Báo hiệu cuộc gọi trong mạng IP

Chương III: Báo hiệu cuộc gọi trong Mạng IP. I. Mở đầu. Báo hiệu cuộc gọi trong mạng IP là một phần không thể thiếu của bất cứ một giải pháp VoIP nào. Hiện có khá nhiều phương án cho việc thiết lập cuộc gọi trong mạng IP như SIP (Session Initial Protocol) của IETF (Internet Engineering Task Force) hay H.323 của ITU - T (International Telecommunication Union Telecommunication Sector)... Trong các phương án này, H.323 là chuẩn được hầu hết nhà cung cấp thiết bị IP Telephony hỗ trợ. Bởi vậy phần dưới đây em tập trung vào trình bày về chuẩn H.323. II. Giới thiệu chuẩn H.323: II.1. Giới thiệu: 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 với nhau, cho phép người dùng có thể thông tin qua lại mà không phải quan tâm tới vấn đề tương thích. Là một khuyến nghị được Hiệp Hội Viễn Thông Quốc Tế (International Tele-communication Union - ITU) đề xuất, H.323 đề ra các tiêu chuẩn cho truyền thông đa phương tiện qua các mạng không đảm bảo truyền thông tuỳ thuộc chất lượng dịch vụ (non-Guaranteed Quality of Service). Những mạng máy tính ngày nay đa phần đều là các mạng loại này bao gồm các mạng gói sử dụng giao thức TCP/IP hoặc IPX dựa trên các công nghệ Ethernet, Fast Ethernet và Token Ring. Do vậy H.323 là một chuẩn rất quan trọng cho rất nhiều ứng dụng cộng tác mới cũng như các ứng dụng truyền thông đa phương tiện trên mạng nội bộ. 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 một năm 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 thông nhúng trong môi trường máy tính cá nhân, có thể áp dụng cho đàm thoại điểm-điểm cũng như cho truyêng 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. II.2. Chồng giao thức H.323 (H.323 Protocol stack): 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 (hình III.1): H.245: khuyến nghị về báo hiệu điều khiển truyền thông multimedia. 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. Kênh Số liệu Kênh Video LAN (Ethernet, Token Ring,...) IP TCP UDP RTP Audio codec G.711 G.722 G.723 G.728 G.729 Video codec H.261 H.263 RTCP (Kênh điều khiển A/V) RAS H.225.0 (Q.931) (Kênh điều khiển cuộc gọi) H.245 (Kênh điều khiển truyền thông) Data application T.120 Kênh Audio Các kênh điều khiển Hình III.1: Chồng giao thức H.323. III. Các thành phần trong hệ thống H.323: III.1 Tổng quan: 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 III.2. Các dòng thông tin trong hệ thống H.323 được chia thành các loại sau: Audio (thoại): là tín hiệu thoại được số hoá và mã hoá. Để giảm tốc độ trung bình của tín hiêụ 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 hoá và mã hoá. 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 giữa 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 như 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 việc cung cấp truyền thông hai chiều theo thời gian thực . H.323 Gateway: Cung cấp khả năng truyền thông giữa hệ thống H.323 và các hệ thống chuyển mạch kênh khác (PSTN/ISDN) GSTN (General Switched Telephone Network): Mạng điện thoại chuyển mạch kênh nói chung. N-ISDN: Mạng tích hợp dịch vụ số băng hẹp. B-ISDN: Mạng tích hợp dịch vụ số băng rộng. G.QOS LAN (Guaranteed Quality of Service LAN): Mạng nội bộ có đảm bảo chất lượng dịch vụ Hình III.2: Các thành phần trong hệ thống H.323 H.323 Terminal H.323 Gatekeeper H.323 Gateway H.323 Terminal H.323 Terminal H.323 MCU GSTN B-ISDN N-ISDN G.QOS LAN Hệ thống H.323 Terminal Terminal Terminal Terminal 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 ký với gatekeeper tạo thành một vùng H.323 (H.323 zone) do gatekeeper đó quản lý (Hình III.3). H.323 Zone Terminal Gateway Gatekeeper Terminal Terminal Router Router Router Terminal Terminal Hình III.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 tuỳ chọn. III.2. Thiết bị đầu cuối H.323 (H.323 Terminal) Hình III.4 chỉ ra các thành phần chức năng của một thiết bị đầu cuối H.323, bao gồm: Các 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 với 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 tuỳ chọn (có thể có hoặc không). Giao diện với mạng LAN (LAN Interface) Chức năng điều khiển hệ thống (System Control) RAS Control (H.225.0) Call Control (H.225.0) H.245 Control Trễ chiều thu (Receive Path Delay) Lớp đóng gói dữ liệu Multimedia, chuẩn H.225.0 (H.225.0 Layer) Audio Codec G.711, G.722, G.723, G.728, G.729 (G.711: Bắt buộc) Video Codec Camera/ display Micro/ Speaker ứng dụng số liệu Giao diện điều khiển hệ thống cho người sử dụng Các chức năng H.323 Hình III.4: Thiết bị đầu cuối H.323 (H.323 Terminal) III.2.1. Giao diện với mạng LAN (LAN Interface): Giao diện với mạng LAN phải cung cấp các dịch vụ sau cho lớp trên (lớp đóng gói dữ liệu multimedia H.225.0): 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 thông tin không tin cậy đầu cuối đến đầu cuối (ví dụ như 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 tuỳ thuộc vào ứng dụng, khả năng của thiết bị đầu cuối và cấu hình của mạng LAN. III.2.2. Bộ codec video (Video codec): Bộ video codec là thành phần tuỳ chọn, cung cấp cho thiết bị đầu cuối khả năng truyền video. Trong luận án này em không tìm hiểu kỹ về phần này. III.2.3. Bộ codec thoại (audio codec): Tất cả các thiết bị đầu cuối H.323 đều phải có thành phần này. Nó đảm nhận chức năng mã hoá và giải mã tín hiệu thoại. Chức năng mã/giải mã dòng thoại PCM 64kbps luật A và luật m (theo khuyến nghị G.711) là bắt buộc. Ngoài ra bộ codec có thể có thêm 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 hoá băng rộng (G.722). Với các bộ codec thoại có nhiều khả năng mã hoá, 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 hoá 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 tuỳ thuộc vào ứng dụng. Các gói thoại phải được gửi lên tầng giao vận (transport layer) một các 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. III.2.4. 