Luận văn Nghiên cứu chất lượng dịch vụ trong hệ thống thông tin di động 3G/UMTS

phải xử lý lưu lượng rất lớn trong mạng. Tiếp cận của mô hình phân biệt dịch vụ DiffServ là không xử lý theo từng luồng lưu lượng riêng biệt mà ghép chúng vào một số lượng hạn chế các lớp lưu lượng. Trong DiffServ, băng thông và các tài nguyên mạng khác được chỉ định trong các lớp lưu lượng. Mặt khác, DiffServ hướng tới xử lý trong từng vùng dịch vụ phân biệt DS (Differential Service) thay vì xử lý từ đầu cuối tới đầu cuối như trong mô hình tích hợp dịch vụ IntServ. DiffServ chỉ cung cấp quan hệ ứng xử phân biệt tới các lớp lưu lượng, vì vậy DiffServ không cung cấp mức QoS cụ thể. Để đảm bảo một số mức chất lượng dịch vụ QoS cụ thể, DiffServ được hỗ trợ với điều khiển quản lý tại biên vùng DS nhằm phối hợp điều khiển các luồng lưu lượng vào mạng. Chất lượng dịch vụ được cung cấp bởi mô hình phân biệt dịch vụ DiffServ theo hướng cung cấp thay vì theo hướng dành trước tài nguyên. Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 72 DiffServ định nghĩa một số tham số mà người sử dụng hiểu rõ cho ứng dụng của họ trong SLA như: Thoả thuận về điều kiện lưu lượng TCA (Traffic Conditioning Agreement), hồ sơ lưu lượng (các tham số của token), các tham số hiệu năng (độ thông qua, độ trễ, mức tổn thất gói), cách thức xử lý các gói tin không phù hợp với thoả thuận, luật đánh dấu và chia cắt lưu lượng. Hình 3.5: Mô hình các bước phân biệt dịch vụ DiffServ Hình 3.5 trên đây chỉ ra các bước cơ bản liên quan tới vấn đề cung cấp các dịch vụ DiffServ. Các gói tin đến bộ định tuyến có thể đã được đánh dấu hoặc chưa đánh dấu, bộ định tuyến xác định điểm mã điều khiển dịch vụ DSCP của gói tin và phân loại các gói tin theo phương pháp phân loại hành vi kết hợp BA. Các gói tin phân loại thành các lớp BA được chuyển tiếp theo hành vi từng bước PHB (Per Hop Behavior) được định nghĩa trước cho các BA. Mỗi PHB được thể hiện bởi giá trị DSCP và xử lý giống nhau đối với các gói tin trong cùng lớp BA. Kiến trúc DiffServ hướng tới đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS bằng cách kết hợp trạng thái phân loại lưu lượng theo tính chất lưu lượng được phân biệt qua các gói đánh dấu. Các gói được đánh dấu và nhận dạng để nhận được một ứng xử chuyển tiếp ở từng bước cụ thể trên các nút dọc theo đường truyền của chúng. Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 73 Hình 3.6: Xử lý gói trong mô hình DiffServ Kiến trúc xử lý gói theo DiffServ như trong hình 3.6 gồm một số các yếu tố chức năng được thực hiện trong các nút mạng và bổ sung các phép ứng xử chuyển tiếp trên từng luồng cùng với các chức năng xử lý lưu lượng như: Chức năng phân loại gói, đánh dấu, định dạng và hoạch định chính sách. Kiến trúc này cho phép hở rộng mạng do thực hiện các chức năng phân lớp và điều khiển phức tạp ở các nút biên mạng Sự cung cấp dịch vụ và chính sách qui định lưu lượng được tách riêng ra từ các cách ứng xử chuyển tiếp trong phạm vi nội mạng để cho phép thực hiện biến đổi rộng rãi các phép ứng xử. b. Miền phân biệt dịch vụ DS và điểm mã phân biệt dịch vụ DSCP Một miền DS gồm các bộ định tuyến hỗ trợ cơ chế phân biệt dịch vụ, còn gọi là các nút DS hoạt động với một chính sách cung cấp dịch vụ chung và thiết lập các nhóm PHB được thực hiện trên mỗi nút. Một miền DS có biên gồm các nút biên DS và các nút lõi trong miền. Các nút biên DS phân loại và điều khiển lưu lượng đầu vào để đảm bảo rằng các gói đi qua miền được đánh dấu thích hợp để lựa chọn một PHB từ một nhóm các PHB được hỗ trợ trong phạm vi miền. Các nút trong miền DS lựa chọn ứng xử chuyển tiếp cho các gói dựa trên điểm mã dịch vụ DSCP của chúng, sắp xếp vào một trong các PHB theo yêu cầu. Một miền DS thông thường gồm một hay nhiều mạng dưới cùng một chính sách quản Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 74 trị. Việc quản trị một miền phải đảm bảo tin cậy để đảm bảo rằng các nguồn tài nguyên tương xứng được cung cấp và (hoặc) được dự trữ để hỗ trợ các SLA yêu cầu. Hình 3.7: Miền phân biệt dịch vụ DS Một vùng DS là một tập hợp một hay vài miền DS kế tiếp nhau. Trong hình 3.7 các vùng DS có khả năng hỗ trợ các miền DS dọc theo đường dẫn nối các miền trong vùng. Các miền DS trong vùng DS có thể hỗ trợ nội bộ trong các nhóm PHB khác nhau và các điểm mã khác nhau để sắp xếp PHB. Tuy nhiên, để cho phép các dịch vụ nối ngang qua miền, các miền DS ngang hàng phải thiết lập mỗi miền một SLA ngang hàng chứa thoả thuận lưu lượng TCA phù hợp. Một vài miền DS trong một vùng DS có thể kế thừa một chính sách cung cấp dịch vụ chung và có thể hỗ trợ tập hợp chung các nhóm PHB và các cách sắp xếp điểm mã phân biệt dịch vụ DSCP, vì vậy có thể loại bỏ qui định lưu lượng giữa các miền DS đó. Các điểm mã phân biệt dịch vụ DSCP được phân thành 3 khối được gọi là các pool. Bảng 3.2 dưới đây chỉ ra các khối của DSCP. Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 75 Bảng 3.2: Các khối điểm mã dịch vụ phân biệt DSCP Pool 1 gồm các điểm mã DSCP sử dụng cho toàn cầu, pool 2 và pool 3 sử dụng cho mục đích thử nghiệm và nội bộ miền DS riêng. Như vậy, số phân lớp dịch vụ của pool 1 có thể lên tới 32 và số lớp dịch vụ tối đa của pool2 và pool 3 là 16. Để hỗ trợ cho các bộ định tuyến truyền thống sử dụng các phân lớp của trường ToS trong IPv4. 8 điểm mã DSCP được sử dụng nên DSCP có dạng (XXX000). Dịch vụ nỗ lực tối đa có điểm mã phân biệt dịch vụ DSCP là (000000). c. Các phương pháp xử lý gói trong DiffServ.  