BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Tên ñề tài: THIẾT KẾ TRIỂN KHAI TÍCH HỢP HỆ THỐNG VOIP TẠI VIETNAM AIRLINES Họ và tên: Nguyễn Mạnh Hà Hà Nội - 2013 Nguyễn Mạnh Hà KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2011 - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ Tên ñề tài: THIẾT KẾ TRIỂN KHAI TÍCH HỢP HỆ THỐNG VOIP TẠI VIETNAM AIRLINES Họ và tên: Nguyễn Mạnh Hà CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ: 60520203 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. Nguyễn Hoài Giang Hà Nội – 2013 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này tôi xin chân thành cảm gửi lời cảm ơn ñến quý thầy cô trong khoa Sau ñại học nói chung và nghành Kỹ Thuật Điện Tử Viện Đai Học Mở Hà Nội nói riêng ñã quan tâm giúp ñỡ chỉ bảo tận tình trong quá trình thực hiện ñề tài. Nhờ ñó tôi ñã tiếp thu ñược nhiều ý kiến ñóng góp và nhận xét quý báu của quý thầy cô, cũng như bạn bè cùng lớp. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất ñến TS. Nguyễn Hoài Giang – chủ nhiệm khoa ñã trực tiếp hướng dẫn, ñính hướng chuyên môn, quan tâm giúp ñỡ tận tình và tạo mọi ñiều kiện thuận lợi nhất trong quá trình công tác cũng như thực hiện luận văn. Trên hết tôi xin gửi lời biết ơn ñến gia ñình ñã tạo mọi ñiều kiện tốt nhất ñể tôi có thể hoàn thành mọi công việc trong quá trình thực hiện luận văn. Bên cạnh ñó tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè, ñồng nghiệp ñã luôn quan tâm, ñông viên, chia sẻ trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Mặc dù ñã rất cố gắng trong quá trình thực hiện nhưng luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả mong nhận ñược sự góp ý chân thành và cảm thông của quý thầy cô và bạn bè. Học viên Nguyễn Mạnh Hà DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu viết tắt Viết ñầy ñủ Ý nghĩa VoIP Voice over IP Công nghệ truyền thoại trên mạng IP PSTN Public Switch Telephone Network Mạng ñiện thoại công cộng PCM Pulse-Code Modulation Bộ mã hóa mã xung SNMP Simple Network Management Protocol Giao thức quản trị mạng ñơn giản SIP Session Initiation Protocol Giao thức thiết lập phiên ATM Asynchronous Transfer Mode Chế ñộ truyền không ñồng bộ QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ ToS Type of Service Kiểu dịch vụ IP Internet Protocol Giao thức Internet TCP Transmission Control Protocol Giao thức ñiều khiển truyền thông tin UDP User Datagram Protocol Giao thức Datagram người dùng SCTP Stream Control Transmission Protocol Giao thức truyền ñiều khiển luồng RTP Real-time Transport Protocol Giao thức truyền thời gian thực RTCP Real Time Control Protocol Giao thức ñiều khiển thời gian thực Sigtran Signalling Transport Giao thức truyền báo hiệu SS7 trên mạng IP ITU-T International Telecommunication Union- Telecommunication Standardization Sector Hiệp hội