Luận Văn Một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trong VoIP

MỤC LỤC
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT V
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG IP VÀ CÔNG NGHỆ VoIP. 3
1.1 Kiến trúc TCP/IP. 3
1.1.1 Đóng gói dữ liệu. 4
1.1.2 Địa chỉ IP. 5
1.1.3 Bộ định tuyến IP. 6
1.1.4 Giao thức truyền tải tin cậy TCP. 7
1.1.5 Giao thức truyền tải không tin cậy UDP. 10
1.2 Giới thiệu chung về công nghệ VoIP. 12
1.3 Cấu hình của mạng điện thoại IP. 13
1.3.1 Thiết bị đầu cuối 14
1.3.2 Mạng truy nhập IP. 15
1.3.3 Gatekeeper. 15
1.3.4 Gateway. 16
1.4 Các ứng dụng của VoIP. 19
1.4.1 Dịch vụ thoại qua Internet 19
1.4.2 Thoại thông minh. 19
1.4.3 Dịch vụ tính cước cho bị gọi 19
1.4.4 Dịch vụ Callback Web. 20
1.4.5 Dịch vụ fax qua IP. 20
1.4.6 Dịch vụ Call center. 21
1.5 Các loại hình dịch vụ thoại qua IP. 21
1.5.1 Máy điện thoại tới máy điện thoại 21
1.5.2 Máy tính tới máy điện thoại 21
1.5.3 Máy tính tới máy tính. 22
1.6 Đánh số, chuyển đổi địa chỉ và định tuyến. 23
1.7 Đặc điểm của VoIP. 25
1.7.1 Các ưu điểm của VoIP. 25
1.7.2 Các nhược điểm của VoIP. 26
Kết luận chương I. 27
CHƯƠNG II. CÁC KỸ THUẬT VÀ GIAO THỨC HỖ TRỢ TRUYỀN TÍN HIỆU THOẠI QUA MẠNG IP 28
2.1 Giao thức thời gian thực RTP. 28
2.1.1 Giao thức dòng thời gian thực RTSP( Real Time Stream Protocol ) 30
2.1.2 Giao thức điều khiển thời gian thực RTCP. 31
2.1.3 Các định dạng payload. 32
2.1.4 Giao thức giữ trước tài nguyên RSVP. 33
2.2 Chuẩn H323. 34
2.2.1 Chồng giao thức H.323. 34
2.2.2 Chuyển đổi địa chỉ 35
2.2.2.1 Địa chỉ mạng. 35
2.2.2.2 Định danh điểm truy nhập dịch vụ giao vận TSAP. 36
2.2.2.3 Địa chỉ thế. 36
2.2.3 Các kênh điều khiển. 36
2.2.3.1 Kênh RAS. 36
2.2.3.2 Kênh báo hiệu. 39
2.2.3.3 Kênh điều khiển. 40
2.2.4 Các thủ tục báo hiệu. 41
2.2.4.1 Bước 1 - Thiết lập cuộc gọi 41
2.2.4.2 Bước 2 - Thiết lập kênh điều khiển. 42
2.2.4.3 Bước 3 - Thiết lập kênh truyền thông. 42
2.2.4.4 Bước 4 - Dịch vụ cuộc gọi 43
2.2.4.5 Bước 5 - Kết thúc cuộc gọi 44
2.3 Giao thức khởi đầu phiên SIP. 45
2.3.1 Giới thiệu chung về giao thức SIP. 45
2.3.2 Cơ chế hoạt động của giao thức SIP. 46
2.3.3 Bản tin SIP. 49
2.3.3.1 Các bản tin yêu cầu (Request). 49
2.3.3.2 Các bản tin trả lời (Respond). 50
2.3.4 Hội thoại (Dialog). 50
2.3.4.1 Tạo một Dialog. 51
2.3.4.2 Xử lý các bản tin trong Dialog. 51
2.3.4.3 Kết thúc một Dialog. 52
2.3.5 Các chức năng của SIP. 52
2.3.5.1 Đăng ký (Registration). 52
2.3.5.2 Truy vấn khả năng (Querying for Capabilities). 53
