Báo cáo Xây dựng giải pháp voip cho trường đại học công nghệ

TRƯỜNG ………………….  KHOA……………………….  ‐‐‐‐‐[\ [\‐‐‐‐  Báo cáo tốt nghiệp  Đề tài:   XÂY DỤNG GIẢI PHÁP VoIP CHO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TÓM TẮT NỘI DUNG Với sự phát triển mạnh mẽ của mạng Internet hiện nay, cùng với các dịch vụ đi kèm, công nghệ truyền giọng nói qua mạng Internet (VoIP) dần một thay thế công nghệ truyền giọng nói qua mạng điện thoại truyền thống. Với những ưu điểm của mình công nghệ VoIP sẽ ngày một phát triển trong tương lai. Và trường đại học với hạ tầng mạng đã được xây dựng tốt và hoàn thiện cũng đang hướng tới việc sử dung công nghệ VoIP để dần thay thế mạng điện thoại truyền thống. Khóa luận với đề tài “Xây dựng giải pháp VoIP cho trường Đại học Công Nghệ” sẽ trình bày cái nhìn tổng quan về hệ thống VoIP, cũng như thiết lập thử nghiệm hệ thống VoIP với các thiết bị sẵn có ở Trung tâm Máy Tính trường Đại học Công nghệ, qua đó đánh giá khả năng của thiết bị có đáp ứng đủ nhu cầu để triển khai cho toàn bộ trường đại học Công Nghệ, cùng với đó đề xuất các giải pháp triển khai VoIP cho trường đại học công nghệ với hệ thống sẵn có. Luận văn cũng đề cập đến các giải pháp VoIP của hãng khác dựa trên hệ thống hạ tầng mạng sẵn có của trường đại học Công nghệ. MỤC LỤC CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU....................................................................................................1 1.1. Lý do lựa chọn đề tài .............................................................................................1 1.2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................................2 1.3. Phương hướng thực hiện đề tài ............................................................................2 1.4. Kết quả đề tài đã thực hiện được .........................................................................2 1.5. Bố cục khóa luận....................................................................................................3 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ VoIP ...........................................................................4 2.1. Khái niệm VoIP .....................................................................................................4 2.2. Nguyên tắc hoạt động của VoIP...........................................................................5 2.2.1. Nguyên tắc hoạt động ...................................................................................5 2.2.2. Phiên hoạt động của VoIP............................................................................5 2.3. Mô hình kiến trúc tổng quan của mạng VoIP ....................................................9 2.4. Các giao thức của VoIP.......................................................................................11 2.4.1. Giao thức báo hiệu và điều khiển cuộc gọi ................................................12 2.4.2. Giao thức điều khiển và truyền tải voice data............................................14 2.5. Sự khác biệt của gọi qua giao thức IP với gọi điện thông thường:.................16 2.5.1. Điện thoại Analog thông thường ................................................................16 2.5.2. Điện thoại VoIP ..........................................................................................17 2.6. Lợi ích của VoIP ..................................................................................................18 2.7. Các hạn chế của VoIP .........................................................................................21 CHƯƠNG 3. TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG VoIP .............................23 3.1. Mô tả hệ thống VoIP của Alcatel hiện có ở trường ĐHCN .............................23 3.1.1. Mô hình triển khai hệ thống VoIP ..............................................................23 3.1.2. Hệ thống đã triển khai ở trung tâm máy tính DHQG HN ..........................24 3.1.3. Các bước cấu hình tổng đài........................................................................24 3.1.4. Kết quả đã đạt được....................................................................................34 3.2. Đánh giá về hệ thống VoIP đã triển khai ..........................................................35 3.2.1. Khả năng của tổng đài hiện có ...................................................................35 3.2.2. Kết luận.......................................................................................................39 CHƯƠNG 4. GIẢI PHÁP VoIP CHO TRƯỜNG ĐHCN..........................................40 4.1. Thực trạng hệ thống mạng trường ĐHCN........................................................40 4.2. Thực trạng hệ thống điện thoại trường ĐHCN ................................................40 4.3. Nhu cầu của trường ĐHCN................................................................................40 4.4. Các giải pháp VOIP tổng quan ..........................................................................40 4.4.1. Giải pháp kết nối mạng VoIP gián tiếp ......................................................40 4.4.2. Giải pháp kết nối mạng VoIP trực tiếp.......................................................41 4.4.3. Giải pháp kết nối VoIP tổng đài và máy nhánh .........................................42 4.4.4. Giải pháp kết nối các hệ thống VoIP dùng dịch vụ nhà cung cấp .............43 4.4.5. Giải pháp kết nối các hệ thống VoIP bằng xây dựng hệ thống riêng.........44 4.4.6. Sử dụng hệ hệ thống mã nguồn mở Asterik ................................................45 4.5. Giải pháp VoIP cho trường ĐHCN ...................................................................47 4.5.1. Giải pháp Alcatel ........................................................................................47 4.5.2. Mạng VoIP nội bộ.......................................................................................48 4.5.3. Kết nối mạng VoIP tới các chi nhánh (nếu có) ..........................................49 4.5.4. Kết nối tới các hệ thống VoIP khác ............................................................49 4.5.5. Các thiết bị điện thoại Alcatel sử dụng ......................................................49 4.6. Giải pháp của Cisco.............................................................................................52 4.6.1. Mô hình mạng .............................................................................................53 4.6.2. Các thiết bị IP phone Cisco ........................................................................53 4.7. Ưu điểm và nhược điểm của từng giải pháp .....................................................55 4.8. Kết luận về các giải pháp ....................................................................................56 KẾT LUẬN ..................................................................................................................58 PHỤ LỤC ..................................................................................................................59 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................62 BẢNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu viết tắt Viết đầy đủ Nghĩa tiếng việt 1 PC Personal Computer Máy tính cá nhân 2 VoIP Voice over Internet protocol Thoại qua giao thức mạng 3 TTMT Trung tâm Máy Tính Trung tâm Máy Tính 4 ĐHCN Đại học Công Nghệ Đại học Công Nghệ 5 SIP Session Initation Prototcol Giao thức khởi tạo phiên 6 PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch kênh truyền thống 7 RTP Real-time Transport Protocol Giao thức giao vận thời gian thực 8 IP Internet Protocol Giao thức mạng 9 LAN Local Area Network Mạng cục bộ 10 VLAN Virtual LAN Mạng Lan ảo 11 RTCP Realtime Transport Control Protocol Giao thức điều khiển giao vận thời gian thực 12 ITSP Internet Telephone Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ điện thoại qua Internet Danh mục hình vẽ và bảng biểu Hình 2-1: Lấy mẫu tín hiệu giọng nói ..................................................................................7 Hình 2-2: Lượng tử hóa........................................................................................................7 Hình 2-3: Điều chế theo mã..................................................................................................8 Hình 2-4: Đóng gói gói tin ...................................................................................................9 Hình 2-5: Mô hình kiến trúc tổng quan mạng VoIP...........................................................10 Hình 2-6: Mô hình VoIP đơn giản......................................................................................11 Hình 2-7: Chuyển mạch kênh.............................................................................................16 Hình 2-8: Chuyển mạch gói ...............................................................................................17 Hình 2-9: Mô hình mạng và điện thoại truyền thống .........................................................19 Hình 2-10: Mô hình mạng điện thoại kết hợp voice ..........................................................19 Hình 2-11: Mô hình VoIP kết hợp analog..........................................................................20 Hình 3-1:: Mô hình VoIP triển khai ở TTMT ....................................................................23 Hình 3-2:: Các mode cấu hình cho tổng đài .......................................................................25 Hình 3-3: Add user và điện thoại cho tổng đài...................................................................26 Hình 3-4:: Tạo mailbox và lời chào cho từng mailbox ......................................................27 Hình 3-5: Cấu hình cho từng điện thoại .............................................................................27 Hình 3-6: Tạo danh sách gọi nhanh....................................................................................28 Hình 3-7: Danh bạ của tổng đài..........................................................................................28 Hình 3-8: Thời gian làm việc của hệ thống........................................................................29 Hình 3-9: Tạo attendant group list......................................................................................30 Hình 3-10: Hệ thống voice mail unit..................................................................................30 Hình 3-11: Hệ thống chào tự động .....................................................................................30 Hình 3-12: Hệ thống chuyển máy nhánh tự động ..............................................................31 Hình 3-13: Menu transfer cuộc gọi ....................................................................................32 Hình 3-14: Tạo attendant group list....................................................................................33 Hình 3-15: Tạo nhóm Hunt group ......................................................................................33 Hình 3-16: Tạo nhóm Pick up group..................................................................................34 