LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Đề tài: Nghiên cứu và thiết kế hệ thống
VoIPv6
SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16
1
MỤC LỤC
Lời Nói Đầu………………………………………………………… 1
Lời Cảm Ơn………………………………………………………… 2
Mục Lục………………………………………………………………3
Danh Mục Các Từ Viết Tắt………………………………………… 5
Danh mục Các hình Vẽ……………………………………………….8
Chương 1 : Tổng quan về VoIP………………………………………9
1.1 Khái niệm VoIP…………………………………………………9
1.2 Đặc điểm của điện thoại IP và mạng VoIP…………………… 11
1.3 Các hình thức truyền thoại qua IP…………………………… 16
1.4 Cơ chế làm việc của VoIP…………………………………… 17
1.5 Các vấn đề chất lượng của VoIP……………………………….20
Chương 2 : Kiến trúc hệ thống VoIP…………………………………23
2.1 Kiến trúc và các giao diện của mạng VoIP…………………….23
2.2 Các thành phần của mạng VoIP……………………………… 24
Chương 3 : Các giao thức báo hiệu VoIP……………………………32
3.1 Giao thức báo hiệu H.323…………………………………… 32
3.2 Giao thức báo hiệu SIP……………………………………… 43
3.3 So sánh giao thức SIP và H.323……………………………….50
3.4 Giao thức SGCP……………………………………………….52
3.5 Giao thức MGCP………………………………………………52
Chương 4 : Tổng quan địa chỉ IPv6…………………………………54
SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16
2
4.1 Sự ra đời của IPv6…………………………………………….54
4.2 Sơ lược một số đặc điểm của IPv6……………………………56

còn nhiều hạn chế về cơ sở hạ tầng và nguồn lực song không thể nằm
ngoài xu thế phát triển chung đó của thế giới.

LỜI CẢM ƠN
SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16
4
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa: điện – điện tử,
đã tận tình dạy bảo và dìu dắt em trong suốt thời gian học tập tại trường
ĐH Kinh Tế Kỹ Thuật Công Nghiệp, để em có được kiến thức và có
thể thực hiện cũng như hoàn thành đề tài này. Đặc biệt em xin chân
thành cảm ơn cô giáo Đặng Thị Hương Giang, là giáo viên hướng dẫn
đã nhiệt tình giúp đỡ, chỉ dẫn cho em trong suốt quá trình làm đề tài.
Và em xin cảm ơn tất cả các bạn trong và ngoài lớp điện tử 16 đã giúp
đỡ em rất nhiều trong quá trình tìm kiếm tài liệu và góp ý cho bài làm
của em được tốt hơn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình em
đã tạo điều kiện cho em học tập để hôm nay em có thể hoàn thành được
đề tài này.
Em xin chúc các thầy, cô và các bạn cùng gia đình em sức khỏe và
hạnh phúc!
Hà Nội tháng 4 năm 2010
Sinh viên : Phạm Thị Huyền.
SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16
5
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Viết tắt Từ tiếng anh Nghĩa tiếng việt
VOIP Voice over Internet Protocol Hình thức truyền thoại qua Internet
TCP/IP Transport control protocol /
Internet protocol
Giao thức truyền và sửa lỗi đối với
Các dữ liệu.

OAM Operation And Maintenance Vận hành quản lý và bảo dưỡng
SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16
6
Management
MGW Media Gateway Cổng trung gian
DTMF Dual Tone Multi Frequency
SGW Singnalling Gateway Cổng báo hiệu
RAS Registration Admission And
Status
Tình trạng đăng nhập
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
DRQ Data Read Queue Hàng đọc dữ liệu
HTTP Hypertext Tranfer Protocol Giao thức chuyển siêu văn bản
IETF Internet Engineering Task Force Nhiệm vụ kỹ thuật Internet
UA User Agent Đại diện người sử dụng
ACK Acknow Ledgement Ghi nhận
SDP Sesion Descripion Protocol Phiên bản mô tả giao thức
SMTP Simple Mail Tranfer Protocol Di chuyển giao thức đơn giản
ITU International Telecommunication
Union
Liên đoàn viễn thông quốc tế
RTT Radio Teletype Máy vô tuyến điện báo
OPS Operations Per Second Hoạt động phụ
OSP Operator Station Test Nhà điều hành trạm thử nghiệm
CPL Character Per Line Ký tự trên dòng
NAT Network Address Translation Công nghệ thay thế địa chỉ
ID Information Divce Thiết bị thông tin mạng
MAC Media Access Control Kiểm soát truy cập phương tiện
truyền thông
DNS Domain Name Server Hệ thống tên miền