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. III.2.5. 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 tuỳ thuộc vào từng ứng dụng. Nền tảng của ứng 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. III.2.6. 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: Trao đổi khả năng (Capabilities Exchange). Đóng mở các kênh logic cho tín hiệu media (tín hiệu thời gian thực) III.2.7. 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 termnal 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). III.2.8. 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. III.2.9. 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 lôgic 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). a. Số kênh logic (Logical Channel Number - LCN): Mỗi một kênh logic được chỉ ra bởi một số kênh logic (LCN) trong khoảng từ 0 cho đến 65535 nhằm mục đích phù hợp với kênh logic tương ứng trong kết nối tầng giao vận. Số kênh logic được bên phát chọn một cách tuỳ tiện ngoại trừ kênh logic 0 được dành riêng cho kênh điều khiển h.245. b. Giới hạn tốc độ bit của kênh logic: Băng thông của một kênh logic phải được giới hạn bởi một giá trị cận trên suy ra từ khả năng phát tối thiểu và khả năng thu của thiết bị đầu cuối. Dựa trên giới hạn này, một thiết bị đầu cuối phải mở kênh logic với tốc độ giới hạn kênh thấp hơn hoặc bằng cận trên đó và bên phát có thể phát bất cứ dòng thông tin nào có tốc độ không quá tốc độ giới hạn của kênh. Tốc độ giới hạn kênh chỉ ra tốc độ của dòng dữ liệu mang thông tin nội dung của kênh mà không bao gồm các phần mào đầu giao thức. Khi thiết bị đầu cuối không có thông tin nào để gửi đi trong một kênh thì thiết bị đầu cuối không cần phải gửi đi các thông tin lấp vào để duy trì tốc độ của kênh. III.3. H.323 gateway. Gateway mang các tính năng phục vụ cho hoạt động tương tác của các thiết bị trong hệ thống với các thiết bị trong mạng chuyển mạch kênh như PSTN, ISDN,... Thiết bị cổng H.323 được bố trí nằm giữa các thành phần trong hệ thống H.323 với các thiết bị nằm trong các hệ thống khác (các mạng chuyển mạch kênh SCN). Nó phải cung cấp tính năng chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu truyền và chuyển đổi thủ tục một cách thích hợp giưa mạng LAN các loại mạng mà gateway kết nối tới, cụ thể: - Thực hiện chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu thoại, video, số liệu nếu cần. - Thực hiện chức năng thiết lập cuộc gọi, huỷ cuộc gọi đối với cả hai phía mạng LAN và mạng chuyển mạch kênh (SCN - Switched Circuit Network). Chức năng H.323 (Terminal hoặc MCU) Chức năng chuyển đổi Chức năng giao tiếp với mạng chuyển mạch kênh Hình III.5: Thiết bị cổng H.323. Nhìn chung, thiết bị cổng có nhiệm vụ phản ánh đặc tính của một điểm cuối H.323 trong mạng LAN tới một thiết bị cuối trong mạng chuyển mạch kênh và ngược lại nhằm tạo ra tính trong suốt đối với người sử dụng. Các gateway có thể liên kết với nhau thông qua mạng chuyển mạch kênh để cung cấp khả năng truyền thông giữa các thiết bị đầu cuối H.323 không nằm trong cùng một mạng LAN. Các thiết bị cuối H.323 trong cùng một mạng LAN có thể thông tin trực tiếp với nhau mà không phải thông qua Gateway. Do vậy khi hệ thống không có yêu cầu thông tin với các terminal trong các mạng chuyển mạch kênh thì có thể bỏ qua vai trò của Gateway. Một thiết bị cuối trong một mạng LAN con có thể liên lạc với một terminal H.323 trong một mạng LAN con khác thông qua con đường gọi vòng ra ngoài rồi vòng trở lại thông qua hai Gateway để tránh những đoạn liên kết tốc độ thấp hoặc bỏ qua vai trò của router. Cấu trúc của Gateway bao gồm (Hình III.5): Khối chức năng của thiết bị H.323, khối chức năng này có thể là chức năng đầu cuối (để giao tiếp với một terminal trong hệ thống H.323) hoặc chức năng MCU (để giao tiếp với nhiều terminal). Khối chức năng của thiết bị chuyển mạch kênh, mang chức năng giao tiếp với một hay nhiều thiết bị đầu cuối trong mạng chuyển mạch kênh. Khối chức năng chuyển đổi, bao gồm chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu và chuyển đổi thủ tục. Gateway liên kết với máy điện thoại thông thường phải tạo và nhận biết được tín hiệu DTMF (Dual Tone Multiple Frequency) tương ứng với các phím nhập từ bàn phím điện thoại. III.4. Gatekeeper Gatekeeper cung cấp các dịch vụ điều khiển cuộc gọi cho các điểm cuối trong hệ thống H.323. Gatekeeper là tách biệt với các thiết bị khác trong hệ thống về mặt logic, tuy nhiên trong thực tế thì nó có thể được tích hợp với các thiết bị khác như gateway, MCU... Khi có mặt trong hệ thống, gatekeeper phải cung cấp các chức năng sau: Dịch địa chỉ: Dịch từ địa chỉ alias hoặc một số điện thoại ảo của một điểm cuối sang địa chỉ IP tương ứng. Điều khiển kết nạp (Admission Control): Điều khiển việc cho phép hoạt động của các điểm cuối. Điều khiển băng thông (Bandwidth Control): Điều khiển cấp hoặc từ chối cấp một phần băng thông cho các cuộc gọi của các thiết bị trong hệ thống. Quản lý vùng (Zone Management): Thực hiện các chức năng trên với các điểm cuối H.323 đã đăng ký với gatekeeper (một vùng H.323). Ngoài ra, GateKeeper có thể cung cấp các chức năng tuỳ chọn sau: Báo hiệu điều khiển cuộc gọi (Call Control Signalling): Gatekeeper có thể nhận và xử lý báo hiệu cuộc gọi để điều khiển hoạt động của các thiết bị đầu cuối hoặc định hướng các thiết bị đầu cuối nối trực tiếp với nhau qua kênh báo hiệu cuộc gọi (Call Signalling Channel). Trong trường hợp thứ hai, Gatekeeper tránh được việc phải xử lý các thông điệp điều khiển. Điều khiển cho phép cuộc gọi (Call