1

DANH
SÁCH CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮTA
API Application
Program Interface
ARQ Admission Request
ATM Asynchronous Transfer Mode
AF Assured forwarding
ASN Autonomous System Number
B
BGP Border Gateway Protocol
BA Behavior Aggregate
C
CAR Commited Access Rate
CPE Customer Premise Equipment
CIR Committed Information Rate
CATV Community Antenna Television
Crtp compressed Real-time Transport Protoco
CQ Custom Queuing
CBWFQ Class-Based Weighted Fair Queuing
CL Controlled Load
CS Class – Selector
CPU Central Processing Unit
CDT Congestive Discard Threshold
D

DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing

GS Guaranteed Service

HHTML Hyper Text Mark Language
HDLC Hyper level Data Link Control
HQO Hold-queue
IIPH IP Header

IETF Interrnet Engineering Task Force

IGP Interior Gateway Protocol

IS-IS Intermediate System - Intermediate System

ISP Internet Service Provider

IXP Internet Exchange Point

ISDN Integrated Services Digital Network

IP MTU IP Maximum Transfer Unit

International Telecommunication Union -

ITU-T

Maximum Transfer Unit
MCML PPP Multi- Class Multilink Point-to-Point Protocol

MLP Multiling PPP

MPPC Microsoft Point – to – point Compression

MAC Medium Access Control

NNH Next Hop

NLRI Network Layer Reachability Information

OOSPF Open Shortest Path First

PPSTN Public Switched Telephone Network

4

PE Provider Edge


SDH Synchronous Digital Hierarchy
SMTP Simple Mail Transfer Protocol SS7
Signalling System No 7
SVC Switched virtual circuit

