Bởi: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Chuẩn H.323 Đầu năm 1996 một nhóm các công ty lớn (Microsoft, Intel ) đã tổ chức hội nghị Voice over IP nhằm thống nhất tiêu chuẩn cho các sản phẩm của các nhà cung cấp. Đến tháng 5/1996, ITU-T phê chuẩn đặc tả H.323. Chuẩn H.323 cung cấp nền tảng kỹ thuật cho truyền thoại, hình ảnh và số liệu một cách đồng thời qua các mạng IP, bao gồm cả Internet. Tuân theo chuẩn H.323, các sản phẩm và các ứng dụng đa phương tiện từ nhiều hãng khác nhau có thể hoạt động cùng nhau, cho phép người dùng có thể thông tin qua lại mà không phải quan tâm tới vấn đề tương thích. H.323 cũng đồng thời giải quyết các ứng dụng cốt lõi của điện thoại IP thông qua việc định nghĩa tiêu chuẩn về độ trễ cho các tín hiệu âm thanh, định nghĩa mức ưu tiên trong việc chuyển tải các tín hiệu yêu cầu thời gian thức trong truyền thông Internet. (H.324 định nghĩa việc truyền tải các tín hiệu âm thanh, hình ảnh và dữ liệu qua mạng điện thoại truyền thống, trong khi đó H.320 định nghĩa tiêu chuẩn cho truyền tải các tín hiệu âm thanh, hình ảnh và dữ liệu qua mạng tổ hợp đa dịch vụ ISDN). Đến nay H.323 đã phát triển thông qua hai phiên bản. Phiên bản thứ nhất (Version 1) được thông qua vào năm 1996 và phiên bản thứ hai (Version 2) được thông qua vào tháng 1/1998. Ứng dụng của chuẩn này rất rộng bao gồm cả các thiết bị hoạt động độc lập (stand-alone) cũng như những ứng dụng truyền thống nhúng trong môi trường máy tính cá nhân, có thể áp dụng cho đàm thoại điểm-điểm cũng như cho truyền thông hội nghị. H.323 còn bao gồm cả chức năng điều khiển cuộc gọi, quản lý thông tin đa phương tiện và quản lý băng thông đồng thời còn cung cấp giao diện giữa mạng LAN và các mạng khác. Chồng giao thức H.323 Khuyến nghị của ITU-T về chuẩn H.323 đã đưa ra cấu trúc giao thức cho các ứng dụng H.323 bao gồm các khuyến nghị trong Hình 3.1. H.245: Khuyến nghị về báo hiệu điều khiển truyền thông multimedia. 1/7
H.225.0: Đóng gói và đồng bộ các dòng thông tin đa phương tiện (thoại, truyền hình, số liệu). Khuyến nghị này bao gồm giao thức RTP/RTCP và các thủ tục điều khiển cuộc gọi Q.931 (DSS 1). Các chuẩn nén tín hiệu thoại: G.711 (PCM 64 kbps), G.722, G.723, G.728, G.729. Các chuẩn nén tín hiệu video: H.261, H.263 T.120: Các chuẩn cho các ứng dụng chia sẻ số liệu. Hình 3.1: Chồng giao thức H.323 Các thành phần trong hệ thống H.323 Cấu trúc của một hệ thống H.323 và việc thông tin giữa hệ thống H.323 với các mạng khác được chỉ ra trên Hình 3.2. H.323 TerminalH.323MCUH.323 GatekeeperH.323 TerminalH.323 Terminalcuèi H.323GSTNN-ISDNB-ISDNMạng chuyển mạch gói (PBN)H.323 Gateway 2/7
Hình 3.2: Cấu trúc hệ thống H.323 (1): Một gateway có thể cung cấp một hay nhiều kết nối tới GSTN, N-ISDN và B-ISDN Các dòng thông tin trong hệ thống H.323 được chia thành các loại sau: Audio (thoại): là tín hiệu thoại được số hóa và mã hóa. Để giảm tốc độ trung bình của tín hiệu thoại, cơ chế phát hiện tích cực thoại có thể được sử dụng. Tín hiệu thoại được đi kèm với tín hiệu điều khiển thoại. Video (hình ảnh): là tín hiệu hình ảnh động cũng được số hóa và mã hóa. Tín hiệu video cũng đi kèm với tín hiệu điều khiển video. Số liệu: bao gồm tín hiệu fax, tài liệu văn bản, ảnh tĩnh, file, Tín hiệu điều khiển truyền thông (Communication control signals): là các thông tin điều