Authorization): Gatekeeper có thể từ chối thực hiện cuộc gọi từ một thiết bị đầu cuối này tới một thiết bị đầu cuối khác. Lí do của việc này có thể là sự giới hạn truy nhập đến một thiết bị đầu cuối hay gateway hoặc là giới hạn truy nhập trong một khoảng thời gian. Quản lý băng thông (Bandwidth Management): Chức năng này cho phép gatekeeper điều khiển lượng băng thông cấp cho một cuộc gọi của một điểm cuối trong hệ thống. Việc điều khiển này có thể thực hiện ngay trong khi cuộc gọi đang tiến hành. Chức năng này bao gồm cả chức năng điều khiển việc cung cấp băng thông cho các cuộc gọi. Quản lý cuộc gọi (Call Management): Gatekeeper có thể duy trì một danh sách của các cuộc gọi đang được tiến hành, nhờ đó biết được thiết bị nào đang bận hoặc cung cấp thông tin cho chức năng quản lý băng thông. Tính cước (Billing): Mọi cuộc gọi trong hệ thống có mặt gatekeeper đều phải thông qua sự quản lý của gatekeeper, do vậy sẽ rất thuận tiện nếu như gatekeeper đảm nhận chức năng tính cước dịch vụ. III.5. Đơn vị điều khiển liên kết đa điểm (MCU - Multipoint Control Unit): III.5.1. Đặc điểm: MCU hỗ trợ việc thực hiện các cuộc đàm thoại hội nghị giữa nhiều thiết bị đầu cuối. Trong chuẩn H.323, MCU bắt buộc phải có một bộ điều khiển đa điểm MC (Multipoint Controller) và có hoặc không một vài MP (Multipoint Processor). MC và MP là các phần của MCU nhưng chúng có thể không tồn tại trong một thiết bị độc lập mà được phân tán trong các thiết bị khác. Ví dụ như: một gateway có thể có thể mang trong nó một MC và một vài MP để thực hiện kết nối tới nhiều thiết bị đầu cuối; một thiết bị đầu cuối có thể mang một bộ MC để có thể thực hiện cùng một lúc nhiều cuộc gọi. MC điều khiển việc liên kết giữa nhiều điểm cuối trong hệ thống bao gồm: Xử lý việc đàm phán giữa các thiết bị đầu cuối để quyết định một khả năng xử lý dòng dữ liệu media chung giữa các thiết bị đầu cuối. Quyết định dòng dữ liệu nào sẽ là dòng dữ liệu multicast. MC không xử lý trực tiếp một dòng dữ liệu media nào. Việc xử lý các dòng dữ liệu sẽ do các MP đảm nhiệm. MP sẽ thực hiện việc trộn, chuyển mạch, xử lý cho từng dòng dữ liệu thời gian thực trong cuộc hội nghị. III.5.2. Hội nghị nhiều bên (Multipoint Conferrence) trong H.323: III.5.2.1. Truyền thông unicast, broadcast và multicast: Việc truyền thông tin trong mạng IP tồn tại dưới ba hình thức: Unicast, multicast và broadcast. Unicast: với unicast, thiết bị đầu cuối phải thực hiện việc truyền gói dữ liệu tới từng đích kết nối với nó. Multicast: Truyền thông multicast gửi một gói dữ liệu tới một nhóm các đích trong mạng mà không phải truyền lặp lại gói dữ liệu đó. Broadcast: truyền thông broadcast gần giống truyền thông multicast nhưng gói dữ liệu được truyền tới mọi điểm cuối trong mạng. Unicast và broadcast sử dụng mạng không hiệu quả do các gói phải truyền lặp lại hoặc phải truyền đi khắp mạng. Truyền dữ liệu multicast sử dụng băng thông của mạng hiệu quả hơn do các trạm trong nhóm truyền chỉ đọc một dòng dữ liệu duy nhất. III.5.2.1. Các cấu hình hội nghị: Trong hệ thống H.323 cuộc hội nghị nhiều bên có thể có các loại sau: Cấu hình tập trung (Centralized Multipoint Conference). Cấu hình phân tán (Decentralized Multipoint Conference). Cấu hình lai (Hybrid Multipoint Conferrence). a) Cấu hình tập trung: Cấu hình này đòi hỏi một MCU ở trung tâm để thực hiện kết nối đa điểm. Liên lạc giữa MCU và các trạm khác thực hiện theo kiểu Unicast. Tất cả các thiết bị đầu cuối gửi dòng thoại, video, số liệu và dòng thông tin điều khiển tới MCU theo hình thức điểm - điểm. MC đóng vai trò trung tâm điều khiển cuộc hội nghị, thực hiện đàm phán khả năng xử lý dòng dữ liệu media cho từng terminal. MP thực hiện trộn thoại, chuyển mạch video, phân bổ dữ liệu... và gửi dòng dữ liệu kết quả tới các thiết bị cuối đang tham gia vào cuộc hội nghị. b) Cấu hình phân tán: Cấu hình này tận dụng được ưu thế của truyền thông multicast. Các thiết bị đầu cuối phát các dòng thoại, video và/hoặc số liệu tới các thiết bị đầu cuối khác tham gia vào cuộc hội nghị mà không gửi tới MCU. Tuy nhiên, MCU vẫn đóng vai trò điều khiển trung tâm và thông tin trên kênh điều khiển truyền thông H.245 vẫn phải được đưa tới một MC theo kiểu điểm - điểm. Trong mô hình này thiết bị đầu cuối phải có nhiệm vụ xử lý nhiều luồng thoại và video. MCU B A C Hình III.6: Cấu hình hội nghị tập trung c) Cấu hình lai: Là sự kết hợp của hai cấu hình trên: một vài dòng thông tin có thể được truyền unicast (ví dụ như dòng thoại) giưa MCU và các terminal tham gia. Các dòng thông tin còn lại là multicast. Hình III.7: Cấu hình hội nghị phân tán C A B MC Ví dụ một hội nghị giữa 3 thiết bị đầu cuối. Terminal C thực hiện chức năng của một MC. Mỗi Terminal tham gia đều phải có chức năng MP để xử lý, trộn các dòng dữ liệu đưa đến tới người sử dụng A B C MCU Hình III.8: Cấu hình lai Hội nghị cấu hình lai: Tín hiệu thoại là unicast, tín hiệu video là multicast IV. Các kênh điều khiển. IV.1. Các cổng dành riêng (wellknown port) và các địa chỉ dành riêng (wellknown address). Báo hiệu trong hệ thống H.323 kết hợp hoạt động của ba kênh điều khiển độc lập nhau là kênh RAS (Registration - Admission - Status), kênh điều khiển cuộc gọi (Call Signalling Channel) và kênh điều khiển truyền thông H.245. Các kênh điều khiển này được thiết lập tại những pha khác nhau của cuộc gọi và sử dụng các cổng dành riêng và địa chỉ multicast dành riêng sau: Cổng 1718 và địa chỉ 224.0.1.41: Dành cho thủ tục khám phá gatekeeper (Kênh điều khiển RAS). Cổng 1719: Dành cho thủ tục đăng ký và thông báo trạng thái (Kênh điều khiển RAS). Cổng 1720: Dành cho kênh báo hiệu cuộc gọi. IV.2 Kênh điều khiển RAS. Kênh điều khiển RAS là một kênh không liên kết (UDP), không cần có giai đoạn thiết lập kênh. Kênh này tham gia vào hầu hết các thủ tục báo hiệu của cuộc gọi H.323. Kênh RAS được sử dụng để thực hiện những chức năng báo hiệu giữa điểm cuối và Gatekeeper bao gồm: Thông điệp ý nghĩa Gatekeeper Request (GRQ) Yêu cầu thăm dò gatekeeper Gatekeeper Confirm (GCF) Gatekeeper cho phép đăng ký Gatekeeper Reject (GRJ) Gatekeeper không cho phép đăng ký. Registration Request (RRQ) Yêu cầu đăng ký. Registration Confirm (RCF) Xác nhận đăng ký. Registration Reject (RRJ) Từ chối đăng ký. Unregistration Request (URQ) Yêu cầu huỷ đăng ký. Unregistration Confirm (UCF) Xác nhận huỷ đăng ký. Unregistration Reject (URJ) Từ chối hủy đăng ký. Location Request (LRQ) Yêu cầu định vị Location Confirm (LCF) Khẳng định định vị Location Reject (LRJ) Từ chối định vị Admission Request (ARQ) Yêu cầu kết nạp cuộc gọi. Admission Confirm (ACF) Xác nhận kết nạp cuộc gọi. Admision Reject (ARJ) Từ chối kết nạp cuộc gọi. Bandwidth Change Request (BRQ) Yêu cầu thay đổi thông lượng cuộc gọi Bandwidth Change Confirm (BCF) Xác nhận thay đổi thông lượng cuộc gọi Bandwidth Change Reject (BRJ) Từ chối thay đổi thông lượng. Information Request (IRQ) Yêu cầu thông tin điểm cuối. Information Request Respond(IRR) Trả lời yêu cầu thông tin. Bảng III.1: Các thông điệp điều khiển kênh RAS (H.225.0). Các thủ tục quản lý vùng: Khám phá Gatekeeper (Gatekeeper discovery). Đăng ký điểm cuối (Endpoint Registration). Định vị điểm cuối (Endpoint Location). Các thủ tục phục vụ cuộc gọi: Điều khiển kết nạp (Admission Control). Xoá cuộc gọi (Disengage). Thay đổi thông lượng (Bandwidth Changes). Thông báo trạng thái (Status). Kênh RAS sử dụng giao thức UDP để truyền các thông điệp của khuyến nghị H.225.0 để thực hiện các chức năng điều khiển trên. Các thông điệp H.22.5.0 sử dụng cho chức năng của kênh RAS được liệt kê trong bảng III.1. IV.1.1 Khám phá Gatekeeper (Gatekeeper Discovery). Khám phá gatekeeper là quá trình một điểm cuối sử dụng để xác định xem nó sẽ đăng ký với gatekeeper nào. Kết quả của quá trình này là điểm cuối tìm được một địa chỉ của một gatekeeper để sử dụng cho quá trình đăng ký điểm cuối. GCF/GRJ GRQ Endpoint Gatekeeper Hình III.9: Khám phá gatekeeper Quá trình khám phá Gatekeeper sử dụng cổng dành riêng 1718 trong trường hợp một gatekeeper hoặc sử dụng địa chỉ multicast dành riêng 224.0.1.41 trong trường hợp nhiều gatekeeper. Điểm cuối gửi đi thông điệp GRQ (Gatekeeper Request) mô tả trong khuyến nghị H.225.0 tới gatekeeper liên quan. Trong trường hợp gatekeeper có thể đăng ký thêm điểm cuối, nó sẽ gửi trả thông điệp GCF (Gatekeeper Confirmation), trong trường hợp ngược lại gate-keeper gửi đi thông báo GRJ (Gatekeeper Reject). Nếu có nhiều hơn một gatekeeper chấp nhận đăng ký, điểm cuối tuỳ chọn một gatekeeper để đăng ký. IV.1.2. Đăng ký điểm cuối (Endpoint Registration). RCF/RRJ RRQ Endpoint Gatekeeper Hình III.10: Đăng ký điểm cuối. UCF/URJ URQ UCF URQ Điểm cuối huỷ bỏ đăng ký Gatekeeper huỷ bỏ đăng ký Quá trình này được tiến hành sau khi quá trình khám phá gatekeeper hoàn thành. Kết thúc quá trình này, điểm cuối sẽ được gia nhập vào vùng H.323 do gatekeeper mà điểm cuối đăng ký tới quản lý. Đăng ký điểm cuối sử dụng địa chỉ của gatekeeper có được sau quá trình khám phá gatekeeper và một cổng dành riêng - cổng 1719. Điểm cuối gửi đi thông điệp RRQ (Register Request) qua cổng 1719 tới địa chỉ của gatekeeper để yêu cầu đăng ký. Gatekeeper trả lời bằng thông điệp RCF (Register Confirmation) nếu chấp nhận hoặc RRJ (Register Reject) nếu nó không chấp nhận đăng ký. Quá trình đăng ký có thể được huỷ bỏ bởi điểm cuối hoặc bởi gatekeeper. Trong trường hợp điểm cuối huỷ bỏ đăng ký, nó gửi tới gatekeeper thông điệp URQ (Unregister Request) và nhận trả lời từ gatekeeper thông điệp UCF (nếu việc huỷ bỏ thành công) hoặc URJ (nếu trước đó điểm cuối chưa được đăng ký với gatekeeper). Trong trường hợp gatekeeper huỷ bỏ đăng ký, gatekeeper sử dụng thông điệp URQ và đợi nhận về thông điệp UCF. IV.1.3. Định vị điểm cuối (Endpoint Location). Định vị điểm cuối là quá trình điểm cuối xác định địa chỉ giao vận của nó. Để thực hiện định vị điểm cuối, điểm cuối trao đổi các thông điệp định vị với gatekeeper mà nó đăng ký, các thông điệp định vị bao gồm Location Request (LRQ), Location Confirm (LCF) và Location Reject (LRJ). Trong thông điệp LCF phải mang địa chỉ giao vận mà gatekeeper trả lời cho điểm cuối yêu cầu định vị. Với những điểm cuối nào chưa đăng ký, gatekeeper phải lời lại thông điệp từ chối LRJ. Quá trình định vị điểm cuối sử dụng cổng dành riêng hoặc địa chỉ IP dành riêng cho kênh RAS giống như quá trình khám phá gatekeeper. IV.1.4. Điều khiển kết nạp, xoá cuộc gọi, thay đổi thông lượng và thông báo trạng thái. Điều khiển kết nạp được thực hiện với gatekeeper đăng ký tới để gatekeeper quy định lượng thông lượng cấp cho cuộc gọi lúc ban đầu. Thủ tục này cũng chỉ ra phương thức định hướng kênh điều khiển cuộc gọi (trực tiếp giữa hai điểm cuối hay gián tiếp qua gatekeeper) nên phải được thực hiện trước khi thiết lập kênh điều khiển cuộc gọi. Trong quá trình người sử dụng trao đổi thông tin, thông lượng sử dụng có thể thay đổi được nhờ thủ tục thay đổi thông lượng. Các thông điệp trạng thái cũng được truyền trên kênh RAS để thông báo trạng thái của các điểm cuối. IV.2 Kênh báo hiệu cuộc gọi (Call Signalling Channel). Kênh báo hiệu cuộc gọi sử dụng giao thức TCP để truyển thông điệp báo hiệu cuộc gọi Q.931. Trong những mạng không có mặt gatekeeper, các thông điệp báo hiệu cuộc gọi được truyền trực tiếp giữa điểm cuối gọi và điểm cuối được gọi. Trong trường hợp có mặt gatekeeper, kênh điểu khiển cuộc gọi có thể được định hướng theo