TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BÁO CÁO
Kỹ thuật truyền dữ liệu
Đề tài: Tìm hiểu về công nghệ VoIP
Giảng viên: Võ Thanh Tú
Danh sách nhóm:
1. Hồ Đăng Thắng.( Nhóm trưởng)
Sđt: 01689927953
Email: [email protected]
2. Hồ Nhật Anh.
3. Nguyễn Thành Nguyên
4. Nguyễn Thị Quỳnh Trang
5. Trần Thị Yên
Huế, 10/2011
Mục lục:
!
"#$%&'!
()*+#$%&'!,
/$/+0123!,
-!%456!-!%456,
-!%456!4!5,
(!5!!57
, 8496!%:!7
;!:#<=>0?@A8.B<'!;7
!!:#<@+8!C7
.6DE*%FGH'%4IJ
.6D@K2L'G'MN'M!IO
ngày của chúng ta.
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của Internet, ra đời nhiều loại hình dịch vụ phục
vụ cho việc liên lạc của con người. Trong đó VoIP là công nghệ mang tính cách mạng làm
thay đổi thế giới điện thoại với chất lượng dịch vụ khá cao.
Để hiểu rõ được bản chất và ứng dụng của VoIP, chúng ta cùng tìm hiểu cụ thể qua
từng phần của công nghệ này.
(
I. TỔNG QUAN VỀ VOIP
1.Giới thiệu chung về VoIP
VoIP - Voice over Internet Protocol là một công nghệ cho phép truyền thoại sử dụng
giao thức mạng IP, trên cơ sở hạ tầng sẵn có của mạng internet. 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.
VoIP cho phép tạo cuộc gọi dùng kết nối băng thông rộng thay vì dùng đường dây
điện thoại tương tự (analog). Nhiều dịch vụ VoIP 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, cũng có vài dịch vụ dùng điện thoại truyền thống qua một bộ
điều hợp (adaptor).
Nguyên tắc hoạt động của VoIP bao gồm việc số hoá tín hiệu tiếng nói, thực hiện việc
nén tín hiệu số, chia nhỏ các gói nếu cần và truyền gói tin này qua mạng, tới nơi nhận các gói
tin này được ráp lại theo đúng thứ tự của bản tin, giải mã tín hiệu tương tự phục hồi lại tiếng
nói ban đầu.
2.Ưu điểm của VoIP
Công nghệ VoIP hiện chưa được sử dụng rộng rãi nhưng nó có rất nhiều ưu điểm. -
Một ưu điểm đầu tiên là gọi miễn phí nếu sử dụng cùng dịch vụ, cùng thiết bị VoIP hoặc
cùng tổng đài IP ( hay còn gọi là gọi nội mạng). Hoặc nếu không thì giá thành cũng rẻ đáng
kể so với sử dụng cách gọi truyền thống PSTN.
Giải pháp VoIP cũng làm giảm đáng kể chi phí cho việc quản lý bảo trì hệ thống
mạng thoại và dữ liệu.
4.Các kiểu kết nối sử dụng VoIP
4.1. Computer to Computer:
Với 1 kênh truyền Internet có sẵn, Là 1 dịch vụ miễn phí được sử dụng rộng rãi
khắp nơi trên thế giới. Chỉ cần người gọi (caller) và người nhận ( receiver) sử dụng chung 1
VoIP service (Skype,MSN,Yahoo Messenger,…), 2 headphone + microphone, sound card .
Cuộc hội thoại là không giới hạn.
Mô hình này áp dụng cho các công ty, tổ chức, cá nhân đáp ứng nhu cầu liên lạc
mà không cần tổng đài nội bộ
Nhược điểm: các PC phải mở liên tục
4.2 Computer to phone:
Là 1 dịch vụ có phí. Bạn phải trả tiền để có 1 account + software
(VDC,Evoiz,Netnam,…). Với dịch vụ này 1 máy PC có kết nối tới 1 máy điện thoại thông
thường ở bất cứ đâu ( tuỳ thuộc phạm vi cho phép trong danh sách các quốc gia mà nhà cung
cấp cho phép). Người gọi sẽ bị tính phí trên lưu lượng cuộc gọi và khấu trừ vào tài khoản
hiện có.
