HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG TRẦN HỮU HÂN

ĐỀ TÀI
CHẤT LƯỢNG MẠNG DỊCH VỤ IP VÀ CÁC ĐỀ XUẤT ÁP DỤNG
CHO VNPT HÀ NỘI KHI TRIỂN KHAI CUNG CẤP CÁC DỊCH
VỤ ĐA PHƯƠNG TIỆN TRÊN NỀN IP Chuyên ngàng: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
Mã số: 60.52.70
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2012
-

Luận văn được hoàn thành tại:
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông
-1- MỞ ĐẦU
Công nghệ IP đã ra đời và phát triển chiếm lĩnh vị trí chủ đạo về
công nghệ thông tin ngày nay. Vấn đề đảm bảo chất lượng dịch vụ
trên nền công nghệ IP luôn là một yêu cầu cấp thiết cho các nhà khai
thác mạng trên thế giới, đặc biệt khi triển khai đồng thời nhiều dịch
vụ trên cùng một nền tảng truyền dẫn IP, kết nối nhiều hệ thống mang
tính toàn cầu.
Chất lượng dịch vụ viễn thông, ngoài đề cập đến những yếu tố về
chất lượng chăm sóc khách hàng không thể thiếu thì vấn đề về kỹ
thuật là cốt yếu, các chỉ tiêu chất lượng kỹ thuật liên quan là nền tảng.
Mỗi một dịch vụ viễn thông, đòi hỏi những đáp ứng từ mạng lưới hạ
tầng kỹ thuật một mức độ chất lượng kỹ thuật khác nhau. Ví dụ dịch
vụ điện thoại, hội nghị truyền hình là một dịch vụ nhạy cảm với các
thông số mạng IP-trễ, biến trễ, mất gói, trong khi đó các dịch vụ game
online, truyền tín hiệu điều khiển là những dịch vụ yêu cầu thấp hơn,
truyền dữ liệu, xem phim ảnh, chat, SMS là những dịch vụ chỉ yêu cầu
độ tin cậy dữ liệu truyền dẫn mà ít đòi hỏi khắt khe với trễ hay biến

với mạng viễn thông của VNPT Hà Nội khi nâng cấp chuyển đổi sang
IP và triển khai cung cấp đa dịch vụ trên IP.
Cuối luận văn là “Kết luận” đánh giá kết quả nghiên cứu đã đạt
được và đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo. -3- Chương 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ IP
1.1 GIỚI THIỆU CÔNG NGNHỆ IP
1.1.1 Mạng Internet
Trình bày lịch sử ra đời của Internet, mô hình TCP/IP so sánh
với mô hình mở OSI.
1.1.2 Giao thức liên mạng IP (Internet Protocol)
Trình bày nguyên lý, nhấn mạnh ưu điểm của giao thức liên
mạng IP và trình bày xu hướng chuyển đổi, hội tụ tất yếu tới mạng
thống nhất all-IP.
Phần này cũng trình bày cấu trúc địa chỉ IPv4 và IPv6, qua đó
cũng nhấn mạnh xu hướng thay thế v4 bằng v6 trong tương lai. Ngoài
ra còn trình bày một số giải pháp kỹ thuật đặc trưng như giải pháp
tên miền DNS, giải pháp biên dịch địa chỉ IP giữa địa chỉ mạng riêng
và địa chỉ công cộng để mở rộng vùng địa chỉ cho những nhu cầu
riêng. Trình bày về dịch vụ mạng riêng ảo là công cụ để mở rộng
phạm vi địa lý của một mạng LAN trên mạng Internet công cộng mà
không bị hạn chế trong phạm vi tòa nhà.
Chương này đã trình bày việc phân loại dịch vụ theo yêu cầu về
chất lượng dịch vụ làm tiền đề cho các phần sau đi vào trình bày từng
yếu tố ảnh hưởng cụ thể.