SONET Synchronous Optical Network

SLA Service Level Agreement

STAC Stacker

SQL Structured Query Language
TTCP Transmission Control Protocol

TDM Time Division Multiplex

5

TTL Time-to-Live

TAC Technical Assistance Center

U

6

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng

1-1

So

sánh

công

nghệ

mạng

hiện

tại


cuối
25
Bảng

2-1

Giá

trị

IP

Precedence

và

DSCP

trong

các

PHB
36
Bảng

2-2

So


Precedence

tương

ứng

với

3

bits

ToS
47
Bảng

3-2

Phạm

vi

sử

dụng

của

các


7

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ðỒ THỊ

DANH SÁCH CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
1

DANH MỤC CÁC BẢNG 6

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ðỒ THỊ 7

LỜI NÓI ðẦU 11

Mục Lục 13

CHƯƠNG 1 MẠNG THẾ HỆ MỚI (NGN) 16

Bảng

1-1



mạng

ña

truy

nhập
23

Hình

1.5

Một

ví

dụ

về

trễ

mạng
24

Bảng

1-2

Các

kỹ

thuật

QoS

trong

mạng

IP
27

Hình

2.2

Mô

hình

dịch

vụ

IntServ
29



trong

trường

DSCP
34

Bảng

2-1

Giá

trị

IP

Precedence

và

DSCP

trong

các

PHB
36

Bảng

2-2

So

sánh

ñặc

ñiểm

cơ

bản

của

hai

mô

hình

QoS
40 8



hình

mạng

ñầu

cuối

ñến

ñầu

cuối

non-RSVP
43

CHƯƠNG 3: PHÂN LOẠI, PHÂN MẢNH 45

VÀ NÉN GÓI DỮ LIỆU TRONG KỸ THUẬT QoS 45

Hình

3.1

Mô

tả



bits

ToS
47

Hình

3.2

Nguyên

lý

hoạt

ñộng

của

LFI
50

Hình

3.3

Minh

họa

các

giải

thuật

nén
52

Hình

3.4

Minh

họa

thuật

toán

nén

tiêu

ñề
53

Hình


54

Hình

3.6

Cơ

chế

nén

tiêu

ñề

RTP
55

CHƯƠNG 4: KỸ THUẬT QoS TRONG 57

ðIỀU KHIỂN TẮC NGHẼN 57

Hình

4.1

Thuật

toán


của

CAR
61

Hình

4.4

Lưu

ñồ

chức

năng

của

CAR
62 9

Hình

4.6



ñợi

FIFO
68

Hình

4.9

Cơ

chế

hoạt

ñộng

của

CQ
69

Hình

4.10

Một

trường

tính

toán

băng

thông

và

ñộ

trễ

tối

ña
71

Hình 4.12 minh họa một ví dụ cấu hình CQ trên router của một chi nhánh 73

Hình

4.12

Ví

dụ

cấu


Một

Ví

dụ

cấu

hình

hàng

ñợi

PQ
77

Hình

4.15

Cơ

chế

hoạt

ñộng


CHƯƠNG 5: KỸ THUẬT QoE TRONG MẠNG NGN 86

Bảng 5.1. Thống kê về sự quan tâm ñến khái niệm QoE và QoS 87

Bảng 5.2. Thống kê về mức ñộ phổ biến của khái niệm QoE và QoS (8/2008) 88

Hình 5.1. ðánh giá theo hệ thị giác chủ quan của người sử dụng 90

Bảng5. 3: Ánh xạ từ các tham số QoS sang QoE của dịch vụ truy nhập web sử dụng
WAP/ xHTML trong mạng di ñộng 92

Hình 5.2. Mô hình ñánh giá QoE cần sự so sánh giữa hình ảnh gốc và hình ảnh ñầu
nhận 94 10

Hình 5.3. Mô hình MPQM ñánh giá QoE của IPTV 95

Hình 5.4. Mô hình MPQM 96

Hình 5.5. Mô hình V-factor 97

Hình 5.5 Thang ñiểm ñánh giá chất lượng dịch vụ QoE và QoS 101

Hình 5.6: Thể hiện QoE trong ðiều khoản của QoS 102


cầu này, một số nhà sản xuất thiết bị viễn thông và một số tổ chức nghiên cứu
về viễn thông ñã ñưa ra các ý tưởng và mô hình về cấu trúc mạng thế hệ mới
(Next Generation Network – NGN).
NGN không phải là mạng hoàn toàn mới, mạng này dựa trên cơ sở chuyển
mạch và truyền dẫn gói IP và hướng tới là MPLS. Tuy nhiên bên cạnh những
ưu thế nổi bật, một yêu cầu ñặt ra ñối với mạng NGN là ñảm bảo chất lượng
truyền tải âm thanh và dữ liệu. ðây thực sự là một thách thức khó khăn về
mặt công nghệ, vì các dịch vụ khác nhau có các yêu cầu về chất lượng dịch vụ
khác nhau. Do vậy song song với tiến trình xây dựng mạng NGN thì việc
triển khai các kỹ thuật QoS cũng phải ñược thực thi ñồng thời nhằm ñảm bảo
các yêu cầu mà dịch vụ ñưa ra.
1. Luận văn tốt nghiệp cao học của tôi là “NGHIÊN CỨU CẤC CƠ CHẾ
ðẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ QoS, QoE TRONG MẠNG NGN”
Nội dung gồm 6 chương:
Chương 1 – Mạng thế hệ mới (NGN).
Giới thiệu tổng quan về mạng thế hệ mới. Tác giả phân tích xu thế phát
triển của mạng viễn thông ngày nay. Các ñặc ñiểm về dịch vụ, công nghệ và
kiến trúc mạng NGN triển khai trên hạ tầng các mạng riêng lẻ có sẵn. Phân
tích các tham số ñánh giá chất lượng dịch vụ mạng và những yêu cầu cần
ñược giải quyết.