Ưu điểm : đối với các cuộc hội thoại quốc tế, người sử dụng sẽ tốn ít phí hơn 1
cuộc hội thoại thông qua 2 máy điện thoại thông thường. Chi phí rẻ, dễ lắp đặt
Nhược điểm: chất lượng cuộc gọi phụ thuộc vào kết nối internet + service nhà
cung cấp
,
4.3 Phone to Phone:
Là 1 dịch vụ có phí. Bạn không cần 1 kết nối Internet mà chỉ cần 1 VoIP adapter
kết nối với máy điện thoại. Lúc này máy điện thoại trở thành 1 IP phone.
5. Các thành phần trong mạng VoIP:
Các thành phần cốt lõi của 1 mạng VoIP bao gồm: Gateway, VoIP Server, IP
network, End User Equipments
Gateway: là thành phần giúp chuyển đổi tín hiệu analog sang tín hiệu số (và ngược
lại).
- VoIP gateway : là các gateway có chức năng làm cầu nối giữa mạng điện thoại
thường ( PSTN ) và mạng VoIP.
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 (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):
Lấy mẫu (Sampling)
Lượng tử hóa (Quantization)
Mã hóa (Encoding)
Nén giọng nói (Voice Compression)
Các kỹ thuật sử dụng trong quá trình số hóa:
- Multiplexing: Ghép kênh là qui trình chuyển một số tín hiệu đồng thời qua một
phương tiện truyền dẫn.
- PAM(pulse-amplitude modulation)- điều chế biên độ xung
- TDM(Time Division Multiplexing)-Ghép kênh phân chia theo thời gian:Phân phối
khoảng thời gian xác định vào mỗi kênh, mỗi kênh chiếm đường truyền cao tốc trong suốt
một khoảng thời gian theo định kì.
- FDM(Frequency Division Multiplexing)-Ghép kênh phân chia theo tần số: Mỗi
kênh được phân phối theo một băng tần xác định, thông thường có bề rộng 4Khz cho dịch vụ
thoại.
- 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 vận chuyển 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:
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. Các mẫu PAM có dãi biên
độ nối tiếp nhau, sau đó phân chia dải biên độ này thành một số giới hạn các khoảng. Tất cả
các mẫu với các biên độ nào đó nếu mẫu nào rơi vào một khoảng đặc biệt nào thì được gán
cùng mức giá trị cuả khoảng đó. Công việc này được gọi là “lượng tử hoá”. Cuối cùng trong
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.
1.4 Nén giọng nói(Voice Compression)
Mặc dù kỉ 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.
2.Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng thoại trên VoIP
Chất lượng của âm thanh được khôi phục qua mạng điện thoại là mục tiêu cơ bản của
dịch vụ, mặc dù các chỉ tiêu chuẩn đã được ITU phát triển. Có 3 nhân tố có thể ảnh hưởng
sâu sắc tới chất lượng của dịch vụ thoại:
2.1. Trễ (Delay):
Hai vấn đề gây ra bởi sự trễ đầu cuối trong một mạng thoại là tiếng vang và chồng
tiếng. Tiếng vang trở thành vấn đề khi trễ vượt quá 50 ms. Đây là một vấn đề chất lượng
đáng kể, nên các hệ thống VoIP phải kiểm soát và cung cấp các phương tiện loại bỏ tiếng
vang. Hiện tượng chồng tiếng (giọng người này gối lên giọng người kia) trở nên đáng kể nếu
trễ một chiều (one-way delay) lớn hơn 250 ms.