khiển trao đổi giữa các thành phần chức năng trong hệ thống để thực hiện điều khiển truyền thông giã chúng như: trao đổi khả năng, đóng mở các kênh logic, các thông điệp điều khiển luồng, và các chức năng khác. Tín hiệu điều khiển cuộc gọi (Call control signals): được sử dụng cho các chức năng điều khiển cuộc gọi là thiết lập cuộc gọi, kết thúc cuộc gọi, Tín hiệu kênh RAS: được sử dụng để thực hiện các chức năng: đăng ký tham gia vào một vùng H.323, kết nạp/tháo gỡ một điểm cuối (endpoint) khỏi vùng. Thay đổi băng thông và các chức năng khác liên quan đến chức năng quản lý hoạt động của các điểm cuối trong một vùng H.323. Về mặt logic, hệ thống H.323 bao gồm các thành phần: Thiết bị đầu cuối H.323 (H.323 Terminal): Là một trạm cuối trong mạng LAN, đảm nhận cung cấp truyền thông hai chiều theo thời gian thực. H.323 Gateway: Cung cấp khả năng truyền thông giã hệ thống H.323 và các hệ thống chuyển mạch kênh khác (PSTN/ISDN) Gatekeeper: Là một thành phần không bắt buộc. Nó thực hiện các chức năng quản lý hoạt động của hệ thống. Khi có mặt Gatekeeper trong hệ thống, mọi thành phần trong hệ thống phải thực hiện thủ tục đăng ký với Gatekeeper. Tất cả các điểm cuối H.323 (terminal, gateway, MCU) đã đăng kỳ với Gatekeeper tạo thành một vùng H.323 (H.323 zone) do Gatekeeper đó quản lý (Hình 3.3). 3/7
Hình 3.3 Vùng H.323 (H.323 Zone) Đơn vị điều khiển liên kết đa điểm (MCU Multipoint Control Unit): Thực hiện chức năng tạo kết nối đa điểm hỗ trợ các ứng dụng truyền thông nhiều bên. Thành phần này cũng là tùy chọn. Thiết bị đầu cuối H.323 Hình 3.4 miêu tả các thành phần chức năng của một thiết bị đầu cuối H.323. Các thành phần giao tiếp với người sử dụng. Các bộ codec (Audio và video). Phần trao đổi dữ liệu từ xa (telematic). Lớp (layer) đóng gói (chuẩn H.225.0 cho việc đóng gói multimedia). Phần chức năng điều khiển hệ thống. Và giao diện giao tiếp mạng LAN. Tất cả các thiết bị đầu cuối H.323 đều phải có một đơn vị điều khiển hệ thống, lớp đóng gói H.225.0, giao diện mạng và bộ codec thoại. Bộ codec cho tín hiệu video và các ứng dụng dữ liệu của người sử dụng là tùy chọn (có thể có hoặc không). Giao diện với mạng LAN (LAN Interface) Giao diện với mạng LAN phải cung cấp dịch vụ sau cho lớp trên (lớp đóng gói dữ liệu multimedia H.225.0) 4/7
Hình 3.4 Thiết bị đầu cuối H.323 (H.323 Terminal) Dịch vụ thông tin tin cậy đầu cuối đến đầu cuối (ví dụ như TCP hay SPX). Dịch vụ này phục vụ cho kênh điều khiển H.245 và kênh dữ liệu. Dịch vụ truyền thong tin không tin cậy đầu cuối đến đầu cuối (ví dụ UDP hay IPX). Dịch vụ này phục vụ cho các kênh Audio, các kênh Video, và kênh điều khiển RAS. Các dịch vụ này có thể là song công hay bán song công, thông tin unicast hay multicast tùy thuộc vào ứng dụng, khả năng của thiết bị đầu cuối và cấu hình của mạng LAN. Bộ codec video (Video codec) Bộ video codec là thành phần tùy chọn, cung cấp cho thiết bị đầu cuối khả năng truyền video. Bộ codec thoại (audio codec) 5/7