Hình 3-17: Cấu hình voice VLAN .....................................................................................34 Hình 3-18: Khả năng phần cứng của thiết bị......................................................................35 Hình 3-19: Hệ thống board có sẵn trong thiết bị ................................................................36 Hình 3-20: Khả năng phần mềm của thiết bị......................................................................37 Hình 3-21: Khả năng liên kết multi-site của thiết bị ..........................................................38 Hình 3-22: Khả năng hỗ trợ hệ thống Vlan voice và data của thiết bị ...............................39 Hình 4-1: Giải pháp kết nối mạng VoIP gián tiếp..............................................................40 Hình 4-2: Giải pháp kết nối mạng VoIP trực tiếp ..............................................................41 Hình 4-3: Giải pháp kết nối tổng đài VoIP và các máy nhánh...........................................42 Hình 4-4: Giải pháp dùng ISTP..........................................................................................43 Hình 4-7: Mô hình mạng VoIP sử dụng hệ thống Alcatel .................................................48 Hình 1: Gọi từ Pc-PC..........................................................................................................59 Hình 2: Gọi từ điện thoại - PC............................................................................................59 Hình 3: Gọi từ điện thoại- điện thoại..................................................................................60 Bảng 1: Các icon và chức năng của điện thoại Alcatel mobile 100...................................61 LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin gửi tới thầy Nguyễn Nam Hải lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình em làm khóa luận tốt nghiệp. Em cũng xin cảm ơn các thầy ở trung tâm máy tính đã giúp đỡ em rất nhiều trong thời gian làm khóa luận tại trung tâm máy tính. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Đại học Công Nghệ đã hết lòng dạy bảo, giúp đỡ em trong những năm học đại học, giúp em có những kiến thức và kinh nghiệm quý giá trong chuyên môn và cuộc sống. Những hành trang đó là một tài sản vô giá nâng bước cho em tới được với những thành công trong tương lai. Cuối cùng, em xin cảm ơn những người thân trong gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, động viên em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Hà Nội, tháng 5 năm 2010 Sinh viên 1 CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU 1.1. Lý do lựa chọn đề tài Cùng với sự phát triển nhanh của mạng Internet, có rất nhiều dịch vụ sử dụng các giao thức IP cũng phát triển theo. Ngoài các dịch vụ về Web, Mail, FTP đã rất phát triển thì hiện nay các dịch vụ về Voice, Video trên nền IP cũng đang phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng rất nhiều. Từ nhiều năm nay, VoIP là một công nghệ đang rất được thế giới quan tâm và ứng dụng ở trong thực tế vì những lợi ích mà nó đem lại. Với sự phát triển nhảy vọt của mạng chuyển mạch gói IP hiện nay không chỉ đem lại cho chúng ta những dịch vụ mới đa dạng mà còn là cơ hội cải thiện các dịch vụ viễn thông trước kia với chất lượng tốt hơn và giá thành rẻ hơn. Đã từ lâu, mạng chuyển mạch kênh PSTN đã có một vai trò vô cùng quan trọng với sự phát triển của xã hội. Bên cạnh những ưu điểm về chất lượng dịch vụ tốt, vùng dịch vụ rộng lớn trên khắp mọi lãnh thổ,… thì mạng PSTN cũng bộc lộ nhiều hạn chế như số lượng các dịch vụ hạn chế, sử dụng tài nguyên đường truyền không tối ưu, giá thành cao. Thế nhưng, ở các trường đại học Việt Nam, VoIP vẫn chưa được chú ý và đưa vào sử dụng nhiều. Nguyên nhân đầu tiên là để xây dựng được một vệ thống hoạt động tốt thì cần phải xây dựng một hạ tầng mạng tốt, và không phải trường nào cũng có điều kiện để xây dựng được một hệ thống như thế. Ngoài ra, kinh phí để xây dựng một hệ thống VoIP khá cao, các Ipphone có giá ngang gần một chiếc máy tính. Ngoài ra để xây dựng một hệ thống VoIP có thể hoạt động liên tục cần một nguồn điện ổn định cũng như nguồn điện dự phòng và nó sẽ làm tăng chi phí xây dựng hệ thống khá cao. VoIP là một giải pháp mới cho việc truyền tín hiệu giọng nói tích hợp song song với truyền dữ liệu, giúp giảm chi phí đáng kể cho những cuộc gọi đường dài trong nước cũng như quốc tế. Với những lợi ích mà VoIP đem lại, việc xây dựng hệ thống VoIP cho trường ĐHCN là một vấn đề cần thiết, đem lại không chỉ lợi ích trước mắt mà về lâu dài. Với những lợi thế về hạ tầng mạng rất tốt đã được xây dựng, hệ thống VoIP hoàn toàn có thể được xây dựng trên hệ thống mạng sẵn có mà không phải thay đổi nhiều đến cấu trúc mạng toàn trường. 2 Chính vì những lý do trên và để góp phần vào việc xây dựng được một hệ thống VoIP cho trường đại học công nghê nên em đã chọn đề tài “Xây dựng giải pháp VoIP cho trường đại học Công Nghệ”. 1.2. Mục tiêu của đề tài Mục đích của khóa luận là lắp đặt thử nghiệm hệ thống sẵn có, đánh giá khả năng của thiết bị tổng đài Alcatel sẵn có, để tiến tới có thể triển khai cho toàn bộ trường ĐHCN- DHQG Hà Nội hay không? Nếu vẫn dùng hệ thống tổng đài Alcatel thì cần phải nâng cấp thiết bị tổng đài thế nào để có thể đáp ứng được nhu cầu cho trường ĐHCN. Ngoài ra đưa thêm giải pháp thiết bị của hãng khác để có lựa chọn và phù hợp với hệ thống mạng đang sẵn có của trường. Ngoài ra phương hướng phát triển của trường ĐHCN là tích hợp các thiết bị di động vào trong hệ thống VoIP để giúp ta có thể sử dụng các thiết bị động như một chiếc điện thoại IP thông thường khi được kết nối vào mạng VoIP. Với việc sử dụng các điện thoại di động, ta có thể kết nối vào mạng VoIP ở bất cứ nơi nào thông qua mạng 3G hoặc GPRS, điều đó làm giảm chi phí cuộc gọi. Và với việc sử dụng thiết bị điện thoại di động, chỉ cần duy trì hệ thống tổng đài luôn luôn có điện là ta sẽ luôn luôn kết nối được với tổng đài. Trung tâm máy tính hiện có một bộ tổng đài Alcatel OmniPCX Office, bộ tổng đài có thể dùng làm file server, hoặc gateway internet, nhưng quan trọng nhất là hệ thống VoIP được tích hợp trong đó. Trường ĐHCN đã có sẵn một hạ tầng hệ thống mạng tốt và hoàn toàn có thể triển khai hệ thống VoIP trên hạ tầng có sẵn. 1.3. Phương hướng thực hiện đề tài Nghiên cứu về hệ thống VoIP và cách thức hoạt động của hệ thống. Đề ra giải pháp cũng như mô hình mạng VoIP cho trường ĐHCN. Nghiên cứu phương pháp triển khai hệ thống VoIP của Alcatel và sử dụng các thiết bị điện thoại. Triển khai và đưa vào hoạt động thử nghiệm các thiết bị của tổng đài để có thể đánh giá chất lượng của hệ thống. Đánh giá hệ thống khi đưa vào hoạt động trong phạm vi trường ĐHCN. 1.4. Kết quả đề tài đã thực hiện được Trình bày cái nhìn tổng quan về hệ thống VoIP. 3 Đề xuất được giải pháp xây dựng hệ thống VoIP cho trường đại học Công Nghệ dựa trên cơ sở lý thuyết. Triển khai thử nghiệm thành công hệ thống VoIP sử dụng thiết bị Alcatel tại trung tâm máy tính. Đưa ra được các vấn đề khi triển khai hệ thống VoIP trên trường ĐHCN sẽ gặp phải. 1.5. Bố cục khóa luận Dựa vào phương hướng thực hiện đề tài, trong nội dung của bài khóa luận tốt nghiệp này, em xin được giới thiệu các nội dung chính sau: 9 Chương 1: Đặt vấn đề - Đưa ra lý do chọn đề tài cũng như phương hướng và kết quả khóa luận đã đạt được. 9 Chương 2: Tổng quan về hệ thống VoIP - giới thiệu các khái niệm cũng như các giao thức và cách thức hoạt động của hệ thống VoIP. 9 Chương 3: Mô tả hệ thống VoIP đã triển khai và đánh giá hệ thống VoIP đã triển khai. 9 Chương 4: Đưa ra giải pháp VoIP cho trường ĐHCN. 9 Kết luận 9 Phụ lục 9 Tài liệu tham khảo 4 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ VoIP 2.1. Khái niệm VoIP VoIP là một công nghệ sử dụng băng thông internet và các kết nối IP để truyền âm thanh thời gian thực. Bằng các thiết bị chuyển đổi, tín hiệu âm thanh (voice signal) sẽ được đóng gói thành thành các gói dữ liệu (data packets) và được truyền thông qua môi trường mạng Internet trong môi trường VoIP, sau đó các gói dữ liệu voice lại được chuyển thành tín hiệu âm ở thiết bị người nhận. Đầu năm 1995 công ty VOCALTEC đưa ra thị trường sản phẩm phần mềm thực hiện cuộc thoại qua Internet đầu tiên trên thế giới. Sau đó có nhiều công ty đã tham gia vào lĩnh vực này. Tháng 3 năm 1996, VOLCALTEC kết hợp với DIALOGIC tung ra thị trường sản phẩm kết nối mạng PSTN và Internet. Hiệp hội các nhà sản xuất thoại qua mạng máy tính đã sớm ra đời và thực hiện chuẩn hoá dịch vụ thoại qua mạng Internet. Việc truyền thoại qua internet đã gây được chú ý lớn trong những năm qua và đã dần được ứng dụng rộng rãi trong thực tế. (trích dẫn từ Internet). VoIP sử dụng kỹ thuật số vì vậy để đảm bảo chất lượng cuộc gọi, hệ thống yêu cầu kết nối băng thông tốc độ cao như DSL hoặc cable. Ứng dụng hay được sử dụng của VoIP là các dịch vụ điện thoại dựa trên Internet có chuyển mạch điện thoại. Với ứng dụng này, để thực hiện cuộc gọi, ta vẫn phải quay số để thực hiện cuộc. Thế nhưng nó cũng tiết kiệm được khá nhiều chi phí. 5 VoIP (Voice over Internet Protocol) đã tạo nên một bước tiến lớn trong công nghệ thông tin cũng như trong hệ thống truyền thông . VoIP cho phép bạn truyền tiếng nói qua Internet tới mọi nơi trên thế giới và không phải trả cước viễn thông. Mặc dù những khái niệm về các giao thức cũng như hoạt động của VoIP là đơn giản, tuy nhiên việc thực hiện và ứng dụng các giao thức cũng như chuyển đổi tín hiệu trong VoIP là phức tạp. Để gởi voice, thông tin phải được đóng gói thành những gói (packet) giống như dữ liệu. Ta có thể dùng kĩ thuật nén gói để tiết kiệm băng thông, thông qua những tiến trình codec (compressor/de-compressor). Có rất nhiều loại giao thức dùng thực hiện dịch vụ VoIP, những giao thức báo hiệu (signaling) VoIP phổ biến là SIP và H323. Cả SIP và H323 đều dùng để để thiết lập giao tiếp cho những ứng dụng đa phuơng tiện (multimedia) như audio, video và những giao tiếp dữ liệu khác. Nhưng H323 chủ yếu được thiết kế cho những dịch vụ đa phuơng tiện, trong khi SIP thì phù hợp cho dịch vụ VoIP. RTP (Real-time Transport Protocol) định nghĩa định dạng chuẩn của gói tin cho việc phân phối audio và video qua Internet. 