2.2. Sự biến thiên độ trễ (Jitter ):
Jitter là sự biến thiên thời gian trễ gây nên bởi sự trễ đường truyền khác nhau
trên mạng. Loại bỏ jitter đòi hòi thu thập các gói và giữ chúng đủ lâu để cho phép các gói
chậm nhất đến để được phát lại (play) đúng thứ tự, làm cho sự trễ tăng lên.
2.3. Mất gói:
Mạng IP không thể cung cấp một sự bảo đảm rằng các gói tin sẽ được chuyển tới
đích hết. Các gói sẽ bị loại bỏ khi quá tải và trong thời gian tắc nghẽn. Truyền thoại rất nhạy
cảm với việc mất gói, tuy nhiên, việc truyền lại gói của TCP thường không phù hợp. Các
cách tiếp cận được sử dụng để bù lại các gói mất là thêm vào cuộc nói chuyện bằng cách
phát (play) lại gói cuối cùng, và gửi đi thông tin dư. Tuy thế, sự tổn thất gói trên 10% nói
chung là không chấp nhận được.
cho đến thời điểm chúng đc đọc ra theo bộ lập trình đọc ra.Để cải thiện chất lượng thoại, ở
bộ thu có thể sử dụng kỹ thuật che dấu mất gói để người nghe có cảm giác tín hiệu được
truyền liên tục, ko bị vấp (sẽ đề cập về vấn đề này sau). Cuối cùng, các gói thoại được mở và
giải nén để chuyển đổi thành tín hiệu tương tự như ở đầu phát.
3.3. Chi tiết về các thành phần trong bộ thu phát VoIP:
3.3.1. Mã hóa thoại:
Có thể chia mã hoá thoại làm 3 loại là: mã hoá dạng sóng (waveform), mã hoá
nguồn và mã hoá lai ghép là kết hợp của 2 loại trên.
Nguyên lý của mã hoá dạng sóng rất đơn giản mà đại diện nổi tiếng của phương pháp này là
PCM và ADPCM và tất cả chúng ta đã biết nên ko cần nói lại. Ưu điểm của phương pháp
này là không phức tạp, giá rẻ, độ trễ thấp Tuy nhiên tại các tốc độ bit thấp (< 64kbps) nó
lại ko đảm bảo đc chất lượng. Bộ mã hoá nguồn sẽ khắc phục điểm yếu này.
Nguyên lý của bộ mã hoá nguồn là mã hoá kiểu phát âm (tức là cách thức mà
bạn phát âm ra: âm vô thanh (unvoice) hay hữu thanh (voice). Ví dụ về bộ mã hoá này là mã
hoá dự báo tuyến tính LPC. Các bộ mã hoá kiểu này có thể mã hoá tín hiệu thoại ở tốc độ rất
thấp như 2kbps. Nguyên lý cụ thể như sau: giả thiết tín hiệu tiếng nói bao gồm âm vô thanh
và hữu thanh. Đối với âm hữu thanh, nguồn kích thích bộ máy phát âm sẽ là một dãy các
xung, còn đối với âm vô thanh thì nó sẽ là nguồn nhiễu ngẫu nhiên. Các tham số này sẽ được
đóng gói và gửi đến bên thu để phân tích và tái tạo lại dạng của nguồn âm .
Mã hoá lai ghép là sự kết hợp của mã hoá dạng sóng và mã hoá nguồn. Tiêu biểu
là CELP- dự đoán tuyến tính kích thích mã. Hoặc ACELP- dự đoán tuyến tính kích thích mã
đại số.
Một số chuẩn mã hoá thoại thông dụng của ITU-T:
- G.711: kỹ thuật PCM thông thường trong mạng PSTN. Tốc độ 64kbps.
- G.728: mô tả kỹ thuật nén thoại CELP tại tốc độ 16kbps.
- G.723.1: nén thoại hay âm thanh ở tốc độ rất thấp là 5.3 hoặc 6.3 kbps.