Tất cả các thiết bị đầu cuối H.323 đều phải có thành phần này. Nó đảm nhận chức năng mã hóa và giải mã tín hiệu thoại. Chức năng mã/giải mã dòng thoại PCM 64kbps luật A và luật µ (theo khuyến nghị G.711) là bắt buộc. Ngoài ra bộ codec có thể có them chức năng mã/giải mã thoại theo các thuật toán khác gồm: CS-ACELP (khuyến nghị G.729 và G.729A), ADPCM (khuyến nghị G.723), LD-CEPT (G.728), mã hóa băng rộng (G.722). Với các bộ codec thoại có nhiều khả năng mã hóa, thuật toán được sử dụng cho mã/giải mã thoại sẽ được đàm phán giữa các terminal tham gia cuộc đàm thoại (quá trình này được gọi là trao đổi khả năng). Trong trường hợp này terminal phải có khả năng hoạt động không đối xứng (ví dụ như mã hóa tín hiệu phát sử dụng theo khuyến nghị G.711 (PCM64), giải mã tín hiệu thu được theo G.728 (LD-CEPT). Thiết bị đầu cuối Terminal có thể gửi đi nhiều kênh thoại cùng một lúc tùy thuộc vào ứng dụng. Các gói thoại phải được gửi lên tầng giao vận (transport layer) một cách định kỳ theo những khoảng thời gian được xác định bởi chức năng codec nào đang được sử dụng (khoảng thời gian của khung tín hiệu thoại). Sự phân phối gói thoại lên lớp trên (lớp giao vận) không được muộn hơn 5ms sau khi kết thúc khoảng thời gian của khung thoại trước đó. Thiết bị đầu cuối H.323 có thể thu một vài kênh thoại (đàm thoại hội nghị). Trong trường hợp này, terminal cần thực hiện chức năng trộn các kênh thoại lại thành một kênh hỗn hợp đưa đến người sử dụng (Audio Mixing). Số lượng các kênh thoại bị hạn chế căn cứ vào tài nguyên sẵn có của mạng. Trễ chiều thu Chức năng trễ chiều thu bao gồm việc thêm vào dòng thông tin thời gian thực một độ trễ để đảm bảo duy trì sự đồng bộ và bù độ jitter của các gói đến. Độ trễ thêm vào phải tính đến thời gian trễ do xử lý tín hiệu khi thu. Dòng tín hiệu chiều phát không được làm trễ. Kênh số liệu (Data Channel) Kênh dữ liệu trong thiết bị đầu cuối H.323 là không bắt buộc. Kênh dữ liệu có thể là đơn hướng hay hai hướng tùy thuộc vào từng ứng dụng. Nền tảng của ứng dụng truyền số liệu trong thiết bị đầu cuối H.323 là chuẩn T.120. Trong luận án phần này cũng không được mô tả chi tiết. Chức năng điều khiển truyền thông multimedia (chuẩn H.245) Chức năng điều khiển truyền thông sử dụng kênh điều khiển truyền thông H.245 để truyền tải các thông điệp điều khiển hoạt động truyền thông đầu cuối tới đầu cuối bao gồm: 6/7
Trao đổi khả năng (Capabilities Exchange). Đóng mở các kênh logic cho tín hiệu media (tín hiệu thời gian thực) Chức năng báo hiệu RAS (Registration Admission Status): Chức năng báo hiệu RAS sử dụng các thông điệp H.225.0 để thực hiện các thủ tục điều khiển giữa terminal và gatekeeper, bao gồm: Khám phá gatekeeper. Đăng ký (registration) tham gia vào vùng H.323. Định vị điểm cuối. Điều khiển kết nạp, tháo gỡ (Admission/Desengage). Thay đổi băng thông sử dụng (Bandwidth changes). Thông báo trạng thái (Status). Chức năng báo hiệu cuộc gọi: Chức năng báo hiệu cuộc gọi sử dụng báo hiệu cuộc gọi H.225.0 (Q.931) để thiết lập kết nối giữa các điểm cuối H.323. Lớp đóng gói thông tin (H.225.0 layer): Các kênh logic mang thông tin thoại, video, số liệu hay thông tin điều khiển được thiết lập theo các thủ tục điều khiển mô tả trong khuyến nghị H.245. Các kênh logic hầu hết là đơn hướng và độc lập trên mỗi hướng truyền. Một vài kênh logic như kênh số liệu có thể là hai hướng và liên quan đến thủ tục mở kênh hai hướng của H.245. Một số lượng bất kỳ các kênh logic có thể được sử dụng để truyền ngoại trừ kênh điều khiển H.245 (chỉ có một kênh cho mỗi cuộc gọi). Ngoài ra các điểm cuối H.323 còn sử dụng thêm hai kênh cho báo hiệu cuộc gọi và các chức năng liên quan đến gatekeeper (RAS). 7/7