Chuyển tiếp nhanh EF PHB Về cơ bản, EF PHB đảm bảo tính năng về mặt tốc độ hơn là độ tin cậy. Nó được yêu cầu đưa ra các dịch vụ với khả năng tổn hao thấp, trễ thấp, rung pha thấp và đảm bảo băng thông. Vì rung pha và trễ gây nên bởi thời gian mà gói sử dụng ở trong bộ nhớ đệm và hàng đợi, một bộ định tuyến EF phải đảm bảo rằng lưu lượng EF được đưa đến những bộ nhớ đệm nhỏ. Tốc độ đầu ra của bộ định tuyến này phải bằng (hoặc cao hơn đầu vào). Khi xảy ra hiện tượng quá tải, nút biên miền DS không cho phép lưu lượng dạng này đi vào trong miền vì nó sẽ là nguyên nhân gây tắc nghẽn tại các bộ định tuyến trong miền DS. Vấn đề này được điều chỉnh bởi xác định mức dịch vụ SLA và xác định lưu lượng truyền có Pool Điểm mã DSCP Ứng dụng 1 2 3 XXXXX0 XXXX11 XXXX01 Tiêu chuẩn Thử nghiệm/nội bộ Thử nghiệm/nội bộ Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 76 điều kiện. Hình 3.8: Xử lý chuyển tiếp nhanh EF PHB Hình 3.8 thể hiện quá trình xử lý chuyển tiếp nhanh EF PHB, nó sẽ khả thi nếu băng thông đầu ra và kích thước bộ nhớ đệm đủ để các luồng lưu lượng ra với tốc độ phục vụ . Tốc độ phục vụ  luôn lớn hơn tốc độ đầu vào  tại các bộ đệm EF. Các luồng không phải là EF ở đây là các luồng dịch vụ nỗ lực tối đa. Một tiếp cận khác của chuyển tiếp EF PHB là sử dụng các biến thể của hàng đợi WFQ để phân oại các lưu lượng chuyển tiếp EF.  Chuyển tiếp đảm bảo AF PHB Đặc điểm của AF PHB là phân phối dữ liệu đảm bảo với khả năng mất gói thấp. Đó là điều kiện tốt nhất khi sử dụng các giao thức không thực hiện xử lý sửa lỗi hoặc không có giải pháp truyền lại gói. AF PHB bao gồm 4 lớp chuyển tiếp và mỗi lớp chuyển tiếp có 3 mức ưu tiên loại bỏ gói tin, mỗi lớp được gán một băng thông và khoảng nhớ đệm xác định. Lớp A có thể có bộ nhớ đệm lớn hơn nhưng băng thông nhỏ và lớp D có thể có bộ nhớ đệm nhỏ nhưng băng thông lớn hơn. Nếu một gói phải bị loại bỏ, bộ định Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 77 tuyến có cách nhận biết gói nào bị loại bỏ đầu tiên. Ngoài ra, mỗi lớp chuyển tiếp được phân bổ một số lượng cực nhỏ băng thông và bộ nhớ đệm. Nếu bộ nhớ đệm đầy, thì quá trình loại bỏ gói sẽ bắt đầu theo trật tự loại bỏ theo mức ưu tiên. Các phân loại AF được thể hiện trên bảng 3.3. Bảng 3.3: Chi tiết các phân lớp chuyển tiếp đảm bảo AF PHB Lớp PHB Phân lớp Dự đoán mất gói DSCP AF4 AF41 AF42 AF43 Thấp Trung bình Cao 100010 100100 100110 AF3 AF31 AF32 AF33 Thấp Trung bình Cao 011010 011100 100010 AF2 AF21 AF22 AF23 Thấp Trung bình Cao 010010 010100 010110 AF1 AF11 AF12 AF13 Thấp Trung bình Cao 001010 001100 001110 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 78  PHB và thoả thuận lớp lưu lượng Các PHB được xác định theo các giới hạn về tài nguyên của chúng (ví dụ: bộ đệm, băng thông) có quan hệ ưu tiên với các PHB khác, hay trong các giới hạn về đặc điểm lưu lượng tường minh (trễ, tổn thất). Các PHB này có thể được dùng như là các khối làm sẵn để cấp phát các tài nguyên và nên được định rõ như một nhóm PHB chắc chắn. Các nhóm PHB thường chia sẻ áp dụng ràng buộc chung cho mỗi PHB trong phạm vi nhóm, như chính sách lập lịch gói hay quản lý bộ đệm. Quan hệ giữa các PHB trong nhóm có thể ở dưới dạng ưu tiên tuyệt đối hay tương đối. Một PHB đơn là trường hợp đặc biệt của nhóm PHB. PHB được thực hiện trong các nút theo một số cơ cấu quản lý bộ đệm hoặc lập lịch gói. Các nhóm PHB cần được hiểu như sự cấp phát tài nguyên thích hợp giữa các nhóm, và các cơ cấu tích hợp có thể được thực hiện hỗ trợ 2 hay nhiều nhóm. Một định nghĩa nhóm PHB nên xác định rõ khả năng xung đột với các nhóm PHB trước, mà có thể ngăn cản sự hoạt động đồng thời. Một PHB được chọn tại một nút nhờ sắp xếp điểm mã DS trong gói nhận được. Các PHB tiêu chuẩn có một điểm mã được chỉ định. Tuy nhiên, với các PHB chuẩn toàn bộ không gian các điểm mã lớn hơn không gian khả dụng cho các điểm mã được đề nghị, và do đó loại bỏ sự cung cấp cho những sắp xếp cấu hình nội bộ. Một bảng sắp xếp điểm mã cho PHB có thể bao gồm cả sự sắp xếp 1->1 và N->1. Tất cả các điểm mã phải được sắp xếp theo một số PHB; khi thiếu một vài chính sách cục bộ, các điểm mã không được sắp xếp theo PHB chuẩn phù hợp với các chi tiết của PHB đó nên được sắp xếp theo PHB mặc định . Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 79 Hình 3.9: Dịch vụ phân biệt với PHB và TCA Thực hiện, cấu hình, vận hành và quản lý các nhóm PHB được hỗ trợ trong các nút của miền DS nên được phân một cách hiệu quả tài nguyên của các nút này và các liên kết nội vùng giữa các tập ứng xử, phù hợp với chính sách cung cấp dịch vụ của miền. Các thành phần qui định lưu lượng có thể tăng mức điều khiển sử dụng các tài nguyên này qua sự ép buộc của các TCA và có thể qua hoạt động phản hồi từ các nút và các thành phần qui định lưu lượng trong miền. Hình 3.9 thể hiện rõ dịch vụ mặc dù các dịch vụ có thể được triển khai khi thiếu các chức năng qui định lưu lượng phức tạp, các chức năng như là định chính sách, định dạng, và đánh dấu lại động cho phép triển khai các hệ đo lượng thi hành việc cung cấp các dịch vụ. Cấu hình và ảnh hưởng giữa các thành phần qui định lưu lượng và các nút nội vùng nên được quản lý bằng điều khiển quản trị của miền và có thể yêu cầu điều khiển vận hành qua các giao thức và một thực thể điều khiển. Có 3 cấp độ QoS khác nhau trong các phần tử mạng lõi chuyển mạch gói như thề hiện trong hình 3.10: Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 80  UMTS QoS liên quan tới phiên PDP quản lý các thông số QoS.  QoS lớp truyền tải giao diện Gn và Iu/Gb.  