Phương pháp để đánh giá chất lượng thoại phụ thuộc từng phương pháp mã hoá
là điểm đánh giá trung bình MOS. 1 thang điểm 5 được dùng để đánh giá chất lượng. Cao
nhất là phương pháp PCM với MOS 4.1, trễ chỉ có 0.125ms. và thấp nhất là ACELP với tốc
để người nghe có thể cảm nhận được. Trễ lên tới 32ms là có thể gây cảm giác khó chịu cho
người nghe. Do đó trong mạng IP khi không thể giảm trễ được nữa người ta dùng bộ triệt
tiếng vọng.
3.3.5. Chương trình đọc ra:
Do nhiều lý do dẫn đến các gói thoại ko đến đích theo các khoảng thời gian nhất
định và thứ tự các gói cũng không còn chính xác. Sự biến động của khoảng thời gian giữa
các gói đến đích được gọi là biến động trễ (jitter).
Vấn đề này được giải quyết bằng cách sử dụng bộ đệm ở đầu thu. Như vậy các
gói đến chưa được đọc ra ngay mà được lưu trong bộ đệm trong 1 khoảng thời gian và sau đó
được đọc ra cùng các gói đến sau. Các gói đến sau thời hạn yêu cầu coi như bị mất. Như vậy
nếu thời gian đọc ra lớn thì sẽ có nhiều gói đến sau đc đọc ra nhưng lại nảy sinh vấn đề trễ
đầu cuối- đầu cuối nên cần có sự xem xét cân bằng giữa các tiêu chí. Các phương pháp cho
cho chương trình đọc ra là đọc ra theo hạn định và đọc ra thích nghi.
3.3.6. Che dấu mất gói:
Mất gói xảy ra trong thoại IP khi các gói đến đích sau thời hạn đọc ra hoặc
không đến đc đích. Thuật toán che dấu mất gói được sử dụng ở bộ thu để che dấu các gói bị
mất. Đơn giản nhất là sử dụng nhiễu nền để thay thế các gói đã mất. Kỹ thuật cao hơn là sử
dụng các gói trước và sau gói bị mất còn tốt để nội suy tái tạo lại gói đã mất.
4. Các giao thức điều khiển và báo hiệu của VoIP ( VoIP protocols)
VoIP cần 2 loại giao thức : Signaling protocol và Media Protocol.
Signaling Protocol điều khiển việc cài đặt cuộc gọi. Các loại signaling protocols bao
gồm: H.323, SIP, MGCP, Megaco/H.248 và các loại giao thức dùng riêng như UNISTIM,
SCCP, Skype, CorNet-IP,…
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).
Signaling Protocol nằm ở tầng TCP vì cần độ tin cậy cao, trong khi Media Protocol
nằm trong tầng UDP.
Các nhà cung cấp có thể sử dụng các giao thức riêng hay các giao thức mở rộng dựa
thoại SIP. SIP là 1 giao thức báo hiệu để thiết lập, duy trì và kết thúc các phiên đa phương
tiện như: thoại IP, hội nghị, các ứng dụng khác liên quan đến multimedia.
SIP cung cấp các chức năng sau:
- Định vị người dùng qua địa chỉ tương tự như email.
- Xác định năng lực người dùng: các tham số phiên có thể thương lượng giữa 2 phía.
- Xác định lợi ích người dùng.
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 1 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 1 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 cũng khác so với giao thức H.232. 1 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 1 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.
7
Phương thức hoạt động của SIP network :
SIP là mô hình mạng sử dụng kiểu kết nối 3 hướng ( 3 way handshake method) trên
nền TCP. Ví dụ trên, ta thấy 1 mô hình SIP gồm 1 Proxy và 2 end points. SDP ( Session
Description Protocol) được sử dụng để mang gói tin về thông tin cá nhân ( ví dụ như tên
người gọi).