Hinh 3.10 Cấu trúc của SIP……………………………………………… 44
Hình 3.11 Thiết lập cuộc gọi qua Proxy Server……………………………48
Hình 3.12 Thiết lập cuộc gọi qua Redirect Server…………………………49
SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16
8
Hình 4.1 Định dạng IPv6 header………………………………………… 58
Hình 4.2 Địa chỉ Unicast toàn cầu…………………………………………63
Hình 4.3 Mô tả cấu trúc địa chỉ link-local…………………………………64
Hình 4.4 Mô tả cấu trúc địa chỉ Site-Local……………………………… 65
Hình 4.5 Mô tả cấu trúc địa chỉ Multicast…………………………………66
Hình 4.6 Mô tả cấu trúc địa chỉ Node Solicited………………………… 68
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ VoIP
1.1 Khái niệm VoIP :
VoIP (viết tắt của Voice over Internet Protocol – nghĩa là “truyền giọng nói
trên giao thức IP”) là truyền tiếng nói của con người (thoại) qua mạng thông tin
sử dụng bộ giao thức TCP/IP. Nó sử dụng các gói dữ liệu trên mạng LAN, WAN,
Internet với thông tin được truyền tải là mã hóa của âm thanh. VoIP là một trong
những công nghệ viễn thông đang được quan tâm nhất hiện nay không chỉ đối với
nhà khai thác, các nhà sản xuất mà còn cả với người sử dụng dịch vụ.
SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16
9

Hình 1.1: mã hóa âm thanh
VoIP là một công nghệ mà cho phép tạo cuộc gọi dùng kết nối băng thông
rộng thay vì dùng đường dây điện thoại tương tự (analog). Nhiều dịch vụ dùng
Voice over IP có thể chỉ cho phép bạn gọi người khác dùng cùng loại dịch vụ, tuy
nhiên cũng có những dịch vụ cho phép gọi những người khác dùng số điện thoại
như số nội bộ,đường dài, di động, quốc tế. Trong khi cũng có những dịch vụ chỉ
làm việc qua máy tính, hay loại điên thoại qua IP(IP phone) đặc biệt. Cũng có vài
dịch vụ cho phép dùng điện thoại truyền thống qua một bộ điều hợp (adaptor).

doanh nghiệp hay của nhà cung cấp dịch vụ. Điện thoại IP có thể ở dạng như một
điện thoại thông thường ( chỉ khác là thay vì nối với mạng điện thoại qua đường
dây thì điện thoại IP nối trực tiếp vào mạng LAN qua cáp Ethernet ) hoặc phần
mềm thoại (soft-phone) cài trên máy tính.
Cấu trúc phân lớp của hệ thống VoIP phổ biến hiện nay được mô tả giống như
cấu trúc phân lớp của mô hình TCP/IP và được biểu diễn như sau:

Hình 1.3 cấu trúc phân lớp của hệ thống VoIP
1.2 Đặc điểm của điện thoại IP và mạng VoIP:
Điện thoại IP ra đời nhằm khai thác tính hiệu quả của các mạng truyền số liệu,
khai thác tính linh hoạt trong quá trình phát triển các ứng dụng mới của giao thức
SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16
H.323
RTP, RTCP, RSVP
TCP, UDP
IPv4, IPv6
Network, Access
12
IP và nó được áp dụng trên mạng toàn cầu là mạng Internet. Các tiến bộ của công
nghệ mang đến nhưng ưu điểm như sau:
• Giảm chi phí cuộc gọi:
Ưu điểm nổi bật của điện thoại IP so với dịch vụ điện thoại hiện tại là
khả năng cung cấp những cuộc gọi đường dài giá rẻ với chất lượng chấp
nhận được. Nếu dịch vụ điện thoại IP được triển khai, thì chi phí cho một
cuộc gọi đường dài sẽ chỉ tương đương với chi phí truy nhập Internet.
Nguyên nhân dẫn đến chi phí thấp như vậy là do tín hiệu thoại được truyền
tải trong mạng IP có khả năng sử dụng kênh hiệu quả cao. Đồng thời, kỹ
thuật nén thoại tiên tiến giảm tốc độ bít từ 64Kbps xuống thấp tới 8Kbps
kết hợp với tốc độ xử lý nhanh của các bộ vi xử lý ngày nay cho phép việc
truyền tiếng nói theo thời gian thực là có thể thực hiện được với lượng tài