2.2. Nguyên tắc hoạt động của VoIP 2.2.1. Nguyên tắc hoạt động Giọng nói của ta là những tín hiệu analog. Và để chuyển sang được tín hiệu số ta phải dùng những thuật toán đặc biệt. Những thiết bị khác nhau có cách chuyển đổi khác nhau như VoIP phone hay softphone. nếu dùng điện thoại analog thông thường thì cần một thiết bị chuyển đổi là Telephony Adapter (TA). Sau đó giọng nói được số hóa sẽ được đóng vào gói tin và gửi trên mạng IP. Trong suốt tiến trình một giao thức như SIP hay H323 sẽ được dùng để điểu khiển (control) cuộc gọi như là thiết lập, quay số, ngắt kết nối… và RTP là giao thức truyền tải voice data. 2.2.2. Phiên hoạt động của VoIP Thiết lập cuộc gọi: trong quá trình này, để người gọi và người nhận kết nối được với nhau cần xác định đúng vị trí của người gọi và yêu cầu một kết nối để liên lạc với người nhận. Khi địa chỉ người nhận được xác định là tồn tại trên các server thì các server đó sẽ thiết lập một kết nỗi giữa hai người cho quá trình trao đổi dữ liệu voice diễn ra. 6 Xử lý tín hiệu gọng nói: Tín hiệu giọng nói (analog) sẽ được chuyển đổi sang tín hiệu số (digital) rồi được nén lại nhằm tiết kiệm đường truyền (bandwidth) sau đó sẽ được mã hóa (tăng độ bảo mật). Các voice samples sau đó sẽ được chèn vào các gói dữ liệu để được vận chuyển trên mạng. Giao thức RTP sẽ dùng cho các gói voice.Một gói tin RTP có các field header để có thể chứa các thông tin cần thiết cho việc biên dịch lại các gói tin sang tín hiệu voice ở thiết bị người nhận cuộc gọi. Các gói tin voice được truyền đi bởi giao thức UDP. Ở thiết bị cuối, tiến trình được thực hiện ngược lại. 2.2.2.1. Số hóa tín hiệu Analog (Tham khả, trích dẫn 12-03.9465319138) Để biểu giọng nói con người ở dạng analog thành dạng digiteal cần một số lượng lớn các giá trị digital để biểu diễn biên độ (amplitude), tần số (frequency) và pha (phase), và việc chuyển đổi nó thành dạng số nhị phân (zero và one) là rất khó. Vì vậy những thiết bị được gọi là codec (coder-decoder) hay là thiết bị mã và giải mã được phát triển để giải quyết vấn đề trên. Tín hiệu đện thoại analog (giọng nói con người) được đặt vào đầu vào của thiết bị codec và được chuyển đổi thành chuỗi số nhị phân ở đầu ra. Sau đó quá trình này thực hiện trở lại bằng cách chuyển chuỗi số thành dạng analog ở đầu cuối, với cùng qui trình codec. Có 4 bước liên quan đến quá trình số hóa (digitizing) một tín hiệu tương tự (analog): 9 Lấy mẫu (Sampling) 9 Lượng tử hóa (Quantization) 9 Mã hóa (Encoding) 9 Nén giọng nói (Voice Compression) PAM (Pulse-amplitude Modulation)- điều chế biên độ xung FDM (Frequency Division Multiplexing)-Ghép kênh phân chia theo tần số: Mỗi kênh được phân phối theo một băng tần xác địmnh, thông thường có bề rộng 4Khz cho dịch vụ thoại. 7 PCM (Pulse code modulation)- Điều chế theo mã: là phương pháp thông dụng nhất chuyển đổi các tín hiệu analog sang dạng digital (và ngược lại) để có thể truyền qua một hệ thống truyền dẫn số hay các quá trình xử lý số. Sự biến đổi này bao gổm 3 tiến trình chính: lấy mẫu, lượng tử hoá, mã hoá. Tiến trình này hoạt động như sau: 9 Giai đoạn đầu tiên cuả PCM là lấy mẫu các tín hiệu nhập (tín hiệu đi vào thiết bị số hoá), nó tạo ra một tuần tự các mẫu analog dưới dạng chuỗi PAM, sau đó phân chia dải biên độ này thành một số giới hạn các khoảng. Trong bộ mã hoá, độ lớn của các mẫu được lương tử hoá được biểu diễn bởi các mã nhị phân • Lấy mẫu (Sampling) Hình 2-1: Lấy mẫu tín hiệu giọng nói Tín hiệu âm thanh trên mạng điện thoại có phổ năng lượng đạt đến 10Khz. Tuy nhiên, hầu hết năng lượng đều tập trung ở phần thấp hơn trong dải này. Các kênh điện thoại thường giới hạn băng tần trong khoảng từ 300 đến 3400Hz. Tuy nhiên trong thực tế sẽ có một ít năng lương nhiễu được chuyển qua dưới dạng các tần số cao hơn tần số hiệu dụng 3400Hz. Với phổ tần số cao nhất cho thoại là 4000Hz hay 8000 mẫu được lấy trong một giây, khoảng cách giữa mỗi mẫu là 125 micro giây. 2.2.2.2. Lượng tử hóa Hình 2-2: Lượng tử hóa 8 Tiến trình kế tiếp của số hóa tín hiệu tuần tự là biểu diễn giá trị chính xác cho mỗi mẫu được lấy. Mỗi mẫu có thể được gán cho một giá trị số, tương ứng với biên độ (theo chiều cao) của mẫu. Sau khi thực hiện giới hạn đầu tiên đối với biên độ tương ứng với dải mẫu, đến lượt mỗi mẫu sẽ được so sánh với một tập hợp các mức lượng tử và gán vào một mức xấp xỉ với nó. Qui định rằng tất cả các mẫu trong cùng khoảng giữa hai mức lượng tử được xem có cùng giá trị. Sau đó giá trị gán được dùng trong hệ thống truyền. Sự phục hồi hình dạng tín hiệu ban đầu đòi hỏi thực hiện theo hướng ngược lại. Hình 2-3: Điều chế theo mã 2.2.2.3. Mã hóa (Encoding) Mỗi mức lượng tử được chỉ định một giá trị số 8 bit, kết hợp 8 bit có 256 mức hay giá trị. Qui ước bit đầu tiên dùng để đánh dấu giá trị âm hoặc dương cho mẫu. Bảy bít còn lại biểu diễn cho độ lớn, bit đầu tiên chỉ nửa trên hay nửa dưới của dãy, bit thứ hai chỉ phần tư trên hay dưới, bit thứ 3 chỉ phần tám trên hay dưới và cứ thế tiếp tục. Ba bước tiến trình này sẽ lặp lại 8000 lần mỗi giây cho dịch vụ kênh điện thoại. Dùng bước thứ tư là tùy chọn để nén hay tiết kiệm băng thông. Với tùy chọn này thí một kênh có thể mang nhiều cuộc gọi dồng thời. 2.2.2.4. Nén giọng nói (Voice Compression) Mặc dù kĩ thuật mã hóa PCM 64 Kps là phương pháp được chuẩn hóa, nhưng có vài phương pháp mã hóa khác được sử dụng trong những ứng dụng đặc biệt. Các phương pháp này thực hiện mã hóa tiếng nói với tốc độ nhỏ hơn tốc độ của PCM, nhờ 9 đó tận dụng được khả năng của hệ thống truyền dẫn số. Chắc hẳn, các mã hóa tốc độ thấp này sẽ bị hạn chế về chất lượng, đặt biệt là nhiễu và méo tần số. • Packetizing voice Hình 2-4: Đóng gói gói tin Mỗi một khi giọng nói đã được số hoá và được nén lại, nó phải được chia thành những phần nhỏ, để đặt vào gói IP, VoIP thì không hiệu quả cho những gói tin nhỏ, trong khi những gói tin lớn thì tạo ra nhiều độ trễ, do ảnh hưởng của vài loại header mà kích thước của dữ liệu thoại (voice data ) cũng sẽ ảnh hưởng. Nếu gói bị mất nhiều hay đến đích không đúng thứ tự sẽ làm cho cuộc thoại bị ngắt quãng. Thông thường, cần khoảng 10us đến 30 us (trung bình là 20us) để đặt dữ liệu thoại vào bên trong gói tin, ví dụ phần dữ liệu thoại (voice data) với kích thước 160 byte không nén cần khoảng 20us để đặt phần dữ liệu thoại vào bên trong gói tin. Số lượng dữ liệu thoại bên trong gói tin cần cân bằng giữa sự hiệu quả trong sử dụng băng thông và chất lượng của cuộc thoại 2.3. Mô hình kiến trúc tổng quan của mạng VoIP Trước khi đi vào nghiên cứu cụ thể các giao thức truyền tải được sử dụng trong mạng VoIP, chúng ta đi vào xem xét mô hình tổng quan của mạng VoIP. Từ đó, chúng ta sẽ thấy được vị trí và vai trò của các giao thức này trong mạng. 10 Hình 2-5: Mô hình kiến trúc tổng quan mạng VoIP Trong mô hình này là sự có mặt của hai thành phần chính trong mạng VoIP đó là: • IP Phone (hay còn gọi là SoftPhone): là thiết bị giao diện đầu cuối phía người dùng với mạng VoIP. Cấu tạo chính của một IP Phone gồm hai thành phần chính: o Thành phần báo hiệu mạng VoIP: Sử dụng giao thức H.323 hoặc giao thức SIP (trình bày ở phần dưới) o Thành phần truyền tải media: sử dụng RTP để truyền luồng media với chất lượng thời gian thực và được điều khiển theo giao thức RTCP. • VoIP Server: tùy thuộc vào loại giao thức báo hiệu sử dụng, là đầu não chỉ huy mọi hoạt động của mạng. Server có thể tích hợp tất cả các chức năng (SoftSwitch) hoặc nằm tách biệt trên các Server chức năng khác nhau (Location Server, Registrar Server, Proxy Server,…). Nhưng về mô hình chung thì VoIP Server thực hiện các chức năng sau: o Định tuyến bản tin báo hiệu 11 o Đăng kí, xác thực người sử dụng o Dịch địa chỉ trong mạng o VoIP Server trong mạng như Bản tin báo hiệu được định tuyến thông qua VoIP Server còn tùy thuộc vào từng giao thức cụ thể lại có sự khác nhau nhất định. • Mô hình ứng dụng tổng đài VoIP Hình 2-6 là mô hình VOIP đơn giản, nó chỉ bao gồm tổng đài vừa đóng vai trò là một VoIP Gateway, vừa đóng vai trò là một VoIP server. Bên cạnh đó là các thiết bị đầu cuối trong hệ thống. Hình 2-6: Mô hình VoIP đơn giản 2.4. Các giao thức VoIP VoIP cần 2 loại giao thức: Signaling protocol và Media Protocol. 12 9 Signaling Protocol: là các giao thức điều khiển việc thiết lập cuộc gọi. Các loại signaling protocols bao gồm: H.323, SIP, MGCP, Megaco/H.248 và các loại giao thức có bản quyền riêng như UNISTIM, SCCP, Skype, CorNet-IP,… . 9 Media Protocols: điều khiển việc truyền tải voice data qua môi trường mạng IP. Các loại Media Protocols như: RTP (Real-Time Protocol), RTCP (RTP control Protocol), SRTP (Secure Real-Time Transport Protocol), và SRTCP (Secure RTCP). 9 Các nhà sản xuất, hoặc các nhà cung cấp dịch vụ VoIP có thể sử dụng các giao thức riêng hay các giao thức mở dựa trên nền giao thức tiêu chuẩn quốc tế là H.323 và SIP và để các thiết bị kết nối được với nhau thì phải cùng chung một chuẩn. Ví dụ Nortel sử dụng giao thức UNISTIM (Unified Network Stimulus), Cisco sử dụng giao thức SCCP (Signaling Connection Control Part) vì thế hai giao thức không thể liên liên hệ được với nhau. 2.4.1. Giao thức báo hiệu và điều khiển cuộc gọi 2.4.1.1. Bộ giao thức H.323 H.323: là giao thức được phát triển bởi ITU-T (International telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector). Giao thức này chuyển đổi các cuộc hội thoại voice, video, hay các tập tin và các ứng dụng đa phương tiện cần tương tác với PSTN. Là giao thức chuẩn, bao trùm các giao thức trước đó như H.225,H.245, H.235,… . Giao thức H.323 có 4 thành phần: ¾ Terminal( thiết bị đầu cuối): một PC hoặc một IP phone đang sử dụng giao thức H.323. ¾ Gateway: kết nối mạng H.323 với các mạng khác như SIP, PSTN,…Gateway chuyển đổi các giao thức trong việc thiết lập và chấm dứt các cuộc gọi, chuyển đổi các media format giữa các mạng khác nhau. ¾ GateKeeper: có vai trò là những điểm trung tâm (focal points) trong mô hình mạng H.323, các dịch vụ nền sẽ quyết định việc cung cấp địa chỉ (addressing),phân phát băng thông (bandwidth),cung cấp tài khoản, thẩm định quyền (authentication) cho các terminal và gateway… . ¾ Mutipoint control unit (MCU): hỗ trợ việc hội thoại đa điểm (conference) cho các máy đầu cuối( terminal 3 máy trở lên ). 13 Phương thức hoạt động của H.323 network: Khi một phiên kết nối được thực hiện, việc dịch địa chỉ (address translation) sẽ được một gateway đảm nhận. Khi địa chỉ IP của máy đích được xác nhận, một kết nối TCP sẽ được thiết lập từ địa chỉ nguồn tới người nhận thông qua giao thức Q.931 (là một phần của bộ giao thức H.323). Ở bước này, cả 2 nơi đều tiến hành việc trau đổi các tham số bao gồm các tham số mã hoá (encoding parameters) và các thành phần tham số liên quan khác. Các cổng kết nối và phân phát địa chỉ cũng được cấu hình. 4 kênh RTCP và RTP được kết nối, mỗi kênh có một hướng duy nhất. RTP là kênh truyền dữ liệu âm thanh (voice data) từ một thực thể sang một thực thể khác. Khi các kênh đã được kết nối thì dữ liệu âm thanh sẽ được phát thông qua các kênh truyền này thông qua các RTCP instructions. 2.4.1.2. Giao thức SIP SIP: (Session Initiation Protocol) được phát triển bởi IETF (Internet Engineering Task Force) MMUSIC (Multiparty Multimedia Session Control) Working Group (theo RFC 3261). Đây là một giao thức kiểu diện ký tự (text-based protocol_ khi client gửi yêu cầu đến Server thì Server sẽ gửi thông tin ngược về cho Client), đơn giản hơn giao thức H.323. Nó giống với HTTP, hay SMTP. Gói tin (messages) bao gồm các header và phần thân (message body). SIP là một giao thức ứng dụng (application protocol) và chạy trên các giao thức UDP, TCP và STCP. Các thành phần trong SIP network: Cấu trúc mạng của SIP có những điểm khác so với giao thức H.232. Một mạng SIP bao gồm các End Points, Proxy, Redirect Server, Location Server và Registrar. Người sử dụng phải đăng ký với Registrar về địa chỉ của họ. Những thông tin này sẽ được lưu trữ vào một External Location Server. Các gói tin SIP sẽ được gửi thông qua các Proxy Server hay các Redirect Server. Proxy Server dựa vào tiêu đề “to” trên gói tin để liên lạc với server cần liên lạc rồi gửi các pacckets cho máy người nhận. Các redirect server đồng thời gửi thông tin lại cho người gửi ban đầu. Phương thức hoạt động của SIP network: SIP là mô hình mạng sử dụng kiểu kết nối ba bước (three way handshake method) trên nền TCP. Ví dụ trên, ta thấy một mô hình SIP gồm một Proxy và hai end points. SDP (Session Description Protocol) được sử dụng để mang gói tin về thông tin cá nhân (ví dụ như tên người gọi). Khi Bob gửi một INVITE cho proxy server với một thông tin SDP. Proxy Server sẽ đưa yêu cầu này đến máy của Alice. Nếu Alice đồng ý, 14 tín hiệu “OK” sẽ được gửi thông qua định dạng SDP đến Bob. Bob phản ứng lại bằng một “ACK” _ tin báo nhận. Sau khi “ACK” được nhận, cuộc gọi sẽ bắt đầu với giao thức RTP/RTCP. Khi cuộc điện đàm kết thúc, Bob sẽ gửi tín hiệu “Bye” và Alice sẽ phản hồi bằng tín hiệu “OK”. Khác với H.232, SIP không có cơ chế bảo mật riêng. SIP sử dụng cơ chế thẩm định quyền của HTTP (HTTP digest authentication), TLS, IPSec và S/MIME (Secure/Multipurpose Internet Mail Extension) cho việc bảo mật dữ liệu. Tài liệu tham khảo [5]. 