1 / 42

บทที่ 3 วิทยาการโทรศัพท์ที่ใช้เครือข่าย IP (VoIP)

บทที่ 3 วิทยาการโทรศัพท์ที่ใช้เครือข่าย IP (VoIP). ความหมายของ VoIP โปรโตคอลต่างๆ ที่ใช้ในการส่งข้อมูล ปัญหาและอุปสรรคต่างๆ. สารบัญ. What is VoIP? Benefit Motivation Technical Challenges IETF – Internet Engineering Task Force RTP - Realtime Transport Protocol H.323 SIP.

franknmitchell
Download Presentation

บทที่ 3 วิทยาการโทรศัพท์ที่ใช้เครือข่าย IP (VoIP)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. บทที่ 3วิทยาการโทรศัพท์ที่ใช้เครือข่าย IP(VoIP) ความหมายของ VoIP โปรโตคอลต่างๆ ที่ใช้ในการส่งข้อมูล ปัญหาและอุปสรรคต่างๆ

  2. สารบัญ • What is VoIP? • Benefit • Motivation • Technical Challenges • IETF – Internet Engineering Task Force • RTP - Realtime Transport Protocol • H.323 • SIP 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  3. What is VoIP? 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  4. What is VoIP? • Definition: • Voice Over IP (VoIP) aka Internet Telephony (IPT) is transporting of telephone calls over IP based networks • No matter whether traditional telephony devices, multimedia PCs or dedicated terminals take part in the calls • No matter whether the calls are entirely or only partially transmitted over the IP based network • Not only voice 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  5. Benifit? • Lower cost of ownership • Cost savings are the primary short-term reason to converge voice, data and video onto a single IP network • Easy implementation of innovative services • Unified Messaging, Instant Messaging etc. • In the future, Internet Telephony Service Providers (ITSP) may use a single infrastructure for providing both, Internet access and Internet telephony • Only data-oriented switches could be deployed for switching data as well as packetized voice • Multiplexing data and voice could also result in better bandwidth utilization than in today's over-engineered voice-or-nothing links 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  6. Motivation 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  7. Motivation 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  8. Technical Challenges 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  9. Voice Codec Packetizing Sending Technical Challenges • Voice conversion to digital 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  10. Technical Challenges • Voice conversion to digital 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  11. Technical Challenges • A Little History – Packetizing Voice • The concept of packetized voice goes back to 1974 • No Internet; just sending voice signals in packet form between two universities • Based on Packet Switching concepts • Data path is shared and connectionless • No longer dedicated paths as in circuit switching • First Internet Telephony software platform (Softphone) introduced in 1994 • Initial VOIP systems where phone-centric • Using the PSTN to get connected to the Internet 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  12. Internet PSTN (Circuit Switching) Modem Modem PC PC Technical Challenges • A Little History – Packetizing Voice 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  13. Technical Challenges • Call routing across VoIP network Long distance calls can be carried on the dedicated network PSTN can be used for local calls PSTN gateway interface is POTS/T1/DSL/ISDN-PRI 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  14. Loss packet in % Unacceptable speech quality Very good quality Acceptable quality Technical Challenges • Quality of Service (QoS) 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  15. Technical Challenges • Speech Quality • Data traffic characteristics • Asynchronized (it can tolerate delay) • Sensitive to packet loss (ACK is required) • Voice traffic characteristics • Considered as a real time application • Very sensitive to delay • Fewer than 5 percent loss can be tolerated • Speech quality • Delay • Jitter • Packet loss 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  16. Technical Challenges • Delay or Latency Definition • The time from when words are spoken until they are heard at the other end • Measure of delay in a call • Delay is also referred to the time that it takes a packet to make its way through the network to the destination or terminating device 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  17. Technical Challenges • Latency Impact • Large latency values do not necessarily degrade the sound quality of phone call but large latency values can result in a lack of synchronization between the speakers. This can cause hesitations during the voice conversation make it difficult to interact • Latency greater than 150 milliseconds is unacceptable in most cases • One-way latency is used for diagnosing network problems 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  18. Technical Challenges • Latency 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  19. Technical Challenges • Factors contribute to Latency • The time it takes for the endpoints to create the packets used in voice service, known as packet creation latency. • The time it takes to serialize the digital data onto the physical links of the interconnecting equipment, known as serialization delay. • The time it takes an electrical signal to travel the length of a conductor, known as propagation delay. • The time that a network device to buffer a packet and make the forwarding decision, known as packet forwarding delay. 