Nghiên cứu tổng quan về mạng Internet, công nghệ IP cho
ta thấy bức tranh tổng thể sự thành công bước đầu và sức mạnh vũ
-5-

bão của một công nghệ mới sẽ còn phát triển rất nhanh trong thời
gian tới. Mặc dù vậy vẫn tồn tại một khó khăn trong việc tích hợp các
dịch vụ thành một mạng chung cơ sở hạ tầng vật lý đảm bảo chất
lượng dịch vụ đồng thời tối ưu được chi phí đầu tư mới, tận dụng cơ
sở hạ tầng mạng truyền thống. Trong chương kế tiếp, những vấn đề
về chất lượng dịch vụ liên quan sẽ được nghiên cứu và trình bày.
-6- Chương 2
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRÊN NỀN IP
2.1 ẢNH HƯỞNG CỦA CÔNG NGHỆ XỬ LÝ, NÉN TÍN HIỆU.
VẤN ĐỀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ.
2.1.1 Đánh giá chất lượng dịch vụ điện thoại.
Phần này trình bày việc thang điểm đánh giá chất lượng dịch vụ
điện thoại bằng cảm quan MOS sử dụng làm tiêu chuẩn đo chất lượng
dịch vụ thoại.
2.1.2 Phương pháp đánh giá chất lượng thoại theo mô hình E
Thông qua nghiên cứu phương pháp mô hình E để làm nổi bật
lên các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ điện thoại, chất
lượng dịch vụ này vốn có độ nhạy cảm cao nhất với các đặc tính
truyền tin của mạng chuyển mạch gói IP có thể nghiên cứu làm đại
diện cho các dịch vụ khác.
Nội dung trình bày sự khác nhau về chất lượng dịch vụ thoại của
các chuẩn mã hóa khác nhau để từ đó có sự lựa chọn công nghệ phù
hợp.


-8- Hình 2.10: Thủ tục xác nhận kèm theo thông tin về cửa sổ
2.2.1.2 UDP (User Datagram Protocol- Giao thức dữ liệu người dùng)
Phần này mô tả có tính chất so sánh với TCP để thấy tính chất
đáp ứng thời gian thực của UDP vì không còn các thủ tục phức tạp,
tuy nhiên áp dụng sẽ rất hiệu quả đối với các gói tin ngắn như DNS,
các ứng dụng nghe nhìn stream media, VOIP.
Phần này trình bày một số phương pháp chủ yếu như RSVP để
dự trữ băng thông trước cho phiên truyền, RTP để đảm bảo truyền
đáp ứng thời gian thực.
2.2.2 Tầng Liên kết mạng IP (Internet Protocol)
Phần này trình bày nguyên tắc truyền tin best-effort của tâng
liên kết mạng IP, trình bày khuôn dạng gói IPv4, đặc biệt nhấn mạnh
ở trường phân loại dịch vụ Differentiated Services (DS) lên đến 64 giá
trị khác nhau làm cơ sở cho các thiết chế đảm bảo chất lượng dịch vụ.
Hình 2.13 mô tả trường TOS trong gói tin Ipv4.
-9-
Hình 2.13: Cấu trúc trường TOS trong gói tin Ipv4
2.3 ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU TÍCH HỢP
ĐA DỊCH VỤ; CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ
2.3.1 Các yêu cầu truyền tải
Mô tả mức độ yêu cầu chất lượng của môi trường truyền tải
tương ứng các dịch vụ theo khuyến nghị ITU-T Y. 1541
2.3.2 Ảnh hưởng của quá trình truyền dẫn tín hiệu tích hợp đa dịch vụ
Hình 2.16: Tối ưu mạng có biến trễ và tổn thất bằng điều chỉnh bộ đệm
phát.
2.3.3.2 Phân lớp lưu lượng
Phân lớp lưu lượng ở mức lớp mạng: Trình bày việc khai thác 6 bít
DSCP để mở rộng loại dịch vụ thay vì chỉ 3 bít như IPP, phân loại lưu
lượng theo loại dịch vụ làm cơ sở cho việc đảm bảo QoS
-12- Hình 2.17: Cấu trúc trường IP Precedence
Phân lớp lưu lượng ở mức lớp liên kết dữ liệu
Phần này trình bày một số phương pháp phổ biến để phân loại
lưu lượng ở lớp liên kết Ethernet như chia theo VLAN và dùng bít
phân loại ra 8 mức ưu tiên lưu lượng khác nhau theo chuẩn 802.1Q/P
như mô tả ở hình vẽ 2.18