mạng IP chỉ cần tập trung vào chức năng cuộc gọi mà không cần phải
tập trung vào chức năng thiết lập kênh.
• Quản lý băng thông: Trong điện thoại chuyển mạch kênh tài nguyên
băng thông cung cấp cho một cuộc thoại là cố định, nhưng trong điện
thoại IP việc phân chia tài nguyên cho các cuộc thoại linh hoạt hơn
nhiều. Khi một cuộc liên lạc diễn ra, nếu lưu lượng của mạng thấp thì
băng thông dành cho liên lạc sẽ cho chất lượng thoại tốt nhất có thể,
nhưng khi lưu lượng của mạng cao thì mạng sẽ hạn chế băng thông của
từng cuocj gọi ở múc duy trì chất lượng thoại chấp nhận được nhằm
phục vụ cùng lúc được nhiều người nhất. Điểm này cũng là một yếu tố
làm tăng hiệu quả sử dụng của điện thoại IP.Việc quản lý băng thông
một cách tiết kiệm như vậy cho phép người ta nghĩ tới những dịch vụ
cao cấp hơn như điện thoại hội nghị (là loại điện thoại để bàn VoIP
SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16
14
dựa trên SIP có khả năng mở rộng cao với công nghệ hàng đầu. Điện
thoại hội nghị mang lại âm thanh rõ nét tuyệt vời trong toàn bộ phòng
họp trên hệ thống điện thoại VoIP), điều mà với công nghệ chuyển
mạch cũ thì không thực hiện vì chi phí quá cao.
• Nhiều tính năng dịch vụ: Tính linh hoạt của mạng IP cho phép tạo ra
nhiều tính năng mới trong dịch vụ thoại như: Cho biết thông tin về
người gọi tới hay một thuê bao điện thoại IP có thể có nhiều số liên lạc
mà chỉ cần một thiết bị đầu cuối duy nhất.
• Khả năng multimedia: Trong một cuộc gọi người sử dụng có thể vừa
nói chuyện vừa sử dụng các dịch vụ khác như truyền file, chia sẻ dữ
liệu, hay xem hình ảnh của người nói chuyện bên kia.
• Sử dụng hiệu quả: Như đã biết VoIP truyền thoại qua mạng Internet và
sử dụng giao thức IP, ngày nay IP là giao thức mạng được sử dụng rộng
rãi nhất và có rất nhiều ứng dụng đang được khai thác trên cơ sở các
giao thức của mạng IP, VoIP có thể kết hợp sử dụng các ứng dụng này

dịch vụ khi cúp điện, không thể kết nối đến các dịch vụ khẩn như: cấp
cứu, báo cháy
∗
) Ứng dụng của VoIP:
+ Internet Telephone: là thiết bị giống như điện thoại thông thường
nhưng có thể kết nối vào mạng máy tính đồng thời có thể hỗ trợ hoặc không
hỗ trợ kết nối vào mạng điện thoại công cộng PSTN. Internet Telephone còn
có khả năng truyền và nhận tín hiệu âm thanh trực tiếp từ các mạng số liệu, nó
có thể sử dụng được như một thiết bị truy cập Internet thông thường. Internet
Telephone trong tương lai sẽ phát triển mạnh với mô hình nhà cung cấp dịch
vụ.
SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16
16
+ Gateway IP – PSTN: Để có thể sử dụng mạng VoIP với mạng điện
thoại công cộng PSTN thì gateway IP – PSTN là một cổng kết nối cho phép
trao đổi các thông tin trên hai mạng. Gateway có thể trực tiếp hai mạng nói
trên hoặc có thể sử dụng kết hợp với các PBX. Gateway IP – PSTN có hai
giao diện chính đó là: giao diện với mạng PSTN và giao diện với mạng
Internet. Gateway có nhiệm vụ chuyển đổi các tín hiệu cũng như chuyển đổi
và xử lý các bản tin báo hiệu sao cho phù hợp với các giao diện
+ Các ứng dụng mở rộng: Trên cơ sở gateway IP – PSTN, chúng ta có
thể phát triển thiết kế gateway IP – mobile để có thể trực tiếp trao đổi thông
tin giữa mạng di động với mạng Internet. Điều này có ý nghĩa hết sức to lớn
trong thời điểm thông tin di động đang phát triển trên khắp toàn cầu. Người sử
dụng máy di động không chỉ có thể liên lạc được mà còn có khả năng truy
nhập thông tin và sử dụng các dịch vụ Internet. Có thể mở rộng kết hợp với
các ứng dụng web phone. Ngoài ra có thể phát triển các ứng dụng VoIP như
truyền hình hội thảo hay điện thoại có hình.
Như vậy điện thoại IP chứng tỏ nó là một loại hình dịch vụ mới rất có tiềm
năng. Trong tương lai điện thoại IP sẽ cung cấp các dich vụ hiện có của điênj