hai phương thức: trực tiếp giữa hai điểm cuối (mô hình cuộc gọi trực tiếp) và gián tiếp thông qua Gatekeeper (Mô hình cuộc gọi gián tiếp). Phương pháp định hướng nào được sử dụng được gatekeeper chỉ ra trong quá trình điều khiển kết nạp. Các thông điệp Q.931 sử dụng cho điều khiển cuộc gọi được liệt kê trong bảng III.2. Thông điệp ýnghĩa Sử dụng Alerting Hồi âm chuông Bắt buộc Call proceeding Cuộc gọi đang được xử lý. Bắt buộc Connect Bị gọi chấp nhận cuộc gọi Bắt buộc Connect Acknowledge Phúc đáp Tuỳ chọn Release Complete Giải phóng kênh điều khiển cuộc gọi Bắt buộc Setup Yêu cầu thiết lập cuộc gọi Bắt buộc Setup Acknowledge Phúc đáp Tuỳ chọn User Information Thông tin bổ xung. Tuỳ chọn Progress Đang xử lý quá trình nhận Tuỳ chọn Bảng III.2: Các thông điệp báo hiệu cuộc gọi (Q.931). IV.3. Kênh điều khiển H.245. Kênh điều khiển truyền thông H.245 là kênh TCP. Nó truyền tải các thông điệp điều khiển H.245 đầu cuối đến đầu cuối phục vụ cho các chức năng khởi đầu truyền thông media và thiết lập các kênh logic cho tín hiệu media. Kênh điều khiển truyền thông H.245 là kênh logic 0 và thường xuyên mở trong quá trình thực hiện cuộc gọi. Trong trường hợp kênh điều khiển cuộc gọi là gián tiếp qua gatekeeper, kênh điều khiển H.245 có thể được định hướng trực tiếp giữa hai điểm cuối hoặc qua trung gian gatekeeper. Khi kênh điều khiển cuộc gọi là trực tiếp, kênh H.245 chỉ có thể được định hướng trực tiếp. Các thông điệp điều khiển truyền thông H.245 được liệt kê trong bảng III.3. Thông điệp ý nghĩa Determination Các thông điệp xác định chủ tớ Determination Ack. Determination Reject Determination Release Capability Set Các thông điệp điều khiển trao đổi khả năng Capability Set Acknowledge Capability Set Reject Capability Set Release Open Logical Channel Các thông điệp báo hiệu kênh logic Open Logical Channel Acknowledge Open Logical Channel Reject Open Logical Channel Confirm Close Logical Channel Close Logical Channel Acknowledge Flow Control Command Các lệnh và chỉ thị End SessionCommand Send Terminal Capability Set User Input Indication Bảng III.3: Các thông điệp điều khiển H.245. V. Các giá trị đặc trưng cuộc gọi. V.1. Giá trị tham chiếu cuộc gọi CRV. Tất cả các thông điệp báo hiệu cuộc gọi và các thông điệp RAS đều mang một giá trị tham chiếu cuộc gọi CRV (Call Reference Value). Giá trị này được sử dụng để chỉ ra cuộc gọi mà các thông điệp này phục vụ. Khi một cuộc gọi được thiết lập, nó phải sử dụng một giá trị CRV mới. V.2. Conference ID và Conference Goal. Conference ID (CID) là một giá trị khác không được tạo ra bởi điểm cuối khởi đầu cuộc hội nghị và được truyền trong rất nhiều thông điệp H.225.0. Giá trị này là duy nhất cho mỗi cuộc hội nghị và được dùng để chỉ ra cuộc hội nghị mà thông điệp mang nó liên quan tới. Trong nhiều thông điệp H.225.0 có mang trường Conference Goal. Trường này dùng để chỉ ra mục đích của một cuộc gọi trong cuộc hội nghị. Các giá trị lựa chọn cho trường này là: Create: cuộc gọi tạo nên một cuộc hội nghị mới. Join: Cuộc gọi gia nhập vào một cuộc hội nghị đang tồn tại. Invite: Cuộc gọi mời một điểm cuối tham gia vào cuộc hội nghị đang tồn tại. VI. Các thủ tục báo hiệu cuộc gọi. Một cuộc gọi trong hệ thống được tiến hành theo 5 giai đoạn như sau: Giai đoạn I - Thiết lập cuộc gọi (Call Setup): Một kết nối TCP được thiết lập để truyền các thông điệp Q.931của kênh báo hiệu cuộc gọi. Giai đoạn II - Khởi đầu truyền thông: Một liên kết TCP nữa được mở dành cho kênh điều khiển truyền thông H.245. Quá trình trao đổi khả năng được thực hiện trong giai đoạn này. Giai đoạn III - Thiết lập kênh tín hiệu media (Establish media communication): Thủ tục mở kênh logic cho tín hiệu media của kênh H.245 được thực hiện. Giai đoạn IV - Các dịch vụ cuộc gọi (Call Services): Người sử dụng trao đổi thông tin với nhau, đồng thời các dịch vụ giám sát chất lượng, điều khiển thông lượng và các dịch vụ bổ trợ khác cũng được tiến hành. Giai đoạn V - Kết thúc cuộc gọi (Call Termination). VI.1. Giai đoạn I - Thiết lập cuộc gọi (Call Setup). Kết thúc giai đoạn thiết lập cuộc gọi, điểm cuối gọi (calling endpoint) nhận được địa chỉ giao vận của điểm cuối bị gọi để sử dụng cho thiết lập kênh điều khiển H.245. (Địa chỉ giao vận bao gồm địa chỉ mạng và số nhận dạng cổng dành cho một kết nối tầng giao vận). VI.1.1. Thiết lập cơ bản - Cả hai điểm cuối đều chưa đăng ký. Trong trường hợp thiết lập cơ bản, cả hai điểm cuối tham gia vào thiết lập cuộc gọi đều chưa đăng ký với gatekeeper. Thủ tục thiết lập cuộc gọi trong trường hợp này được mô tả trong hình III.11. Điểm cuối gọi (calling endpoint) thiết lập một kết nối TCP tới điểm cuối bị gọi (called endpoint) tại cổng 1720 (Cổng dành riêng cho kênh điều khiển cuộc gọi). Điểm cuối gọi (calling endpoint) gửi ra kết nối này (kênh điều khiển cuộc gọi) thông điệp setup (1) để chỉ thị yêu cầu thiết lập cuộc gọi. Call proceding(2) Setup(1) Alerting(3) Connect(4) Call Signalling Message Hình III.11: Thiết lập cơ bản (Không có gatekeeper) Trong trường hợp yêu cầu thiết lập gọi được chấp nhận, điểm cuối được gọi lần lượt trả về các thông điệp: Call proceeding(2): Thông báo cuộc gọi đã được bên bị gọi tiến hành và không nhận thêm một yêu cầu thiết lập nào nữa. Alerting (3): Thông báo “hồi âm chuông”. Connect (4): Mang địa chỉ giao vận của điểm cuối bị gọi dành cho kênh điều khiển H.245. Thông tin này được dùng cho giai đoạn II. Trong trường hợp yêu cầu thiết lập cuộc gọi không được chấp nhận, điểm cuối bị gọi trả về thông điệp Release Complete rồi kênh báo hiệu cuộc gọi sẽ được đóng lại. VI.1.2. Thiết lập cuộc gọi có sự tham gia của gatekeeper VI.1.2.1. Điều khiển kết nạp (Admission Control). Trong trường