viễn thông quốc tế - Bộ phận chuẩn viễn thông RAS Register Admission Status Báo hiệu ñăng kí, cấp phép, thông tin trạng thái SAP Session Announcement Protocol Giao thức thông báo phiên SDP Session Description Protocol Giao thức mô tả phiên SRST Survivable Remote Site Telephony Tổng ñài dự phòng cho các chi nhánh MỤC LỤC CHƯƠNG 1 – KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH NHU CẦU TRIỂN KHAI HỆ THỐNG VOIP TẠI VIETNAM AIRLINE 1 1.1 Hiện trạng hệ thống mạng tại Vietnam Airline – VNA 1 1.2 So sánh thoại VoIP và thoại truyền thống 2 1.3 Nhu cầu thoại VoIP tại VNA 5 1.4 Yêu cầu ñối với hệ thống VoIP tại VNA 6 1.5 Kết luận 8 CHƯƠNG 2 – CÔNG NGHỆ ĐIỆN THOẠI VOIP 9 2.1 Kiến trúc và các giao diện của mạng VoIP 9 2.1.1 Kiến trúc của mạng VoIP 9 2.1.2 Các giao diện của mạng VoIP 9 2.2 Các thành phần của mạng VoIP 10 2.2.1 Thiết bị ñầu cuối 10 2.2.2 Mạng truy nhập IP 11 2.2.3 Gatekeeper 11 2.2.4 Gateway 12 2.2.4.1 Gateway báo hiệu (SGW) 12 2.2.4.2 Gateway truyền tải kênh thoại (MGW) 13 2.2.4.3 Gateway ñiều khiển truyền tải kênh thoại (MGWC) 14 2.3 Các giao thức truyền tải và báo hiệu trong VoIP 15 2.3.1 Bộ giao thức RTP, RTCP và RSVP 15 2.3.1.1 Giao thức vận chuyển thời gian thực – RTP 15 2.3.1.2 Giao thức ñiều khiển truyền thời gian thực – RTCP 17 2.3.1.3 Giao thức giữ trước tài nguyên – RSVP 18 2.3.2 Các giao thức ñiều khiển và báo hiệu VoIP 19 2.3.2.1 Giao thức khởi tạo phiên SIP 19 2.3.2.2 Chuẩn giao thức H323 21 2.3.2.3 So sánh SIP và H323 23 2.3.2.4 Giao thức SCCP (Simple Gateway Control Protocol) 24 2.3.2.5 Giao thức MGCP 25 2.4 Kết luận 25 CHƯƠNG 3 – THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG VOIP CHO VNA 26 3.1 Tiêu chí thiết kế hệ thống mạng VoIP 26 3.1.1 Năng lực xử lý 26 3.1.2 Tính dự phòng 27 3.1.3 Tiêu chí chức năng 28 3.1.4 Khả năng mở rộng 28 3.1.5 Khả năng quản lý 29 3.2 Thiết kế hệ thống mạng VoIP 30 3.2.1 Định hướng tổ chức hạ tầng tại VNA 30 3.2.1.1 Mô hình giao tiếp ñơn ñiểm 32 3.2.1.2 Mô hình giao tiếp ña ñiểm xử lý cuộc gọi tập trung 33 3.2.1.3 Mô hình giao tiếp ña ñiểm xử lý cuộc gọi phân tán 34 3.2.1.4 Phân tích lựa chọn mô hình tổ chức 35 3.2.2 Giải pháp kỹ thuật 37 3.2.2.1 Sơ ñồ giải pháp tổng thể 37 3.2.2.2 Hệ thống VoIP tại trung tâm Hà Nội và Hồ Chí Minh 38 3.2.2.2.1 Hệ thống tổng ñài trung tâm 38 3.2.2.2.2 Hệ thống Gateway 40 3.2.2.2.3 Hệ thống ghi âm 42 3.2.2.3 Hệ thống VoIP văn phòng khu vực 43 3.2.2.4 Hệ thống tính cước 45 3.2.3 Đề xuất thiết bị phần cứng và phần mềm 47 3.2.3.1 Hệ thống VoIP tại trung tâm Hà Nội 47 3.2.3.2 Hệ thống VoIP tại trung tâm Hồ Chí Minh 47 3.2.3.3 Hệ thống VoIP tại Đà Nẵng/VPKV 47 3.2.3.4 Hệ thống IP Phone 48 3.3 Kết luận 49 CHƯƠNG 4 – ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG VOIP 50 4.1 Mô tả hoạt ñộng hệ thống 50 4.1.1 Hoạt ñộng của các server tổng ñài trong cluster