Trong chương này SysVN sẽ giải thích rõ các khái niệm cơ bản liên quan đến hệ thống asterisk, cung cấp những kiến thức nền tảng, những khái niệm cần thiết để thiết kế triển khai xây dựng hệ thống điện thoại với Asterisk.
1. PBX – Private Branch Exchange
PBX hay còn gọi là PABX – Private Automatic Branch Exchange là hệ thống tổng đài nội bộ được đặt tại nhà thuê bao, từ Automatic ở đây muốn nói đến là hệ thống tổng đài điện tử tự động nhưng hiện nay đa số là tổng đài PBX điện tử tự động nên từ trên thực sự không còn cần thiết nữa.
PBX với mục tiêu chia sẻ nhiều thuê bao nội bộ gọi ra thế giới bên ngoài thông qua một vài đường trung kế hay nói một cách khác PBX là hệ thống trung chuyển giữa các đường dây điện thoại bên ngoài từ công ty điện thoại và máy điện thoại nội bộ trong tổng đài PBX. Vì thế nên số lượng máy điện thoại nội bộ luôn nhiều hơn số đường dây nối đến PBX từ bên ngoài
PBX thực hiện chuyển mạch cuộc gọi các máy điện thoại nội bộ với nhau và với các máy điện thoại bên ngoài thông qua đường trung kế. Đồng thời thực hiện chuyển mạch các cuộc gọi điện thoại từ bên ngoài vào các máy điện thoại nội bộ.
Ngoài việc chuyển mạch cuộc gọi PBX cung cấp nhiều tính năng sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau của khách hàng mà bản thân các đường dây điện thoại từ công ty điện thoại kết nối đến không thể thực hiện được, các tính năng như tương tác thoại(IVR), Voicemail, phân phối cuộc gọi tự động(ADC)…
Hiện nay với việc phát triển mạnh mẽ của công nghệ VoIP, chúng ta còn có thêm thuật ngữ IP PBX. Đây là hệ thống chuyển mạch PBX với công nghệ VoIP.
2. VOIP – Voice Over Internet Protocol
Voice over Internet Protocol (VoIP) 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 mộttrong 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 có thể vừa thực hiện mọi loại cuộc gọi như trên mạng điện thoại kênh truyền thống (PSTN) đồng thời truyền dữ liệu trên cơ sở mạng truyền dữ liệu. Do các ưu điểm về giá thành dịch vụ và sự tích hợp nhiều loại hình dịch vụ nên voip hiện nay được triển khai một các rộng rãi.
Dịch vụ điện thoại voip là dịch vụ ứng dụng giao thức IP, nguyên tắc 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
Các cuộc gọi trong VoIP dựa trên cơ sở sử dụng kết hợp cả chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Trong mỗi loại chuyển mạch đều có ưu, nhược điểm riêng của nó. Trong kỹ thuật chuyển mạch kênh giành riêng cho một kênh truyền giữa hai thiết bị đầu cuối thông qua các node chuyển mạch trung gian. Trong chuyển mạch kênh tốc độ truyền dẫn luôn luôn cố định(nghĩa là băng thông không đổi) , với mạng điện thoại PSTN tốc độ này là 64kbps, truyền dẫn trong chuyển mạch kênh có độ trễ nhỏ.
Trong chuyển mạch gói các bản tin được chia thành các gói nhỏ gọi là các gói, nguyên tắc hoạt động của nó là sử dụng hệ thống lưu trữ và chuyển tiếp các gói tin trong nút mạng. Đối với chuyển mạch gói không tồn tại khái niệm kênh riêng, băng thông không cố định có nghĩa là có thể thay đổi tốc độ truyền, kỹ thuật chuyển mạch gói phải chịu độ trễ lớn vì trong chuyển mạch gói không quy định thời gian cho mỗi gói dữ liệu tới đích, mỗi gói có thể đi bằng nhiều con đường khác nhau để tới đích, chuyển mạch gói thích hợp cho việc truyền dữ liệu vì trong mạng truyền dữ liệu không đòi hỏi về thời gian thực như thoại, để sử dụng ưu điểm của mỗi loại chuyển mạch trên thì trong voip kết hợp sử dụng cả hai loại chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói.
3. PSTN – Public Switched Telephone Network
PSTN là mạng chuyển mạch điện thoại công cộng hay nói cách khác là mạng kết nối tất cả các hệ thống tổng đài chuyển mạch-mạch. Để hiểu rõ hơn hãy xem xét mạng PSTN với mạng Internet về khía cạnh chuyển thoại trên đó. Chuyển mạch mạch muốn thực hiện cuộc gọi giữa hai thuê bao thì hệ thống phải giành riêng một kênh truyền 64kbps để chuyển tải tín hiệu thoại trên đó, Còn cuộc gọi điện thoại trên mạng Internet thì tín hiệu thoại được đóng gói và chuyển đi trên cùng kênh truyền với nhiều dịch vụ khác. Vì lẽ đó chất lượng cuộc gọi trên mạng PSTN bao giờ cũng tốt hơn trên mạng Internet nhưng đổi lại chi phí lại đắc hơn rất nhiều, đặc biệt là các cuộc gọi quốc tế, nên phải cần cân nhắc kỹ khi sử dụng.