hợp thiết lập cuộc gọi có mặt gatekeeper, những điểm cuối đã đăng ký đều phải thực hiện thủ tục điều khiển kết nạp với gatekeeper (Admission Control) để thoả thuận: Thông lượng ban đầu dành cho cuộc gọi. Mô hình cuộc gọi sử dụng (Báo hiệu truyền trực tiếp hay gián tiếp qua gatekeeper). Điểm cuối gửi thông điệp ARQ (Admission Request) tới gatekeeper mà nó đã đăng ký tới để chỉ thị yêu cầu kết nạp vào một cuộc gọi. Thông điệp ARQ mang các thông tin: Thông lượng điểm cuối yêu cầu gatekeeper cấp cho cuộc gọi. Thông lượng này là tốc độ bit tổng cộng dành cho toàn bộ các dữ liệu RTP (audio, video), không bao gồm các phần tiêu để (RTP, UDP, IP...) và dữ liệu các kênh số liệu và điều khiển. Mô hình cuộc gọi (Call Model) điểm cuối yêu cầu Gatekeeper thực hiện. Gatekeeper trả lời lại thông điệp ACF (Admission Confirm) trong trường hợp chấp nhận hoặc ARJ nếu không chấp nhận. Thông điệp ACF mang các thông tin trả lời của gatekeeper : Thông lượng gatekeeper cấp cho cuộc gọi. Thông lượng này có thể thấp hơn hoặc bằng thông lượng yêu cầu. Mô hình cuộc gọi Gatekeeper chọn lựa. Địa chỉ giao vận trả về để thiết lập kênh điều khiển cuộc gọi. Địa chỉ này là của điểm cuối bị gọi hoặc của gatekeeper tuỳ vào mô hình cuộc gọi nào được lựa chọn. VI.1.2.2. Trường hợp thiết lập cuộc gọi cả hai điểm cuối cùng đăng ký với một gatekeeper. Thủ tục thiết lập cuộc gọi trong trường hợp này như sau: Điểm cuối gọi trao đổi các thông điệp ARQ và ACF (hoặc ARJ) với gatekeeper để thực hiện điều khiển kết nạp. Nếu gatekeeper chọn mô hình báo hiệu cuộc gọi là báo hiệu trực tiếp thì nó sẽ trả về địa chỉ kênh báo hiệu cuộc gọi trong ACF. Nếu gatekeeper chọn mô hình định hướng báo hiệu qua gatekeeper thì nó trả về địa chỉ kênh báo hiệu của chính nó trong ACF. Call Signalling Message RAS Message Setup (3) Hình III.12 : Thiết lập cuộc gọi - Cả hai điểm cuối đều đã đăng ký, báo hiệu trực tiếp. Connect (8) Alerting (7) Call proceeding (4) ACF/ARJ(2) ARQ(1) Gatekeeper Endpoint 1 Endpoint 2 ACF/ARJ(6) ARQ(5) Điểm cuối gọi thiết lập một kết nối TCP sử dụng địa chỉ có được ở bước trước để làm kênh báo hiệu cuộc gọi. Điểm cuối gọi gửi thông điệp Setup ra kênh báo hiệu cuộc gọi để chỉ thị yêu cầu thiết lập cuộc gọi. Nếu điểm cuối bị gọi muốn chấp nhận cuộc gọi thì nó phải thực hiện thủ tục điều khiển kết nạp với gatekeeper. Trong trường hợp điểm cuối bị gọi nhận được ARJ từ gatekeeper (từ chối kết nạp) thì nó trả lời lại thông điệp Release Complete, nếu không thì điểm cuối bị gọi trả lời lại bằng thông điệp Connect mang địa chỉ của kênh điều khiển H.245. VI.1.2.2. Các trường hợp thiết lập cuộc gọi khác. Các trường hợp thiết lập cuộc gọi khác được nêu trong phụ lục A. Call Signalling Message RAS Message Setup Hình III.13 : Thiết lập cuộc gọi - Cả hai điểm cuối đều đã đăng ký, báo hiệu gián tiếp. Connect Alerting Call proceeding ACF/ARJ ARQ Gatekeeper Endpoint 1 Endpoint 2 ACF/ARJ ARQ Connect Alerting Setup Call proceeding VI.2. Giai đoạn II - Khởi đầu truyền thông. Khi cả hai bên, gọi và bị gọi đã trao đổi các thông điệp thiết lập cuộc gọi trong giai đoạn I. Các điểm cuối thiết lập một kết nối TCP dành cho kênh điều khiển H.245 dựa vào địa chỉ giao vận có được trong thông điệp Connect ở giai đoạn I. Địa chỉ này có thể là địa chỉ của gatekeeper hoặc của điểm cuối bị gọi tuỳ theo phương thức định hướng kênh H.245 được sử dụng. Các thủ tục khởi đầu truyền thông bao gồm quá trình trao đổi khả năng và xác định chủ tớ. Quá trình trao đổi khả năng (Capabilities Exchange) nhằm đảm bảo cho tín hiệu media được phát đi bởi thiết bị đầu cuối phát sẽ được nhận và xử lý một cách phù hợp ở thiết bị đầu cuối thu. Điều này đòi hỏi thiết bị đầu cuối phát phải biết được khả năng nhận và giải mã tín hiệu của thiết bị đầu cuối thu. Quá trình này phải được thực hiện trước khi thiết lập kênh truyền tín hiệu media. Để các thiết bị đầu cuối biết được khả năng của nhau, bộ khả năng (Capabilities Set) của các thiết bị đầu cuối phải được trao đổi với nhau trên kênh điều khiển H.245. Bộ khả năng của các thiết bị đầu cuối được chỉ thị trong thông điệp terminalCapabilitiesSet mô tả trong khuyến nghị H.245. Thiết bị cuối khi nhận được thông điệp terminalCapabilitiesSet sẽ phải phúc đáp lại thông điệp terminalCapabilitiesSetAck theo khuyến nghị H.245. Trong quá trình khởi đầu truyền tín hiệu media, xung đột có thể xảy ra giữa hai điểm cuối của cùng một cuộc gọi trong trường hợp chúng đồng thời khởi đầu những sự kiện tương tự nhau nhưng hệ thống chỉ mong muốn một sự kiện xảy ra. Trong trường hợp này, một trong hai điểm cuối phải đóng vai trò chủ (Master) còn điểm cuối kia đóng vai trò tớ (Slave)(Ví dụ như khi hai điểm cuối cùng có khả năng là một MC cho một cuộc hội nghị thì chỉ có một MC là tích cực). Xung đột này được giải quyết bởi quá trình xác định chủ tớ. Trong trường hợp các quá trình khởi đầu truyền thông thất bại, chúng được thực hiện lại ít nhất hai lần trước khi chuyển sang giai đoạn V để huỷ cuộc gọi. VI.3. Giai đoạn III - Thiết lập kênh tín hiệu media. Thủ tục thiết lập kênh logic cho các tín hiệu media được thực hiện bằng cách trao đổi các thông điệp OpenLogicalChannel và OpenLogicalChannelAck giữa hai điểm cuối. Thông điệp openLogicalChannelAck mang địa chỉ giao vận của điểm cuối thu và điểm cuối phát sẽ phát dòng thông tin của kênh media tới địa chỉ này. Hầu hết các kênh media là đơn hướng để phục vụ cho hoạt động bất đối xứng (chiều thu và chiều phát tách biệt nhau và sử dụng các phương pháp mã hoá khác nhau). Để thực hiện liên lạc hai chiều, hai kênh đơn hướng ngược chiều nhau được thiết lập giữa hai điểm cuối trong cuộc gọi. Thủ tục mở kênh logic như sau: Điểm cuối khởi đầu mở kênh gửi đi thông