dự phòng lẫn nhau 50 4.1.2 Tính năng dự phòng của các router Voice Gateway – Servivable Remote Site Telephony – SRST 51 4.1.3 Đường truyền và chất lượng dịch vụ QoS 52 4.1.3.1 Tính cần thiết của việc ñảm bảo chất lượng dịch vụ 52 4.1.3.2 Phương án ñảm bảo chất lượng dịch vụ và băng thông trên ñường truyền 52 4.2 Tích hợp hệ thống VoIP vào hệ thống mạng 54 4.3 Tích hợp hệ thống tổng ñài ñiện thoại cũ vào hệ thống VoIP 54 4.4 Chuyển ñổi người dùng sử dụng ñiện thoại analog cũ sang ñiện thoại VoIP 56 4.5 Đánh giá chất lượng hệ thống VoIP 57 4.6 Kết luận 63 KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 1 CHƯƠNG 1 – KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH NHU CẦU TRIỂN KHAI HỆ THỐNG VOIP TẠI VIETNAM AIRLINE 1.1 Hiện trạng hệ thống mạng tại Vietnam Airline – VNA Hiện tại hệ thống mạng tại VNA bao gồm mô hình gồm 2 trung tâm chính ở HN và HCM, trung tâm Đà Nẵng, Nội Bài, VPKV (Văn Phòng Khu Vực) miền Bắc, VPKV miền Trung, VPKV miền Nam. Trong ñó, toàn bộ các trung tâm và các VPKV kết nối WAN với nhau. Về hệ thống mạng thoại, sơ ñồ tại trung tâm HN, HCM, Đà Nẵng và Nội Bài và hai VPKV sẽ như sau: Hình 1.1 Sơ ñồ hệ thống ñiện thoại tại VNA Tại mỗi khu vực sử dụng tổng ñài Panasonic KTX824 cho phép hỗ trợ 240 thuê bao tương tự ñấu nối vào tủ phân phối cáp (MDF). Mỗi khu vực thuê 02 ñường line ñiện thoại E1 kết nối ñến bưu ñiện và bưu ñiện sẽ trượt số trên các line vào cùng một số ñiện thoại ñại diện cho khu vực. Trong mỗi khu vực sử dụng các dải số: • 1001 – 1060: cấp cho nhân viên • 1070 – 1090: cấp cho các trưởng và phó phòng • 1110 – 1140: cấp cho giám ñốc và phó giám ñốc. • Các dải số còn lại ñể dự phòng cấp cho nhân viên mới 2 1.2 So sánh thoại VoIP và thoại truyền thống Điện thoại IP phone sử dụng công nghệ Voice-over IP (VoIP) là cách truyền dẫn các cuộc gọi ñiện thoại qua mạng số liệu (mạng Internet). Vì vậy, cuộc gọi không hạn chế về ranh giới ñịa lý,văn phòng công ty, Post ñiện thoại, gọi ñiện ở bất kỳ ñâu, chỗ nào có internet là ở ñó có thể gọi ñiện thoại, cước cuộc gọi rẻ thậm chí còn không mất tiền. Chúng ta sẽ tìm hiểu tại sao lại như thế và tại sao sử dụng giải pháp này, trong khi ñiện thoại truyền thống phát triển rất phổ biến và hoạt ñộng lại ổn ñịnh. Chuyển mạch là khái niệm rất cơ bản ñược sử dụng bởi mạng viễn thông trong hơn 100 năm. Điều gì xảy ra khi một cuộc gọi giữa hai phía ñược thiết lập, kết nối ñược duy trì suốt cuộc gọi. Do bạn kết nối hai ñiểm trên theo cả hai hướng, kết nối này ñược gọi là một mạch (Circuit). Nó tạo thành mạng ñiện thoại PSTN (Public Switched Telephone Network): • Bạn nhấc máy ñiện thoại và nghe thấy ngay âm mời quay số. Điều này cho bạn thấy rằng bạn ñã có kết nối tới tổng ñài nội hạt. • Bạn quay số mà bạn muốn nói chuyện. • Cuộc gọi ñược ñịnh hướng qua một chuyển mạch tại tổng ñài nội hạt