Bài giảng Hệ thống viễn thông - Chương 6: Mạng VoIP

Chương 6: Mạng VoIP (Voice Over Internet Protocol) 1 2NỘI DUNG 6.1 Khái niệm 6.2 Ưu và nhược điểm 6.3 Các thành phần của VoIP 6.4 Các giao thức trong mạng VoIP 3NỘI DUNG 6.1 Khái niệm 6.2 Ưu và nhược điểm 6.3 Các thành phần của VoIP 6.4 Các giao thức trong mạng VoIP KHÁI NIỆM • VoIP – Voice Over Internet Protocol (Thoại qua giao thức Internet) • Truyền thoại từ nơi này sang nơi khác dùng giao thức Internet • Thoại truyền thống: tín hiệu thoại được lấy mẫu với tần số 8 kHz sau đó lượng tử hoá 8 bits/mẫu và được truyền với tốc độ 64 kHz đến mạng chuyển mạch rồi tới đích • VoIP: tín hiệu thoại cũng được số hoá, nén xuống tốc độ thấp rồi đóng gói truyền qua mạng IP 5NỘI DUNG 5.1 Khái niệm 5.2 Ưu và nhược điểm 5.3 Các thành phần của VoIP 5.4 Các giao thức trong mạng VoIP ƯU ĐIỂM • Gọi điện thoại giá rẻ • Tính thống nhất (voice + data + signaling) giúp giảm chi phí đầu tư • Khả năng mở rộng (nhiều loại dịch vụ, tính năng mới) NHƯỢC ĐIỂM • Chất lượng dịch vụ ( trễ truyền, mất gói): dẫn đến chất lượng thấp • Bảo mật: khó bảo mật các thông tin cá nhân 8NỘI DUNG 5.1 Khái niệm 5.2 Ưu và nhược điểm 5.3 Các thành phần của VoIP 5.4 Các giao thức trong mạng VoIP CÁC THÀNH PHẦN CỦA MẠNG VOIP CÁC THÀNH PHẦN CỦA MẠNG VOIP • Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP (Terminal): softphone hoặc hardphone • Mạng truy nhập IP: mạng sử dụng giao thức TCP/IP, phổ biến nhất là mạng Internet • Gateway: có chức năng kết nối 2 mạng không giống nhau (mạng IP và mạng PSTN). CÁC THÀNH PHẦN CỦA MẠNG VOIP • Gatekeeper: bộ não của hệ thống điện thoại IP , cung cấp chức năng quản lý cuộc gọi một cách tập trung và một số các dịch vụ quan trọng khác như • Nhận dạng các đầu cuối và gateway • Quản lý băng thông • Chuyển đổi địa chỉ (IP sang E.164 hoặc ngược lại) • Đăng ký hay tính cước • Mỗi gatekeeper sẽ quản lý 1 vùng bao gồm các đầu cuối đã đăng ký hoặc nhiều gatekeeper quản lý 1 vùng 12 NỘI DUNG 5.1 Khái niệm 5.2 Ưu và nhược điểm 5.3 Các thành phần của VoIP 5.4 Các giao thức trong mạng VoIP CÁC GIAO THỨC TRONG MẠNG VOIP • H.323 • SIP • RTP • RTCP • RSVP • SGCP • MGCP H.323 • H.323 do ITU-T phát triển • Cấu trúc của H.323 H.323 • Thiết bị đầu cuối: thực hiện các chức năng đầu cuối (gọi hoặc nhận cuộc gọi) • Gatekeeper: • Quản trị, giám sát mọi hoạt động của một miền H.323 (Miền là tập hợp tất cả các đầu cuối được gán với một bí danh) • Là phần tuỳ chọn • Các đầu cuối và gateway phải hoạt động theo các dịch vụ của Gatekeeper H.323 • Gatekeeper: có 2 chế độ hoạt động • Chế độ trực tiếp: cung cấp địa chỉ đích, không tham gia vào hoạt động kết nối nào khác • Chế độ chọn đường: gatekeeper là thành phần trung gian, chuyển tiếp mọi thông tin trao đổi giữa các bên H.323 • Chức năng của Gatekeeper: • Dịch địa chỉ: chuyển địa chỉ hình thức của một đầu cuối hay gateway sang địa chỉ IP dùng bản đối chiếu địa chỉ • Điều khiển truy cập: sử dụng các bản tin H.255 là ARQ/ACF/ARJ(Admission Request/AdmissionConfirmation/ Admission Reject) , cho phép cuộc gọi, băng thông và vài thông số khác H.323 • Chức năng của Gatekeeper: • Điều khiển độ rộng băng thông: hỗ trợ các bản tin BRQ/BRJ/BCF cho việc quản lý băng thông • Quản lý vùng: vùng là tập hợp các phần tử H.323 gồm TBĐC, Gateway, MCU có đăng ký với Gatekeeper để thực hiện liên lạc giữa các phần tử trong vùng hoặc ngoài vùng H.323 • Chức năng không bắt buộc của Gatekeeper: • Điều khiển báo hiệu cuộc gọi • Cho phép cuộc gọi • Quản lý băng thông • Quản lý cuộc gọi H.323 • Khối điều khiển đa điểm MCU (Multipoint Control Unit): • Được sử dụng khi một cuộc gọi hay hội nghị cần giữ nhiều kết nối hoạt động • Gồm: bộ điều khiển