2.3.5.3 Khởi tạo phiên (Initiating a Session). 54
2.3.5.4 Hiệu chỉnh phiên (Modifying an existing Session). 55
2.3.5.5 Giải phóng phiên (Terminating a Session). 57
Kết luận chương II. 58
CHƯƠNG III. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG VoIP 60
3.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ trong VoIP. 60
3.1.1 Trễ. 60
3.1.2 Jitter. 64
3.1.3 Mất gói tin. 65
3.2 Các biện pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ. 66
3.2.1 Nén tín hiệu thoại 67
3.2.1.1 Nguyên lý chung của bộ mã hoá CELP. 68
3.2.1.2 Nguyên lý mã hoá CS-ACELP. 69
3.2.1.3 Chuẩn nén G.729A 69
3.2.1.4 Chuẩn nén G.729B 70
3.2.1.5 Chuẩn nén G.723.1. 72
3.2.1.6 Chuẩn nén GSM 06.10. 74
3.2.2 Các cơ chế điều khiển chất lượng dịch vụ bên trong một phần tử mạng 75
3.2.2.1 Các thuật toán xếp hàng. 75
3.2.2.2 Định hình lưu lượng. 77
3.2.2.3 Các cơ chế tăng hiệu quả đường truyền. 77
3.2.3 Báo hiệu phục vụ điều khiển chất lượng dịch vụ. 77
3.3 Các phương pháp đo thử 78
3.3.1 Đo chất lượng thoại IP. 78
3.3.1.1 Phương pháp "Điểm đánh giá trung bình (MOS-Mean Opinion Score) 78
3.3.1.2 Đo chất lượng tiếng nói theo cảm nhận (PSQM). 79
3.3.1.3 Các đặc tính truyền dẫn và Mô hình-E (E-Model). 80
3.3.1.4 Các phép đo chất lượng tiếng nói khác. 81
3.3.1.5 Phép đo chất lượng thoại nào nên được sử dụng. 81
3.3.2 Đo thử VoIP. 82
3.3.2.1 Phân tích mạng VoIP. 82
3.3.2.2 Phân tích thoại đầu cuối tới đầu cuối 82
3.3.2.3 Đo thử mức căng thẳng báo hiệu. 84
Kết luận chương III. 85
CHƯƠNG IV. MỘT SỐ KỸ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG VoIP 86
4.1 Chỉnh sửa dữ liệu phía người gửi (Sender-Based Repair). 86
4.1.1 Sửa lỗi trước (Forward Error Correction). 87
4.1.1.1 FEC độc lập với môi trường (Media-independent FEC). 87
4.1.1.2 FEC phụ thuộc vào môi trường (Media-specific FEC). 88
4.1.1.3 Điều khiển tắc nghẽn (Congestion Control). 89
4.1.2 Đan xen (Interleaving). 90
4.1.3 Sự phát lại gói tin (Retransmission). 91
4.2 Các kỹ thuật sửa lỗi phía người nhận (Receiver-based repair) 92
4.2.1 Sửa lỗi trên cơ sở chèn gói (Insertion-Based Repair). 93
4.2.1.1 Sự thay thế bằng khoảng lặng (Silence Substitution). 93
4.2.1.2 Chèn bằng tạp âm (Noise Substitution). 93
4.2.1.3 Lặp (Repetition). 94
4.2.2 Sửa lỗi bằng phương pháp nội suy (Interpolation-Based Repair) 94
4.2.3 Sửa lỗi bằng cách tái tạo (Regeneration-Based Repair) 94
4.2.3.1 Nội suy trạng thái truyền dẫn (Interpolation of Transmitted State). 94
4.2.3.2 Phục hồi trên cơ sở mô hình (Model-Based Recovery). 94
Kết luận chương IV 96