2.4.2. Giao thức điều khiển và truyền tải voice data 2.4.2.1. Giao thức RTP RTP là một giao thức dựa trên giao thức IP tạo ra các hỗ trợ để truyền tải các dữ liệu yêu cầu thời gian thực với các yêu cầu: Liên tục: Các gói tin phải được sắp xếp theo đúng thứ tự khi chúng đến bên nhận, các gói đến có thể không theo thứ tự và nếu gói tin bị mất thì bên nhận phải dò tìm hay bù lại sự mất các gói tin này. Sự đồng bộ trong các phương thức truyền thông: Các khoảng lặng trong giao tiếp tiếng nói được triệt tiêu và nén lại để giảm thiểu băng thông, tuy nhiên khi đến bên nhận, thời gian giữa các khoảng lặng này phải được khôi phục một cách chính xác. Sự đồng bộ giữa các phương thức truyền thông: tín hiệu thoại sử dụng một phươngthức truyền thông còn tín hiệu video lại sử dụng một phương thức khác để truyền thông, dẫn đến nhu cầu phải đồng bộ hóa các tín hiệu tiếng và hình một cách chính xác, gọi là sự đồng bộ tiếng - hình. Sự nhận diện phương thức truyền tải: Trong Internet, thông thường chúng ta cần thay đổi sự mã hoá cho phương thức truyền tải( payload) trên hành trình truyền để hiệu chỉnh thay đổi độ rộng băng thông đáp ứng nhu cầu sử dụng hoặc đủ khả năng cho người dùng mới kết nối vào nhóm. Do đó, một vài cơ chế cần được sử dụng để nhận diện sự mã hoá cho mỗi gói đến. Tài liệu tham khảo [7]. 2.4.2.2. Giao thức RCTP RTCP (Real-time Transport Control Protocol) là giao thức hỗ trợ cho RTP nhằm cung cấp các thông tin phản hồi liên quan đến chất lượng truyền dữ liệu. Các dịch vụ RTCP cung cấp gồm có: 15 · Giám sát chất lượng và điều khiển tắc nghẽn: Đây được coi là chức năng cơ bản của RTCP. Nó cung cấp các thông tin phản hồi về chất lượng phân phối dữ liệu tới một ứng dụng. Các thông tin này rất hữu ích cho bộ phát, bộ thu và giám sát. Bộ phát có thể điều chỉnh cách thức truyền dữ liệu dựa trên các thông báo phản hồi của bộ thu. Bộ thu có thể xác định được tắc nghẽn là cục bộ, từng phần hay toàn bộ. Nhờ vây, người quản lý mạng có thể đánh giá được hiệu suất của mạng. ·Xác định nguồn: Trong các gói RTP, các nguồn được định nghĩa là những số ngẫu nhiên 32 bit. Tuy nhiên các số ngẫu nhiên này gây khó khăn cho người sử dung. Do đó, RTCP cung cấp thông tin nhận dạng nguồn cụ thể hơn ở dạng văn bản như là bao gồm tên người sử dụng, số điện thoại, địa chỉ e-mail và các thông tin khác. · Đồng bộ môi trường: Trong các thông báo của bộ phát RTCP chứa thông tin về thời gian và nhãn thời gian RTP tương ứng. Có thể dựa vào thời gian và nhãn thời gian này mà đồng bộ giữa âm thanh với hình ảnh. ·Điều chỉnh các thông tin điều khiển: Những người tham dự sẽ gửi và nhận các gói RTCP theo chu kỳ. Nhưng khi số lượng người tham dự tăng lên, cần phải cân bằng giữa việc nhận thông tin điều khiển mới nhất và hạn chế lưu lượng điều khiển. Để hỗ trợ một nhóm người sử dụng lớn, RTCP phải cấm lưu lượng điều khiển rất lớn đến từ các tài nguyên khác của mạng. RTP chỉ cho phép tối đa 5% lưu lượng cho điều khiển toàn bộ lưu lượng của phiên làm việc. Điều này được thực hiện bằng cách điều chỉnh tốc độ phát của RTCP theo số lượng người tham dự. Mỗi người tham gia một phiên truyền RTP phải gửi định kỳ các gói RTCP đến tất cả những người khác cũng tham gia phiên truyền. Nhờ vậy mà có thể theo dõi được số người tham gia. Khi sử dụng, RTCP chiếm 5% tổng số băng thông phân bổ cho phiên và khoảng thời gian trung bình giữa các gói RTCP được đặt tối thiểu là 5s. Do đó, các gói RTCP dễ gây tắc nghẽn mạng. RTCP cung cấp kiểu thông báo điều khiển chính sau: · SR (Sender Report): chứa các thông s thống kê liên quan tới kết quả truyền như tỷ lệ tổn hao, số gói dữ liệu bị mất, khoảng trễ. Các thông báo này phát ra từ phía phát trong một phiên truyền thông. · RR (Receiver Report): Chứa các thông tin thống kê liên quan tới kết quả nhận, được phát từ phía thu trong một phiên truyền thông. · SDES (Source Description): thông số mô tả nguồn (tên, vị trí…) 16 · APP (Application): cho phép truyền các dữ liệu ứng dụng · BYE: chỉ thị sự kết thúc tham gia vào phiên truyền. Tài liệu tham khảo [7]. 2.5. Sự khác biệt của gọi qua giao thức IP với gọi điện thông thường: 2.5.1. Điện thoại Analog thông thường Điện thoại thông thường với tiếng ấn số dựa trên giao thức chuyển mạch (circuit switching), khi kết nối mạch được kích hoạt ở cả hai đầu dây, kết nối được duy trì trong suốt cuộc gọi. Và nó chỉ kết thúc khi một trong hai người đặt máy xuống. Cách thức liên lạc có từ hàng thế kỷ này có tên gọi là mạng điện thoại PSTN. Hình 2-7: Chuyển mạch kênh Hai trạm muốn trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ được thiết lập một “ kênh” (circuit) cố định, kênh kết nối này được duy trì và dành riêng cho hai trạm cho tới khi cuộc truyền tin kết thúc. Quá trình thiết lập cuộc gọi tiến hành gồm 3 giai đoạn: • Giai đoạn thiết lập kết nối: Thực chất quá trình này là liên kết các tuyến giữa các trạm trên mạng thành một tuyến (kênh) duy nhất dành riêng cho cuộc gọi. Kênh này đối với PSTN là 64kb/s (do bộ mã hóa PCM có tốc độ lấy mẫu tiếng nói 8kb/s và được mã hóa 8 bit). • Giai đoạn truyền tin: Thông tin cuộc gọi là trong suốt. Sự trong suốt thể hiện qua hai yếu tố: thông tin không bị thay đổi khi truyền qua mạng và độ trễ nhỏ. 17 • Giai đoạn giải phóng (huỷ bỏ) kết nối: Sau khi cuộc gọi kết thúc, kênh sẽ được giải phóng để phục vụ cho các cuộc gọi khác. Ưu điểm nổi bật của mạng chuyển mạch kênh: chất lượng đường truyền tốt, ổn định, có độ trễ nhỏ. Các thiết bị mạng của chuyển mạch kênh đơn giản, có tính ổn định cao, chống nhiễu tốt. Nhưng ta cũng không thể không nhắc tới những hạn chế của phương thức truyền dữ liệu này như: • Sử dụng băng thông không hiệu quả: Tính không hiệu quả này thể hiện qua hai yếu tố. Thứ nhất, độ rộng băng thông cố định 64k/s. Thứ hai là kênh là dành riêng cho một cuộc gọi nhất định. Như vậy, ngay cả khi tín hiệu thoại là “lặng” (không có dữ liệu) thì kênh vẫn không được chia sẻ cho cuộc gọi khác. • Độ an toàn: Do tín hiệu thoại được gửi nguyên bản trên đường truyền nên rất dễ bị nghe trộm. Ngoài ra, đường dây thuê bao hoàn toàn có thể bị lợi dụng để an trộm cước viễn thông. • Khả năng mở rộng của mạng kênh kém: Thứ nhất là do cơ sở hạ tầng khó năng cấp và tương thích với các thiết bị cũ. Thứ hai, đó là hạn chế của hệ thống báo hiệu vốn đã được sử dụng từ trước đó không có khả năng tùy biến cao. 2.5.2. Điện thoại VoIP Mạng dữ liệu không sử dụng chuyển mạch. Kết nối Internet sẽ chậm hơn rất nhiều nếu nó bao gồm một kết nối cố định tới một trang Web bởi lẽ khi đó để việc nhận và gửi dữ liệu có thể diễn ra, bạn cần hai máy tính đóng vai trò một kết nối qua lại trong toàn bộ thời gian, không cần biết dữ liệu có hữu ích hoặc không và nó sẽ gây lãng phí băng thông. Thay thế vào đó mạng dữ liệu sử dụng phương pháp được gọi là chuyển mạch gói (Packet Switching). Hình 2-8: Chuyển mạch gói 18 Chuyển mạch thông thường giữ cho kết nối mở và không đổi thì chuyển mạch gói mở kết nối trong khoảng thời gian đủ lớn để có thể gửi những khối dữ liệu nhỏ được gọi là gói (Packet) từ một hệ thống này tới một hệ thống khác. Máy tính gửi khối dữ liệu trong các gói nhỏ tới một địa chỉ ghi trên mỗi gói. Khi máy tính nhận được các gói nó sẽ tập hợp lại thành dữ liệu gốc. Chuyển mạch gói rất hiệu quả nó giảm nhỏ thời gian kết nối giữa hai hệ thống, giảm tải trên mạng. Công nghệ VoIP sử dụng phương pháp chuyển mạch gói. Ví dụ khi sử dụng một cuộc gọi 10 phút trên PSTN thì nó cũng sử dụng đầy đủ 10 phút để truyền dẫn 128 Kbps. Với VoIP cuộc gọi đó chỉ mất 3,5 phút để truyền 64 Kbps và mất 6,5 phút để truyền 128 Kbps. Đây là trong trường hợp chưa sử dụng phương pháp nén dữ liệu (Data Compression), kích thước dữ liệu sẽ giảm nhiều khi sử dụng phương pháp nén. Với VoIP, chuyển mạch kênh được thay thế bằng chuyển mạch gói (packet switching) và Internet chính là hệ thống chuyển các gói dữ liệu giao tiếp. Do cách thức gọi điện thoại truyền thống thông thường vẫn rất phổ biến lại có độ tin tưởng cao, điện thoại VoIP vẫn chưa thể thay thế hoàn toàn được. Ví dụ như khi mất điện, không thể dùng điện thoại VoIP để liên lạc được trừ phi bạn có máy phát điện dự phòng – đó là lý do tại sao nhiều công ty tuy đã sử dụng hệ thống điện thoại VoIP nhưng vẫn có các đường dây điện thoại thông thường để sử dụng những lúc khẩn cấp. Một sự khác biệt nữa chính là ở chất lượng cuộc gọi. Chất lượng các cuộc gọi VoIP chủ yếu phụ thuộc vào chất lượng mạng và tốc độ kết nối Internet để gửi tín hiệu. 2.6. Lợi ích của VoIP • Đa dạng tính năng - Hiệu quả kinh tế cao IP Telephony và VoIP làm cho điện thoại truyền thống trở nên lỗi thời vì tất cả tính năng, ứng dụng thông tin liên lạc trên điện thoại hiện đã có mặt trên thế giới viễn thông hội tụ hỗ trợ nền tảng mạng IP. Số lượng và chủng loại tính năng thoại có ở các giải pháp IP Telephony và VoIP hiện nay được đánh giá là rất nhiều và hấp dẫn.Chúng ta không cần đầu tư thêm bất kỳ chi phí nào vì những tính năng của IP Telephony và VoIP có sẵn, hoạt động trên nền tảng mạng IP và được “vận chuyển” trên mạng máy tính như các ứng dụng máy tính thông thường. • Tiết kiệm chi phí đầu tư VoIP Ngày nay, hầu hết các tổ chức đều sử dụng mô hình hệ thống ĐT truyền thống, hoặc đã chuyển đổi toàn bộ hay từng phần sang hệ thống IP Telephony và VoIP để hỗ trợ tốt hơn cho công việc kinh doanh. Nếu DN đã trang bị thiết bị kỹ thuật số (như 19 tổng đài PBX), thì có thể tiết kiệm được đáng kể chi phí đầu tư bằng cách tái sử dụng hầu hết các thiết bị này với hệ thống VoIP mới. Mô hình mạng điện thoại truyền thống và mạng: hệ thống mạng và điện thoại chạy trên 2 hệ thống hoàn toàn độc lập với nhau. Hình 2-9 là mô hình mạng và điện thoại riêng rẽ. Hiện nay mô hình này vẫn rất phổ biến. Hình 2-9: Mô hình mạng và điện thoại truyền thống Mô hình mạng điện thoại truyền thống và mạng tích hợp với nhau: hệ thống mạng và điện thoại chạy trên một hệ thống mạng IP chung với nhau. Ta đã giảm tải được rất nhiều thiết bị và ta cũng có thể dễ dàng quản lý tập trung các thiết bị. Hình 2-10: Mô hình mạng điện thoại kết hợp voice Các thiết bị analog có sẵn vẫn có thể được sử dụng trong mạng VoIP thông qua một thiết bị adapter chuyển đổi. Vì thế ta có thể hoàn toàn an tâm về tính tương thích của hệ thống VoIP và hệ thống analog sẵn