12

Chương 2 – Chất lượng dịch vụ (QoS).
Phân tích những yêu cầu cần thiết phải triển khai QoS trong mạng NGN,
các khái niệm, các kỹ thuật triền khai và các giao thức báo hiệu trong QoS.
Chương 3 – Phân loại, phân mảnh và nén gói dữ liệu trong kỹ thuật QoS.
Phân tích các cơ chế phân loại, phân mảnh và nén gói dữ liệu trong kỹ
thuật QoS. Các ưu, nhược ñiểm của những cơ chế này trong việc góp phần
nâng cao chất lượng dịch vụ.

DANH MỤC CÁC BẢNG 6
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ðỒ THỊ 7
LỜI NÓI ðẦU 11
MỤC LỤC 13
CHƯƠNG 1 MẠNG THẾ HỆ MỚI (NGN) 16
1.1 KHÁI NIỆM 16
1.2 CÁC ðẶC ðIỂM CỦA MẠNG NGN 17
1.3 KIÊN TRÚC DỊCH VỤ CỦA MẠNG THẾ HỆ MỚI 18
1.4 CÁC THAM SỐ ðÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG 22
1.4.1 Băng thông
23
1.4.2 Trễ
23
1.4.3 Trượt (Jitter)
24
1.4.4 Mất gói (Loss Packet)
25
CHƯƠNG 2 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ (QoS) 26
2.1 KHÁI NIỆM 26
2.2 CÁC KỸ THUẬT QoS (hay còn gọi là các mô hình dịch vụ QoS) 27
2.2.1 Dịch vụ cố gắng tối ña (Best Effort)
28 14

2.2.2 Dịch vụ tích hợp (Integrated Service)
28
2.2.4 So sánh hai mô hình kiến trúc QoS chính
39

4.1.2 Phương pháp loại bỏ ngẫu nhiên (RED)
59
4.1.4 Tốc ñộ truy nhập cam kết (CAR)
61 15

4.1.5 Sửa dạng lưu lượng (GTS)
63
4.2 ðIỀU KHIỂN TẮC NGHẼN 66
4.2.1 Hàng ñợi vào trước ra trước (FIFO)
67
4.2.2 Hàng ñợi tuần tự (CQ)
68
4.2.3 Hàng ñợi ưu tiên (PQ)
74
4.2.4 Hàng ñợi cân bằng trọng số (WFQ)
78
CHƯƠNG 5: KỸ THUẬT QoE TRONG MẠNG NGN 86
5.1 LIÊN QUAN GIỮA QoS VÀ QoE 88
5.2 ðO ðẠC À KIỂM SOÁT QoE 91
5.3 KHẢO SÁT QoE CHỦ QUAN 97
5.4 MỤC TIÊU CÁC BIỆN PHÁP CỦA QoE 99
Lời kết 103
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 104
TÀI LIỆU THAM KHẢO 105

tâm và nghiên cứu về chiến lược phát triển mạng NGN nhưng vẫn chưa có
một ñịnh nghĩa chính xác và thống nhất nào cho mạng NGN. Sau ñây là
những khái niệm tương ñối chung nhất khi ñề cập ñến NGN

Mạng hội tụ (hỗ trợ cho cả lưu lượng thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng
hội tụ).

Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong
mạng).

Mạng ña dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau).


Mạng nhiều lớp (mạng ñược phân phối ra nhiều lớp mạng có chức năng
ñộc lập nhưng hỗ trợ nhau thay vì một khối thống nhất như trong mạng
TDM - Time Division Multiplex). 17

1.2 CÁC ðẶC ðIỂM CỦA MẠNG NGN

Sự phát triển của các dịch vụ truyền thông hiện nay sẽ hướng ñến việc các
nhà cung cấp dịch vụ cần có sự mềm dẻo ñể có thể phục vụ ñược cả thị
trường lớn và nhỏ. Các quyết ñịnh về việc cung cấp dịch vụ của họ có thể có
nhiều vấn ñề phải quyết như giá cả, việc ñóng gói, tiếp thị và sự thuận tiện
như là các dịch vụ thực tế họ cung cấp. Khi có nhiều phương tiện truyền tin,
nhà cung cấp dịch vụ, nhà cung cấp thiết bị và các doanh nghiệp thương mại
khác, tất cả phối hợp ñể cung cấp các dịch vụ cho người sử dụng.
Dưới ñây là trình bày một số ñặc trưng dịch vụ quan trọng trong môi trường

