1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông Báo cáo
Truyền thông đa phương tiện
Nhóm 15:

Tìm hiểu, khảo sát công nghệ truyền âm thanh trên
mạng IP và ứng dụng Voice Chat trong môi trường Windows

Giáo viên hướng dẫn: PGS.Nguyễn Thị Hoàng Lan
Sinh viên thực hiện: Hoàng Đình Hiệp 20111584
Hoàng Anh Chiến 20111247
Nguyễn Văn Hiệp 20111590

Hà Nội, Ngày 16 tháng 12 năm 2014
2 Mục Lục
Lời nói đầu 3
Phân công công việc: 4
I. Tìm hiểu công nghệ truyền âm thanh trong mạng IP (VOIP). 5
1. Giới thiệu chung về VOIP: 5
2. Ứng dụng công nghệ VOIP 5
3. Dịch vụ chat âm thanh thoại qua Internet 6
II. Sự khác nhau giữa mô hình chat và mô hình hội nghị. 6
1. Mô hình Chat 6

những ưu điểm vượt trội, mạng VoIP đã chứng tỏ được sức sống và tính thực tiễn cao của
nó. Đặc biệt là trong dịch vụ voice chat.
Để thấy những ưu nhược điểm cũng như lợi ích mà voice chat trên mạng IP đã
mang lại và những ứng dụng thực tế trong bài báo cáo này nhóm em đã chọn và nghiên
cứu đề tài 15: “Tìm hiểu, khảo sát công nghệ truyền âm thanh trên mạng IP và
ứng dụng Voice Chat trong môi trường Windows”.
Do hạn chế về thời gian, cũng như kiến thức và kinh nghiệm bài báo cáo không
tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự góp ý của cô và các bạn.
Nhóm xin chân thành cảm ơn!

4

Phân công công việc:

- Hoàng Anh Chiến :
o Tìm hiểu công nghệ truyền âm thanh trong mạng IP (VOIP)
o Sự khác nhau giữa mô hình Chat và với mô hình Hội nghị
- Hoàng Đình Hiệp , Nguyễn Văn Hiệp:
o Giải thích qui trình công nghệ và giao thức truyền thông trong ứng dụng
Voice Chat
o Xây dựng giải pháp và lập trình cài đặt ứng dụng Chat âm thanh trong môi
trường Windows
5

I. Tìm hiểu công nghệ truyền âm thanh trong mạng IP (VOIP).
1. Giới thiệu chung về VOIP:

VOIP (Voice over Internet Protocol) là 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 các nhà khai

 Tình trạng trễ tiếng: Việc các gói tin phải chuyển tiếp qua nhiều trạm trung
gian khiến nó mất khá nhiều thời gian để tới được đích
 Vấn đề bảo mật: Mạng Internet là mạng có tính rộng khắp và hỗn hợp,
trong đó có rất nhiều loại máy tính khác nhau, các dịch vụ khác nhau cùng
sử dụng chung một cơ sở hạ tầng. Do vậy không có gì đảm bảo rằng thông
tin liên quan tới cá nhân cũng như số liên lạc truy nhập sử dụng dịch vụ của
người dùng được giữ bí mật. Và nguy cơ nghe lén khá cao do các gói dữ
liệu phải chuyển tiếp qua nhiều trạm trung gian trước khi tới được người
nhận hoặc vấn đề truy cập trái phép, hacker có thể lợi dụng các lỗ hổng bảo
mật để xâm nhập vào hệ thống mạng.
 Kỹ thuật phức tạp: Do lượng mất gói tin trong mạng là không thể tránh và
việc giảm độ trễ, để đáp ứng được nhu cầu người dùng cần có những kỹ
thuật rất phức tạp.
Tuy nhiên dịch vụ chat âm thanh có ưu điểm rất lớn là chi phí cuộc gọi rất rẻ.
II. Sự khác nhau giữa mô hình chat và mô hình hội nghị.
1. Mô hình Chat

7

Dựa trên mô hình client – server
Gồm có các thành viên tham gia.
Các thành viên tham gia có vai trò, hay vị trí là như nhau. Tất cả các thành viên đều do
các máy client đảm nhiệm.
Hoạt động:Các thành viên được hoạt động tự do, bất kỳ thành viên nào muốn nói đều có
thể nói tự do, không bị bất kỳ ai ép buộc
2. Mô hình hội nghị:

Dựa trên mô hình client-server.
Gồm có các thành viên được phân chia như sau:
 Chủ tịch hội nghị: là người duy nhất có quyền điều hành hoạt động của các phiên

vận chuyển qua một hệ thống truyền dẫn số hay các quá trình xử lý số. Sự biến
đổi này gồm 3 tiến trình chính: Lấy mẫu, lượng tử hoá, mã hoá. Tiến trình này
hoạt động như sau:
Giai đoạn đầu tiên của PCM là lấy mẫu các tín hiệu nhập (tín hiệu đi vào thiết
bị số hoá), nố toạ ra một tuần tự các mẫu Analog dưới dạng chuỗi PAM. Các
mẫu PAM có dải biên độ nối tiếp nhau, sau đố 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 của khoảng
đó. Công việc này được gọi là “lượng tử hoá”. Cuối cùng trong bộ mã hoá, độ
lớn của các mẫu được lượng tử hoá được biểu diễn bởi các mã nhị phân.
9

- Sau khi xem xét cấu tạo tiếng nói con người, người ta đưa ra 3 phương pháp để
mã hoá thoại đó là: mã hoá dạng sóng (Waveform), mã hoá nguồn (Source) và
mã hoá lai (Hybrid).
o Mã hoá dạng sóng: nguyên lý của mã hoá dạng sóng là mã hoá dạng
sóng của tiếng nói dựa trên định lý lấy mẫu. Tại phía phát, bộ mã hoá sẽ
lấy mẫu tín hiệu tiếng nói tương tự và mã hoá thành tín hiệu số trước khi
truyền đi. Tại phía thu sẽ làm nhiệm vụ ngược lại để khôi phục tín hiệu
tiếng nói.
Ưu điểm của bộ mã hoá loại này là độ phức tạp và độ trễ thấp.
Nhược điểm của bộ mã hoá loại này là không tạo được tiếng nói chất
lượng cá tại tốc độ bit dưới 16kbps. Các chuẩn G.711 và G.726 của
ITU-T dựa trên phương pháp mã hoá dạng sóng.
o Mã hoá nguồn: dựa trên nguyên tắc phân tích, mô phỏng, tái tạo các tín
hiệu âm thanh sau đó tách ra các thông số đặc trưng của tín hiệu âm
thanh, mã hoá các thông số đó và gửi đi, ở nơi thu cũng sử dụng một cơ
chế phát âm tương tự, dùng các thông số nhận được để kích thích bộ
phát âm, phát lại âm thanh như bên gửi. Điển hình của các bộ mã theo
nguồn âm là bộ mã hoá dự báo tuyến tính LPC.

ứng dụng đa phương tiện yêu cầu một thời gian thích hợp khi truyền các dữ
liệu và phát lại. RTP cung cấp các cơ chế bảo đảm thời gian, số thứ tự và các
cơ chế khác liên quan đến thời gian. Bằng các cơ chế này RTP cung cấp sự
truyền tải dữ liệu thời gian thực giữa các đầu cuối qua mạng.
- Bản thân RTP không cung cấp một cơ chế nào cho việc đảm bảo phân phối kịp
thời các dữ liệu tới các trạm mà nó dựa trên các dịch vụ của tầng thấp hơn để
thực hiện việc này. RTP cũng không đảm bảo việc truyền các gói theo đúng
thứ tự. Tuy nhiên, số thứ tự trong RTP header cho phép bên thu xây dựng lại
đúng thứ tự các gói của bên phát.
11

- Hoạt động của RTP được hỗ trợ bởi một giao thức khác là RTCP để nhận các
thông tin phản hồi về chất lượng truyền dẫn và các thông tin về thành phần
tham dự các phiên hiện thời. Không giống như các giao thức khác là sử dụng
các trường trong header để thực hiện các chức năng điều khiển, RTP sử dụng
một cơ chế điều khiển độc lập trong định dạng của gói tin RTCP để thực hiện
chức năng này.
- RTP nằm ở phía trên UDP, sử dụng các chức năng ghép kênh và kiểm tra của
UDP. Sở dĩ UDP được sử dụng làm thủ tục truyền tải cho RTP vì:
o RTP được thiết kế chủ yếu cho việc truyền tin đa đối tượng, các kết nối
có định hướng, có báo nhận không đáp ứng tốt điều này.
o Đối với dữ liệu thời gian thực, độ tin cậy không quan trọng bằng truyền
đúng theo thời gian. Hơn nữa, sự tin cậy trong TCP là do cơ chế báo
phát lại, không thích hợp cho RTP.