có. 20 Hình 2-11: Mô hình VoIP kết hợp analog • Dễ quản lý Nhờ có khả năng loại bỏ tận gốc những hệ thống thông tin trùng lắp và dư thừa, các tác vụ chính của việc cài đặt và quản lý hệ thống IP Telephony và VoIP trở nên dễ dàng hơn. Những thao tác di chuyển, bổ sung và thay đổi ở hệ thống ĐT truyền thống trước đây đòi hỏi tài nguyên phức tạp và thường rất tốn kém, nhưng với hệ thống IP Telephony thì mạng VoIP sẽ tự động tự điều chỉnh để tương thích với vị trí mới của người dùng. Hệ thống có khả năng kiểm soát chi tiết đến từng bit dữ liệu đang được lưu chuyển trên mạng IP Telephony (LAN) hay mạng VoIP (WAN), khả năng phát hiện sớm các triệu chứng và thay đổi những cài đặt trước khi có bất kỳ trục trặc nào xảy ra đã được cải tiến đáng kể. • Dùng ở mọi nơi có mạng Trong một mạng viễn thông nền IP, nhân viên có thể tự do di chuyển bất kỳ vị trì nào trong văn phòng công ty, kết nối máy tính xách tay vào mạng, bắt đầu làm việc và nhận/thực hiện các cuộc gọi. Mạng sẽ tự động nhận dạng người dùng và áp đặt các thông tin cá nhân (profile) của người dùng đó có trong cơ sở dữ liệu kiểm soát của hệ thống. Thậm chí, nhân viên còn có thể chuyển tiếp các cuộc gọi đến vào bất kỳ ĐT bàn nào ở những vị trí tạm thời (ĐT này không cần thiết phải hỗ trợ IP). • Nhiều tính năng hấp dẫn Những ưu điểm VOIP mang lại như giảm chi phí liên lạc; khả năng tích hợp dễ dàng các hệ thống dữ liệu, thoại và video; cơ sở dữ liệu có khả năng kiểm soát tập trung; tính năng thoại di động cải tiến giúp tiết kiệm thời gian và chi phí...Với giao thức SIP (Session Initiation Protocol) cho phép nhiều ứng dụng, thiết bị phần cứng mới dễ dàng triển khai giải pháp VoIP trên mạng LAN, WAN hoặc Internet. 21 • Cộng tác thời gian thực VoIP hoạt động trên nền tảng mạng IP và nhiều ứng dụng web trước đây chỉ có thể hoạt động trên Internet thì hiện giờ đã có thể hoạt động trên mạng nền IP. Người dùng có thể truy cập các website cần thiết ngay từ chiếc ĐT để bàn nền IP hoặc đưa các đường link đặc biệt lên trang chủ của ĐT đang sử dụng. Chất lượng hình ảnh và âm thanh khi sử dụng trên mạng nội bộ thường tốt hơn khi sử dụng qua kết nối Internet do hiếm khi gặp phải tình trạng trễ tiếng hay khựng hình. • Sử dụng băng thông hợp lý Lưu lượng truyền dữ liệu máy tính (không phải là dữ liệu thoại) trên hệ thống mạng ĐT thường chỉ chiếm khoảng 30% băng thông của toàn hệ thống. Ưu điểm của VoIP là dữ liệu được đóng lại thành gói và có thể nén lại. • Giảm chi phí ĐT Với một ví dụ đơn giản: một tổ chức có nhiều văn phòng cách xa nhau (ở các thành phố, tỉnh hay quốc gia khác) thì việc sử dụng VoIP sẽ giúp tiết kiệm được đáng kể chi phí gọi ĐT đường dài giữa các văn phòng. Nếu có một hệ thống VoIP hoàn chỉnh, thậm chí ta còn có thể triển khai giải pháp chuyển tiếp cuộc gọi thông minh, cho phép "hạn chế" các cuộc gọi đường dài trực tiếp từ một khu vực (tỉnh, thành phố hay quốc gia) sang một khu vực khác (cả 2 khu vực này phải có văn phòng của DN này) bằng cách chuyển dữ liệu thoại thông qua mạng VoIP nội bộ rồi sau đó chuyển tiếp sang hệ thống PSTN. 2.7. Các hạn chế của VoIP Nhược điểm đầu tiên và có lẽ cũng là nhược điểm lớn nhất của VoIP chính là công nghệ này có những yêu cầu về hệ thống mạng quá cao vì thế khi chất lượng mạng thấp sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cuộc gọi khiến giọng nói có độ trễ lớn, nghe không rõ âm thanh, hay thậm chí là bị rớt cuộc gọi, tiếng được tiếng mất khiến người dùng khó chịu. Để VoIP hoạt động hiệu quả, chất lượng mạng cao là một yêu cầu bắt buộc. Nhược điểm thứ hai, truyền tín hiệu theo thời gian thực trên mạng chuyển mach gói là rất phức tạp do sự mất mát gói tin trong mạng là không thể tránh được và độ trễ của các gói tin khi truyền trên mạng. Để có một dịch vụ thoại chấp nhận được, cần thiết phải có một kỹ thuật nén tin đạt được những yêu cầu khắt khe về tỉ số nén, có khả 22 năng suy đoán và tái tạo lại thông tin bị mất. Tốc độ xử lý của các bộ codec phải đủ nhanh để không làm gián đoạn các cuộc thoại. Thứ ba, vì công nghệ VoIP được thực hiện trên mạng IP, vì thế vấn đề bảo mật là một vấn đề cần được quan tâm. Và cuối cùng, để VoIP hoạt động phải có điện vì thế cần phải có một nguồn điện dự phòng và ổn định. 23 CHƯƠNG 3. TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG VoIP 3.1. Mô tả hệ thống VoIP của Alcatel hiện có ở trường ĐHCN 3.1.1. Mô hình triển khai hệ thống VoIP Với các thiết bị sẵn có ta có thể xây dựng mô hình kết nối giữa các thiết bị như trong hình vẽ Hình 3-1:: Mô hình VoIP triển khai ở TTMT Với mô hình này ta có thể demo được hầu hết các tính năng chính mà tổng đài hiện có. Trong mô hình triển khai, Tổng đài điện thoại sử dụng là Alcatel, nó có chức năng thiết lập cũng như quản lý các thiết bị điện thoại số, điện thoại analog cũng như các điện thoại IP và mobile cũng như định tuyến ra mạng điện thoại PSTN truyền thống. Hiện nay trung tâm máy tính đã triển khai hệ thống gồm có 1 tổng đài, 2 máy điện thoại số, 1 máy điện thoại IP và 4 máy mobile di động. Thiết lập hệ thống sao cho với chung một đường dây ta có thể sử dụng chung cho cả PC và điện thoại, như vậy khi đưa tổng đài vào hoạt động nó sẽ không ảnh hưởng đến cấu trúc hệ thống mạng mà trường đã xây dựng. 24 Các bước cấu hình tổng đài được trình bày trong phần sau của khóa luận. 3.1.2. Hệ thống đã triển khai ở trung tâm máy tính DHQG HN Với các thiết bị sẵn có, ta có thể thiết lập một hệ thống tổng đài quy mô nhỏ (cho 1 – 2 phòng) với các tính năng: - Các máy nội bộ có thể gọi trực tiếp cho nhau - Các máy có thể gọi ra ngoài thông qua đường PSTN - Thiết lập hệ thống trả lời tự động - Thiết lập hệ thống tự động gọi đến số máy lẻ - Thiết lập hệ thống voice mailbox. - Thiết lập hệ thống có thể dùng chung cả điện thoại và PC với một đường line. 3.1.3. Các bước cấu hình tổng đài 3.1.3.1. Kết nối tới hệ thống tổng đài Để kết nối với tổng đài Alcatel chúng ta phải dùng một phần mềm chuyên dụng để có thể cài đặt các thông số tổng đài (phần mêm OMC 7.x). Chúng ta có thể cấu hình thiết bị thông qua hệ thống mạng LAN kết nối với tổng đài. Chúng ta cũng có thể kết nối với tổng đài sử dụng đường V24 (RJ45-sub DB9), kết nối hệ cổng CONFIG của hệ thống tổng đài với cổng serial của máy tính. Hoặc ta có thể cấu hình từ xa qua ISDN modem. 25 Hình 3-2:: Các mode cấu hình cho tổng đài Như hình trên ta có thể thấy có 5 mode để truy cập: - Data Collection and Tools: chỉ cho phép user thu thập thông tin của hệ thống - Installation Typical: cho phép user cài đặt các thiết bị và thông số tổng đài - Modification typical: cho phép user sửa đổi các thông số của tổng đài - Expert: cho phép user cấu hình thiết bị ở mức cao hơn - Multi-suite: cho phép user cấu hình kết nối ở multi-site Chúng ta có thể đặt password cho từng mode để user tương ứng chỉ vào được mode đấy để cấu hình thiết bị. Chúng ta có thể kết nối qua cổng LAN: khi đó máy tính kết nối tới phải cùng dải địa chỉ mạng LAN với tổng đài. IP: IP của tổng đài – 192.168.1.201 Password: default password – pbxk1064 3.1.3.2. Thêm điện thoại và đặt đầu số 26 Hình 3-3: Add user và điện thoại cho tổng đài Mục user/base station list quản lý user, cũng như các điện thoại kết nối vào hệ thống tổng đài. Ta có thể tự thêm user hoặc điện thoại bằng cách add rồi gán số điện thoại cho máy đó, hoặc có thể dùng chức năng modify để thay đổi thông số của người dùng, máy điện thoại. - Để có thể install cho các thiết bị mobile, chúng ta cần vào mục installation - Ta có thể tạo mailbox và lời chào cho từng user. - Ta có thể cho phép ghi âm cuộc thoại hoặc có thể chuyển cuộc gọi tới một số nào đó 27 Hình 3-4:: Tạo mailbox và lời chào cho từng mailbox Ngoài ra ta cũng có thể chỉnh sửa các thông số khác cho từng điện thoại như danh sách cuộc gọi cá nhân, dynamic routing cuộc gọi tới số khác khi không trả lời cuộc gọi. - Ta cũng có thể sửa đổi các features (tính năng), hoặc chuyển cuộc gọi sang số khác (diversion) - Ta cũng có thể tạo danh bạ cho từng máy ở ngay trên tổng đài và sau đó các số điện thoại mà ta nhập vào tự động được gửi đến điện thoại. Và người dùng có thể tìm danh bạ ở ngay trên thiết bị của mình- Ngoài ra ta còn có thể thiết lập password cho từng thiết bị. bị. Hình 3-5: Cấu hình cho từng điện thoại 3.1.3.3. Chức năng danh sách gọi nhanh 28 Hình 3-6: Tạo danh sách gọi nhanh Ta có thể lập trình cho tổng đài những số mà ta hay gọi để khi nào cần ta có thể gọi nhanh tới số đấy bằng việc ấn vào số đã lập trình sẵn. Sau đó tổng đài sẽ ghi nhận các số đó và ta có thể thực hiện cuộc gọi nhanh ở bất kỳ máy nào bằng cách gọi tới số máy đã được ấn định. 3.1.3.4. Danh bạ các số máy trong tổng đài Hình 3-7: Danh bạ của tổng đài 29 Khi các số điện thoại được cập nhật vào hệ thống thì danh sách user cùng số điện thoại cũng được cập nhật vào hệ thống. Và khi chúng ta sửa đổi trong dirctory hay trong user/ base station list thì nó cũng tự cập nhật theo. 3.1.3.5. Thiết lập thời gian trong Time Ranges Hình 3-8: Thời gian làm việc của hệ thống Ta có thể thiết lập thời gian opening hours và closing hours cho hệ thống tổng đài để khi có người gọi đến, tổng đài có thể đưa ra những lời chào khác nhau. 3.1.3.6. Hệ thống trả lời tự động và hòm mail hộp thư thoại Mục đích của tính năng: Khi có người gọi đến thì sẽ có lời chào xuất hiện. Sau đó có lời chỉ dẫn gọi đến từng số máy lẻ có người muốn gặp Để có thể tạo được lời nhắn tự động, chúng ta phải tạo nhóm attendant group là của voice mail unit. Attendant group list là nhóm mà khi có cuộc gọi đến sẽ là người nhấc máy đầu tiên để trả lời. 30 Hình 3-9: Tạo attendant group list - Như trong hình vẽ ta tạo nhóm attendant group list số 1 là 133 – là số máy của hệ thống voice mail unit. Hình 3-10: Hệ thống voice mail unit Ta có thể tạo tới 9 attendant group list. Ta có thể đặt chế độ các attendant đổ chuông cùng đồng thời một lúc hoặc đổ chuông lần lượt. Hình 3-11: Hệ thống chào tự động - Cách cài đặt: 31 + Đầu tiên phải chuẩn bị file ghi âm giọng nói lời chào, lời hướng dẫn quay số cũng như lời hỏi để lại tin nhắn (chuẩn file ghi âm: tần số 8000hz, 16 bit, mono). + Ta vào mục voice processing/ Automated attendant + Ta thấy tổng đài chia ra làm 2 mục opening hours và closing hours (giờ đóng cửa và mở cửa ta có thể định nghĩa trong mục Time Ranges ở ngay phía dưới). Ta có thể đặt lời chào tương ứng với mỗi thời gian khác nhau + Khi ta kết nối với tổng thì ô load and transfer sẽ sáng lên, và ta có thể chuyển file giọng nói vào trong thiết bị. Ta có thể sử dụng nhiều thứ tiếng trong hệ thống. Và ta có thể nghe thử file vừa ghi âm vào bằng nút. 3.1.3.7. Hệ thống tự động chuyển cuộc gọi tới số máy lẻ Hình 3-12: Hệ thống chuyển máy nhánh tự động Đây là hệ thống menu để tổng đài có thể tự chuyển cuộc gọi đến các số máy lẻ. Hệ thống chia ra làm 2 thời gian là Opening hours và Closing hours. Ngoài việc chúng ta có thể chuyển cuộc gọi tới các số máy lẻ (transfer to subscriber/group, chúng ta có thể chuyển cuộc gọi tới người nhận máy (transfer to attendant hoặc chuyển cuộc gọi tới hòm mail chung). 