KẾT LUẬN CHUNG 97
TÀI LIỆU THAM KHẢO 98

MỤC LỤC
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT V
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG IP VÀ CÔNG NGHỆ VoIP. 3
1.1 Kiến trúc TCP/IP. 3
1.1.1 Đóng gói dữ liệu. 4
1.1.2 Địa chỉ IP. 5
1.1.3 Bộ định tuyến IP. 6
1.1.4 Giao thức truyền tải tin cậy TCP. 7
1.1.5 Giao thức truyền tải không tin cậy UDP. 10
1.2 Giới thiệu chung về công nghệ VoIP. 12
1.3 Cấu hình của mạng điện thoại IP. 13
1.3.1 Thiết bị đầu cuối 14
1.3.2 Mạng truy nhập IP. 15
1.3.3 Gatekeeper. 15
1.3.4 Gateway. 16
1.4 Các ứng dụng của VoIP. 19
1.4.1 Dịch vụ thoại qua Internet 19
1.4.2 Thoại thông minh. 19
1.4.3 Dịch vụ tính cước cho bị gọi 19
1.4.4 Dịch vụ Callback Web. 20
1.4.5 Dịch vụ fax qua IP. 20
1.4.6 Dịch vụ Call center. 21
1.5 Các loại hình dịch vụ thoại qua IP. 21
1.5.1 Máy điện thoại tới máy điện thoại 21
1.5.2 Máy tính tới máy điện thoại 21
1.5.3 Máy tính tới máy tính. 22
1.6 Đánh số, chuyển đổi địa chỉ và định tuyến. 23
1.7 Đặc điểm của VoIP. 25
1.7.1 Các ưu điểm của VoIP. 25
1.7.2 Các nhược điểm của VoIP. 26
Kết luận chương I. 27
CHƯƠNG II. CÁC KỸ THUẬT VÀ GIAO THỨC HỖ TRỢ TRUYỀN TÍN HIỆU THOẠI QUA MẠNG IP 28
2.1 Giao thức thời gian thực RTP. 28
2.1.1 Giao thức dòng thời gian thực RTSP( Real Time Stream Protocol ) 30
2.1.2 Giao thức điều khiển thời gian thực RTCP. 31
2.1.3 Các định dạng payload. 32
2.1.4 Giao thức giữ trước tài nguyên RSVP. 33
2.2 Chuẩn H323. 34
2.2.1 Chồng giao thức H.323. 34
2.2.2 Chuyển đổi địa chỉ 35
2.2.2.1 Địa chỉ mạng. 35
2.2.2.2 Định danh điểm truy nhập dịch vụ giao vận TSAP. 36
2.2.2.3 Địa chỉ thế. 36
2.2.3 Các kênh điều khiển. 36
2.2.3.1 Kênh RAS. 36
2.2.3.2 Kênh báo hiệu. 39
2.2.3.3 Kênh điều khiển. 40
2.2.4 Các thủ tục báo hiệu. 41
2.2.4.1 Bước 1 - Thiết lập cuộc gọi 41
2.2.4.2 Bước 2 - Thiết lập kênh điều khiển. 42
2.2.4.3 Bước 3 - Thiết lập kênh truyền thông. 42
2.2.4.4 Bước 4 - Dịch vụ cuộc gọi 43
2.2.4.5 Bước 5 - Kết thúc cuộc gọi 44
2.3 Giao thức khởi đầu phiên SIP. 45
2.3.1 Giới thiệu chung về giao thức SIP. 45
2.3.2 Cơ chế hoạt động của giao thức SIP. 46
2.3.3 Bản tin SIP. 49
2.3.3.1 Các bản tin yêu cầu (Request). 49
2.3.3.2 Các bản tin trả lời (Respond). 50
2.3.4 Hội thoại (Dialog). 50
2.3.4.1 Tạo một Dialog. 51
2.3.4.2 Xử lý các bản tin trong Dialog. 51
2.3.4.3 Kết thúc một Dialog. 52
2.3.5 Các chức năng của SIP. 52
2.3.5.1 Đăng ký (Registration). 52
2.3.5.2 Truy vấn khả năng (Querying for Capabilities). 53
2.3.5.3 Khởi tạo phiên (Initiating a Session). 54