QoS lớp người dùng liên quan tới mạng IP bên ngoài. Hình 3.10 Các khối chức năng QoS trong các phần tử mạng lõi chuyển mạch gói SGSN và GGSN đ á n h d ấ u trường DSCP của mào đầu truyền tải IP d ựa v à o k iể u p h iê n PDP. Bảng 3.4 chỉ rõ ánh xạ các thuộc tính 3GPP QoS sang IETF Diffserv Bảng 3.4 Ánh xạ các thuộc tính 3GPP QoS sang IETF Diffserv Lớp lưu lượng TPH ARP PBH DSCP Hội thoại ARP1 EF 101110 Hội thoại ARP2 EF 101110 Hội thoại ARP3 EF 101110 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 81 Luồng ARP1 AF41 100010 Luồng ARP2 AF42 100100 Luồng ARP3 AF43 100110 Tương tác TPH1 ARP1 AF31 011010 Tương tác TPH1 ARP2 AF32 011100 Tương tác TPH1 ARP3 AF33 011110 Tương tác TPH2 ARP1 AF21 010010 Tương tác TPH2 ARP2 AF22 010100 Tương tác TPH2 ARP3 AF23 010110 Tương tác TPH3 ARP1 AF11 001010 Tương tác TPH3 ARP2 AF12 001100 Tương tác TPH3 ARP3 AF13 001110 Nền ARP1 BE 000000 Nền ARP2 BE 000000 Nền ARP3 BE 000000 Bảng 3.5 : So sánh sự khác nhau IntServ và DiffServ DiffServ IntServ Không dùng bất kì giao thức báo hiệu nào để dành trước băng thông mạng,do vậy tiết kiệm được băng thong mạng. Dùng giao thức báo hiệu RSVP để dành trước băng thông mạng, do đó sẽ tốn tài nguyên mạng vô ích. Có thể sử dụng cho mạng lớn và cả Chỉ có thể sử dụng cho mạng cỡ Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 82 mạng nhỏ với số lưu lượng rất lớn nhỏ với số lượng lưu lượng nhỏ Ít tốn tài nguyên mạng Tốn nhiều tài nguyên mạng Xét ưu tiên gói trên từng chặn Khởi tạo một kênh truyền trước khi truyền Khả năng mở rộng mạng cao và phục vụ đa dịch vụ Khả năng mở rộng mạng thấp và phục vụ ít dịch cụ. Bảng 3.5 so sánh sự khác nhau của dịch vụ Intserv và Diffserv. Dịch vụ Intserv đảm bảo mức độ QoS cao nhất theo cơ chế dành sẳn tài nguyên theo từng luồng phương tiện. Dịch vụ Intserv chỉ đáp ứng với mạng có cấu trúc nhỏ, khi mạng lớn thì dịch vụ này chiếm nhiều không gian do dành sẵn nhiều luồng gây lẵng phí. Chính sách và phân lớp lưu lượng Diffserv được thực thi tại các bộ định tuyến biên của mạng, tiết kiệm thời gian cử lý. Tuy nhiên, do PHB xác định trên từng chặn, nên hành vi từ đầu cuối đến đầu cuối khó dự đoán, đặc biệt khi vượt qua nhiều hơn một miền DIffserv. Ngoài ra, Diffserv cũng có thể kết hợp Intserv sự dụng trong các mạng lớn khi các luồng phương tiện tổng hợp thành luồng chung thực thi tại các bộ định tuyến biên để truyền tải thông tin vào trong mạng lõi 3.2.2 Chất lượng dịch vụ QoS trong mạng lõi 3G/UMTS trên nền MPLS Trong một số năm gần đây, công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS được coi là công nghệ hàng đầu cho mạng lõi 3G/UMTS. Sự phát triển công nghệ chuyển mạch MPLS là kết quả của các mô hình ứng dụng công nghệ IP trên nền ATM và FR. Chất lượng dịch vụ mạng QoS chính là yêu cầu thúc đẩy MPLS. So sánh với các yêu cầu khác, như quản lí lưu lượng và hỗ trợ VPN thì QoS không phải là lí do quan trọng nhất để triển khai MPLS. Hầu hết các công việc được thực hiện trong MPLS QoS tập trung vào việc hỗ trợ các dặc tính Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 83 IP QoS trong mạng. Nói cách khác, mục tiêu là thiết lập điểm tương đồng của các đặc tính QoS giữa IP và MPLS chứ không phải là làm cho MPLS QoS tốt hơn IP QoS. 3.2.2.1 Mô hình DiffServ và MPLS Tương tự như DiffServ, MPLS cũng hỗ trợ chất lượng dịch vụ trên cơ sở phân loại các luồng lưu lượng theo các tiêu chí như độ trễ, băng tần. Đầu tiên tại biên của mạng, luồng lưu lượng của người dùng được nhận dạng (băng việc phân tích một số trường trong mào đầu của gói) và chuyển các luồng lưu lượng đó trong các LSP riêng với thuộc tính COS hay QoS của nó. MPLS có thể hỗ trợ các dịch vụ không định trước qua LSP bằng việc sử dụng một trong các kỹ thuật sau:  Bộ chỉ định COS có thể được truyền trong nhãn gắn liền với từng gói. Bên cạnh việc chuyển mạch nhãn tại từng nút LSR, mỗi gói có thể được chuyển sang kênh ra dựa vào thuộc tính COS. Mào đầu đệm (Shim header) của MPLS có chứa trường COS.  Trong trường hợp nhãn không chứa chỉ thị COS hiện tại thì giá trị COS có thể liên quan ngầm định với một LSP cụ thể. Điều đó đòi hỏi LDP hay RSVP gán giá trị COS không danh định cho LSP để các gói được xử lý tương xứng.  Chất lượng dịch vụ QoS có thể được cung cấp bởi một LSP được thiết lập trên cơ sở báo hiệu ATM (trong trường hợp MPLS là mạng ATM-LSR). Khi một bộ định tuyến MPLS gửi đi một gói tin đến chặng kế tiếp của nó, nó gửi một nhãn đi kèm. Các LSR tuần tự trong mạng đó không cần phân tích mào đầu của gói tin, nó chỉ đọc nhãn MPLS được đánh chỉ số trong bảng đường dẫn định tuyến duy trì tại mỗi LSR. Khi các gói tin được đánh dấu bởi các mã điểm DiffServ đến một mạng MPLS, cần phải có một cách thức chuyển giao thông tin cung cấp bởi các mã điểm vào nhãn MPLS. Việc này cần thực hiện nếu MPLS có khả năng thực hiện các quyết định đáp ứng các yêu cầu dịch vụ khác Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 84 biệt nhờ đó các gói tin được đánh dấu với MPLS trong mạng, các tiêu đề IP không được kiểm tra khi các gói tin được gán nhãn MPLS. Do vậy các gói tin không thể phân biệt dựa trên các DSCP của chúng do DSCP là một phần của tiêu đề IP. Có hai phương pháp đặt thông tin DSCP vào tiêu đề IP.  Phương pháp thứ nhất sử dụng 3 bit trường EXP của tiêu đề MPLS. Theo cách đó, có tối đa 8 lớp BA và một giá trị EXP được ánh xạ đến một mô tả PHB hoàn chỉnh: trình tự huỷ và xếp hàng.  Phương pháp thứ hai, nếu có hơn 8 lớp dịch vụ, RFC 2309 đề xuất một kiểu LSP khác. Do đó, DSCP được ánh xạ vào một cặp . Nhãn này trao đổi thông tin riêng về hàng đợi và lập lịch L-LSP. ở trên đoạn giữa của LSP, sự phân loại BA được dựa trên EXP hay các trường nhãn của tiêu đề MPLS chứ không phải DSCP được lưu trong tiêu đề IP. Do đó, hành vi cho mỗi chặng của gói tin cũng là duy nhất. MPLS kết hợp với Diffserv trong mạng lõi đem lại lợi ích cho cả các thành phần của MPLS và Diffserv. MPLS cung cấp các dịch vụ phân biệt Diffserv với đặc tính khôi phục và bảo vệ đường dẫn, trong khi Diffserv hoạt động như một kiến trúc phân lớp dịch vụ cho MPLS. MPLS với Diffserv có thể đưa ra các thiết kế mạng mềm dẻo để cung cấp các xử lý khác nhau cho các lớp dịch vụ CoS trong đường dẫn lưu lượng. Kiểu ghép hai mức được sắp xếp nhờ vào giao thức RSVP, RSVP thiết lập và duy trì một số lượng đường dẫn LSP MPLS và trên các đường dẫn