32 Hình 3-13: Menu transfer cuộc gọi Hoặc ta có thể tạo ra một sub-menu để có thể chuyển tiếp tới một hệ thống tổng đài trả lời tự động khác rồi mới chuyển cuộc gọi tới từng máy lẻ. Để có thể tạo ra nhiều cấp hệ thống cần phải được nâng cấp phiên bản phần mềm mới. Như ở trên hình, người dùng khi ấn phím 1 sẽ chuyển cuộc gọi tới số máy lẻ 123, phím 2 sẽ là chuyển cuộc gọi tới số máy lẻ 144, số 3 sẽ là 141 và số 4 la 120. Ngoài ra ta cũng có thể đặt lời chào tạo biệt cho hệ thống tổng đài. 3.1.3.8. Hệ thống lời nhắn tự động và hòm mail hộp thư thoại Để có thể tạo được lời nhắn tự động, chúng ta phải tạo nhóm attendant group là của voice mail unit Attendant group list là nhóm mà khi có cuộc gọi đến sẽ là người nhấc máy đầu tiên để trả lời 33 Hình 3-14: Tạo attendant group list Như trong hình vẽ ta tạo nhóm attendant group list số 1 là 133. Ta có thể tạo tới 9 attendant group list. Ta có thể đặt chế độ các attendant đổ chuông cùng đồng thời một lúc hoặc đổ chuông lần lượt. Nếu sau một số hồi chuông mà không ai nhấc máy, tổng đài sẽ hỏi bạn có muốn để lại lời nhắn không. Và khi người gọi để lại lời nhắn, tổng đài sẽ ghi âm lại lời nhắn đấy và chuyển tín hiệu báo có tin nhắn tới máy của người được gọi. Sau đó người được gọi có thể check hòm mail hộp thư thoại để có thể nghe lại tin nhắn ngay sau đó và trên thiết bị có báo hiệu có tin nhắn để người dùng có thể biết được. Với mỗi một máy điện thoại, mỗi người dùng đều có password để truy cập vào hòm voice mail tương ứng ở trên chiếc điện thoại đấy. 3.1.3.9. Tạo nhóm Hunt-group Chúng ta có thể tạo nhóm hunt group (nhóm có trách nhiệm trực cuộc gọi). Khi có cuộc gọi tới thì tổng đài sẽ tìm trong các máy của hunt-group xem máy nào đang rỗi và đổ chuông vào máy đó. Hình 3-15: Tạo nhóm Hunt group 3.1.3.10. Tạo nhóm pickup group Nhóm có quyền cướp cuộc gọi của máy khác khi có cuộc gọi đến. 34 Hình 3-16: Tạo nhóm Pick up group 3.1.3.11. Cấu hình voice VLAN Ta có thể dùng DHCP server tích hợp sẵn cho mạng VOICE VLAN của tổng đài hoặc ta cũng có thể sử dụng server DHCP sẵn có để cung cấp địa chỉ IP cho voice Vlan. Hình 3-17: Cấu hình voice VLAN Như trên hình vẽ ta cấp địa chỉ IP cho các điện thoại VoIP từ 192.168.1.140- 192.168.1.150. VÌ thế khi ta cài đặt một máy điện thoại IP vào hệ thống tổng đài thì nó sẽ cấp cho điện thoại IP trong dải địa chỉ đó. Ngoài ra ta có thể dùng chung đường internet cho các PC. 3.1.4. Kết quả đã đạt được 35 Hệ thống tổng đài hoạt động tốt với đầy đủ các chức năng đã nêu ở trên. Nhưng hệ thống chỉ hoạt động với một số lượng ít các thiết bị. 3.2. Đánh giá về hệ thống VoIP đã triển khai 3.2.1. Khả năng của tổng đài hiện có 3.2.1.1. Về phần cứng - Tổng đài Alcatel OmniPCX Office có thể hỗ trợ + 242 thiết bị không dây + 5000 danh mục + 200 kết nối IP + 250 thuê bao điện thoại + 120 đường trunk VoIP + 12 kết nối T0 + Ngoài ra tổng đài còn hỗ trợ rất nhiều kết nối khác mà ta có thể thấy trong hình 14. Hình 3-18: Khả năng phần cứng của thiết bị 3.2.1.2. Các board có sẵn trong thiết bị Board là các thiết bị module bảng mạch để gắn vào tổng đài. 36 Gắn vào thiết bị để tăng các cổng kết nối vật lý cho thiết bị. Nhưng để sử dụng được các thiết bị ta cần phải có license cho phép các thiết bị có thể hoạt động được. Hình 3-19: Hệ thống board có sẵn trong thiết bị Như trên hình 15, Tổng đài hiện có gồm 8 slot và một slot CPU Slot 1: UAI4 gồm 4 cổng digital cho 4 điện thoại số Slot 2: Mix- 244 Slot 3: AMIX484-1 LH Slot 4: UAI8: gồm 4 cổng digital Slot 5: coCPU-2 (VOIP4) cpu dành cho hệ thống VoIP Slot 8: LAX8-2 gồm 8 cổng switch để cắm IP phone, nhưng ta có thể thay bằng switch nhiều port Slot 5 và slot 7 hiện nay vẫn để trống và ta có thể mua them các board về và gắn vào. 3.2.1.3. Về phần mềm Ngoài phải cung cấp đủ hỗ trợ phần cứng, để thiết bị chạy được cần phải có license phần mềm thì hệ thống mới có thể họat động đúng và đầy đủ được. Tùy theo nhu cầu sử dụng mà ta có thể mua license cho nhiều máy hoặc ít máy và nó sẽ làm giảm chi phí đáng kể khi thiết lập hệ thống VoIP. 37 Hình 3-20: Khả năng phần mềm của thiết bị License phần mềm tổng đài điện thoại hiện giờ có khả năng cung cấp hoạt động cho: + 20 điện thoại số + 16 điện thoại analog + 4 điện thoại IP + 20 điện thoại Mobile + Hệ thống tổng đài chưa có khả năng sử dụng các thiết bị mobile khác có cài phần mềm VoIP 38 Hình 3-21: Khả năng liên kết multi-site của thiết bị Hiện license của phần mềm chưa có tính năng liên kết giữa các site với nhau để thực hiện cuộc gọi. Ngoài ra license của phần mềm cũng chưa có tính năng cho phép các thiết bị có cài đặt phần mềm PIMphony để thực hiện cuộc gọi VoIP Ngoài ra tổng đài Alcatel cũng chỉ hộ trỡ một vlan voice và một vlan data. Nếu muốn nhiều hỗ trợ vlan cần nâng cấp tổng đài cũng như license software. Vì vậy khi cắm vào switch hệ thống của trường phải tạo một vlan riêng cho hệ thống voice. Ta có thể dùng chung vlan voice và data hoặc ta cũng có thể chia ra vlan voice riêng và data riêng. 39 Hình 3-22: Khả năng hỗ trợ hệ thống Vlan voice và data của thiết bị 3.2.2. Kết luận Với khả năng hiện có của phần mềm thiết bị thì hiện nay hệ thống có thể hoạt động với đầy đủ tính năng của một tổng đài VoIP và đáp ứng đầy đủ yêu cầu về một hệ thống tổng đài VoIP mà trường ĐHCN cần có: - Các máy điện thoại gọi điện được đến nhau. - Các máy điện thoại có thể gọi ra ngoài mạng PSTN thông qua đường trunk. - Thiết lập hệ thống trả lời tự động. - Cung cấp khả năng tự động quay số tới các máy nhánh. - Cung cấp hòm mail hộp thư thoại có khả năng lưu lại các cuộc gọi nhỡ. - Thiết lập hệ thống VoIP có thể chạy chung được với hệ thống mạng LAN sẵn có mà không làm ảnh hưởng đến cấu trúc hệ thống. Thế nhưng ta chưa thể được áp dụng hệ thống tổng đài này cho toàn bộ trường ĐHCN do hệ thống hỗ trợ quá ít máy điện thoại so với quy mô của trường đại học công nghệ. 40 CHƯƠNG 4. GIẢI PHÁP VoIP CHO TRƯỜNG ĐHCN 4.1. Thực trạng hệ thống mạng trường ĐHCN Hiện nay, hệ thống mạng trường đại học Công nghệ được xây dựng dựa trên các thiết bị mạng của Cisco gồm có router gateway 2821, switch catalyst 6509 và các switch 2960. Hiện nay tất cả các máy tính ở các phòng ban trong trường đều kết nối với hệ thống switch với giao tiếp mạng ở tốc độ 100/1000Mbps. Vì thế có thể đảm bảo được chất lượng cuộc gọi khi thay thế các điện thoại analog thông thường bằng các điện thoại VoIP. 4.2. Thực trạng hệ thống điện thoại trường ĐHCN Hiện nay, tại trường đại học công nghệ, hệ thống các máy điện thoại không sử dụng tổng đài để kết nối mà điện thoại của mỗi phòng ban được kết nối trực tiếp qua đường PSTN. Vì thế khi các phòng ban gọi cho nhau vẫn mất tiền điện thoại như bình thường. Do đó chi phí dành cho điện thoại của trường sẽ rất cao. 4.3. Nhu cầu của trường ĐHCN Xây dựng hệ thống VoIP để giảm chi phí tối đa điện thoại đường dài qua mạng PSTN cũng như trong mạng nội bộ. Hệ thống phải đảm bảo được các tính năng thoại cơ bản đáp ứng đầy đủ cho số người dùng tối thiểu hiện tại (hiện ở trường ĐHCN có nhu cầu sử dụng trên dưới 100 máy điện thoại để bàn), có khả năng nâng cấp lên đầy đủ trong tương lai. Hệ thống phải ổn định, đảm bảo chất lượng dịch vụ thoại tốt. 4.4. Các giải pháp VOIP tổng quan 4.4.1. Giải pháp kết nối mạng VoIP gián tiếp Hình 4-1: Giải pháp kết nối mạng VoIP gián tiếp 4.4.1.1. Mô tả 41 Mỗi hệ thống tổng đài không sử dụng giao diện IP mà sử dụng các giao diện trung kế truyền thống như analog. Mỗi hệ thống tổng đài sử dụng thêm một thiết bị có chức năng chuyển đổi các giao diện thoại truyền thống sang giao diện IP và kết nối vào cùng mạng WAN hoặc VPN. Hệ thống được sử dụng khi ta có nhiều loại tổng đài khác loại hoặc khi kết nối với hệ thống tổng đài sử dụng PSTN truyền thống Các thiết bị chuyển đổi đó được gọi là thiết bị VoIP Gateway. Trong trường hợp này các hệ thống tổng được kết nối với nhau theo các giao diện truyền thống. 4.4.1.2. Yêu cầu thiết bị • Tổng đài: có giao diện trung kế tương tự, E&M, T1, E1, BRI hoặc PRI (chú ý giao diện trung kế tương tự không hỗ trợ dịch vụ TIE). • Thiết bị VoIP Gateway: là thiết bị chuyển đổi giữa giao diện IP và giao diện trunk kế tương tự hoặc là thiết bị chuyển đổi giữa giao diện IP và giao diện trung kế T1, E1, BRI hoặc PRI. Vì thế cần chọn thiết bị tương ứng với giao diện trung kế đã chọn. • Kênh truyền: Mạng WAN, VPN thiết lập nhờ các thiết bị mạng (Router, VPN, …) và kênh truyền thuê từ nhà cung cấp 4.4.1.3. Lợi ích • Kết nối được nhiều hệ thống tổng đài khác loại Do các hệ thống tổng đài đều sử dụng các giao diện truyền thống lên có thể kết nối nhiều hệ thống tổng đài khác loại với nhau. 4.4.2. Giải pháp kết nối mạng VoIP trực tiếp 4.4.2.1. Mô tả Hình 4-2: Giải pháp kết nối mạng VoIP trực tiếp • Các tổng đài của các đơn vị (các trung tâm, các chi nhánh …) đều sử dụng cổng trung kế IP và được kết nối với nhau thông qua một mạng IP (có thể là WAN hoặc VPN). Thường được sử dụng cho các hệ thống sử dụng cùng chung một hãng, cùng chuẩn, khi đó mới có thể kết nối trực tiếp với nhau. 42 4.4.2.2. Yêu cầu thiết bị • Tổng đài: Mỗi tổng đài sử dụng cần hỗ trợ cổng trung kế IP (chuẩn SIP) với số kênh tùy chọn. • Kênh truyền: Mạng WAN, VPN thiết lập nhờ các thiết bị mạng (Router, VPN, …) và kênh truyền thuê từ nhà cung cấp. Thuê dịch vụ WAN, VPN trực tiếp từ nhà cung cấp. 4.4.2.3. Lợi ích Ngoài lợi ích giảm thiểu chi phí ra các thao tác gọi rất đơn giản, các máy nhánh của các hệ thống gọi cho nhau đơn giản (bấm trực tiếp số máy nhánh hoặc bấm thêm đầu mã của từng tổng đài, tùy chọn trong khi cấu hình hệ thống). Các dịch vụ truyền, chuyển hướng cuộc gọi thực hiện trên toàn hệ thống mạng tổng đài. 4.4.2.4. Nhược điểm Các hệ thống tổng đài phải tương thích với nhau (cùng chuẩn hoặc cùng một hãng). 4.4.3. Giải pháp kết nối VoIP tổng đài và máy nhánh Hình 4-3: Giải pháp kết nối tổng đài VoIP và các máy nhánh 4.4.3.1. Mô tả Các máy nhánh được kết nối với tổng đài thông qua mạng IP. Hệ thống có thể dùng mạng WAN hoặc VPN để kêt nối các máy nhánh tới hệ thống tổng đài. Được sử dụng cho những nơi có nhiều chi nhánh nhỏ (không có hệ thống tổng dài riêng) kết nối tới, hoặc với những nơi có người sử dụng hay đi nhiều nơi. 4.4.3.2. Các loại máy nhánh IP Điện thoại IP chuẩn riêng và phần mềm điện thoại chuẩn riêng: chỉ có khả năng kết nối tới hệ thống tổng đài riêng của hãng sản xuất ra điện thoại hay phần mềm đó. Điện thoại IP và phần mềm điện thoại chuẩn SIP chuẩn: sử dụng giao thức SIP truyền thống nên tương thích với mọi loại tổng đài có hỗ trợ chuẩn SIP truyền thốngĐiện thoại IP chuẩn SIP có thể tương thích với nhiều hệ thống tổng đài khác loại. 43 4.4.3.3. Lợi ích • Luôn luôn kết nối: với sự phát triển mạnh mẽ của các mạng IP riêng (LAN, WAN, VPN) và mạng Internet các hệ thống tổng đài có thể kết nối các máy nhánh ở bất cứ đâu. • Thuận tiện và đơn giản: tất cả các điên thoại đều có thể kết nối với tổng đài qua mạng WAN hay VPN và sử dụng như bình thường. Điện thoại và máy tính đều có thể sử dụng chung một cổng kết nối. 4.4.3.4. Yêu cầu thiết bị • Tổng đài: tổng đài hỗ trợ các kênh máy nhánh IP (chuẩn riêng hoặc chuẩn SIP). • Máy nhánh IP: tương thích với hệ thống tổng đài về chuẩn. • Kênh truyền: thuê kênh truyền Mạng WAN, VPN thiết lập nhờ các thiết bị mạng (Router, VPN, …) từ nhà cung cấp. 4.4.4. Giải pháp kết nối các hệ thống VoIP dùng dịch vụ nhà cung cấp 4.4.4.1. Mô tả Kết nối tổng đài với nhau thông qua nhà cung cấp dịch vụ. Hình 4-4: Giải pháp dùng ISTP 