điệp OpenLogicalChannel, nếu kênh logic mang thông tin RTP thì thông số mediaControlChannel của thông điệp chứa địa chỉ giao vận cho kênh RTCP hướng từ điểm cuối kia đến điểm cuối khởi đầu mở kênh (chiều ngược). Điểm cuối đáp ứng mở kênh trả lời bằng thông điệp OpenLogical-ChannelAck, nếu kênh logic mang thông tin RTP thì thông điệp phải bao gồm hai thông số: mediaTransportChannel mang địa chỉ giao vận cho kênh RTP, và thông số mediaControlChannel mang địa chỉ giao vận của kênh RTCP hướng thuận (từ điểm khởi đầu đến điểm cuối đáp ứng). Các kênh điều khiển RTCP là kênh hai hướng và chúng sẽ được sử dụng lại khi thiết lập kênh RTP theo hướng ngược lại. Như vậy, việc thực hiện trao đổi thông tin giưa hai điểm cuối sử dụng 4 cổng UDP, hai cho các kênhRTP và hai cho các kênh điều khiển RTCP. VI.4. Giai đoạn IV - Các dịch vụ cuộc gọi. Trong giai đoạn này những người sử dụng trao đổi thông tin với nhau, đồng thời, một số dịch vụ vẫn được tiến hành. Các dịch vụ này bao gồm: Thay đổi thông lượng cuộc gọi (Bandwith Changes). Thông báo trạng thái (Status). Mở rộng hội nghị (Ad Hoc Conference Expansion). VI.4.1. Thay đổi thông lượng cuộc gọi. CloseLogicalChannel OpenLogicalChAck OpenLogicalChannel FlowControlCommand Gatekeeper 2 H.245 Control Message RAS Message Hình III.14 : Thay đổi thông lượng cuộc gọi - Bên thu thực hiện BCF/BRJ(2) BRQ(1) Gatekeeper 1 Endpoint 1 BCF/BRJ BRQ Endpoint 2 Trong quá trình diễn ra cuộc gọi, điểm cuối hoặc gatekeeper có thể yêu cầu tăng hoặc giảm thông lượng cuộc gọi. Một điểm cuối có thể thay đổi tốc độ bit trên kênh media bất cứ lúc nào mà không phải yêu cầu thay đổi thông lượng cuộc gọi nếu như tốc độ bit của kênh không vượt quá thông lượng cuộc gọi hiện tại. Nếu như sự thay đổi tốc độ bit vượt quá thông lượng cuộc gọi hiện tại thì điểm cuối phải yêu cầu thay đổi thông lượng với gatekeeper. CloseLogicalChannel OpenLogicalChAck OpenLogicalChannel Gatekeeper 2 H.245 Control Message RAS Message Hình III.15 : Thay đổi dải thông - Bên phát thực hiện BCF/BRJ(2) BRQ(1) Gatekeeper 1 Endpoint 1 BCF/BRJ BRQ Endpoint 2 Tuy rằng điểm cuối có thể không cần yêu cầu thay đổi thông lượng trong trường hợp nó giảm tốc độ bit của kênh nhưng thay đổi thông lượng vẫn nên được thực hiện để giải phóng thông lượng không dùng đến cho các cuộc gọi khác. Các thông điệp điều khiển thay đổi thông lượng cuộc gọi bao gồm BRQ, BCF, và BRJ. Quá trình thay đổi thông lượng diễn ra như sau (Hình III.14 và hình III.15): Điểm cuối 1 muốn thay đổi thông lượng cuộc gọi gửi tới gatekeeper thông điệp BRQ mang thông tin về sự thay đổi thông lượng mong muốn. Gatekeeper xác định xem yêu cầu này có thể chấp nhận được hay không. Nếu yêu cầu không được chấp nhận, gatekeeper gửi trả lại thông điệp BRJ (Bandwith Change Reject); nếu chấp nhận nó gửi trả lại thông điệp BCF (Bandwith Confirm) và chỉ ra độ thay đổi cho phép của thông lượng cuộc gọi trong BCF. Nếu sự thông lượng mới thoả mãn điểm cuối 1, điểm cuối 1 đóng kênh logic lại rồi mở lại kênh đó với tốc độ bit mới hoặc gửi đi thông điệp FlowControlCommand tới điểm cuối 2 kia để yêu cầu điểm cuối 2 thực hiện đóng rồi mở lại kênh. Điểm cuối 2 thực hiện thủ tục thay đổi thông lượng với gatekeeper của nó cho phù hợp với sự thay đổi thông lượng của điểm cuối 1. Nếu thay đổi thông lượng thành công, điểm cuối hai gửi trả thông điệp OpenLogicalChannelAck để phúc đáp lại sự kiện điểm cuối 1 mở lại kênh hoặc thực hiện mở lại kênh để đáp ứng lại lệnh FlowControlCommand của điểm cuối 1. VI.4.2. Thông báo trạng thái. VI.4.2.1. Thông báo trạng thái kênh RAS: Để gatekeeper xác định tình trạng điểm cuối (hỏng hóc hoặc tắt nguồn) gatekeeper gửi một cách định kỳ thông điệp IRQ (Information Request) để yêu cầu thông tin về điểm cuối. Điểm cuối trả về trạng thái của nó trong IRR (Information Request Respond). Khoảng thời gian giữa hai lần gửi thông điệp IRQ là không quy định và thường lớn hơn 10 giây. Gatekeeper có thể muốn nhận được những thông điệp IRR tự nguyện (unsolicited IRR) một cách định kỳ. Mong muốn này phải được chỉ ra trong thông điệp ACF và ACF phải nêu rõ tốc độ gửi các IRR của điểm cuối (Tốc độ này được chỉ thị trong trường IRRFrequency). VI.4.2.2. Thông báo trạng thái cuộc gọi. Thông tin trạng thái cũng có thể có được trên kênh điều khiển cuộc gọi. Điểm cuối hoặc gatekeeper gửi thông điệp Status Enquiry tới điểm cuối cần kiểm tra trạng thái. Nhận được thông điệp này, điểm cuối trả lời về trạng thái cuộc gọi trong thông điệp Status. VI.4.3. Mở rộng hội nghị (AdHoc Conference Extension). Trong giai đoạn này, một cuộc gọi có thể nhận thêm các điểm cuối khác tham gia vào cuộc hội nghị hoặc cho phép một vài điểm cuối rời khỏi cuộc gọi mà không ảnh hưởng tới những điểm cuối khác trong cuộc gọi. VI.5. Giai đoạn V - Kết thúc cuộc gọi. Mỗi một điểm cuối có thể kết thúc cuộc gọi theo thủ tục sau: Chấm dứt việc truyền các tín hiệu media (video, thoại, sô liệu) và đóng các kênh media tương ứng. Điểm cuối chủ động huỷ cuộc gọi phải gửi đi thông điệp endSessionCommand ra kênh điều khiển H.245 để thông báo cho điểm cuối kia biết nó muốn ngắt cuộc gọi. Điểm cuối chủ động huỷ cuộc gọi đợi nhận lại thông điệp endSessionCommand từ điểm cuối kia trước khi đóng kênh điều khiển H.245. Nếu kênh báo hiệu cuộc gọi đang mở, điểm cuối gửi đi thông điệp Release Complete và kênh này được đóng lại. Thực hiện thủ tục xoá cuộc gọi với gatekeeper. Trong trường hợp cuộc gọi không có mặt gatekeeper thì bước này không cần thực hiện. EndSessionCommand Gatekeeper 2 Gatekeeper 1 Endpoint 1 Endpoint 2 Release Complete EndSessionCommand Call Signalling Message RAS Message Hình III.16 : Điểm cuối khởi đầu xoá cuộc gọi DRQ DCF DRQ DCF H.245 