đó được phân lớp dịch vụ theo kiến trúc Diffserv. Để đảm bảo các chức năng của Diffserv qua mạng MPLS, Các điểm mã dịch vụ DSCP được chuyển tới các LSR nhằm chỉ ra các xử lý tương thích với QoS yêu cầu. 3.2.2.2 Mô hình IntServ và MPLS MPLS tái sử dụng các giao thức của IP, RSVP cũng là một trong các giao thức được tái sử dụng và được cải thiện. RSVP nguyên thuỷ [RFC 2205] được Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 85 thiết kết cho các ứng dụng thời gian thực qua mạng Internet. Đã có rất nhiều các ứng dụng hở rộng của RSVP để hỗ trợ thêm các đặc tính như tính bảo mật và khả năng mềm dẻo; hỗ trợ các giao diện tới các thiết bị trong miền Diffserv; hỗ trợ kỹ thuật lưu lượng trong các ứng dụng mới như MPLS và GMPLS (RSVP- TE). Hình 3.11: Thực hiện phân bổ nhãn qua RSVP-TE Các đặc tính của RSVP-TE [RFC 3209] là sự hở rộng phần lõi của RSVP để thiết lập các tuyến đường hiện dựa trên định tuyến ràng buộc các LSP trong mạng MPLS sử dụng RSVP làm giao thức báo hiệu. Dự trữ tài nguyên là một thành phần rất quan trọng của xử lý lưu lượng. Đây là một trong số các lý do để nhóm làm việc MPLS chọn RSVP hơn là việc xây dựng mới hoàn toàn một giao thức báo hiệu khác để hỗ trợ các yêu cầu xử lý lưu lượng. RSVP hở rộng thành giao thức báo hiệu để hỗ trợ việc tạo LSPs có thể được định tuyến tự động tránh khỏi lỗi mạng và tắc nghẽn. RSVP đơn giản hoá việc vận hành mạng bằng quá trình xử lý lưu lượng một cách tự động. Hình 3.11 Thực hiện phân bổ nhãn qua RSVP-TE. RSVP-TE sử dụng các bộ định tuyến chuyển mạch để thiết lập, duy trì các đường ống LSP và để phục vụ tài nguyên cho các LSP đó.RSVP-TE yêu cầu thiết bị có khả năng mang một đối tượng “mờ” (opaque object), nghĩa là các đối tượng này không bị xử lý bởi các thiết bị khác khi truyền trong mạng. RSVP Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 86 mang các đối tượng trong các bản tin của nó như là các đoạn mờ của thông tin (hình 3.12). Những đoạn mờ này được mang tới các module điều khiển thích hợp trong bộ định tuyến. Phương thức thiết lập báo hiệu dựa trên cơ sở này khuyến khích sự phát triển của các đối tượng RSVP mới. Các đối tượng này có thể được dùng để tạo ra và duy trì các trạng thái được phân phối cho các thông tin khác ngoài vấn đề dự trữ tài nguyên đơn thuần.Tập hợp các hở rộng có thể nhanh chóng và dễ dàng được phát triển qua việc cải thiện RSVP nhằm hỗ trợ các yêu cầu xử lý lưu lượng mang tính tức thời trong vấn đề định tuyến chính xác và giảm độ phức tạp trong quá trình phân phối nhãn. Hình 3.12: Cấu trúc bản tin RSVP-TE Các khuyến nghị mới để hở rộng RSVP được yêu cầu tương thích hoàn toàn với RSVP truyền thống. RSVP-TE có thể dễ dàng phân biệt báo hiệu thiết lập đường LSP của MPLS với RSVP truyền thống bằng cách kiểm tra các đối tượng chứa trong các bản tin. Như vậy hệ thống báo hiệu hợp nhất mang mọi đối tượng cần thiết để thiết lập LSP một cách mềm dẻo. Các đặc điểm cơ bản của RSVP-TE hỗ trợ trong MPLS được tóm tắt sau: Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 87  Các kiểu LSP được cung cấp Giao thức RSVP cung cấp các đường dẫn chuyển mạch định tuyến hiện ER- LSP theo cả hai kiểu chặt và lỏng, chức năng này lợi dụng chính hai kiểu định tuyến trong MPLS (định tuyến hiện và định tuyến từng bước). Đối với phương pháp lỏng trong các đường dẫn ER-LSP, phương pháp định tuyến từng bước được sử dụng để xác định nơi bản tin gửi đến. Vì thế RSVP cũng cung cấp định tuyến từng bước dựa trên yêu cầu đường xuống.  Các tham số QoS Ban đầu RSVP được thiết kế để cung cấp các dịch vụ tích hợp, nó không có khả năng phân biệt dịch vụ trong các mạng mang. Vì thế RSVP không có khả năng báo hiệu các dịch vụ phân biệt. Để tương thích với các dịch vụ phân biệt RSVP truyền và điều khiển khéo léo các tham số điều khiển QoS như là dữ liệu "mờ", gửi các dữ liệu này tới module điều khiển lưu lượng thích hợp để thực hiện dự trữ tài nguyên cho các lớp dịch vụ phân biệt.  Kiến trúc báo hiệu trong mạng RSVP-TE được thiết kế dựa trên cây multicast IP, thực hiện thống nhất dự trữ tài nguyên hướng tới thiết bị gửi. Trong phạm vi MPLS, chỉ có kết nối đơn phương được xem xét, nên nó bỏ đi một số kiểu dự trữ và kiến trúc gốc thiết bị gửi. Trong suốt thời gian báo hiệu, các yêu cầu các lớp dịch vụ và QoS thường được khởi tạo từ thiết bị nhận.Với các đường dẫn chuyển mạch định tuyến hiện ER - LSP, nhà quản lý mạng thường xuyên cấu hình và khởi tạo các yêu cầu và chính sách từ thiết bị gửi hơn là từ thiết bị nhận hoặc cả hai.  Chỉ thị lỗi Do thiếu các cơ chế hỗ trợ vận chuyển tin cậy, RSVP không thể nhanh chóng thông tin cho điểm kết cuối rằng kết nối giữa chúng bị lỗi, RSVP có một bản tin ngắt đường nhưng nó lại không được gửi một cách tin cậy. Chính vì vậy, điểm Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 88 cuối không thể bắt đầu tái định tuyến cho đến khi kết thúc khoảng thời gian xoá bỏ trạng thái mềm.  Khả năng tái định tuyến Kiểu dự trữ tài nguyên RSVP SE được sử dụng thiết lập đồng thời 2 đường cho một phiên để định tuyến thích nghi luân phiên xuyên qua mạng bằng cơ chế nối trước khi cắt. Trong kiểu này, một phiên có thể thiết lập một đường khác cho LSP, sử dụng một nhận dạng đường khác với đường ban đầu. Thiết bị gửi gửi một bản tin Path sử dụng đối tượng phiên ban đầu và LSP ID mới và đối tượng tuyến hiện để chỉ thị tuyến mới. Sau đó trên các liên kết mà không chiếm giữ chung, bản tin Path mới được đối xử như là thiết lập LSP mới thông thường. Trên các liên kết được duy trì, đối tượng phiên chia sẻ và kiểu SE cho phép LSP được thiết lập chia sẻ tài nguyên với LSP cũ. Mỗi lần thiết bị gửi nhận một bản tin Resv cho LSP mới, nó có thể truyền lưu lượng vào đó và huỷ bỏ LSP cũ. Đặc điểm này có thể được sử dụng trong việc tối ưu lại lưu lượng, không sử dụng cho công bằng tải. Khi sử dụng đặc tính này, chú ý rằng chỉ có một ER - LSPs mang lưu lượng và tất cả đường thứ hai khác đều trống rỗng.  