PSTN được phát triển trên chuẩn ITU(International Telecommunication Union) còn mạng Internet được phát triển trên chuẩn IETF(Internet Engineering Task Force) cả hai mạng trên đều sử dụng địa chỉ để định tuyến cuộc gọi, PSTN sử dụng các con số điện thoại để chuyển mạch cuộc gọi giữa các tổng đài điện thoại trong khi đó trên mạng Internet, địa chỉ IP sẽ được sử dụng để định tuyến các gói thoại.
4. TDM – Time Division Multiplexing
Là kỹ thuật ghép kênh phân chia thời gian nhiều tín hiệu có thể truyền đồng thời trên một đường truyền, TDM được sử dụng chuyển thoại trong hệ thống mạng PSTN. Có hai chuẩn ghép kênh TDM cơ bản là E1 với 30 kênh thoại trên một khung tốc độ 2Mbps và T1 với 24 kênh thoại tốc độ 1.5Mbps
5. Các hình thức báo hiệu giao tiếp TDM
a. FXO và FXS
FXO (Foreign Exchange Office) là thiết bị nhận tín hiệu từ tổng đài gửi đến như dòng chuông, tín hiệu nhấc gác máy, tín hiệu mời quay số, gửi và nhận tín hiệu thoại… FXO giống như máy Fax hay modem dial-up 56k vậy. Dùng để kết nối với đường dây điện thoại.
FXS (Foreign Exchange Station) là thiết bị tại nơi cung cấp đường dây điện thoại, thiết bị FXS sẽ cung cấp tín hiệu mời quay số(dialtone), dòng chuông, hồi âm chuông(ring tone). Trong đường dây Analog FXS cung cấp dòng chuông và điện áp cho điện thoại hoạt động ví dụ FXS cung cấp điện áp -48VDC đến máy điện thoại Analog trong suốt thời gian đàm thoại và cung cấp 90VAC(20hz) để phát điện áp rung chuông. Thiết bị FXS phát còn thiết bị FXO nhận.
Card TDM sử dụng trong hệ thống asterisk thường tích hợp vừa thiết bị FXO vừa là thiết bị FXS(Giống bộ ATA) FXO để kết nối với đường dây điện thoại còn FXS dùng để kết nối với máy điện thoại analog thông thường dùng để chuyển mạch cuộc gọi TDM qua hệ thống asterisk(Xem thêm trong phần cấu hình cho kênh TDM).
Tóm lại cần nắm:
· FXS được kết nối với FXO giống với đường dây điện thoại nối với máy điện thoại.
· FXS cung cấp nguồn cho điện thoại FXO(điện thoại Analog)
Hình a) Máy điện thoại vai trò FXO kết nối với FXS(PSTN), Hình b) PBX kết nối với FXO và FXS, Hình c) ATA đóng vai trò như FXS để kết nối với máy điện thoại vai trò FXO
b. Báo hiệu Analog giữa đầu cuối và tổng đài
Khi chúng ta nhấc mấy điện thoại để gọi thì nghe tín hiệu mời quay số, khi cuộc gọi gọi đầu bên kia bị bận thì chúng ta nghe tín hiệu bận(busy tone) các loại tín hiệu như vậy gọi là các tín hiệu báo hiệu analog. Các tín hiệu như: Mời quay số, tín hiệu bận, rung chuông, trạng thái nhấc gác máy. Các loại tín hiệu trên được trao đổi giữa thiết bị FXO và FXS. Có nhiều phương thức báo hiệu khác nhau ứng với từng nơi sử dụng, vì thế tại nơi kết nối với đường dây điện thoại cần xem xét họ đang sử dụng phương thức báo hiệu gì, từ đó chúng ta khai thác loại tín hiệu báo hiệu cho thích hợp, các phương thức báo hiệu như Loop Start, Ground Start. Một minh họa cho việc sử dụng sai phương thức báo hiệu là khi chúng ta khai báo phương thức báo hiệu giữa hệ thống Asterisk và đường dây điện thoại khác nhau thì dẫn đến Asterisk sẽ không nhận biết được tín hiệu gác máy, điều này sẽ làm cho asterisk không báo giờ giải tỏa được cuộc gọi để thực hiện cuộc gọi mới
c. Báo hiệu giữa các tổng đài
SS7 hệ thống báo hiệu số 7 được phát triển bởi AT&T và ITU là hệ thống báo hiệu chuyển các cuộc gọi giữa các tổng đài trong mạng PSTN. Trong hệ thống báo hiệu số 7 tín hiệu chuyển tải trên đường trung kế kết nối giữa hai tổng đài gồm có hai mạch riêng, một cho thoại và một cho báo hiệu, như vậy thoại và báo hiệu có thể chuyển trên hai kênh vật lý khác nhau.
Tác giả: Lê Quốc Toàn