4.4.4.2. Các thiết bị sử dụng 44 Sử dụng một thiết bị modem mới với cấu trúc vừa có cổng kết nối ra internet, vừa có cổng kết nối ra hệ thống PSTN. 4.4.4.3. Ưu điểm Không phải mất chi phí đầu tư thiết bị cho tổng đài trung gian vì thế giảm được giá thành. Chi phí cho việc gọi giữa các tổng đài cũng như gọi ra quốc tế sẽ giảm được rất nhiều do bản chất là sử dụng công nghệ VoIP. 4.4.4.4. Nhược điểm Chất lượng cuộc gọi không được đảm bảo do phải tùy thuộc vào hệ thống của nhà cung cấp. Để có thể sử dụng nhiều đường điện thoại kết nối đến nhau, mỗi đường điện thoại cần đăng ký với nhà cung cấp một account riêng vì thế khi sử dụng nhiều đường kết nối thì giá thành sẽ tăng lên. 4.4.5. Giải pháp kết nối các hệ thống VoIP bằng xây dựng hệ thống riêng 4.4.5.1. Mô tả Xây dựng một hệ thống tổng đài trung gian và kết nối hệ thống tổng đài của công ty A và công ty B qua hệ thống tổng đài trung gian. Tại mỗi đầu của hệ thống, các tổng đài vẫn kết nối với hệ thống PSTN để có thể kết nối với các hệ thống sử dụng PSTN truyền thống hoặc làm đường backup. Hệ thống này thường được sử dụng bởi các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông. Hình 4-5: Kết nối tổng đài qua hệ thống riêng 4.4.5.1. Yêu cầu thiết bị 45 Tổng đài ở công ty A và công ty B phải có chung chuẩn kết nối tới hệ thống tổng đài trung gian, nếu không mỗi tổng đài cần kết nối với thiết bị voice gateway tương thích với hệ thống tổng đài trung gian. 4.4.5.2. Ưu điểm Có thể hoàn toàn kiểm soát được kết nối giữa tổng đài A và tổng đài B. Cùng với đó giảm hoàn toàn được chi phí điện thoại đường dài khi gọi từ bên A sang bên B. Ngoài ra có thể kết nối hệ thống tổng đài trung gian với một hệ thống tổng đài quốc tế. Như thế sẽ giảm được chi phí gọi quốc tế. Chất lượng cuộc gọi phụ thuộc vào chất lượng mạng kết nối giữa các tổng đài. 4.4.5.3. Nhược điểm Tổng đài A và tổng đài B phải sử dụng chung một giao thức kết nối (cùng một hãng hoặc sử dụng giao thức SIP truyền thống) với tổng đài trung gian. Nếu không phải dùng thiết bị gateway để kết nối tới tổng đài trung gian. Việc xây dựng hệ thống tổng đài trung gian sẽ mất rất nhiều chi phí. Cần phải sử dụng một IP tĩnh cho thiết bị tổng đài trung gian.. 4.4.6. Sử dụng hệ hệ thống mã nguồn mở Asterik 4.4.6.1. Giới thiệu chung Asterisk là 1 phần mềm mã nguồn mở ,có tính năng tương đương như một tổng đài PBX. Với Asterisk, một chiếc máy tính PC chạy hệ điều hành Linux có thể trở thành một hệ thống điện thoại lớn. Asterisk đem đến cho người sử dụng tất cả các tính năng và ứng dụng của hệ thống tổng đài PBX và cung cấp nhiều tính năng mà tổng đài PBX thông thường không có được, đó là sự kết hợp giữa chuyển mạch VOIP và chuyển mạch TDM, đó là khả năng mở rộng đáp ứng nhu cầu cho từng ứng dụng… 4.4.6.2. Cấu trúc và tính năng Asterisk ™ Cấu trúc của Asterisk Asterisk có thể được coi là một phần trung gian ở giữa dùng để kết nối Ineternet và điện thoại hay các ứng dụng thoại. Các ứng dụng của Asterisk có thể kết nối bất cứ điện thoại, đường dây điện thoại hay gói tin thoại nào đến một dịch vụ hay giao diện khác. Asterisk hỗ trợ mọi khả năng có thể có của công nghệ telephony. 46 Asterisk server kết nối với một mạng LAN có thể điều khiển điện thoại truyền thống. FXO và bo mạch giao diện sóng mang T từ Digium có thể kết nối một Asterisk server với mạng PSTN. Điều này cho phép các cuộc gọi có thể được gọi và được nhận từ mạng PSTN. Các cuộc gọi có thể được chuyển giữa Asterisk server này với Asterisk server khác. Một điện thoại được điều khiển bởi một Asterisk server có thể chuyển sang Asterisk server khác và sau đó đi vào mạng PSTN. ™ Tính năng của Asterisk Ngoài những tính năng tương tự như tổng đài PBX, Asterisk còn có thêm nhiều tính năng khác mà chỉ có thể có được ở những tổng đài rất đắt tiền. Đó là các tính năng: Hình 4-6:: Ví dụ về hệ thống Asterisk + Voicemail (hộp thư thoại) + Call Forwarding (chuyển cuộc gọi) + Caller ID (hiển thị số gọi) + Automated attendant (chức năng IVR): Chức năng trả lời cuộc gọi tự động + Time and Date: thiết lập quản lý thời gian + Call Parking: chuyển cuộc gọi có quản lý + Remote call pickup: cướp cuộc gọi 47 + Backlist ™ Các giao thức VoIP được Asterisk hỗ trợ Asterisk hỗ trợ hai giao thức chuẩn và một giao thức dành riêng cho Asterisk + Inter-Asterisk Exchange (IAX): giao thức chuẩn dành riêng cho Asterisk. Nó cung cấp hoạt động liên kết trong suốt với tường lửa NAT và PAT. Nó hỗ trợ việc thiết lập, nhận, chuyển cuộc gọi và đăng ký cuộc gọi. + Session Initiation Protocol (SIP) + H.323 Tham khảo ™ Nhược điểm của hệ thống Asterik Asterik chỉ là giải pháp sử dụng phần mềm cài trên hệ thống server vì thế nên độ ổn định cũng như chất lượng cuộc gọi không thể cao bằng hệ thống VoIP của các hãng chuyên dụng về VoIP. Hệ thống chủ yếu để học tập, thử nghiệm và áp dụng cho việc nghiên cứu các giao thức hoặc sử dụng cho các công ty cỡ nhỏ, muốn sử dụng hệ thống VoIP mà tốn ít chi phí đầu tư. 4.5. Giải pháp VoIP cho trường ĐHCN Để xây dựng giải pháp VoIP cho trường đại học Công nghệ, đầu tiên chúng ta xây dựng giải pháp cho hệ thống mạng VoIP nội bộ kết nối trong trường với nhau, sau đấy chúng ta xây dựng giải pháp VoIP cho hệ thống mạng VoIP có kết nối các chi nhánh của trường đại học Công nghệ (nếu có) với nhau và cuối cùng là xây dựng giải pháp VoIP cho trường để kết nối với các hệ thống tổng đài VoIP ở các nơi khác cũng như thế giới. Hiện trường đại học Công nghệ sử dụng trên dưới 100 điện thoại analog, và sau này còn có thể phát triển thêm nên chúng ta phải sử dụng các hệ thống tổng đài cỡ vừa và cung cấp đủ các kết nối để sau có thể phát triển mà không gặp khó khăn hoặc phải xây dựng lại từ đầu. Do hệ thống VoIP cho trường đại học Công nghệ sẽ sử dụng cho hơn một trăm máy điện thoại nên chúng ta sẽ sử dụng các thiết bị của các nhà sản xuất điện thoại VoIP chứ không dùng hệ thống mã nguồn mở Asterik. Điều đó sẽ đảm bảo độ ổn định của hệ thống và chất lượng đàm thoại. 4.5.1. Giải pháp Alcatel 48 Với hệ thống VoIP sẵn ở trung tâm máy tính. Để có thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng của toàn bộ trường ĐHCN, cần phải nâng cấp hệ thống tổng đài Alcatel bằng việc mua thêm license để có thể sử dụng thêm các thiết bị. Tổng đài Alcatel có thể cung cấp đầy đủ các tính năng mà trường đại học công nghệ yêu cầu. 4.5.2. Mạng VoIP nội bộ Mô hình mạng khi sử dụng hệ thống tổng đài Alcatel Hình 4-7: Mô hình mạng VoIP sử dụng hệ thống Alcatel Như trên sơ đồ, tổng đài alcaltel kết nối tới đường mạng LAN của switch catalyst 6509. Hệ thống cần tạo một VLAN (thao khảo Vlan ở mục 3 phụ lục) riêng cho voice và ở trên thiết bị catalyst 6509 và các thiết bị switch ta cho phép vlan voice hoạt động. Tính năng Voice Vlan cho phép các port trên switch có khả năng truyền lưu lượng Voice IP từ một IP phone. Khi một swtich thực hiện kết nối đến một IP phone, IP phone đó có khả năng gửi lưu lượng voice với những thông tin Layer 3 và các giá trị CoS của Layer 2, những giá trị đó được cấu hình mặc định là 5. Bởi vì chất lượng âm thanh cuộc gọi của một IP phone có thể bị hỏng nếu lưu lượng dữ liệu được gửi không đồng đều, Switch 2960 có khả năng hỗ trợ tính năng chất lượng dịch vụ (Quality of 49 service - QoS) dựa trên chuẩn IEEE 802.1p CoS. QoS sử dụng cơ chế phân loại và nên danh sách những loại lưu lượng sẽ gửi từ switch mà có khả năng dự đoán được. IP Phone là một thiết bị có khả năng cấu hình được, và bạn có thể cấu hình nó để cho phép gửi lưu lượng với những thứ tự ưu tiên khác nhau dựa vào chuẩn IEEE 802.1p. Bạn cũng có thể cấu hình Cisco Catalyst Switch 2960 để cho phép thứ tự ưu tiên của các loại lưu lượng được cấp bởi IP Phone. Kết nối đường trung kế của tổng đài với mạng điện thoại truyền thống. Các điện thoại IP khi ta kết nối vào các switch thì tổng đài sẽ nhận diện các máy đó là điện thoại IP và cấp phát địa chỉ IP động cho các máy điện thoại đó. Khi các máy tính cắm vào các switch thì vẫn sẽ truy cập được internet bình thường. 4.5.3. Kết nối mạng VoIP tới các chi nhánh (nếu có) Chúng ta có thể sử dụng các giải pháp đã đề cập đến ở mục 4.4.2 và 4.4.3. Nếu các chi nhánh mà số lượng máy Ipphone nhiều thì chúng ta nên dùng giải pháp 4.3.2 còn nếu số lượng máy ở chi nhánh thấp chúng ta có thể sử dụng giải pháp 4.3.3. 4.5.4. Kết nối tới các hệ thống VoIP khác Ta có thể sử dụng giải pháp 4.4.4 và 4.4.5. Tùy vào nhu cầu sử dụng của trường. Nhưng nếu chỉ sử dụng hệ thống VoIP đơn thuần và không phát triển thành hệ thống VoIP business thì nên sử dụng giải pháp 4.4.4. Như thế sẽ tiết kiệm được khá nhiều chi phí. 4.5.5. Các thiết bị điện thoại Alcatel sử dụng Ngoài các thiết bị đã có sẵn, do quy mô trường ĐHCN rất lớn nên có thể sẽ cần nhiều máy IP phone, mobile phone cũng như các loại điện thoại số khác. 4.5.5.1. Thiết bị tổng đài Alcatel OmniPCX Office Tính năng Đặc điểm - Hệ thống tổng đài có 9 board phía trước - Có một cpu voice hỗ trợ hệ thống VoIP Dùng làm tổng đài VoIP Có hỗ trợ license cho SIP truyền thống để có thể kết nối với các hệ thống tổng đài khác. 50 Có thể gắn thêm các board phía trước để làm tăng kết nối vật lý (analog, digital…) 4.5.5.2. Thiết bị điện thoại IPTouch 4018 Tính năng Đặc điểm - Màn hình hiển thị một dòng 20 ký tự. - Định hướng 2 chiều. - Tính nặng thoại rảnh tay (hands free). - Âm thanh chất lượng thoại tốt. - 2 cổng Ethernet (cho mạng LAN và cho PC) - Vừa là điện thoại IP, vừa là điện thoại kỹ thuật số. - Có tất cả các phím như voice mail, directory, mute, redial với 6 phím lập trình. Chất lượng thoại tốt. 4.5.5.3. Thiết bị điện thoại số Alcatel 4019 Tính năng Đặc điểm - Màn hình hiển thị một dòng 20 ký tự. - Định hướng 2 chiều. - Âm thanh chất lượng thoại tốt. - Hệ thống loa bên ngoài. - Điện thoại kỹ thuật số dễ sử dụng. - Bàn phím thao tác gồm các phím như voice mail, directory, mute, redial, 6 phím lập trình - Âm thanh chất lượng tốt 4.5.5.4. Thiết bị Alcatel Mobile 100 Reflexes Tính năng Đặc điểm 51 - Màn hình hiển thị màu đen trắng - Âm thanh chất lượng thoại tốt. - Pin có thể chạy trong 2h mới phải sạc đầy. - Điện thoại không dây. - Âm thanh chất lượng tốt - Có đế sạc và pin kèm theo. - Có hệ thống hộp thư thoại 52 4.5.5.5. Thiết bị thu phát sóng trong nhà (cho Alcatel Mobile 100) Tính năng Đặc điểm - Thiết bị thu phát sóng tín hiệu trong nhà cho Alcatel mobile. - Khả năng phủ sóng từ 50-300m với điều kiện ít vật cản - Hỗ trợ tối đã 6 cuộc gọi cùng một lúc 4.6. Giải pháp của Cisco Ngoài việc nâng cấp cả hệ thống phần cứng và phần mềm của thiết bị Alcatel hiện có. Với hệ thống mạng sẵn có hiện nay của trường sử dụng toàn thiết bị của Cisco – từ switch catalyst, router gateway, cũng như switch cho các phòng ban. Vì vậy ta chỉ cần tích hợp một card voice cho thiết bị router gateway 2821, cùng với một server làm call manager center (phần mềm quản lý) nếu hệ thống lớn với hơn 500 Ipphone, còn với trường ĐHCN chỉ cần thiết bị router gateway tích hợp voice và license 200 Ipphone. Còn với việc xây dựng giải pháp cho việc liên kết giữa các chi nhánh cũng như các hệ thống tổng đài khác thì chỉ khác nhau về mặt thiết bị còn về nguyên lý hoạt động cũng như mô hình thì vẫn giống nhau. Việc kết nối các thiết bị VoIP của Cisco được kết nối theo mô hình dưới. Hình 4-8: mô hình mạng VoIP sử dụng hệ thống Cisco 53 (trích dẫn: IP Telephony Solution Reference Network Design (SRND) for Cisco CallManager) 4.6.1. Mô hình mạng Hình 4-9: mô hình mạng VoIP trường ĐHCN Như đã thấy trong mô hình ở trên. Router 2821 tích hợp VoIP sẽ đóng vai trò là một voice gateway. Cấu hình VLAN Voice ta cũng thực hiện như đối với các thiết bị Alcatel. 