tới nơi bạn ñang gọi. • Một kết nối thực hiện giữa ñiện thoại của bạn và ñường line khác, lúc này mạch ñang mở. • Bạn nói chuyện trong một khoảng thời gian sau ñó gác máy. • Khi bạn gác máy, mạch sẽ ngắt và ñường line của bạn giải phóng. Trong khoảng thời gian bạn nói truyện, mạch sẽ liên tục mở giữa hai máy. Cuộc gọi qua tổng ñài PSTN truyền thống truyền với tốc ñộ cố ñịnh là 64 Kbps hoặc 1024 bit/giây theo mỗi hướng và tốc ñộ phát tổng cộng là 128 Kbps do 1 Kbyte có 8 Kbit. Vì vậy trong 10 phút nói truyện, lượng thông tin ñược truyền lên ñến 9600 KB gần bằng 9.4MB. Nếu bạn nhìn vào cuộc ñàm thoại thông thường thì rất nhiều dữ liệu ñược truyền rất lãng phí. Trong khi bạn ñang nói thì phía kia nghe, như vậy chỉ một nửa ñường truyền ñược sử dụng trong thời gian ñó. Dựa trên ñiều ñó chúng ta giả ñịnh chia file thành hai nửa, mỗi nửa xuống khoảng 4.7MB. Như vậy có một lượng thời gian [...]... ng c a VNA, so sánh ưu i m và l i ích mang l i c a VoIP cho doanh nghi p, nhu c u c n tri n khai h th ng m ng i n tho i VoIP và các yêu c u t ra i v i h th ng m ng VoIP khi tri n khai 8 CHƯƠNG 2 – CÔNG NGH I N THO I VOIP 2.1 Ki n trúc và các giao di n c a m ng VoIP 2.1.1 Ki n trúc c a m ng VoIP Theo tiêu chu n c a t ch c ETSI, c u hình chu n c a m ng VoIP có th g m các ph n t sau: • • • • • • • • • Thi... nh t: 6 Hình 1.2 C u trúc m ng tích h p tho i, video và s li u H th ng i n tho i IP ph i áp ng ư c các tiêu chu n qu c t công ngh hi n i nh t m b o ch t lư ng d ch v tho i, có tính r ng qui mô; các d ch v n kh năng nâng c p m ng d ng c ng thêm d dàng trong tương lai trên cơ s h t ng ã tri n khai mà không ph i phá b ho c thay i các thi t b h t ng cơ s t o nên kh năng tích h p các thi t b c a nhi u hãng... nhân viên và chuyên gia t xa m i lúc m i nơi? áp ng nh ng nhu c u c p thi t c n ph i xây d ng h th ng m ng VoIP trên, t ng công ty hàng không Vi t Nam ho t ng kinh doanh t hi u qu cao nh t v i m t h t ng m ng t i ưu hóa 1.4 Yêu c u i v i h th ng VoIP t i VNA H th ng m ng tho i trên n n IP tri n khai cho VNA là h th ng m ng ư c thi t k t ng h p cho c hình nh ng th i c nhi u ng d ng cùng lúc như ti ng... Gatekeepper (GK) M ng chuy n m ch (SCN) Thi t b u cu i k t n i v i m ng i n tho i SCN Các d ch v u cu i (Back-end service) Hình 2.1 C u hình và các giao di n chu n c a m ng VoIP 2.1.2 Các giao di n c a m ng VoIP Các giao di n chu n c a m ng VoIP g m có: • • • • • Giao di n A: Giao di n gi a thi t b u cu i H.323 và GK Giao di n B: Giao di n gi a thi t b u cu i v i MGW Giao di n C: Giao di n gi a MGWC và GK... truy nh p IP ư c s d ng trong c u hình chu n c a m ng VoIP là: • • • • • Truy nh Truy nh Truy nh Truy nh Truy nh p PSTN p ISDN p LAN p cáp, xDSL p GSM Trên ây không ph i là t t c các giao di n truy nh p IP, m t vài lo i khác ang ư c nghiên c u s d ng trong m ng VoIP