Hình 2.18: Khuôn dạng nhãn trong gói Ethernet

Phần này cũng trình bày về việc mở rộng khả năng quản lý các
loại lưu lượng theo loại dịch vụ đồng thời theo từng thuê bao khác
nhau nhờ vào việc mở rộng VLAN thông qua hình thức chập đôi
double theo chuẩn 802.1QinQ như hình vẽ 2.19.
-13- Hình 2.19: Khuôn dạng gói tin trong trường hợp .1Q và QinQ

2.3.2.2 Tối ưu đường đi gói tin

MP3, AAC là các chuẩn nén đang rất phổ biến, nhờ vào đặc tính cảm
quan của tai người để thực hiện các phương án nén nhờ đó mà tốc độ
bít giảm đáng kể trong khi vẫn đảm bảo được chất lượng dịch vụ ở
mức chấp nhận được. Việc áp dụng các chuẩn nén đã xử lý được vấn
đề kích thước tập tin lớn chiếm dụng băng thông lớn cũng như chiếm
dụng nhiều không gian nhớ, đây là yếu tố làm suy giảm chất lượng
dịch vụ đối mới hạ tầng kỹ thuật mạng còn non trẻ. Tuy nhiên đồng
thời với việc làm lợi về băng thông nhưng luận văn cũng nghiên cứu
để chỉ ra vấn đề trễ trong mỗi quá trình xử lý tín hiệu âm thanh, so
sánh với các quá trình không nén khác để phân biệt về chất lượng
dịch vụ. Với những nghiên cứu tương tự về tín hiệu VIDEO, IPTIVI,
luận văn đã nghiên cứu so sánh giữa hai chuẩn MPEG2 và MPEG4
H264, là hai chuẩn phổ biến cho các ứng dụng nén kỹ thuật số cho các
-15-

ứng dụng VIDEO. Luận văn đã tập trung nghiên cứu so sánh các vấn
đề cơ bản của hai chuẩn như băng thông yêu cầu trên tuyến truyền
dẫn theo 02 chuẩn chất lượng cơ bản SD và HD. So sánh những thay
đổi về chất lượng dịch vụ khi thay đổi băng thông, so sánh nguyên lý
nén giữa các chuẩn để làm rõ chất lượng MPEG4/H264 đảm bảo chất
lượng dịch vụ khi mã hóa hình ảnh theo đối tượng chuyển động nhưng
đối với MPEG2, độ phân giải sử bị ảnh hưởng khi thay đổi chất lượng
đường truyền…
Để nghiên cứu những ảnh hưởng bởi các giao thức truyền dẫn
IP, luận văn đi sâu làm rõ những tính chất vốn có của công nghệ có
ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ. Giao thức TCP thì có cơ chế kiểm
soát chất lượng nội dung rất tốt, là giao thức truyền tin cậy và phải
bắt tay ba bước (three-way-hand-shake) nên khi Server không nhận
được bất kỳ gói tin ACK từ Client gửi trả lời thì Server sẽ gửi lại gói
tin đã thất lạc. Server sẽ gửi cho đến khi nhận được ACK của Client

lượng mạng đối với từng dịch vụ, những yêu cầu khác nhau về độ trễ,
biến trễ, tỉ lệ mất gói…từ đó đặt ra những yêu cầu phải có sự phân
biệt đối xử phù hợp với tính chất mỗi dịch vụ. Cụ thể luận văn cũng
đã nghiên cứu một số giải pháp để nâng cao chất lượng dịch vụ, tối ưu
mạng như phương pháp ứng dụng bộ đệm để khắc phục các vấn đề
trễ, biến trễ, mất gói. Luận văn đã nghiên cứu phương pháp phân loại
lưu lượng từ lớp liên kết đến lớp mạng ứng dụng các bít trong cấu
trúc gói tin Ethernet hay gói tin IP.
-17-