Control Message Với điểm cuối thụ động khi nhận được endSessionCommand thì cũng phải thực hiện các bước 1 đến 5 trừ bước 3 (đợi nhận lại thông điệp endSessionComm-and). Kết thúc một cuộc gọi không kết thúc một cuộc hội nghị. Hội nghị được kết thúc nhờ sử dụng thông điệp dropConference (H.245). Trong trường hợp này, các điểm cuối phải đợi cho MC kết thúc các cuộc gọi theo thủ tục mô tả ở trên. Trong những mạng có mặt gatekeeper, gatekeeper cần biết thông lượng được giải phóng khi huỷ cuộc gọi. Do vậy thủ tục xoá cuộc gọi (Call clearing) ở bước 5 cần thiết phải được thực hiện. VI.5.1. Xoá cuộc gọi được thực hiện bởi điểm cuối: Sau khi thực hiện các bước từ 1 đến 4, điểm cuối gửi thông điệp DRQ (Disengage Request) tới gatekeeper của nó. Gatekeeper phải trả lời lại thông điệp DCF (Disengage Confirm). Các thông điệp DRQ và DCF phải được truyền trên kênh RAS. Sau khi gửi DRQ, điểm cuối không phải gửi đi nhứng thông báo trạng thái trong IRR tự nguyện nữa. Lúc này cuộc gọi kết thúc (Hình III.16). VI.5.2. Xoá cuộc gọi được thực hiện bởi gatekeeper. EndSessionCommand Gatekeeper 2 Gatekeeper 1 Endpoint 1 Endpoint 2 Release Complete EndSessionCommand Call Signalling Message RAS Message Hình III.17 : Gatekeeper khởi đầu xoá cuộc gọi DRQ DCF DRQ DCF H.245 Control Message Gatekeeper có thể kết thúc cuộc gọi bằng cách gửi DRQ tới điểm cuối. Điểm cuối nhận được thông điệp này từ gatekeeper lập tức thực hiện các bước 1 đến 4 như mô tả ở trên rồi trả lời lại gatekeeper thông điệp DCF. Thủ tục xoá cuộc gọi do gatekeeper khởi đầu được mô tả trong hình III.17. VII. Nhận xét về chuẩn H.323. VII.1. Các thuận lợi khi tuân theo chuẩn H.323. Thống nhất các chuẩn codec: H.323 sử dụng các tiêu chuẩn nén và dãn tín hiệu audio và video do ITU-T đề xuất. Điều này đảm bảo rằng các thiết bị từ các hãng sản xuất khác nhau sẽ có thể có chung hầu hết các tính năng codec. Đảm bảo sự hoạt động qua lại (interoperabitily): Giúp cho những người sử dụng trao đổi thông tin mà không phải lo lắng về vấn đề tương thích của thiết bị bên thu. Để đảm bảo cho bên thu có thể giải nén đúng được tín hiệu, H.323 thiết lập các phương thức cho các máy thu thông báo các khả năng codec của nó cho bên phát. Chuẩn cũng thiết lập các giao thức thiết lập cuộc gọi và điều khiển thông thường. Độc lập với mạng: H.323 được thiết kế để chạy bên trên các kiến trúc mạng thông thường. Khi công nghệ mạng phát triển hay khi kỹ thuật quản lý băng thông được cải thiện thì các giải pháp dựa trên nền tảng H.323 sẽ có thể sử dụng các ưu thế của những khả năng mới tăng cường này. Độc lập đối với nền phần cứng và ứng dụng (platform and app-lication independence): H.323 không bị trói buộc vào bất kỳ một phần cứng hay một hệ điều hành nào. Các phần cứng tương thích H.323 bao gồm rất nhiều dạng từ máy tính cá nhân multimedia, các phần cứng chuyên dụng hay các máy điện thoại IP... Khả năng quản lý băng thông: Các dòng thông tin video hay audio chiếm lượng băng thông rất lớn, chúng có thể làm tắc nghẽn mạng. H.323 giải quyết vấn đề này bằng khả năng quản lý băng thông. Người quản lý mạng có thể giới hạn hạn số lượng các kết nối H.323 đồng thời trong mạng hoặc giới hạn lượng băng thông có sẵn dành cho một ứng dụng truyền thông H.323. Những giới hạn này đảm bảo cho lưu lượng không bị giảm quá lưu lượng tới hạn của mạng. Tính linh hoạt (Flexibility): Một cuộc hội nghị H.323 có thể bao gồm các thiết bị cuối với các khả năng khác nhau cùng tham gia. Ví dụ như một thiết bị đầu cuối chỉ có khả năng thoại có thể tham gia vào cuộc hội nghị với các thiết bị đầu cuối khác có khả năng video và chia sẻ dữ liệu. Hơn thế nữa một thiết bị đầu cuối có khả năng multimedia có thể trao đổi phần số liệu của nó với một thiết bị đầu cuối số liệu đồng thời đàm thoại với một terminal chỉ có khả năng thoại khác. Hỗ trợ kết nối đa điểm (multipoint) và truyền thông multicast: Đơn vị điều khiển kết nối đa điểm (MCU - Multipoint Control Unit) cung cấp những kiến trúc mạnh và mềm dẻo cho hệ thống H.323 cho các ứng dụng hội nghị nhiều bên tham gia (Multipoint conference). Ngoài ra khả năng hỗ trợ kết nối đa điểm có thể được tích hợp trong các phần tử khác trong hệ thống H.323. Thực hiện truyền thông hội nghị giữa các mạng khác nhau (inter-network conferencing): Những người sử dụng trong môi trường mạng LAN có thể tham gia hội nghị với người dùng khác ở những nơi bên ngoài mạng LAN của họ. Các kỹ thuật codec của H.323 cũng là các kỹ thuật trong các ứng dụng điện thoại truyền hình của các mạng khác như (ISDN, PSTN ...) cho phép việc hội thoại liên mạng có thể thực hiện được. Ví dụ như một hệ thống máy tính để bàn trong mạng LAN có thể kết nối đến một nhóm các thiết bị đầu cuối trong mạng ISDN để thực hiện một cuộc truyền thông hội nghị. VII.2. Các chú ý khi ứng dụng H.323 vào hệ thống VoIP thực tế. Tính phức tạp: H.323 cung cấp rất nhiều khả năng báo hiệu cuộc gọi (điểm-điểm, hội nghị, báo hiệu giữa mạng LAN với mạng PSTN hoặc ISDN ...) nhưng không phải tất cả đều cần thiết cho một hệ thống thực tế. Ví dụ như với mô hình VoIP trong chương I thì các khả năng điều khiển hội nghị là không cần thiết. Sự không tương ứng của các thành phần: Các thành phần của H.323 được định nghĩa ra để phục vụ cho mục đích báo hiệu trong hệ thống nhưng chúng lại không thuận lợi cho hoạt động của một mô hình thực tế. Do sự không tương ứng này, các chức năng của các phần tử trong H.323 phải được bố trí vào các thành phần của hệ thống VoIP một cách thích hợp. Trong mô hình VoIP ở chương I, Media Gateway và Signalling Gateway có thể đảm nhận vai trò của H.323 Gateway trong các thủ tục báo hiệu và các chức năng gatekeeper có thể được cài đặt vào trong Call Control Center.