các dịch vụ mới từ các nhà cung cấp khác,.…

Dễ dàng sử dụng. ðó là việc làm trong suốt ñối với người sử dụng
về tính phức tạp của thu thập, xử lý, chế tạo và truyền thông tin. Nó cho
phép dễ dàng sử dụng và truy nhập các dịch vụ mạng, bao gồm giao diện
người sử dụng cho phép tương tác giữa người và mạng một cách tự nhiên,
cung cấp các thông tin, trợ giúp, lựa chọn ñộng theo ngữ cảnh (nhạy ngữ
cảnh), quản lý một cách trong suốt các tương tác ña dịch vụ, cung cấp các
menu khác nhau cho những người chưa có kinh nghiệm ngược lại với
những người ñã có kinh nghiệm, và cung cấp môi trường thống nhất cho tất
cả các dạng truyền thông.

Quản lý và chế tạo các dịch vụ cá nhân: Nó bao gồm khả năng của
người sử dụng ñể quản lý các thông tin cá nhân của họ, các dịch vụ
mạng cung cấp, giám sát thông tin sử dụng và tính cước.

Quản lý thông tin thông minh: Nó giúp người sử dụng quản lý tình
trạng quá tải thông tin bằng việc ñưa khả năng tìm kiếm, sắp xếp, và
lọc các bản tin hoặc dữ liệu.
1.3 KIÊN TRÚC DỊCH VỤ CỦA MẠNG THẾ HỆ MỚI

Mạng thế hệ mới ra ñời cùng với việc tái kiến trúc mạng, tận dụng tất cả
các ưu thế về công nghệ tiên tiến ñể phát triển, kiến trúc mạng NGN dựa trên
mạng chuyển mạch gói và cung cấp nhiều dịch vụ mới.
Mạng thế hệ sau ñược tổ chức dựa trên các nguyên tắc cơ bản sau:


ðáp ứng nhu cầu cung cấp các loại hình dịch vụ viễn thông phong phú,

ña dạng về dịch vụ và phương tiện.


Dễ dàng mở rộng dung lượng, phát triển các dịch vụ viễn thông mới.


ðộ linh hoạt và tính sẵn sàng cao của mạng.
Sau ñây chúng ta xem xét quá trình tiến hóa về cấu trúc từ mạng hiện có
lên cấu trúc mạng NGN (hình 1.1)
Một kiến trúc NGN khả thi phải ñược hỗ trợ của nhiều nhà cung cấp
dịch vụ, nội dung khác nhau. Mỗi nhà cung cấp mạng hay dịch vụ là một thực
thể riêng lẻ với mục tiêu kinh doanh và cung cấp dịch vụ khác nhau, và có
thể sử dụng những kỹ thuật và giao thức khác nhau, nhưng tất cả ñều
phải ñược truyền qua mạng một cách thông suốt từ ñầu cuối ñến ñầu cuối.

Một mạng tương lai phải hỗ trợ tất cả các loại kết nối, thiết lập
ñường truyền trong suốt cả cho các phương thức truyên dẫn hữu tuyến cũng
như vô tuyến. Vì vậy, mạng NGN sẽ tiến hóa lên từ mạng truyền dẫn
hiện tại (phát triển thêm chuyển mạch gói) và từ mạng Internet công
cộng (hỗ trợ thêm chất lượng dịch vụ QoS). Chiến lược phát triển mạng xem
(hình 1.2)


Tương lai mạng ña dịch vụ

ðiều

khiển

và

quản

lý

các
dịch

vụ

truy

nhập

Dịch

vụ

Content


Wireline

Access
Wireless

Access
Cable

Access

Các
mạng truy nhập, truyền dẫn,
chuyển mạch riêng lẻ
Liên mạng trên cơ sở IP Hình 1.3 Sự hội tụ giữa các mạng