2.3.5.4 Hiệu chỉnh phiên (Modifying an existing Session). 55
2.3.5.5 Giải phóng phiên (Terminating a Session). 57
Kết luận chương II. 58
CHƯƠNG III. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG VoIP 60
3.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ trong VoIP. 60
3.1.1 Trễ. 60
3.1.2 Jitter. 64
3.1.3 Mất gói tin. 65
3.2 Các biện pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ. 66
3.2.1 Nén tín hiệu thoại 67
3.2.1.1 Nguyên lý chung của bộ mã hoá CELP. 68
3.2.1.2 Nguyên lý mã hoá CS-ACELP. 69
3.2.1.3 Chuẩn nén G.729A 69
3.2.1.4 Chuẩn nén G.729B 70
3.2.1.5 Chuẩn nén G.723.1. 72
3.2.1.6 Chuẩn nén GSM 06.10. 74
3.2.2 Các cơ chế điều khiển chất lượng dịch vụ bên trong một phần tử mạng 75
3.2.2.1 Các thuật toán xếp hàng. 75
3.2.2.2 Định hình lưu lượng. 77
3.2.2.3 Các cơ chế tăng hiệu quả đường truyền. 77
3.2.3 Báo hiệu phục vụ điều khiển chất lượng dịch vụ. 77
3.3 Các phương pháp đo thử 78
3.3.1 Đo chất lượng thoại IP. 78
3.3.1.1 Phương pháp "Điểm đánh giá trung bình (MOS-Mean Opinion Score) 78
3.3.1.2 Đo chất lượng tiếng nói theo cảm nhận (PSQM). 79
3.3.1.3 Các đặc tính truyền dẫn và Mô hình-E (E-Model). 80
3.3.1.4 Các phép đo chất lượng tiếng nói khác. 81
3.3.1.5 Phép đo chất lượng thoại nào nên được sử dụng. 81
3.3.2 Đo thử VoIP. 82
3.3.2.1 Phân tích mạng VoIP. 82
3.3.2.2 Phân tích thoại đầu cuối tới đầu cuối 82
3.3.2.3 Đo thử mức căng thẳng báo hiệu. 84
Kết luận chương III. 85
CHƯƠNG IV. MỘT SỐ KỸ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG VoIP 86
4.1 Chỉnh sửa dữ liệu phía người gửi (Sender-Based Repair). 86
4.1.1 Sửa lỗi trước (Forward Error Correction). 87
4.1.1.1 FEC độc lập với môi trường (Media-independent FEC). 87
4.1.1.2 FEC phụ thuộc vào môi trường (Media-specific FEC). 88
4.1.1.3 Điều khiển tắc nghẽn (Congestion Control). 89
4.1.2 Đan xen (Interleaving). 90
4.1.3 Sự phát lại gói tin (Retransmission). 91
4.2 Các kỹ thuật sửa lỗi phía người nhận (Receiver-based repair) 92
4.2.1 Sửa lỗi trên cơ sở chèn gói (Insertion-Based Repair). 93
4.2.1.1 Sự thay thế bằng khoảng lặng (Silence Substitution). 93
4.2.1.2 Chèn bằng tạp âm (Noise Substitution). 93
4.2.1.3 Lặp (Repetition). 94
4.2.2 Sửa lỗi bằng phương pháp nội suy (Interpolation-Based Repair) 94
4.2.3 Sửa lỗi bằng cách tái tạo (Regeneration-Based Repair) 94
4.2.3.1 Nội suy trạng thái truyền dẫn (Interpolation of Transmitted State). 94
4.2.3.2 Phục hồi trên cơ sở mô hình (Model-Based Recovery). 94
Kết luận chương IV 96
KẾT LUẬN CHUNG 97
TÀI LIỆU THAM KHẢO 98