đó mã hóa, nén, đóng gói lại và gửi qua mạng. Mạng đích cũng được kết nối với
gateway và tại đó địa chỉ lại được chuyển đổi trở thành địa chỉ PSTN và tín hiệu
được giải nén, giải mã, rồi chuyển đổi ngược lại thành tín hiệu tương tự gửi vào
mạng PSTN đến đích.
1.4 Cơ chế làm việc của VoIP:
Khi nói vào ống nghe hay microphone, giọng nói sẽ tạo ra tín hiệu điện từ, đó
là những tín hiệu analog. Tín hiệu analog được chuyển sang tín hiệu số dùng
thuật toán đặc biệt để chuyển đổi. Những thiết bị khác nhau có cách chuyển đổi
khác nhau như IP phony hay soft phone, nếu dùng điện thoại analog thông
SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16
18
thường thì cần một Telephone Adapter (TA). Sau đó giọng nói được số hóa sẽ
được đóng vào gói tin và gởi trên mạng IP. Trong suốt tiến trình một giao thức
như SIP hay H323 sẽ được dùng để điểu khiển cuộc gọi như là thiết lập, quay số,
ngắt kết nối… và RTP thì được dùng cho tính năng đảm bảo độ tin cậy và duy trì
chất lượng dịch vụ trong quá trình truyền.
1.4.1 Số hóa tín hiệu Analog:
Biểu diễn tín hiệu tương tự(analog) thành dạng số (digital) là công việc khó
khăn. Vì bản thân dạng âm thanh như giọng nói con người ở dạng analog do đó
cần một số lượng lớn các giá trị digital để biểu diễn biên độ (amplitude), tần
số(frequency) và pha (phase), chuyển đổi những giá trị đó thành dạng số nhị phân
(zero và one) là rất khó khăn. Cần thiết cần có cơ chế dùng để thực hiện sự
chuyển đổi này và kết quả của sự phát triển này là sự ra đời của những thiết bị
được gọi là codec (coder-decoder) hay là thiết bị mã hóa và giải mã. Tín hiệu đện
thoại analog 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 quy trình codec.
1.4.2 Lấy mẫu (Sampling):
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. Do

Mặc dù kĩ thuật mã hóa PCM 64 Kps hiện hành 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 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.
1.4.6 Packetizing voice:
SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16
20
Mỗi 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 thưóc cuả dữ liệu thoại (voice data ) cũng
sẽ ảnh hưởng. Ví dụ header của IP, UDP, RTP là 40 byte, nếu gói tin voice
cũng chỉ khoảng 40 byte thì hoàn toàn không hiệu quả, kích thước gói tin
lớn nhất có thể trong môi trường Ethernet là 1500 byte, dùng 40 byte cho
header còn lại 1460 byte có thể sử dụng cho phần dữ liệu thoại, tương đương
với 1460 mẫu (samples) không được nén hay thời gian để đặt phần dữ liệu
vào gói tin. Nếu gói bị mất nhiều hay đến đích không đúng thứ tự sẽ làm cho
cuộc thoại bị ngắt quãng. Thông thường, cần khoảng 10
µ
s đến 30
µ
s
(trung bình là 20
µ
s) để đặt dữ liệu thoại vào bên trong gói tin, ví dụ phần
dữ liệu thoại (voice data) vơí kích thước 160 byte không nén cần khoảng 20
µ
s để đặt phần dữ liệu thoại vào bên trong gói tin. Số lượng dữ liệu thoại