Luận văn đã nghiên cứu vấn đề tối ưu hóa đường đi gói tin thông
qua những giải pháp về định tuyến gói tin tối ưu, cân bằng tải các
tuyến trung kế, cân bằng tải các máy chủ nội dung dựa trên địa chỉ
URL…Luận văn đã nghiên cứu phương pháp quản lý, phân phối băng
thông tĩnh, động để kiểm soát được việc tắc nghẽn, giảm thiểu vấn đề
trễ, hủy gói đồng thời kiểm soát được tốc độ cam kết một luồng dữ
liệu dịch vụ có mức ưu tiên cao hơn…
Ngoài các vấn đề chất lượng dịch vụ bị ảnh hưởng do phát sinh
khách quan các yếu tố kỹ thuật mạng lưới thì vấn đề phát sinh do chủ
quan con người can thiệp làm ảnh hưởng chất lượng mạng lưới ngày
càng trở nên rất phổ biến, không thể bỏ qua. Đó là vấn đề bị tấn công
mạng, luận văn đã đưa ra các nhận xét đánh giá nguy cơ và mức độ
các cuộc tấn công mạng khác nhau từ đó làm rõ các phương án phòng
chống cần phải áp dụng. Chương 3
ĐỀ XUẤT ỨNG DỤNG ĐỐI VỚI MẠNG
VIỄN THÔNG VNPT HÀ NỘI
3.1 CƠ SỞ HẠ TẦNG KỸ THUẬT MẠNG VIỄN THÔNG CỦA VNPT

dịch vụ có chất lượng ổn định, tăng cường khả năng cạnh tranh trên thị
trường viễn thông.
Luận văn đã khảo sát tình hình thực tế mạng viễn thông của VNPT
Hà Nội, cụ thể khảo sát tình hình mạng điện thoại cố định truyền thống
TDM, mạng truyền số liệu thuê kênh riêng PCM và ATM, mạng truyền
dẫn SDH, mạng truyền tải băng rộng MAN-E, mạng truy nhập xDSL,
FTTx và hệ thống cung cấp dịch vụ Internet. Qua những kết quả khảo sát,
luận văn đã nghiên cứu những chỉ tiêu chất lượng công nghệ G-PON qua
đó tính toán chỉ tiêu suy hao cho mô hình kết nối mẫu một tuyến cáp
quang G-PON đảm bảo chất lượng, phù hợp với đặc thù mật độ cao của
mạng viễn thông VNPT Hà Nội.
-20-

Luận văn đã khảo sát tình hình mạng cáp đồng truyền thống đang
tồn tại trên mạng lưới của VNPT Hà Nội để từ đó đề xuất tập trung đầu tư
nghiên cứu tận dụng lượng cáp đồng, đầu cuối hiện có khi chuyển đổi
công nghệ từ TDM sang IP, bao gồm cả các loại fax G3 trên dùng tín hiệu
điện thoại truyền thống. Luận văn cũng đã đặt vấn đề tập trung nghiên cứu
đầu tư thích hợp khi thực hiện quá trình chuyển đổi công nghệ để đảm bảo
cung cấp sự thuận tiện cho khách hàng, đặc biệt các khách hàng quan trọng
tại thủ đô như cung cấp khả năng giữ số khi chuyển từ TDM sang IP…
Nghiên cứu mạng băng rộng của VNPT Hà Nội và mô hình cung
cấp các dịch vụ trên cùng một cơ sở hạ tầng mạng IP, luận văn đã vận
dụng các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ đã được làm rõ ở
các chương trước để khuyến nghị Viễn thông Hà Nội cần lưu ý tập
trung đầu tư nghiên cứu khi nâng cấp chuyển đổi công nghệ từ TDM
sang mạng IP. Luận văn đưa ra được một số khuyến nghị cụ thể về
các vấn đề như áp dụng các chính sách ưu tiên theo các mức được
quốc tế khuyến nghị, kiểm tra chặt chẽ chất lượng các thiết bị đầu
cuối khi đưa vào mạng, phân nhóm năng lực cáp đồng để cung cấp