Quyền giành trước đường RSVP sử dụng các độ ưu tiên thiết lập và chiếm giữ đường dể xác định đường mới có thể chiếm trước đường đang tồn tại. Cơ chế vận chuyển của RSVP, trên IP có thể gây ra các vấn đề khác nữa đối với việc hỗ trợ đặc điểm này. Bởi vì quyền giành trước thường xuyên được yêu cầu khi mạng đang chạy trong khi thiếu tài nguyên, bản tin báo hiệu RSVP có thể bị mất trong trường hợp này.  Tối ưu lại đường Khả năng tái định tuyến trong RSVP có thể được sử dụng để tối ưu đường. Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 89  Khôi phục lỗi Các hở rộng của RSVP mang lại đặc điểm tái định tuyến để điều khiển khôi phục lỗi. Nhưng trong trường hợp này, nối trước khi cắt không được sử dụng. RSVP đưa ra một lựa chọn tái định tuyến nhanh cục bộ để điều khiển tình huống lỗi. Tái định tuyến nhanh liên quan đến tính toán đường vòng trước tại mỗi nút dọc theo đường. Tiếp cận này đòi hỏi rất nhiều các giải pháp hở rộng tính toán. Số lượng lớn cả hai đường phải được tính trước, để đảm bảo rằng chúng không nối với nhau và được duy trì để sử dụng trong điều kiện lỗi.  Tách vòng lặp Để điều khiển tách vòng lặp, đối tượng ghi thông tin tuyến được sử dụng, nó cũng có thể cung cấp thông tin tuyến của LSP xác định cho mục đích chẩn đoán tuyến.  Vấn đề khả năng gia tăng kế thừa Để giải quyết vấn đề này, các hở rộng gần đây nhất cho phép kết hợp bản tin làm tươi để giảm bớt số lượng bản tin này, khi số lượng lớn LSP tồn tại. Để giảm quá trình nạp các bản tin làm tươi trong một nút, nhận dạng bản tin được đưa ra, mục đích để cho các nút nhận nhanh chóng nhận ra trạng thái thay đổi. Tuy nhiên sử dụng nhận dạng nút (ID node) cần phải quản lý chắc chắn số lượng ID và bản tin để tránh nhiều lỗi có thể. Các hở rộng mới nhất cấm hoàn toàn các bản tin làm tươi. LSR phải sử dụng giao thức mới để phát hiện mất các kế cận.  Hệ thống báo hiệu linh động Thiết kế trạng thái mềm rất linh động, RSVP có thể linh động đối với các node khi xử lý các tình huống tắc nghẽn nhưng không nhanh chóng trong việc khôi phục LSP. Giám sát độ thực thi của các cơ chế QoS. Các mô hình quản lý QoS nhằm mục đích giúp cho các nhà mạng thống kê, quản lý các tham số QoS từ đó Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 90 đưa ra các thay đổi nhằm mục đích cải thiện QoS đó chính là vấn đề tối ưu hóa QoS. 3.3 QoS TRÊN NỀN IP/ MPLS CỦA MẠNG LÕI VINAPHONE 3.3.1 Cấu trúc mạng lõi VINAPHONE Ngày 11/8/2009, Vinaphone chính thức nhận giấy phép thiết lập mạng và cung cấp dịch vụ viễn thông di động mặt đất IMT 2000 trong băng tần 1900- 2200 MHz. Mạng 3G của Vinaphone sử dụng công nghệ WCDMA/HSPA ,ứng dụng công nghệ chuyển mạch mềm, với mạng lõi IP/MPLS. tần số 2100 MHz, cho phép triển khai dịch vụ 3G di động băng rộng, cung cấp cho khách hàng tốc độ truy cập lên đến 14,4 Mbps. Các dịch vụ 3G cơ bản tại thời điểm khai trương, bao gồm: Video Call, Mobile Internet, Mobile TV, Mobile Camera và Mobile Broadband với nhiều gói cước khác nhau, ngoài ra mạng Vinaphone có khoảng trên 40 dịch vụ giá trị gia tăng khác cho 3G và liên tục được Bộ TT-TT, khách hàng đánh giá là một trong các mạng có số lượng và chất lượng các dịch vụ 3G tốt nhất. Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 91 Hình 3.13 Cấu trúc mạng lõi của Vinapone Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 92 Hình 3.14 Sơ đồ mạng VPN2 Hình 3.13 và 3.14 thể hiện cấu trúc và sơ đồ mạng Vinaphone khu vực 2. Mạng lõi 3G Vinaphone miền Nam là một mạng IP dùng chuyển các thông tin trên mạng 3G, bao gồm: o Tín hiệu và báo hiệu: báo hiệu giữa MSC-S và MGW, các báo hiệu trao đổi giữa SGSN và RNC, tín hiệu SMS,.. o Các thông tin vận hành khai thác : là thông tin thống kê của MGW truyền về máy chủ thống kê, từ RNC, các lệnh vận hành khai thác của nhân viên từ xa đến MGW, RNC cũng như các các thiết bị mạng liên quan. o Lưu lượng chuyển mạch gói ( PS ) của mạng 3G từ RNC về SGSN bao gồm : tin nhắn đa phương tiện MMS, dịch vụ duyệt Web, dịch vị Internet di động, dịch vụ xem truyền hình qua di động và những dịch vụ dữ liệu khác. Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 93 o Lưu lượng kênh thoại chuyển mạch kênh của 3G được chuyển đổi quan MGW cũng sẽ được truyền lên đây với các cuộc gọi kết nối liên vùng hoặc ra mạng ngoài. 3.1.2 Cơ chế quản lý QoS tại mạng 3G Vinaphone miền Nam Trong giai đoạn đầu triển khai 3G, vấn đề QoS mới chỉ ở mức đăng ký dịch vụ thuê bao cho các gói dịch vụ internet 3G và theo loại dịch vụ MMS, GPRS. Những tham số của dịch vụ thuê bao này chỉ nói lên sự cam kết với khách hàng theo băng thông mà họ sẽ được cấp phát trên kênh vô tuyến. Còn tại mạng lõi, do dung lượng hiện có của đường truyền là 155 Mbps nên đủ khả năng cung cấp tấc cả các dịch vụ mạng 3G ở mức trên mức cung cấp cho khách hang nên chưa có bất ký một chính sách QoS được thiết lập trên mạng lõi Tuy nhiên, tương lai gần, mạng lõi gánh cả lưu lượng mạng 2G khi mà tấc cả các BSC trên từng vùng kết nối trực tiếp MGW thay vì thuê kênh riêng TDM kết nối về MSC như hiện nay nhằm tiết kiệm chi phí đường truyền. Vì vậy cần có cơ chế quản lý Qos cho mạng lõi. Tại những thời gian mà lưu lượng của mạng bùng nổ, mạng lõi IP sẽ ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ mạng 2G, 3G như thế nào nếu không có chính sách QoS được thiết lập: o Đối với dịch vụ thoại cả 2G, 3G và dịch vụ thoại thấy hình của 3G, với đường truyền TDM dịch vụ sẽ bị từ chối và báo bận, như đối với đường truyền IP thì cuộc gọi vẫn được thiết lập nhưng khi đó chất lượng dịch vụ không thể chấp nhận được hoặc không nghe thấy gì. Các cuộc gọi đang kết nối cũng bị hiện tượng này. o Với các dịch vụ 3G thời gian