Luận Văn Cơ chế tái truyền nhanh cho VoIP trong mạng WLAN theo tiêu chuẩn 802.11e

LỜI NÓI ĐẦU

Trên thế giới, công nghệ điện thoại trên nền IP, vốn đã được thương mại hóa từ năm 1995 với các lợi thế như giá cước thấp, chất lượng dịch vụ có thể chấp nhận được, đã làm nhiều nhà kinh doanh viễn thông quan tâm một cách đặc biệt. Do đó, việc truyền thông qua các mạng dữ liệu gói như IP, ATM, và Frame Relay đã trở thành một chiến lược được ưu tiên phát triển bởi các công ty và các chuyên gia hoạch định mạng.
Các chuyên gia dự báo rằng lưu lượng dữ liệu sẽ sớm vượt quá lưu lượng điện thoại và ngày càng có nhiều công ty nhận ra sự hữu ích của việc truyền tải thoại thời gian thực qua các mạng IP để hạ thấp chi phí điện thoại và fax, chuẩn bị cho các ứng dụng đa phương tiện cao cấp. Cung cấp điện thoại chất lượng cao qua các mạng IP là bước then chốt để hội tụ các dịch vụ truyền thông thoại, fax, video, và dữ liệu. Công nghệ thoại VoIP hiện nay đã được thử thách khả thi, cuộc đua đã sẵn sàng để đưa ra các chuẩn, các thiết kế đầu cuối và các gateway, mở màn cho các dịch vụ trên phạm vi toàn cầu.
Tuy nhiên, việc đưa thêm điện thoại thời gian thực vào các mạng chuyển mạch gói đòi hỏi sự hiểu biết là làm thế nào để giải quyết các vấn đề cấp độ hệ thống như thông lượng, trễ, độ hỗn độn (jitter) là đặc tính rất nhạy cảm của thoại thời gian thực. Mạng Internet và Intranet của các công ty phải sớm có khả năng thoại nếu họ có tầm nhìn về một mạng tổng hợp toàn diện.
Tại Việt Nam, dịch vụ này đã trở nên phổ biến với mọi người dân, qua một thời gian sử dụng, nhờ giá cước rẻ hơn hẳn so với dịch vụ điện thoại truyền thống, nó thực sự đã mang lại những lợi ích to lớn cho người sử dụng.
Mặt khác, kết nối mạng không dây đang dần trở thành một xu thế hiện đại bên cạnh các loại hình kết nối mạng truyền thống dùng dây cáp. Chất lượng tin cậy, hoạt động ổn định, thủ tục cài đặt đơn giản, giá cả phải chăng là những yếu tố đặc trưng chứng tỏ kết nối không dây đã sẵn sàng đáp ứng mọi nhu cầu trao đổi thông tin khác nhau từ sản xuất, kinh doanh đến nhu cầu giải trí, đặc biệt là dịch vụ thoại thời gian thực trong mạng WLAN (Wireless LAN).
Khi đi vào tìm hiểu về công nghệ VoIP, em nhận thấy nhược điểm lớn nhất của điện thoại IP là chất lượng dịch vụ thoại QoS (Quality of service). Có nhiều nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ và một trong số những nguyên nhân đó là sự mất gói và độ trễ. Vì vậy em đã lựa chọn đề tài “Cơ chế tái truyền nhanh cho VoIP trong mạng WLAN theo tiêu chuẩn 802.11e”. Đây là một giải pháp được đề xuất nhằm khắc phục hiện tượng mất gói và giảm thời gian trễ khi thực hiện truyền lại gói trong trường hợp gói đó bị mất nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ và cải thiện hiệu suất sử dụng kênh
Đồ án được chia ra làm 4 chương, trong đó:
Chương 1: Khái quát công nghệ VoIP
Chương 2: Khái quát chuẩn vô tuyến IEEE 802.11
Chương 3: Thoại trên giao thức Internet
Chương 4: Cơ chế tái truyền nhanh cho gói VoIP trong WLAN theo chuẩn IEEE 802.11(Bao gồm các kết luận tổng thể về kỹ thuật VoIP trên nền IEEE 802.11e, và các hướng nghiên cứu dự kiến sẽ được triển khai trong tương lai nhằm mục đích nâng cao chất lượng của cuộc gọi).
Cuối cùng, do một số hạn chế chủ quan cũng như khách quan, nên quyển Đồ án Tốt nghiệp này chắc chắn sẽ mắc phải một số sai sót. Vì vậy tác giả mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo, cũng như của các bạn bè đồng nghiệp

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
Chương 1: KHÁI QUÁT CÔNG NGHỆ VoIP 3
1.1 Mạng VoIP 3
1.1.1 Giới thiệu . . 3
1.1.2 Các thành phần của hệ thống VoIP 6
1.1.3 Các ứng dụng của điện thoại IP .6
1.1.4 Lợi ích của điện thoại IP .8
1.1.5 Hạn chế của điện thoại IP .11
Chương 2: KHÁI QUÁT CHUẨN VÔ TUYẾN IEEE 802.11 13
2.1 WiFi làm việc như thế nào? 13
2.1.1 Dữ liệu được truyền đi nhờ kỹ thuật không dây như thế nào? .13
2.1.2 Ý nghĩa của tỷ số trải phổ .17
2.2 Các biến thể của chuẩn IEEE 802.11 . 18
2.2.1 FHSS (802.11a) . 19
2.2.2 DSSS . 19
2.2.3 Phương pháp ghép kênh phân chia tần số theo kiểu trực giao 20
2.2.4 Kỹ thuật ghép kênh sóng mang .22
2.2.5 Họ các chuẩn IEEE 802.11 .23
2.3 Khái niệm và cấu trúc của MAC .25
2.3.1 Các dịch vụ thuộc lớp MAC .25
2.3.2 Vấn đề quản lý năng lượng và đồng bộ theo thời gian .30

2.3.3 Cấu trúc lớp MAC 31
2.3.4 MIB .32
2.3.5 DCF .32
2.3.6 PCF 33
2.4 Cấu trúc của IEEE 802.11 35
2.4.1 Thành phần cấu tạo của 802.11 37
Chương3: THOẠI TRÊN GIAO THỨC INTERNET 39
3.1 VoIP là gì ? .40
3.1.1 Xuất xứ .40
3.1.2 VoIP hoạt động như thế nào? .41
3.1.3 Các giao thức có liên quan tới kỹ thuật VoIP .41
3.2 Các chức năng báo hiệu . 42
3.2.1 SIP .42
3.2.2 H.323 .44
3.2.3 H. 323 Zone 48
3.2.4 Các giao thức điều khiển gateway 56
3.2.5 Giao thức điều khiển Media Gateway 56
3.2.6 SS7 59
3.3 Các giao thức định tuyến . 59
3.3.1 RIP 60
3.3.2 OSPF .61
3.3.3 Thuật toán SPF 62
3.3.4 BGP .62
3.3.5 Giao thức Resource Reservation .64
3.4 Các giao thức vận chuyển . .66

3.4.1 RTP .66
3.4.2 Giao thức RTCP 67
3.5 Giao thức Internet phiên bản 6 67
Chương4: CƠ CHẾ TÁI TRUYỀN NHANH CHO GÓI VoIP THEO TIÊU CHUẨN IEEE 802.11e .68
4.1 Giới thiệu . 68
4.2 IEEE 802.11e EDCA 70
4.3 Các gói VoIP . 78
4.4 Cơ chế tái truyền nhanh cho VoIP 79
4.5 Đánh giá hoạt động của hệ thống tái truyền nhanh . 82
4.6 Tổng kết . 87
KẾT LUẬN 88