- Cấu trúc dữ liệu RTP
0
2
3
4

này là không cố định, tùy thuộc vào loại khuôn dạng của tải trọng. Giá trị khởi
đầu của tem thời gian cũng được chọn một cách ngẫu nhiên. Một vài gói RTP có
thể mang cùng một giá trị tem thời gian nếu như chúng được phát đi cùng một lúc
về mặt logic (ví dụ như các gói của cùng một khung hình video). Trong trường
hợp các gói dữ liệu được phát ra sau những khoảng thời gian bằng nhau (tín hiệu
đã mã hóa thoại tốc độ cố định, fixed-rate audio) thì tem thời gian được tăng một
cách đều đặn. Trong trường hợp khác giá trị tem thời gian sẽ tăng không đều.
- Giao thức RTCP (Real-time Transport Control Protocol) là giao thức hỗ trợ
cho RTP cung cấp các thông tin phản hồi về chất lượng truyền dữ liệu. Gói
RTCP góp phần làm tăng nghẽn mạng. Băng thông yêu cầu bởi RTCP là 5%
tổng số băng thông phân bổ cho phiên. Khoảng thời gian trung bình giữa các
gói RTCP được đặt tối thiểu là 5s.
- Bộ giao thức RTP/RTCP được hỗ trợ bởi module trong Asterisk là Resource
modules (res_rtp_asterisk, res_rtp_multicast).
3. Giao thức truyền thông trong Asterisk – SIP:

- SIP (Session Initiation Protocol) là giao thức báo hiệu điều khiển lớp ứng dụng
được dùng để thiết lập, duy trì, kết thúc các phiên truyền thông đa phương tiện
(multimedia). Các phiên multimedia bao gồm thoại Internet, hội nghị và các
13

ứng dụng tương tự có liên quan đến các phương tiện truyền đạt như âm thanh,
hình ảnh và dữ liệu.
- SIP sử dụng các bản tin mời (INVITE) để thiết lập các phiên và mang các
thông tin mô tả mang phiên truyền dẫn. SIP hỗ trợ các phiên đơn bá (unicast)
và quảng bá (multicast) tương tự các cuộc gọi điểm tới điểm và các cuộc gọi đa
điểm.
- SIP là một giao thức dạng văn bản, rất công khai và linh hoạt. Được thiết kế
tương thích với các loại giao thức khác như TCP, UDP, IP, để cung cấp một
lĩnh vực rộng hơn cho dịch vụ VoIP.


o INFO: sử dụng để tải các thông tin như âm báo.
o REQUEST: cho phép user agent và proxy có thể xác định người dùng,
khởi tạo, sửa đổi, huỷ một phiên.
o RETURN: được gửi bởi user agent server hoặc SIP server để trả lời cho
một bản in request trước đó.
- Các giao thức của SIP:
o UDP (User Datagram Protocol).
o TCP (Transmission Control Protocol).
o SDP (Session Description Protocol): được sử dụng để mô tả các thông
số media cho một cuộc gọi, các thông số này là các thông tin về băng
thông, các chuẩn hoá audio, video và một số thông tin khác.
- SIP được hỗ trợ bởi module trong Asterisk là chan_sip.c module (trong khối
Asterisk Channel API).
IV. Xây dựng giải và pháp và lập trình cài đặt ứng dụng chat âm thanh.

Ở đây chúng em sử dụng Asterisk để xây dựng ứng dụng chat âm thanh.
1. Tìm hiểu chung về Asterisk

a. Giới thiệu về Asterisk:
Asterisk là hệ thống chuyển mạch mềm, là phần mềm nguồn mở được viết bằng ngôn
ngữ C chạy trên hệ điều hành Linux thực hiện tất cả các tính năng của tổng đài PBX và hơn nữa
về các dịch vụ gia tăng. Asterisk ra đời vào năm 1999 bởi một sinh viên sinh năm 1977 tên là
Mark Spencer. Ban đầu, phần mềm này được sử dụng với mục đích hỗ trợ cho công ty của
Spencer trong việc liên lạc đàm thoại.
Hiện nay Asterisk đang trên đà phát triển và được rất nhiều doanh nghiệp triển khai ứng
16

dụng. Đây là xu thế tất yếu của người sử dụng điện thoại, vì các công ty đều có mạng máy tính
và cần liên lạc với nhau trong công việc giữa các phòng ban hoặc chi nhánh và cần một chi phí

Thêm thông tin dialplan tại tệp extension.conf.
Kết quả: Các cuộc gọi cho chất lượng tương đối tốt tuy nhiên tình trạng trễ tiếng rất rõ
rệt.
3. So sánh với các công cụ Chat hiện nay.

Hiện nay có rất nhiều phần mềm chat phổ biến như Skype, Google Talk, Cuộc gọi từ
các phần mềm này cho chất lượng rất tốt, tình trạng trễ tiếng rất ít.

19

Tài liệu tham khảo
/>SECT-1.html#Architecture_id292796
/>dao-tao-dien-tu-64627/