thực qua chuyển mạch gói như truyền hình di động, hội nghị truyền hình qua IP, các dịch vụ thoại trên nền IP, xem truyền Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 94 hình theo yêu cầu,… sẽ bị suy giảm chất lượng do không đảm bảo độ trể và biến động trể khi nghẽn xảy ra 3.3.2 Kỹ thuật đảm bảo QoS cho mạng lõi VINAPHONE Khi tốc độ đến của các loại dữ liệu khác nhau sẽ tạo nên sự gia tăng trễ gói qua hàng đợi đầu ra của kênh truyền mạng lõi, từ đó làm gia tăng trễ từ đầu cuối đến đầu cuối không kiểm soát được của các ứng dụng thời gian thực. Các kỹ thuật QoS cho mạng lõi có thể xem xét ứng dụng. Phân biệt dịch vụ Đối với dịch vụ không phải của 3G/ UMTS chạy trên mạng lõi IP như: luồng chuyển mạch kênh chuyển quan MGW, luồng báo hiệu, luồng vận hành giám sát và khai thác việc phân biệt dựa vào địa chỉ nguồn, địa chỉ đích và cổng vào của bộ định tuyến. Đối với dịch vụ của mạng 3G/ UMTS, ta thực hiện phân lớp theo phân biệt dịch vụ, mỗi dịch vụ phân thành một mã dịch vụ phân biệt DSCP. Chuyển các lớp dịch vụ thành mã dịch vụ phân biệt DSCP o Đối với dịch vụ thời gian thực : trễ thấp, biến động trễ thấp, mất gói thấp nên ta sử dụng chuyển mã nhanh EF, bộ hành vi EF sủ dụng hang đợi riêng trong bộ định tuyền với độ ưu tiên cao và có kích cỡ bộ điệm nhỏ. o Với nhóm dịch vụ luồng phương tiện: sử dụng mã chuyển đảm bảo với AF32 với hàng đợi riêng, độ ưu tiên vừa phải. o Với nhóm dịch vụ tương tác: sử dụng mã chuyển đảm bảo AF11 có độ ưu tiên thấp hơn nhóm dịch vụ luồng phương tiện. o Với nhóm dịch vụ nền : sử dụng mã BE đặc trưng cho lưu lượng có nỗ lực tốt nhất. Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 95 3.3.3 QoS trên nền IP/MPLS của mạng lõi VINAPHONE Kiến trúc chất lượng dịch vụ từ đầu cuối đến đầu cuối của mạng di động là sự kết hợp theo hai hướng : tiêu chuẩn IETF QoS cho mạng trúc IP và 3GPP QoS sử dụng hiệu quả băng thông tài nguyên vô tuyến Với mô hình 5 lớp, cho thấy sự tối ưu cho việc triển khai cho Vinaphone linh hoạt đầy đủ để phân loại và nhóm các ứng dụng vào các lớp QoS. Các lưu lượng và các tiêu chuẩn cho mạng lõi IP/MPLS được khuyến cáo trong bảng 3.6 Bảng 3.6. Các lớp lưu lượng IP/MPLS Vinaphone LỚP LƯU LƯỢNG TRẠNG THÁI SỬ DỤNG DSCP PHB DSCP Decimal EXP Value 802.1p CoS Điều khiển mạng Hệ thống ưu tiên Giao thức điều khiển mạng (RSVP. OSPF, BGP..) CS6 48 6 6 Lưu lượng VoIP cho lớp đàm thoại UMTS EF 46 Đàm thoại ưu tiên Tín hiệu/ đồng bộ/ điều khiển di động IEEE1588 CS5 40 5 5 Luồng Trề thấp Lưu lượng hội thoại video/ thoại video 3G cho lớp luồng UMTS AF41 34 4 4 Tương tác Mất thấp Lưu lượng cho lớp tương tác của UMTS AF21 18 2 2 Nền Mặc dịnh Hiệu suất lưu lượng tốt nhất cho lớp nền UMTS BE 0 0 0 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 96 Để cung cấp một QoS end-to-end, lưu lượng QoS UMTS và tiêu chuẩn được khuyến cáo trong bảng 3.7 dưới đây. Những khuyến nghị cần được thực hiện trên tất cả các điện thoại di động và các thiết bị UMTS trên mạng Vinaphone Bảng3.7 Các lớp lưu lượng Qos UMTS Vinaphone Diễn tả lưu lượng Sử dụng DSCP PHB DSCP Decimal 802.1p CoS Hội thoại Thoại, video, VoIP EF 46 5 Luồng Truyền hình di động, camera di động/ nhạc/ video yêu cầu, O &m AF41 34 4 Tương tác Game di động AF21 18 2 Nền Internet, di động băng rộng, MMS BE 0 0 3.4 CÁC CHỈ TIÊU QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CỦA MẠNG 3G/UMTS VINAPHONE Vinaphone hiện cung cấp các dịch vụ 3G cơ bản bao gồm: Video Call, Mobile Internet, Mobile TV, Mobile Camera và Mobile Broadband với nhiều gói cước khác nhau, ngoài ra mạng Vinaphone có khoảng trên 40 dịch vụ giá trị gia tăng khác cho 3G. Mạng thông tin di động Vinaphone ban hành các chỉ tiêu quản lý chất lượng dịch vụ mạng vô tuyến di động 3G như sau: 3.4.1 Các chỉ tiêu chất lượng KPI lấy từ OMC hệ thống 3G Bảng 3.8 và bảng 3.9 thể hiện các chỉ tiêu chất lượng KPI lấy từ OMC hệ thống 3G cho cả 2 miền chuyển mạch kênh CS và chuyển mạch gói PS. Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 97 Bảng 3.8 Miền CS chuyển mạch kênh TT TÊN DIỂN GIẢI ĐƠN VỊ PHÂN LOẠI GIÁ TRỊ YÊU CẦU 1 CS Radio resource Congestion (tắt nghẽn tài nguyên vô tuyến trên CS) Tắt nghẽn tài nguyên vô tuyến trên miền CS % A 2 % 2 CS call setup success rate (Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công) Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công miền CS % A1 98% 3 CS Drop call rate Tỷ lệ rơi cuộc gọi miền CS % R 1.5% đối với tấc cả các cell thuộc vùng kín 2.0% đối với tấc cả các cell thuộc vùng hở 4 CS Soft/ softer handover success rate Tỷ lệ thành công chuyển giao mềm/ mềm hơn miền CS % M 98% 5 CS Inter-Freq handover success rate Tỷ lệ thành công chuyển giao tần số miền CS % M 97% ( áp dụng khi có chuyển giao giữa các tần số ) 6 CS Inter- RAT handover success rate Tỷ lệ thành công chuyển giao kỹ thuật miền CS % M 95% Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 98 Bảng 3.9 Miền PS chuyển mạch gói TT TÊN DIỂN GIẢI ĐƠN VỊ PHÂN LOẠI GIÁ TRỊ YÊU CẦU 1 Radio resource Congestion Tắt nghẽn tài nguyên vô tuyến % A 2 % 2 Access success rate Tỷ lệ truy nhập thành công % A1 98% 3 Drop Rate Tỷ lệ rớt % R 2.0% đối với tấc cả các cell thuộc vùng kín 2.5% đối với tấc cả các cell thuộc vùng hở 4 Soft/ softer handover success rate Tỷ lệ thành công chuyển giao mềm/ mềm hơn % M 98% 5 Inter-Freq handover success rate Tỷ lệ thành công chuyển giao tần số % M 97% ( áp dụng khi có chuyển giao giữa các tần số) 6 Inter- RAT handover success rate (cell) Tỷ lệ thành công chuyển giao 2G-3G ( trong cell) % M 95% 7 UL User throughput ( Avergate) Thông lượng đường lên kbps I 184 kbps 8 DL User throughput ( Avergate) Thông lượng đường xuống kbps I 210 kbps 9 HSDPA User Thông lượng kbps I 600 kbps Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 99 throughput ( Avergate) đường xuống tốc độ cao Trích “ qui định về các chỉ tiêu chất lượng mạng- dịch vụ vô tuyến di động 3G của VNPT” của tập đoàn bưu chính viễn thông Việt Nam 2010 3.4.2 Các chỉ tiêu chất lượng KPI đo kiểm từ hiện trường hệ thống 3G Các chỉ tiêu chất lượng KPI đo kiểm từ hiện trường hệ thống 3G được thể hiện trong bảng 3.10 và bảng 3.11 gồm KPI chất lượng mạng và KPI chất lượng dịch vụ. Bảng 3.10 Các tham số KPI chất lượng mạng TT Tham số KPI Diễn giải Giá trị yêu cầu Ghi chú 1 Pilot polution ratio Nhiễu pipot Số mẫn Pilot polution ratio 5% Sử dụng scanner định nghĩa polution ratio: UE phát hiện thấy có từ 4 tín hiệu trở lên nằm trong dải 0-5dB so với tín hiệu CPICH_RSCP lớn nhất 2 UE_TX_power Công suất UE 98% số mẫu có UE_TX_power 10 dBm Phân tích từ tấc cả các cuộc gọi thoại và dữ liệu trong quá trình đo 3 Soft/ softer handover success rate tỷ lệ thành công chuyển giao mềm/ mềm hơn 98% Chuyển giao mềm/ mềm hơn trong 3G bao gồm thoại, video, dữ liệu 4 Inter-Freq handover success rate tỷ lệ thành công chuyển 97% Chuyển giao giữa các tần số trong 3G bao gồm thoại, Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 100 giao tần số video, dữ liệu ( áp dụng khi có chuyển giao giữa các tần số) 5 Inter- RAT handover success rate tỷ lệ thành công chuyển giao 2G-3G 95% Chuyển giao giữa các hệ thống bao gồm thoại và dữ liệu ( GPRS, EDGE, UMTS) 6 CS Quality ( DL) BLER đường xuống cuộc gọi miền CS 95% số mẫu có BLER 2% Bao gồm các cuộc gọi thoại và video 7 CSV Access Successful Rate Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thoại thành công 98% 8 CSV Drop Rate Tỷ lệ rơi cuộc gọi thoại 1.5% đối với tấc cả các cell thuộc vùng kín 2.0% đối với tấc cả các cell thuộc vùng hở 9 CSD Access Successful Rate Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi video thành công 98% 10 CSD Drop Rate Tỷ lệ rơi cuộc gọi video 1.5% đối với tấc cả các cell thuộc vùng kín 2.0% đối với tấc cả các cell thuộc vùng hở 11 PSD Access Successful Rate Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi dữ liệu thành công 98% Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 101 12 PSD Drop Rate Tỷ lệ rơi cuộc gọi dữ liệu 2% đối với tấc cả các cell thuộc vùng kín 2.5% đối với tấc cả các cell thuộc vùng hở 13 PSD_RTT Round trip type miền PS 95% số mẫu có PSD Latency 200ms Thời gian ping gói 32 bit đến server GGSN 14 PSD Ave – UL/DL Throughput Thông lượng UL/DL trung bình của phiên PS Ave – UL Throughput 184 kbps Ave DL Throughput 210 kbps 15 HSDPA Access Successful Rate Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi dữ liệu HSDPA thành công 98% 16 HSDPA Drop Rate Tỷ lệ rơi cuộc gọi dữ liệu HSDPA 2% đối với tấc cả các cell thuộc vùng kín 2.5% đối với tấc cả các cell thuộc vùng hở 17 HSDPA_RTT Round trip type qua HSDPA 95% số mẫu có HSDPA_RTT 100ms 18 HSDPA Ave – Throughput Thông lượng trung bình cuộc gọi dữ liệu HSDPA 600kbps Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 102 Bảng 3.11 Các tham số chất lượng dịch vụ của mạng Vinaphone TT Tham số KPI Diễn giải Giá trị yêu cầu Ghi chú 1 CSV Access Successful Rate Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thoại thành công 98% 2 CSV Drop Rate Tỷ lệ rơi cuộc gọi thoại 1.5% đối với tấc cả các cell thuộc vùng kín 2.0% đối với tấc cả các cell thuộc vùng hở 3 CSV Call Setup Time Thời gian thiết lập cuộc gọi thoại miền CS 95% số mẫu có CSV Call Setup Time 9s 4 CSD Access Successful Rate Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi video thành công 98% 5 CSD Drop Rate Tỷ lệ rơi cuộc gọi video 1.5% đối với tấc cả các cell thuộc vùng kín 2.0% đối với tấc cả các cell thuộc vùng hở 6 CSD Call Setup Time Thời gian thiết lập cuộc gọi videomiền CS 95% số mẫu có CSD Call Setup Time 9s 7 CS-Voice-MOS Chất lượng thoại cuộc gọi miền CS Voice MOS trung bình 3 8 CSD-Voice-MOS Chất lượng video cuộc gọi video Voice MOS trung bình 2 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 103 9 Cuộc gọi miền CS 10 PSD Access Successful Rate Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi dữ liệu thành công 98% 11 PSD Drop Rate Tỷ lệ rơi cuộc gọi dữ liệu 2% đối với tấc cả các cell thuộc vùng kín 2.5% đối với tấc cả các cell thuộc vùng hở 12 PSD Call Setup Time Thời gian thiết lập phiên data miền PS 95% số mẫu có PS Call Setup Time 5s 13 PSD Ave – UL/DL Throughput Thông lượng UL/DL trung bình của phiên PS Ave – UL Throughput 184 kbps Ave DL Throughput 210 kbps 14 HSDPA Access Successful Rate Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi dữ liệu HSDPA thành công 98% 15 HSDPA Call Setup Time Thời gian thiết lập phiên data HSDPA 95% số mẫu có PS Call Setup Time 5s 16 HSDPA Drop Rate Tỷ lệ rơi cuộc gọi dữ liệu HSDPA 2% đối với tấc cả các cell thuộc vùng kín 2.5% đối với tấc cả các cell thuộc vùng hở 17 HSDPA Ave – Throughput Thông lượng trung bình cuộc gọi dữ liệu HSDPA 600kbps Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 104 18 VT_VIDEO_MOS Chất lượng hình ảnh phiên video streaming Điểm VT_VIDEO_MOS trung bình 2 19 Cước data Mạng Vinaphone Trà Vinh triển khai dịch vụ 3G phủ sóng toàn tỉnh. Thực hiện cơ chế truyền dẫn nội tỉnh, từ các trạm BTS thông qua truyền dẫn quang, vô tuyến về Host Trà Vinh, vào MUX 3G lên đài truyền dẫn VTN đưa về RNC Cần Thơ quản lý. Mạng 3G Vinaphone Trà Vinh cung cấp tấc cả các dịch vụ Video Call, Mobile Internet, Mobile TV, Mobile Camera và Mobile Broadband…. Bảng 3.12 thể hiện kết quả đo kiểm các tham số chất lượng dịch vụ KPI của mạng Vinaphone Trà Vinh. Bảng 3.12 Kết quả đo kiểm các tham số chất lượng dịch vụ KPI của mạng Vinaphone Trà Vinh VENDOR Ericsson Ericsson Ericsson TỈNH Trà Vinh Trà Vinh Trà Vinh TÊN RNC CTRNC11 CTRNC11 CTRNC11 LOẠI RNC RNC RNC NGÀY 01/04/2013 02/04/2013 03/04/2013 CS_Voice Call Setup Success Rate 99.82 