Ví dụ: Khi Bob gửi 1 INVITE cho proxy server với 1 thông tin SDP. Proxy Server sẽ
đưa yêu cầu này đến máy của Alice. Nếu Alice đồng ý, tín hiệu “OK” sẽ được gửi thông qua
định dạng SDP đến Bob. Bob phản ứng lại bằng 1 “ACK” _ tin báo nhận. Sau khi “ACK”
và nén thoại bằng việc chỉ gửi đi thông tin ở dạng các tham số mã hoá về việc kích thích tín
hiệu nguồn dạng của giọng nói do vậy đòi hỏi băng thông ít hơn là việc gửi đi toàn bộ thông
tin về đoạn thoại như các loại kỹ thuật nén thông thường trước đấy.
5.2. Trễ
Có thể chia trễ đầu cuối- đầu cuối trong mạng VoIP thành 3 loại trễ: trễ xử lý, trễ mạng và
trễ bộ đệm. Trễ xử lý bao gồm trễ mã hoá & trễ đóng gói. Trễ mã hoá là thời gian xử lý cần
_
thiết để mã hoá và giải mã tín hiệu. Trễ đóng gói bao gồm khoảng thời gian của đoạn tín hiệu
thoại đóng gói, thông thường từ 10 đến 40 ms, trễ này liên quan đến kích cỡ khung được
đóng gói. Trễ xử lý phụ thuộc vào thuật toán nén và tốc độ bộ xử lý. Trễ mạng hay là trễ
truyền dẫn phụ thuộc vào khoảng cách. dung lượng và trạng thái của liên kết trong mạng. Trễ
mạng thường thay đổi và khó biết trước, phụ thuộc vào nhiều phần tử trên mạng và chỉ có
thể khắc phục được bằng 1 biện pháp vĩ mô (thay đổi toàn bộ mạng ). Điều này dường như là
không thể cho nên chỉ tập trung khắc phục trễ xử lý và trễ bộ đệm. Trễ bộ đệm là trễ sinh ra
tại bộ đệm ở phía thu, khi các gói tranh chấp nhau để giành quyền được đọc ra trước. Điều
này được khắc phục bằng việc nâng cấp năng lực bộ đệm.
5.3 .Biến động trễ
Thông số biến động trễ hay jitter là giới hạn lượng thay đổi của trễ mà 1 ứng dụng có thể gặp
phải trên mạng. Ví dụ một ứng dụng có trễ mạng 100ms, biến động trễ có thể đặt là cộng trừ
10% giá trị này, khi đó nếu mạng có trễ trong khoảng 90 đến 110ms thì vẫn đạt yêu cầu. Các
ứng dụng nhạy cảm với biến động trễ là các ứng dụng thời gian thực như thoại hay video.
Minh hoạ cho biến động trễ
Khoảng thời gian từ khi gửi gói A và B đến khi chúng đến đích là bằng nhau: T1 = T2 nhưng
khoảng thời gian từ khi gửi gói C tới khi nhận đc T3 lại khác T2. Đó gọi là biến động trễ. Để
giải quyết vấn đề này, bộ thu sử dụng bộ đệm để hấp thụ biến động trễ, tức là các gói ko đc
đọc ra ngay khi chúng đến nơi mà sẽ được lưu trong bộ đệm đến 1 khoảng thời gian nhất
định mới được đọc ra đồng loạt theo 1 chương trình đọc đã định.
5.4. Mất gói
Nguyên nhân mất gói??? Có rất nhiều nguyên nhân: mất kết nối, hỏng bộ định tuyến , các
gói đến quá life time Do bản chất mạng IP mà việc mất gói là không thể tránh khỏi và có
dành cho các nhà quản lý. Có 1 phương pháp khác hạn chế trễ mạng là kỹ thuật phát đa
đường, cùng 1 gói tin sẽ phát đi theo nhiều đường, khi tới bên nhận, máy thu sẽ so sánh các
gói tin đến và sẽ chọn gói có trễ nhỏ nhất. Kỹ thuật này sẽ hiệu quả khi thông tin trao đổi
quan trọng nên người ta có thể chấp nhận tăng tải của mạng để đảm bảo chất lượng thông
tin Tuy nhiên kỹ thuật này sẽ hiệu quả hơn khi kết hợp với 1 số kỹ thuật khác như phát hiện
T
tắc nghẽn (chỉ phát đa đường khi phát hiện mất gói hàng loạt do tắc nghẽn cục bộ) và kỹ
thuật bảo mật cho gói tin.