Cáp quang

Cáp quang

Cáp ñồng

Cáp xoắn băng rộng

Cáp ñồng trục

Modem cáp

Wifi, Wimax
IP qua vệ tinh

Mạng truy nhậpEthernet

Tổng ñài PSTN

ðịnh tuyến IP

Chuyển mạch ATM

Chuyển mạch quang

Chuyển mạch Frame Relay


1.4.1 Băng thông
Thuật ngữ băng thông thể hiện ñộ rộng về băng tần ñược cấp phát cho một
ñường truyền dẫn dịch vụ. ðược sử dụng ñể chỉ khả năng truyền một lượng
dữ liệu của một giao thức, phương tiện hoặc của một kết nối. Nói chung, kết
nối của các dịch vụ ñược ñảm bảo sẽ có các yêu cầu ñối với mạng ñể cấp
phát một lượng băng thông tối thiểu.
Ví dụ một mạng có kiến trúc ña truy nhập ví dụ như Frame Relay, ATM.
Băng thông thực tế ñạt ñược dựa trên thỏa thuận kết nối dịch vụ giữa nhà
cung cấp với khách hàng hay giữa các nhà cung cấp khác nhau.

Hình 1.4 Băng thông trong mạng ña truy nhập
Như vậy cách tốt nhất ñể giải quyết vấn ñề băng thông là dành càng
nhiều băng thông cho các kết nối càng tốt. Tuy nhiên thực tế ñể tăng băng
thông, ngoài chi phí phát triển mạng lưới còn phát sinh các vấn ñề trễ như
trong các mạng hội tụ nhiều dịch vụ.
1.4.2 Trễ
Tất cả các gói tin trong mạng ñều trải qua những khoảng trễ nhất ñịnh
tuỳ theo ñiều kiện của từng chặng trên nút mạng. Nếu mạng không bị tắc
nghẽn, các router sẽ không cần có hàng ñợi, do ñó trễ chuyển gói sẽ không
còn. ðiều này làm giảm rất nhiều ñộ trễ gói trong mạng. Nếu mạng bị tắc
nghẽn, trễ hoặc tràn hàng ñợi sẽ ảnh hưởng rất lớn tới gói và gây ra sự biến ñổi
trễ của gói. Sự biến ñổi trễ của mỗi gói là khác nhau và ñiều này gọi là jitter.
Tóm lại trễ mạng là biến ñổi và khó xác ñịnh trước nó phụ thuộc vào nhà
cung cấp, trạng thái các tuyến trong mạng, vấn ñề tắc nghẽn, Trong một số
trường hợp nhà cung cấp có thể giới hạn trễ này tùy theo thỏa thuận mức dịch
vụ giữa nhà cung cấp và khách hàng hay giữa các nhà cung cấp với nhau (xem
hình 1.5). Ngoài ra còn có các trễ cố ñịnh có thể xác ñịnh ñược như: Trễ mã
hóa,
trễ hàng ñợi, trễ sửa dạng và trễ nén.

Hình 1.5 Một ví dụ về trễ mạng


Trễ chuyển tiếp và xử lý ( Forwading/ Processing Delay): Trễ xuất hiện
do nút nguồn gửi gói ñi chậm so với tốc ñộ quy ñịnh. Loại trễ này phụ
thuộc vào băng thông của kết nối cũng như kích thước gói ñược gửi ñi.


Trễ mã hóa G.729 (5 ms)

5 msTrễ mã hóa G.729 (10 ms/frame)

20 msTrễ ñóng gói bao gồm trong trễ mã hóaTrễ xếp hàng trên trung kế 64 kbps6 ms

Trễ chuyển nối tiếp trên trung kế 64 kbps

3 msTrễ truyền lan (trên các dây riêng)

32 msTrễ mạng (Vd Frame Relay)