99.82 99.82 CS_Inter-Freq Handover Success Rate PS_R99 Call Setup Success Rate 99.63 99.62 99.63 CS_Voice Drop 0.28 0.24 0.26 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 105 Call Rate CS_Soft/Softer Handover Success Rate 99.98 99.97 99.99 PS_Total Traffic (GB) 997.20 1,073.44 1,057.20 CS_Drop Call Rate 0.28 0.24 0.26 CS_Call Setup Success Rate 99.76 99.77 99.76 CS_Inter-RAT Handover Success Rate 94.84 94.94 94.31 CS_Total Traffic 7,684.14 7,445.16 7,335.19 PS_Call Setup Success Rate 99.82 99.83 99.83 PS_Call Drop Rate 1.00 0.99 0.92 PS_Inter-RAT Handover Success Rate 92.22 90.73 91.21 PS_Soft/Softer Handover Success Rate 99.98 99.99 99.99 PS_Inter-Freq Handover Success Rate CS_Video Call Setup Success Rate 99.76 99.77 99.76 PS_R99 Call Drop Rate 1.06 1.05 0.97 CS_Video Drop Call Rate 0.00 0.00 0.00 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 106 Kết luận chương 3 Chương 3 đã đề cập đến các chỉ tiêu chất lượng dịch vụ trong hệ thống thông tin di động 3G/UMTS Vinaphone, các giao thức hỗ trợ chất lượng dịch vụ QoS trong mạng lõi, mạng truy nhập vô tuyến 3G/UMTS, với phần mạng lõi chương này cũng điểm qua một số công nghệ như IP, MPLS. Phụ thuộc vào mạng lưới và công nghệ hiện tại của mỗi nhà khai thác mà mỗi nhà khai thác lựa chọn công nghệ cho phù hợp, giải pháp tốt nhất hiện nay vẫn là công nghệ IP/ MPLS. Trên cơ sở lý thuyết nghiên cứu về các vấn đề chất lượng dịch vụ cho mạng 3G và các kỹ thuật đã được kiến nghị, áp dụng kỹ thuật QoS theo dịch vụ phân biệt DiffSev được ứng dụng trong mạng lõi 3G /UMTS sẽ là một kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ cho mạng lõi 3G Vinaphone trong thời điểm hiện nay Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 107 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Đề tài đã nghiên cứu các vấn đề chất lượng dịch vụ trong hệ thống thông tin di động 3G/UMTS, trong đó đã đi sâu nghiên cứu các yêu cầu, các tham số chất lượng dịch vụ mạng di động 3G/UMTS, kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ cho mạng truy nhập và mạng lõi hệ thống thông tin di động 3G/UMTS. Chất lượng dịch vụ, các tiêu chuẩn, kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ của mạng lõi hệ thống thông tin di động Vinaphone cũng đã được nghiên cứu. Đề tài cho ta thấy rằng vấn đề đánh giá chất lượng dịch vụ và đảm bảo chất luợng dịch vụ luôn là vấn đề đóng vai trò quan trọng đối với tất cả các loại hình dịch vụ viễn thông, đặc biệt là với sự phát triển mạnh mẽ của hệ thống thông tin di động ngày nay. Mỗi loại hình dịch vụ, mỗi thành phần mạng 3G/UMTS sẽ quan tâm đến QoS ở những khía cạnh khác nhau .Việc đánh giá QoS chính là đánh giá các tham số đặc trưng cho dịch vụ, cho thành phần mạng đó với các tiêu chí cụ thể .Trong xu hướng phát triển hiện nay, với sự bùng nổ lưu lượng, nhu cầu sử dụng các dịch vụ đa phương tiện, nhu cầu sử dụng di động tích hợp đa dịch vụ; phát triển mạng di động lên mạng thế hệ sau NGN dựa trên cơ sở chuyển mạch gói IP/MPLS hỗ trợ đa giao thức là 1 tất yếu .Việc tích hợp nhiều ứng dụng khác nhau với các yêu cầu về QoS khác nhau đòi hỏi phải có một mô hình đảm bảo QoS cho dịch vụ này. Hướng tiếp cận QoS theo mô hình Diffserv rất phù hợp với các mạng gói IP/MPLS, và do đó nó là sự lựa chọn tốt cho mạng di động 3G/UMTS . Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 108 LỜI CẢM ƠN Luận văn được hoàn thành dưới sự chỉ bảo tận tình của Tiến sĩ TS. Nguyễn Cảnh Minh. Nhân dịp này, tôi xin được bày tỏ lòng tri ân sâu sắc đến Thầy, người đã hết lòng giúp đỡ và hướng dẫn cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu. Tôi xin được gửi lời cảm ơn đến Quý Thầy Cô tham gia giảng dạy lớp Cao học kỹ thuật điện tử K19; Quý Thầy Cô trong Khoa Điện - Điện Tử và các Thầy trong bộ môn Kỹ Thuật Viễn Thông đã cung cấp những kiến thức nền tảng giúp tôi hoàn thành luận văn; Cảm ơn Ban Giám hiệu cùng đồng nghiệp ở trường Đại học Trà Vinh; các bạn lớp Cao học kỹ thuật điện tử K19đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi về mọi mặt cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình thực hiện, song chắc chắn rằng luận văn sẽ không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót, tôi rất mong nhận được sự góp ý của Quý Thầy Cô và các bạn! Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, ngày tháng năm 2013 Học viên thực hiện Trần Thị Bích Hạnh Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang Lớp Kỹ Thuật Điện Tử K19 GVHD: TS. Nguyễn Cảnh Minh HVTH: Trần Thị Bích Hạnh 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. TS.Nguyễn Cảnh Minh ( 2008), “ xác định các tham số chất lượng dịch vụ trong mạng GPRS/UMTS”, Tạp chí khoa học ĐH GTVT. [2]. Nguyễn Cao Phương (2006), Nâng cao chất lượng dịch vụ hệ thống thông tin di động thế hệ sau dựa trên cơ chế đăng nhập và điều khiển lưu lượng, tạp chí Bưu Chính Viễn Thông. [3] Jaana Laiho, Achim Wacker, Tomas Novosab, Radio Network Planning and Optimisation for UMTS, chapter 8, 2006. [4]. 3GPP TS 23.107: "3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Services and System Aspects;Quality of Service (QoS) concept and architecture(Release 11)". [5]. Jussi Laukkanen (2005), UMTS Quality of Service Concept and Architecture, University of Helsinki. [6]. David Soldani, Man Li, and Renaud Cuny ( 2006), QoS and QoE Management in UMTS Cellular Systems, Jonh Wiley & Sons Ltd, England. [7]. Miguel Barreiros, Peter Lundqvist ( 2011), QoS- Enabled networks, Jonh Wiley & Sons Ltd, England. [8]. Robert Lloyd-Evans (2002 ), “QoS in Integrated 3G Networks”, Artech House, Inc. [9]. Dilpreet Kaur, Pankaj Rakheja, Amanpreet Kaur ( 2010 ), “Analysing Quality of Service in UMTS”, ITM University, School of Engineering & Tech, Dept. of EECE,Gurgaon (Haryana), India, Volume 11– No.12