Hai thành phần còn lại của trễ đầu cuối- đầu cuối là trễ xử lý và trễ bộ đệm được giải quyết ở
bộ phát và thu. Trễ xử lý bao gồm trễ mã hoá và trễ đóng gói, nó phụ thuộc vào thuật toán
nén và tốc độ bộ xử lý. Việc tôí ưu hoá thuật toán mã hoá sẽ làm giảm trễ xử lý. Trễ bộ đệm
cũng được giảm nhiều khi sử dụng cơ chế quản lý bộ đệm thông minh (đọc ra thích nghi theo
thời gian).
Tái tạo hay che dấu mất gói là kỹ thuật nhằm làm cho người nghe cảm nhận thấy sự liên tục
trong cuộc hội thoại cho dù có sự mất mát thông tin. Nó là kỹ thuật làm cho các đoạn thoại bị
mất sẽ được lấp đầy bởi một đoạn thông tin gần như tương tự với nó. Tái tạo là dựng lại
đoạn thông tin bị mất bằng kỹ thuật nào đó như : nội suy từ các gói thông tin trước và/ hoặc
sau gói bị mất dựa vào một số đặc tính của thoại như dạng sóng hoặc phổ tần. Che dấu là
che đậy tinh vi các gói bị mất.
Ở đây tập trung về các kỹ thuật khôi phục mất gói, kỹ thuật này có thể chia ra làm 2 loại:
thực hiện ở bộ phát và thực hiện ở bộ thu.
5.7 .Các giải pháp thực hiện bộ phát
Cơ chế khôi phục mất gói thực hiện ở đầu phát bao gồm:
• - Yêu cầu phát lại tự động (ARQ- automatic repeat request )
• - Sửa lỗi trước (FEC- forward error correction)
• - Bảo vệ mức không đều (ULP- uneven level protection)
• - Ghép xen (interleaving)
5.7.1. Yêu cầu phát lại tự động
Cơ chế này sẽ thực hiện phát lại các gói lỗi hoặc mất, nó là phương pháp phổ biến nhất để
khôi phục dựa trên đầu phát và thường sử dụng trong TCP. Tại phía phát sẽ bổ sung các số
Nguyên lý của ghép xen được minh hoạ như sau:
Tại bộ thu, các khối dữ liệu được tập hợp lại và sắp xếp theo thứ tự rồi đưa đến bộ giải mã.
Đối với ghép xen, ảnh hưởng của mất gói được chia đều trên các khoảng thời gian nhỏ tương
ứng. Khi đó các khoảng thời gian này nhỏ hơn chiều dài một âm vị (phoneme). Do đó có thể
dễ dàng nội suy lại khoảng đã mất và âm thoại vẫn nghe tốt như bình thường. Trong khi đó
nếu không có ghép xen thì có thể có trường hợp khối dữ liệu bị mất lớn hơn so với khoảng
thời gian 1 âm vị, khi đó sẽ làm giảm khả năng hiểu được của thoại. Ưu điểm của ghép xen:
không làm tăng tải cho mạng. Giảm ảnh hưởng của mất gói chùm.
Nhược điểm: tăng trễ
5.8 .Giải pháp thực hiện ở bộ thu
Khôi phục mất gói tại phía thu có thể coi như làm cách nào đó để người nghe có thể cảm
nhận được âm thoại một cách tốt nhất có thể.