đa điểm (MC- Multipoint Controller) và bộ xử lý đa điểm (MP-Multipoint Processor) • MC: thoả thuận và quyết định khả năng của các đầu cuối • MP: trộn và chuyển mạch các luồng phương tiện truyền đạt và việc xử lý các bit dữ liệu âm thanh, hình ảnh H.323 • Tập giao thứ H.323 H.323 • Tập giao thứ H.323 • Báo hiệu RAS: cung cấp thủ tục điều khiển tiền cuộc gọi trong mạng H.323 có GK. Báo hiệu RAS gồm các quá trình sau • Tìm GK • Đăng ký: thông báo địa chỉ cho GK • Định vị đầu cuối • Cho phép, thay đổi băng thông, trạng thái và huỷ quan hệ H.323 • Tập giao thứ H.323 • Báo hiệu điều khiển cuộc gọi H.225: • Dùng các bản tin báo hiệu Q.931 • Các cản tin Q.931 thường được sử dụng • Setup • Call Proceeding • Alerting • Connect • Release Complete • Facility H.323 • Tập giao thứ H.323 • Giao thức H.245: • Xử lý các bản tin điều khiển từ đầu cuối đến đầu cuối • Thiết lập các kênh logic để truyền tín hiệu âm thanh, hình ảnh, dữ liệu, thông tin điều khiển • Được thiết lập giữa: đầu cuối - đầu cuối, đầu cuối – MC, đầu cuối – GK • Các thực thể giao thức độc lập: trao đổi khả năng, quyết định chủ tớ, báo hiệu kênh logic, các thủ tục kết nối nhanh H.323 • Tập giao thứ H.323 • Giao thức H.245: • H.245 ngầm (Tuneling H.245): các bản tin H.245 có thể được đóng gói trong kênh báo hiệu cuộc gọi H.225 thay vì tạo ra một kênh điều khiển H.245 riêng biệt H.323 • Tập giao thứ H.323 • Quá trình thiết lập cuộc gọi H323: • Thiết lập cuộc gọi • Khởi tạo truyền thông và trao đổi khả năng • Thiết lập kênh truyền thông nghe nhìn • Dịch vụ cuộc gọi • Kết thúc cuộc gọi H.323 • Tập giao thứ H.323 • Quá trình thiết lập cuộc gọi H323: H.323 • Giao thức khởi tạo phiên SIP • SIP – Session Initiation Protocol • Giao thức báo hiệu điều khiển lớp ứng dụng • Dùng để thiết lập, duy trì, kết thúc các phiên truyền thông H.323 • Giao thức khởi tạo phiên SIP • Các thành phần của hệ thống SIP: 2 phần tử cơ bản: User agent và Network server H.323 • Giao thức khởi tạo phiên SIP • Các bản tin của SIP -------------------------------------------------------------- SIP Header -------------------------------------------------------------- INVITE sip:5120@192.168.36.180 SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP 192.168.6.21:5060 From: sip:5121@192.168.6.21 To: Call-ID: c2943000-e0563-2a1ce-2e323931@192.168.6.21 CSeq: 100 INVITE Expires: 180 User-Agent: Cisco IP Phone/ Rev. 1/ SIP enabled Accept: application/sdp Contact: sip:5121@192.168.6.21:5060 Content-Type: application/sdp H.323 • Giao thức khởi tạo phiên SIP • Các bản tin của SIP -------------------------------------------------------------- SIP Header -------------------------------------------------------------- INVITE sip:5120@192.168.36.180 SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP 192.168.6.21:5060 From: sip:5121@192.168.6.21 To: Call-ID: c2943000-e0563-2a1ce-2e323931@192.168.6.21 CSeq: 100 INVITE Expires: 180 User-Agent: Cisco IP Phone/ Rev. 1/ SIP enabled Accept: application/sdp Contact: sip:5121@192.168.6.21:5060 Content-Type: application/sdp H.323 • Giao thức khởi tạo phiên SIP • Các bản tin của SIP • Một số trường mào đầu đơn giản H.323 • Giao thức khởi tạo phiên SIP • Các bản tin của SIP • INVITE • ACK • OPTIONS • BYE • CANCEL • REGISTER H.323 • Giao thức khởi tạo phiên SIP • Quá trình thiết lập cuộc gọi H.323 • Giao thức khởi tạo phiên SIP • Quá trình thiết lập cuộc gọi theo kiểu proxy Location Server Client Proxy Server UAS 1. INVITE 4. INVITE 7. ACK 8. ACK 6. OK 5. OK 2 3 H.323 • Giao thức khởi tạo phiên SIP • Quá trình thiết lập cuộc gọi theo kiểu redirect UAC Client UAS Redirect server Location server 2 3 1. INVITE 4. 5. ACK 6. INVITE 7.OK 8. ACK