c i m c a các giao di n này có th gây nh hư ng n ch t lư ng và tính b o m t cu c g i VoIP 2.2.3 Gatekeeper Gatekeeper là ph n t m ng ch u... m ng VoIP còn th hi n nhi u lo i báo hi u hơn m b o ch t lư ng và h tr các d ch v gia tăng Vi c hi u rõ các giao th c báo hi u giúp ta hi u rõ hơn b n ch t, ho t ng c a i n tho i qua IP, ng th i ưa ra quy t nh l a ch n giao th c t t nh t tri n khai cho mô hình m ng th c t Tuy v y, do gi i h n tài, chương này m i trình bày m t s giao th c báo hi u ph bi n và h u d ng nh t ư c s d ng trong m ng VoIP. .. các gói nó s t p h p l i thành d li u g c Chuy n m ch gói r t hi u qu nó gi m nh th i gian k t n i gi a hai h th ng, gi m t i trên m ng Công ngh VoIP s d ng phương pháp chuy n m ch gói Ví d khi s d ng m t cu c g i 10 phút trên PSTN thì nó cũng s d ng Kbps V i VoIP cu c g i ó ch m t 3,5 phút truy n 128 Kbps y 10 phút truy n d n 128 truy n 64 Kbps và m t 6,5 phút ây là trong trư ng h p chưa s d ng phương... d ng nhi u cách th c n i hai GK ho c m t GK và m t GW như: dành riêng, không dành riêng, theo kho ng th i gian ho c theo nhu c u 2.2 Các thành ph n c a m ng VoIP 2.2.1 Thi t b u cu i M t thi t b u cu i là m t nút trong c u hình chu n c a m ng VoIP, nó có th ư c k t n i v i m ng s d ng m t trong các giao di n truy nh p M t thi t b u cu i có th cho phép m t thuê bao trong m ng IP th c hi n m t cu c t... g i tin nh n Voice mail… • Có th dùng i n tho i bàn, i n tho i i ng g i qu c t giá r thông qua t ng ài IP • D dàng nâng c p, có th tích h p v i nhi u ng d ng khác • D dàng di chuy n i n tho i t phòng ban này sang phòng ban khác mà không ph i i dây l i 1.3 Nhu c u tho i VoIP t i VNA Trong môi trư ng ho t ng kinh doanh c nh tranh ngày nay, vi c ti t ki m chi phí và i u hành doanh nghi p m t cách hi u... môi trư ng ho t ng c a VNA g m tr s chính và các VPKV, vi c thông tin liên l c tho i gi a các văn phòng và chi nhánh n u không ư c t ch c t t và khoa h c, chưa ng d ng công ngh VoIP v i môi trư ng m ng IP ã có và ư c tri n khai song song s d n n t n kém r t nhi u chi phí i n tho i ư ng dài Th thách t ra cho VNA ki m và nâng cao hi u qu , năng su t là nh ng câu h i luôn luôn t n t i: • Làm cách nào . 3.2.3.1 Hệ thống VoIP tại trung tâm Hà Nội 47 3.2.3.2 Hệ thống VoIP tại trung tâm Hồ Chí Minh 47 3.2.3.3 Hệ thống VoIP tại Đà Nẵng/VPKV 47 3.2.3.4 Hệ thống IP Phone 48 3.3 Kết luận. KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH NHU CẦU TRIỂN KHAI HỆ THỐNG VOIP TẠI VIETNAM AIRLINE 1 1.1 Hiện trạng hệ thống mạng tại Vietnam Airline – VNA 1 1.2 So sánh thoại VoIP và thoại truyền thống 2 1.3 . 4.6 Kết luận 63 KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 1 CHƯƠNG 1 – KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH NHU CẦU TRIỂN KHAI HỆ THỐNG VOIP TẠI VIETNAM AIRLINE 1.1 Hiện trạng hệ thống mạng tại Vietnam