Nguyên lý cơ bản
Chúng ta sẽ giả thiết rằng phía phát đã sửa hầu hết các lỗi bit chùm và chỉ còn 1 số nhóm nhỏ
cần sửa tiếp. Che dấu lỗi là cách hiệu quả nhất để sửa các lỗi còn lại.
Phương pháp che dấu mất gói thực hiện thay thế một gói mất. Bằng cách tổgn hợp phần âm
thanh hoặc tín hiệu thoại tương ứgn với gói đã mất. Điều này có thể thực hiện được vì hầu
hết các phần của tín hiệu thoại hoặc âm thanh thay đổi chậm theo thời gian, do vậy những
đoạn tín hiệu thoại gần nhau thường tương tự như nhau. Kỹ thuật này làm việc tốt khi tỷ lệ
mất gói nhỏ hơn 15% và khoảng thời gian mất gói nhỏ hơn 40ms. Khi chiều dài mất gói liên
tiếp gần bằng chiều dài âm vị thì kỹ thuật này làm việc không hiệu quả.
Phân loại:
* Chèn:
- Ghép nối.
- Chèn khoảng lặng.
- Lặp gói.
* Nội suy:
- Thay thế dạng sóng.
- Thay thế dạng sóng theo "pitch".
kỹ thuật này cao hơn hẳn các kỹ thuật trước.
5.8.3 .Tái tạo
Kỹ thuật này sử dụng thông tin của thuật toán mã hoá để tổng hợp tín hiệu thoại tương ứng
với các gói đã mất, công nghệ này phụ thuộc vào bộ mã hoá thoại và có thời gian tính toán
khá lâu và thuật toán phức tạp. Kỹ thuật này có thể chia làm 2 loại:
- Nội suy tham số (Parameter interpolation): Sử dụng các tham số mã hoá như LPC và độ
tăng ích để nội suy.
- Khôi phục trên cơ sở mô hình (Model- based recovery): Đoạn mất của tín hiệu được khôi
phục bằng cách mô hình hoá dạng mã hoá của tín hiệu thoại
II. Tính bảo mật và hướng khắc phục:
1. Tính bảo mật trong VoIP:
Chính vì VoIP dựa trên kết nối Internet nên nó có thể có những điểm yếu đối với bất
kỳ mối đe dọa và các vấn đề gì mà máy tính phải đối mặt. VoIP có thể cũng bị tấn công bởi
virus và mã nguy hiểm khác. Các kẻ tấn công có thể chặn việc truyền thông, nghe trộm và
thực hiện các tấn công giả mạo bằng việc thao túng ID và làm hỏng dịch vụ của bạn. Các
hành động tiêu tốn lượng lớn các tài nguyên mạng như tải file, chơi chò trơi trực tuyến…
cũng ảnh hưởng đến dịch vụ VoIP.
■ Gây gián đoạn và quấy rối dịch vụ: Kẻ tấn công (attacker) cố gắng phá dịch vụ
VoIP bao gồm ở các mức : hệ thống quản trị, hệ thống dự phòng, hệ thống truy nhập và điều
khiển.Việc tấn công vào từ các thành phần mạng gồm có routers, máy chủ DNS, SIP proxies,
các phần điều phối phiên (secssion).
Phương thức tấn công có thể từ xa, không nhất thiết phải truy nhập trực tiếp, thông qua việc
lợi dụng các lỗ hổng của giao thức dùng trong VoIP, lỗi của hệ thống. Một hình thức quấy
rối gọi là SPIT (spam through Internet telephony – tạm dịch là gọi điện quấy rối qua
Internet).
Sự gián đoạn của dịch vụ (Service Disruption)
Việc tấn công làm gián đoạn dịch vụ có thể là do tấn công từ chối dịch vụ DoS. Trong
tấn công DoS có hai loại chính là DoS thông thường và DDoS – DoS phân tán, khi bị tấn
công này thì rất ít hệ thống có khả năng chống đỡ được. Hình dưới đây cho thấy các dịch vụ
Copyright: Tài liệu đại học ©