4.6.2. Các thiết bị IP phone Cisco • Thiết bị server call manager center: là một phần mềm có nhiệm vụ quản lý các máy IP phone, cuộc gọi, user, cũng như thiết lập các cuộc gọi trong hệ thống VoIP. Với các hệ thống nhỏ ta có thể sử dụng hệ thống call manger express được tích hợp sẵn. • Thiết bị router voice gateway: có nhiệm vụ định tuyến mạng PSTN và mạng VoIP. Hệ thống mạng trường ĐHCN đã có sẵn thiết bị router voice gateway 2821 hỗ trợ VoIP, vì thế chỉ cần tích hợp card voice là hệ thống đã có một voice gateway. 54 • Thiết bị switch có thể sử dụng switch sẵn có của trường hoặc mua thêm thiết bị switch hỗ trợ POE. • Thiết bị ip phone thường dùng • Như chúng ta thấy Cisco có rất nhiều thiết bị Ipphone, tùy theo chức năng. Có những Ipphone đơn giản, chỉ thực hiện nghe gọi, cũng có những chiếc Ipphone với nhiều tính năng cùng các phím bấm, có cả Ipphone không dây, cũng như có chiếc Ipphone có màn hình để có thể giúp bạn thực hiện cuộc gọi video. Ngoài ra còn rất nhiều tính năng khác. • Thiết bị ATA 186,188 là bộ chuyển đổi để các thiết bị analog thông thường có thể hoạt đông được trong môi trường mạng IP. Loại Hình ảnh Tính năng Cisco UC500 Có chức năng như một tổng đài nên nó có thể xử lý cuộc gọi, hệ thống voice mail và 7902G Là chiếc điện thoại đơn giản và phổ biến nhất, màn hình chỉ hiển thị một dòng, có 4 phím có thể lập trình và hỗ trợ chuẩn POE (Power over Ethernet) 55 7920 Đây là mẫu điện thoại không dây sử dụng trong mạng VoIP, hỗ trợ chuẩn 802.11b, vì vậy có thể dùng được trong bất kỳ môi trường có sóng wifi, có chế độ rung. 7960G Màn hình có 6 dòng hiển thị, có rất nhiều phím bấm có thể lập trình, hỗ trợ chuẩn POE ATA 168 Bộ chuyển đổi để có thể sử dụng các thiết bị analog trong mạng IP một cách bình thường 4.7. Ưu điểm và nhược điểm của từng giải pháp Cả 2 đều có sản phẩm thiết bị hỗ trợ đầy đủ tính năng thoại và chất lượng tương đương nhau vì đây đều là 2 công ty lên trong lĩnh vực truyền thông và mạng. Nhưng mỗi bên đều có ưu điểm và nhược điểm riêng Alcatel Cisco Tài liệu cũng như phần mềm cho thiết bị tổng đài Alcatel bị đóng (không được đưa ra bên ngoài), chỉ có các partner hoặc nhân viên mới được xem cách cấu hình thiết bị cũng như các công nghệ sử dụng trong thiết bị đó. Vì vậy người sử dụng bình thường rất khó được các tài liệu hướng dẫn cấu hình tổng đài cũng như các tài liệu về các công nghệ mà Alcatel sử dụng Tài liệu của Cisco luôn được update trên mạng rất đầy đủ và chi tiết và ai cũng có thể tìm được tài liệu. Còn phần mềm thì có thể lấy được các phần mềm trial và chạy thử các tính năng, nhưng để có thể sử dụng đầy đủ các tính năng vẫn phải mua license. 56 Alcatel chưa có đại lý chính thức ở việt nam vì thế khả năng support từ chính hãng hầu như không có Cisco đã có đại lý ở Việt Nam, vì thế khả năng support được từ hãng là rất tốt Khi dùng các thiết bị của Alcatel, tổng đài hỗ trợ hầu hết các tính năng VLAN nên cấu trúc mạng của trường sẽ không thay đổi. Khi dùng hệ thống VoIP của Cisco thì ta tận dụng được sẵn hệ thống mạng đang dùng các thiết bị có sẵn của Cisco, vì thế cấu trúc mạng của trường sẽ không thay đổi nhiều. Các điện thoại IP của Alcatel ko hỗ trợ tính năng POE (power over Ethernet – tính năng cho phép điện thoại IP hoạt động mà không cần cung cấp nguồn điện qua adapter mà thay thế vào đó là cung cấp nguồn điện trực tiếp qua cable LAN). Hỗ trợ tính năng POE vì thế chúng ta chỉ cần cung cấp đủ nguồn điện cho các switch tại trung tâm thì hệ thống luôn có thể hoạt động được. Chỉ hỗ trợ một Vlan voice duy nhất Có thể hỗ trợ nhiều Vlan voice khác nhau 4.8. Kết luận về các giải pháp Do quy mô mạng VoIP trường đại học sử dụng cho hơn 100 máy điện thoại nên ta không thể sử dụng các giải pháp phần mềm nguồn mở để thiết lập các VoIP server vì như thế chất lượng hệ thống sẽ không được đảm bảo khi có số lượng lớn các máy điện thoại tham gia vào mạng. Với quy mô hệ thống như vậy, trường đại học Công nghệ nên thiết lập một hệ thống VoIP sử dụng các thiết bị chuyên dụng của các nhà sản xuất điện thoại VoIP, như thế chất lượng hệ sẽ đảm bảo. Khóa luận đã trình bày về thiết bị cũng như mô hình kết nối mạng của hai hãng Cisco và Alcatel. Đây đều là hai nhà sản xuất các thiết bị mạng hàng đầu trên thế giới. Mỗi hãng đều có nhưng ưu điểm và nhược điểm riêng. Việc lựa chọn thiết bị của hãng 57 nào còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giá thành và khả năng tương thích với hệ thống mạng hiện tại. 58 KẾT LUẬN Khóa luận đã đưa ra được cái nhìn tổng quan về hệ thống VoIP (lợi ích, cũng như phương thức hoạt động). Từ đó tôi đã xây dựng được các giải pháp VoIP cho trường ĐHCN (giải pháp kết nối mạng nội bộ, giải pháp kết nối tới các chi nhánh và giải pháp kết nối tới các hệ thống tổng đài khác) dựa vào cơ sở lý thuyết cũng như thực tiễn và thiết lập hệ thống VoIP thử nghiệm ở trung tâm máy tính sử dụng tổng đài Alcatel. Với thiết bị hiện có, tôi đã xây dựng được hầu hết các tính năng mà một tổng đài cần có và đang đưa vào thử nghiệm thực tế trong phạm vi quy mô nhỏ. Qua hệ thống thử nghiệm thực tế ta có thể thấy được các ưu điểm của tổng đài VoIP. Hạn chế của tổng đài khi đưa vào triển khai trên diện rộng (trường ĐHCN) là khả năng hỗ trợ các thiết bị còn rất ít cả về phần cứng và license phần mềm vì thế gây khó khăn cho việc triển khai hệ thống VoIP cho toàn trường. Vì thế giải pháp tôi đưa ra là nâng cấp hệ thống tổng đài cả về phần cứng và phần mềm để có thể đáp ứng được nhu cầu triển khai hệ thống VoIP cho trường ĐHCN. Ngoài ra hướng phát triển của hệ thống VoIP là sử dụng các thiết bị di động cầm tay, kết nối vào hệ thống tổng đài VoIP. Như vậy ta có thể sử dụng điện thoại di động để kết nối với tổng đài và dùng như một chiếc Ipphone với phần mềm được cài trên đó. Nó sẽ giải quyết đến vấn đề sự phụ thuộc điện của hệ thống VoIP, khi đó ta chỉ cần duy trì tổng đài hoạt động là vẫn có thể sử dụng được cuộc gọi. 59 PHỤ LỤC Mục 1. Các phương thức sử dụng hệ thống VoIP Với VoIP, người dùng có thể chỉ sử dụng máy tính hoặc điện thoại vẫn có thể thực hiện việc đàm thoại dễ dàng thông qua bốn cách sau: Máy tính tới máy tính (computer-to-computer, PC-to-PC): Đây là cách dễ nhất để sử dụng VoIP bởi người dùng chỉcần dùng phần mềm (soft phone), Microphone, Speaker, Sound Card và một kết nối Internet là có thể thực hiện được cuộc gọi mà không cần quan tâm đến thời lượng cuộc gọi. Cách này gọi là Voice chat, ngoài ra còn có chức năng Conference giúp gọi điện thoại giữa nhiều người với nhau. Thêm nữa, phần mềm này còn cho phép nhìn thấy người nhận cuộc gọi. Đây là môt ứng dụng đặc biệt quan trọng cho các cuộc họp qua mạng hay các cuộc chuẩn đoán y khoa qua mạng. Hình 1: Gọi từ Pc-PC Máy tính tới điện thoại (Computer-to-telephone, PC-to-phone): Cách gọi này áp dụng cho người gọi có máy tính và người nhận cuộc gọi có điện thoại. Để thực hiện cuộc gọi cần có một phần mềm giúp cuộc điện đàm sẽ đi qua mạng IP, sau đó kết nối với mạng điện thoại PSTN để cuối cùng kết nối với người được gọi. Hình 2: Gọi từ điện thoại - PC Điện thoại tới máy tính (Telephone-to-computer, phone-to-pc): Cách này áp dụng cho người gọi có điện thoại gọi tới người nhận cuộc gọi có máy tính. Điều kiện để thực hiện được cuộc gọi là người có máy tính phải có phần mềm của nhà cung cấp IFONE. Với cách này, chi phí cuộc gọi sẽ rẻ hơn rất nhiều so với các cuộc gọi đường dài truyền thống. 60 Điện thoại tới điện thoại (Telephone-to-telephone, phone-to-phone): Cách này áp dụng cho hai người có điện thoại gọi cho nhau nhưng không sử dụng gọi truyền thống mà thông qua việc sử dụng các IP Gateway bằng gọi vào trong IP Gateway của người nhận cuộc gọi, sau đó bấm số của người nhận để kết nối qua mạng IP. Cách làm này sẽ giúp giảm chi phí cuộc gọi, nhất là cuộc gọi đường dài. Hình 3: Gọi từ điện thoại- điện thoại Mục 2. Giới thiệu tổng đài Alcatel OmniPCX Office Alcaltel OmniPCX Office được thiết kế cho những ứng dụng đàm thoại điện tử cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Hệ thống sẽ được phát triển theo dạng module. Vì thế khách hàng sẽ luôn có được một hệ thống hoàn hảo như ý muốn thay vì có những chức năng thừa, không có ích, gây nên sự lãng phí. Cấu trúc modul của tổng đài được kết hợp bởi hệ thống phần mềm, luôn cung cấp những dịch vụ kèm theo, đáp ứng mọi nhu cầu phát triển. Và khi bạn cần thêm, hoặc mở rộng một tính năng nào thì phải mua thêm các thiết bị mở rộng hoặc mua license cho software. Vì vậy, một hệ thống tổng đài muốn chạy được đầy đủ các tính năng không chỉ cần có giao diện vật lý mà còn cần có license cho phép sử dụng các giao diện vật lý đấy. Mục 3. Phân loại VLAN (tham khảo [1]) Port - based VLAN: là cách cấu hình VLAN đơn giản và phổ biến. Mỗi cổng của Switch được gắn với một VLAN xác định (mặc định là VLAN 1), do vậy bất cứ thiết bị host nào gắn vào cổng đó đều thuộc một VLAN nào đó. MAC address based VLAN: Cách cấu hình này ít được sử dụng do có nhiều bất tiện trong việc quản lý. Mỗi địa chỉ MAC được đánh dấu với một VLAN xác định. Protocol – based VLAN: Cách cấu hình này gần giống như MAC Address based, nhưng sử dụng một địa chỉ logic hay địa chỉ IP thay thế cho địa chỉ MAC. Cách cấu hình không còn thông dụng nhờ sử dụng giao thức DHCP. Mục 4. Sử dụng máy điện thoại Alcatel mobile 100 61 - Các icon sử dụng trong điện thoại Alcatel mobile 100. Ấn nút ok ở giữa để truy cập vào hệ thống menu Bảng 1: Các icon và chức năng của điện thoại Alcatel mobile 100 Directories: danh bạ điện thoại Redial: thực hiện lại cuộc gọi gần nhất Diversion: Chuyển cuộc gọi tới một số khác Mailbox: truy cập vào hòm mailbox Pick up: thực hiện cướp cuộc gọi Appointment: Lập trình sẵn cuộc gọi lại System lock: khóa máy điện thoại Customizing the phone: thiết lập điện thoại, tin nhắn Adjustment: điều chỉnh các thông số của điện thoại, độ sáng…. Installation: cài đặt điện thoại vào tổng đài 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO [ 1 ] Nguyễn Hồng Sơn. Giáo trình hệ thống mạng máy tính CCNA. NXB Giáo dục 2001. [ 2 ] Nguyễn Xuân Hạnh.Nghiên cứu công nghệ truyền thoại qua Internet sử dụng giao thức TCP/IP. Khóa luận tốt nghiệp ngành DTVT trường ĐHCN- năm 2005 [ 3 ] Rakesh Arora. Voice over IP: Protocols and Standards. [ 4 ] Kevin Wallace. Cisco Voice over IP (CVOICE) (Authorized Self-Study Guide), 3rd Edition. CiscoPress [ 5 ] IP Telephony Solution Reference Network Design (SRND) for Cisco CallManager 4.0 and 4.1. Cisco book. [ 6 ] RFC 3261. SIP - Session Initiation Protocol. [ 7 ] RFC 3372.Session Initiation Protocol for Telephone. [ 8 ] RFC 3550. RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications. [ 9 ] RFC 3666. Session Initiation Protocol (SIP) Public Switched Telephone Network (PSTN) Call Flows. [ 10 ] RFC 4166. Telephony Signalling Transport over Stream Control Transmission Protocol (SCTP) Applicability Statement.