 5.2 sẽ cho thấy những giao thức thích hợp và mối quan hệ của chúng.
H323 định nghĩa một tập hợp tổng quát việc thiết lập cuộc gọi và những thủ tục đàm phán- quan trọng nhất trong các ứng dụng VoIP ngày nay là các giao thức H.225, H.235, H.245 và các bộ phận của dãy tín hiệu Q.900. Các phương pháp vận chuyển dữ liệu cơ bản được định nghĩa bởi giao thức thời gian thực RTP và RTCP. H323 cũng chỉ rõ một nhóm audio codes cho sự liên kết VoIP, dãy G.700:
H.225/Q.931 định nghĩa tín hiệu cho việc thiết lập và ngắt cuộc gọi, bao gồm địa chỉ IP nguồn và địa chỉ IP đích, cổng, mã vùng, và thông tin cổng của giao thức H245.
H.225.0/RAS chỉ rõ thông điệp mà mô tả tín hiệu, và thông tin dòng media.
H.245 chỉ rõ thông điệp và thông tin kênh logic cho dòng phương tiện.
Real Time Protocol (RTP) mô tả vận chuyển end-to-end của dữ liệu thời gian thực
Real Time Control Protocol (RTCP) mô tả việc giám sát end-to-end của việc chuyển dữ liệu, chất lượng dịch vụ của thông tin cung cấp như là jitter và sự thất lạc trung bình của packet.
Codecs G.700 series được sử dụng cho VoIP bao gồm:
G.711 Một trong số codecs lâu đời nhất, G.711 không sử dụng sự nén, vì thế giọng nói có chất lượng tuyệt vời.Codec này tiêu thụ nhiều dải thông nhất.Đây là codec tương tự được dùng bởi PSTN và ISDN.
G.723.1 Codec này được thiết kế cho tổ chức hội nghị video/ kỹ thuật điện thoại thông qua các đường điện thoại tiêu chuẩn và được tối ưu hóa cho việc mã hóa và giải mã nhanh chóng, chất lượng thoại thuộc loại trung bình.
G.729 codec này được sử dụng chủ yếu trong những ứng dụng VoIP bởi vì nhu cầu băng thông của nó thấp.
Comment