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  20. Technical Challenges • Latency Types • Fixed delay • Codec • Time it takes to sample and digitize the voice signal • Packetization • Time it takes to convert voice into IP packets • Network • component propagation due to manufacturing • Jitter buffer • Variable delay • Queuing delay • Network delay 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  21. Technical Challenges • Jitter • Defined as delay variation (lack of predictability – high variance) – way to adjust • Jitter buffers are used to lower the delay variance • Speech packets are buffered and transmitted at a steady rate • Jitter is due to two factors • packet routing (Different routs can produce different packet delays) • Different packet queuing time 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  22. Technical Challenges • For example, given a constant packet transmission rate of every 20 ms, new packets would be expected to arrive at the destination exactly over 20ms but unfortunately this is not always the case. • The figure shows packet one (P1) and packet three (P3) arriving when expected, but packet two (P2) arriving 12ms later then expected and packet four (P4) arriving 5ms late. 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  23. Technical Challenges • Jitter 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  24. Technical Challenges • Packet Loss • Some packets are lost during transmission • Buffer overflow • Real-time applications cannot utilize the same packet loss avoidance protocols • The communication between the two ends take too long • Retransmission time is very long • Five percent loss is tolerable 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  25. Technical Challenges • Packet Loss • VOIP is highly sensitive to packet loss • Loss Rates as low as 1% can garble communications • Latency and Jitter can contribute to “virtual packet loss” as packets arriving after their deadline are as good as “lost” 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  26. Speech Quality • Codec G.711 64 kbps ADPCM 32 kbps G.728 16 kbps G.729 8 kbps CELP 4.8 kbps LPC 2.4 kbps GSM 13 kbps Space Shuttle Shuttle Crew Music Bit Errors 0.1 % Bitt Errors 1 % 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  27. VoIP Standards 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  28. Internet Engineering Task Force 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  29. Related IETF Working Group 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  30. What Protocols are needed? 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  31. What Protocols are needed? 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  32. Real Time Transport Protocol (RTP) 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  33. Real Time Transport Protocol (RTP) 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  34. Real Time Transport Protocol (RTP) 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  35. RTP Header 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  36. RTP Header 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  37. Gateway Router MCU H.323 gatekeeper Telephone H.323 terminal Packet switched network Circuit switched network H.323 Environment 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  38. Control (by GK) A / V control Control Data Audio Video G.711 G.723 G.729 H.263 RAS (H.225.0) RTCP Q.931 H.245 T.120 RTP TCP UDP IP Protocol Description RAS(H.225.0) Stands for Registration, Admission and Status. H.245 Control protocol for capability negotiation and channel setup. Q.931 Used for call setup and teardown between two terminals. T.120 Data protocols for multimedia conferencing. (application sharing, whiteboarding) RTP/RTCP Used for real time traffic synchronization and transportation. H.323 Protocol Stack 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  39. Registration and admission RAS Call setup Q.931 Terminal capability negotiation ,channel setup and master-slave detection H.245 RTP/RTCP Stable call established and proceeds Close channel H.245 Call teardown Q.931 Disengagement RAS H.323 Setup Procedure of Calling 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  40. Redirect server Location server Internet User Agent Client (UAC) Local proxy server Remote proxy server User Agent Server (UAS) SIP Environment 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  41. Control plane Data plane SIP Multimedia Traffic SAP/SDP RTP RTCP TCP UDP IP SIP Protocol Stack 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

  42. SIP – Operators and Reply Codes 310482: Internet Telephony, บทที่ 3: วิทยาการโทรศัพท์ผ่านเครือข่าย IP

More Related