Trượt là sự chênh lệch về thời gian đén của các gói trong mạng gây ra do sự
chênh lệch thời gian truyền dẫn của các gói thoại theo các đường khác nhau từ
nguồn đến đích. Để có thể tái tạo tiếng nói một cách chính xác trung thực thì bên
bên thu cần phải loại bỏ Jitter. Phương pháp được sử dụng để loại bỏ Jitter hiện
đang được sử dụng là dùng bộ đệm. Các gói sau khi nhận sẽ được lưu trong bộ
đệm và sẽ được xử lý lần lượt. Dùng bộ đệm sẽ tránh được những thời gian trễ
lớn của các gói tin. Nhưng bù lại thì bộ đệm làm tăng thêm thời gian trễ trong hệ
thống, thời gian trượt càng lớn thì dung lượng bộ đệm cũng phải lớn. Nhưng bộ
SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16
22
đệm càng lớn thì thời gian trễ gây ra càng lớn. Do vậy việc tính toán dung lượng
của bộ đệm thích hợp với từng hệ thống là rất cần thiết, sao cho tránh được trượt
mà thời gian trễ không làm giảm chất lượng của hệ thống.
• Mất gói (packet loss):
Mạng Internet không thể đảm bảo rằng tất cả các gói tin đều được chuyển
giao. Các gói tin có thể bị mất trong trường hợp mạng bị quá tải, nghẽn mạng
hoặc do đường kết nối không đảm bảo. Yêu cầu tỉ lệ mất gói là nhỏ hơn 10%. Do
hạn chế của thời gian trễ nên các giao thức truyền bảo đảm không thích hợp để
giải quyết vấn đề này. Để duy trì chất lượng thoại ở múc chấp nhận được mặc dù
không thể tránh khỏi các nguyên nhân bất thường trong mạng, một số kỹ thuật đã
được đưa ra. Đó là kỹ thuật thay thế các gói tin mất bằng những khoảng im lặng.
Người ta cũng giảm số lượng các gói truyền qua mạng bằng kỹ thuật nén tín hiệu.
Sử dụng bộ phận phát hiện tích cực thoại, khi hai bên không tích cực thoại thì
không trao đổi thông tin và phát tạp âm dễ chịu, sử dụng phương pháp này làm
tăng hiệu quả sử dụng kênh truyền. Ngoài ra cần nâng cao độ tin cậy của đường
truyền như tăng tốc độ kênh truyền, tăng dung lượng hệ thống thiết bị truyền dẫn.
SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16
23
CHƯƠNG 2 : KIẾN TRÚC HỆ THỐNG VoIP
2.1 Kiến trúc và các giao diện của mạng VoIP :

là là giao diện giữa gateway báo hiệu với mạng SCN.
SVTH: Phạm Thị Huyền ĐT16
24
- Giao diện F: Giao diện giữa Back-end service và gateway điều
khiển phương tiện.
- Giao diện G: Giao diện giữa Back-end service và GK.
- Giao diện H: Giao diện giữa thiết bị đầu cuối và mạng truy nhập
IP.
- Giao diện I: Giao diện giữa mạng truy nhập IP và mạng xương
sống IP.
- Giao diện J: Giao diện giữa gateway báo hiệu và gateway điều
khiển phương tiện.
- Giao diện K: Giao diện giữa gateway điều khiển phương tiện và
gateway phương tiện.
Mỗi thiết bị đầu cuối giao tiếp với một GK và giao tiếp này giống như giao
tiếp giữa thiết bị đầu cuối và GW. Có thể mỗi GK quản lý một vùng, có thể nhiều
GK chia nhau quản lý từng phần của một vùng trong trường hợp một vùng có
nhiều GK. Trong vùng quản lý của GK, các tín hiệu báo hiệu có thể được chuyển
tiếp qua một hoặc nhiều GK. Do đó các GK phải có khả năng trao đổi các thông
tin với nhau khi cuộc gọi có liên quan đến nhiều GK. Có thể sử dụng nhiều cách
thức để nối hai GK hoặc một GK và một GW như: dành riêng, không dành riêng,
theo khoảng thời gian hoặc theo nhu cầu.
2.2 Các thành phần của mạng VoIP:
2.2.1 Thiết bị đầu cuối:
Một thiết bị đầu cuối là một nút trong cấu hình chuẩn của mạng VoIP, nó có
thể được kết nối với mạng sử dụng một trong các giao diện truy nhập. Một thiết
bị đầu cuối có thể cho phép một thuê bao trong mạng IP thực hiện một cuộc gọi
tới một thuê bao khác trong mạng chuyển mạch. Các cuộc gọi sẽ được nằm dưới
sự giám sát của Gk của thiết bị đầu cuối mà thuê bao đã được đăng ký. Một thiết
bị đầu cuối có thể bao gồm các khối chức năng sau: