HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

BÀI GIẢNG BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI

Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông

CHỦ BIÊN: ThS. GVC Hoàng Trọng Minh
1. ThS. GVC Hoàng Trọng Minh (Chủ biên)
2. ThS. Nguyễn Thanh Trà
3. Dƣơng Thanh Tú
4. Phạm Anh Thƣ Hà Nội - 4/2013
i
LỜI NÓI ĐẦU
Hạ tầng truyền thông trong những năm gần đây đã và đang trong giai đoạn biến
chuyển mạnh mẽ và đa dạng trên cả khía cạnh kỹ thuật và công nghệ. Với xu hƣớng

MỤC LỤC ii
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT v
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ viii
DANH MỤC CÁC BẢNG x
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN KẾT
NỐI 1
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1
1.2 NGUYÊN TẮC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 2
1.2.1 Các vấn đề chung của điều khiển 2
1.2.2 Cách tiếp cận điều khiển hệ thống viễn thông 4
1.3 CÁC THUỘC TÍNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 8
1.4 CÁC GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG VIỄN THÔNG 12
1.4.1 Điều khiển cung cấp QoS 12
1.4.2 Tiếp cận RACS và RASF 16
1.4.3 Điều khiển cấu trúc 19
1.4.4 Điều khiển trạng thái 21
1.5 KIẾN TRÚC VÀ PHÂN LOẠI BÁO HIỆU 22
1.5.1 Phân loại báo hiệu 22
1.5.2 Một số đặc tính của báo hiệu 24
1.5.3 Chức năng báo hiệu trong mô hình OSI 25
1.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG 28
CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH 30
2.1 KIẾN TRÚC MẠNG HỘI TỤ THEO HƢỚNG MÁY CHỦ CUỘC GỌI 30
2.1.1 Mô hình kiến trúc mạng 33
2.1.2 Các giải pháp kết nối 36
2.1.3 Chức năng mặt bằng báo hiệu và điều khiển 39
2.2 HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 41
iii
iv
3.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 111
CHƯƠNG 4: BÁO HIỆU TRONG PHÂN HỆ ĐA PHƯƠNG TIỆN IP
IMS 113
4.1 KIẾN TRÚC PHÂN HỆ ĐA PHƢƠNG TIỆN IP 113
4.1.1 Mô hình kiến trúc IMS 114
4.1.2 Các thành phần chức năng 116
4.1.3 Các giao thức của IMS 122
4.2 HOẠT ĐỘNG CỦA SIP TRONG IMS 123
4.2.1 Đặc tính kỹ thuật 123
4.2.2 Các thủ tục báo hiệu SIP trong IMS 124
4.3 CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU KHÁC TRONG IMS 128
4.3.1 Giao thức Diameter 128
4.3.2 Giao thức COPS 130
4.3.3 Nén báo hiệu trong IMS 131
4.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 133
CHƯƠNG 5: BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI LIÊN MẠNG 135
5.1 XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN KIẾN TRÚC MẠNG 135
5.1.1 Hội tụ mạng cố định và di động 135
5.1.2 Cấu trúc FMC dựa trên IMS 136
5.1.3 Mô hình tham chiếu IMS trong FMC 137
5.2 GIAO THỨC TRUYỀN TẢI BÁO HIỆU SIGTRAN 143
5.3 KẾT NỐI LIÊN MẠNG IMS-CS 151
5.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 153
TÀI LIỆU THAM KHẢO 155
Bussiness Support System
Hệ thống trợ giúp kinh doanh
CAC
Call Admission Control
Kỹ thuật điều khiển chấp nhận cuộc
gọi
CBQ
Class Based Queuing
Hàng đợi dựa trên phân lớp dịch vụ
COPS
Common Open Policy Service
Giao thức dịch vụ chính sách mở
chung
CoS
Class Of Service
Phân lớp dịch vụ
CSMA/CA
Carrier Sense Multiple Access
with Collision Avoidance
Đa truy nhập cảm nhận sóng mang/
tránh xung đột
CSMA/CD
Carrier Sense Multiple Access
With Collision Detection
Giao thức đa truy nhập cảm nhận sóng
mang/ dò tìm xung đột
DECT
Digital European Cordless
Telecommunications
Hệ thống viễn thông không dây số của

IETF
Internet Engineering Task
Force
Tổ chức đặc nhiệm kỹ thuật internet
IMS
IP Multimedia Subsystem
Phân hệ đa phƣơng tiện
IN
Inteligent Network
Mạng thông minh
IP
Internet Protocol
Giao thức Internet
ISDN
Integrated Service Digital
Network
Mạng dịch vụ tích hợp số
ISUP
ISDN User Part
Phần ngƣời sử dụng cho mạng ISDN
ITU
International
Telecommunication Union
Liên minh Viễn thông Quốc tế
LLC
Logical Link Control
Điều khiển liên kết dữ liệu
LTI
Linear and Time-Invariant
Tuyến tính và bất biến theo thời gian

NUM
Network Utility Maximization
Bài toán tối ƣu hiệu năng mạng
OSI
Open System Interconnection
Mô hình kết nối hệ thống mở
PLMN
Public Land Mobile Network
Mạng di động mặt đất
PLMR
Public Land Mobile Radio
Vô tuyến di động mặt đất công cộng
PMD
People Making Decision
Quyết định của ngƣời điều hành
QoS
Quality of Service
Chất lƣợng dịch vụ
RAB
Radio Access Bearer
Kênh mang truy nhập vô tuyến
RACS
The Resource and Admission
Control Sub-System1
Phân hệ điều khiển chấp nhận và tài
nguyên
vii

Điểm báo hiệu
SPC
Stored Program Control
Điều khiển theo chƣơng trình ghi sẵn
SPDF
Service-Based Policy Decision
Function
Chức năng quyết định chính sách dịch
vụ
TCP
Transmission Control Protocol
Giao thức điều khiển truyền dẫn
TDM
Time Division Mode
Phƣơng thức chia thời gian
TUP
Telephone User Part
Phần ngƣời sử dụng cho mạng thoại
UTRAN
UMTS Terestrial Radio
Access Network
Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất
UMTS
VoIP
Voice over Internet Protocol
Truyền thoại theo giao thức internet
WAN
Wide Area Network
Mạng diện rộng
WFQ

Hình 2.7: Mã điểm theo tiêu chuẩn ANSI và ITU 44
Hình 2.8: Cấu hình nút và liên kết mạng SS7 45
Hình 2.9: Trƣờng thông tin lớp 3 của bản tin báo hiệu 46
Hình 2.10: Lƣu đồ báo hiệu cho cuộc gọi ISDN 51
Hình 2.11: Các thành phần mạng H.323 52
Hình 2.13: Chức năng của một Gatekeeper 54
Hình 2.14: Mô hình kết nối báo hiệu trong H.323 55
Hình 2.15: Tiến trình xử lý báo hiệu một cuộc gọi đơn giản trong H.323 56
Hình 2.16: Cấu trúc của hệ thống SIP 59
Hình 2.17: Kiến trúc điều khiển của MEGACO 68
Hình 2.18: Giao thức MEGACO trong mô hình OSI 69
Hình 2.19: Mô tả cuộc gọi MEGACO 71
Hình 2.20: Lƣu đồ các bản tin xử lý cuộc gọi qua giao thức MEGACO/H248 73
Hình 2.21: Kiến trúc giao thức BICC 76
ix
Hình 2.22: Cấu trúc các nút mạng BICC 77
Hình 2.23: Cấu trúc chức năng nút dịch vụ 78
Hình 2.24: Cấu trúc chức năng nút dàn xếp dịch vụ 78
Hình 2.25: Mô hình giao thức của BICCC 79
Hình 3.1: Lộ trình phát triển các thế hệ mạng di động 84
Hình 3.2: Các thành phần cơ bản của hệ thống GSM 85
Hình 3.3: Phân lớp chức năng của SS7 trong mạng GSM 86
Hình 3.4: Vị trí các giao diện trong hệ thống GSM 88
Hình 3.5: Các thủ tục chuyển vùng qua MAP/E 89
Hình 3.6: Các điều hành của MAP trong trƣờng hợp cuộc gọi từ mạng PSTN 90
Hình 3.7: Điều hành MAP liên quan tới dịch vụ bản tin ngắn SMS 91
Hình 3.8: Mô hình khái niệm mạng IN 93

Hình 5.3: Điểm hội tụ và chức năng FMC 140
Hình 5.4: Kiến trúc giao thức SIGTRAN 143
Hình 5.5 : Bộ giao thức SIGTRAN 144
Hình 5.6: Vị trí chức năng và hoạt động của M2UA 146
Hình 5.7: Vị trí chức năng và hoạt động của M2PA 147
Hình 5.8: Vị trí chức năng và hoạt động của M3UA 149
Hình 5.9: Vị trí chức năng và hoạt động của SUA 150
Hình 5.10: Kiến trúc kết nối liên mạng IMS-CS 151
Hình 5.11: Bản tin thiết lập cuộc gọi giữa ngƣời dùng IMS gọi ngƣời dùng CS 152
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1: Các giao diện và giao thức cơ bản của hệ thống GSM 87
1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN
KẾT NỐI
Tóm tắt: Nội dung của chương khái quát các vấn đề chung liên quan tới báo hiệu
và điều khiển kết nối bao gồm các khái niệm, mô hình, nguyên lý chung và phân
loại các kiểu báo hiệu trong mạng truyền thông hiện nay. Bên cạnh các kiến thức cơ
sở về điều khiển và báo hiệu, trong chương sẽ đưa ra các chức năng của hoạt động
báo hiệu và điều khiển kết nối trên khía cạnh mô hình tham chiếu.
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Hệ thống viễn thông ngày nay đã trở thành một phần quan trọng không thể thiếu
của hạ tầng truyền thông trong xã hội. Sự phát triển đa dạng các dịch vụ đã tạo ra
hàng loạt các sức ép mới không chỉ đối với nhà cung cấp dịch vụ mà còn tác động
trực tiếp tới các nhà khai thác và triển khai hạ tầng. Bên cạnh khả năng đáp ứng các
yêu cầu cung cấp dịch vụ bằng các giải pháp kỹ thuật và công nghệ kết nối mới,
mục tiêu tối ƣu mạng bằng các phƣơng pháp điều khiển hiện đại cũng đƣợc đặt ra
nhƣ là vấn đề then chốt của các nỗ lực cải thiện hiệu năng mạng. Vì vậy, các vấn đề

thuyết điều khiển cung cấp các bộ công cụ mạnh để xây dựng các hệ thống tƣơng
thích và bền vững. Ví dụ, bằng công cụ mô hình hóa toán học các hành vi của một
hệ thống cho thấy sự trái ngƣợc giữa tƣơng thích và bền vững, hệ thống có độ tƣơng
thích lớn càng dễ bất ổn định. Nhằm tiếp cận hệ thống viễn thông dƣới góc độ lý
thuyết điều khiển, mục này khái quát các khái niệm và thành phần chung của lý
thuyết điều khiển.

Hình 1.1: Mô hình chung của một hệ thống điều khiển
3
Một hệ thống điều khiển có hồi tiếp đƣợc minh họa trên hình 1.1. Giả thiết
chung cho các thành phần của hệ thống là liên tục, tuyến tính và bất biến thời gian.
Đƣa một tín hiệu đầu vào u, hệ thống đáp ứng đầu ra y đƣợc bổ sung tín hiệu nhiễu
loạn không điều khiển đƣợc w. Mục tiêu điều khiển là duy trì đầu ra tại một số giá
trị tham chiếu r ngay cả khi có nhiễu bằng một bộ điều khiển. Bộ điều khiển so sánh
giá trị tín hiệu tham khảo với tín hiệu đầu ra đo đƣợc b (có thể xuất hiện lỗi đo
lƣờng). Bộ điều khiển chọn một tín hiệu điều khiển u nhằm đảm bảo đầu ra tƣơng
lai phù hợp với đầu vào tham chiếu bất kể lỗi đo hoặc các dao động.
Nhƣ vậy, toàn bộ hệ thống và thành phần bộ điều khiển đều đặc trƣng bởi một
đầu vào và một đầu ra với đầu ra phụ thuộc vào đầu vào. Hệ thống điều khiển đƣợc
chia thành hai loại: hệ thống không điều khiển mở và hệ thống điều khiển đóng. Hệ
thống phức tạp bao gồm nhiều bƣớc điều khiển đệ quy và cần đƣợc mô hình hóa
nhằm tƣờng minh các bƣớc và xác định đƣợc hiệu quả điều khiển.
a, Vấn đề mô hình hóa
Mô hình hóa một hệ thống đƣợc bắt đầu từ việc phân tích và xác định đặc tính
hoạt động của hệ thống và các thành phần thiết bị. Trong đó gồm quá trình xác định
bản chất vật lý của các thành phần, các giới hạn hoạt động và kiểu hoạt động của hệ
thống (tuyến tính hay phi tuyến). Các thành phần của hệ thống đƣợc mô tả trong

dẫn tới đầu ra y
1
, đầu vào u
2
dẫn tới đầu ra
y
2
thì đầu vào (k
1
u
1
+k
2
u
2
) dẫn tới đầu ra (k
1
y
1
+k
2
y
2
). Vì vậy, nếu y
1
=G(u
1
) và
y
2

Hệ thống viễn thông hiện nay sử dụng hai phƣơng pháp chuyển mạch: chuyển
mạch kênh cho các ứng dụng điện thoại truyền thống và chuyển mạch gói cho các
ứng dụng phi thoại. Xu thế hiện nay cho thấy kỹ thuật chuyển mạch gói hiện đang
tiếp tục chiếm ƣu thế do hiệu quả sử dụng tài nguyên so với các hệ thống sử dụng
kỹ thuật chuyển mạch kênh. Các hệ thống viễn thông này hoạt động trên cơ sở của
giao thức Internet (IP). Một hệ thống viễn thông có thể biểu diễn nhƣ một hệ thống
phức hợp, phân tán qua các miền lớn để cung cấp hạ tầng cho chuyển phát và phân
phối thông tin từ nguồn tới đích. Các cơ chế điều hành tự động đƣợc thực hiện bởi
các chƣơng trình và thuật toán ghi sẵn. Hoạt động điều hành phụ thuộc chủ yếu vào
một số thiết bị nhằm hiệu chỉnh mô hình điều hành và cấu trúc liên kết nối cũng nhƣ
các giải pháp quyết định của ngƣời điều hành tác động vào phƣơng thức hoạt động
của mạng. Tất cả các thành phần đó có thể coi nhƣ một phức hệ điều khiển của
mạng truyền thông. Hiệu quả sử dụng tài nguyên mạng đƣợc xác định qua số lƣợng
gói tin chuyển phát thành công tới đích bằng các tuyến đƣờng đi tối ƣu dƣới các yêu
cầu cung cấp chất lƣợng dịch vụ tới ứng dụng.
Khái niệm về điều khiển rất rộng và thƣờng đƣợc hiểu bởi hai thuật ngữ là điều
khiển và quản lý. Tổ chức quản lý cho mạng viễn thông thƣờng chỉ ra cấp cao nhất
là quyết định của ngƣời điều hành PMD (People Making Decision). Một hệ thống
viễn thông thông dụng thƣờng cho thấy có nhiều phƣơng pháp điều khiển trong
mạng viễn thông và quyết định cuối thuộc về PMD. Vì vậy, có thể tồn tại nhiều mô
hình điều khiển trong mạng viễn thông, việc phát triển một mô hình điều khiển nào
đó phải dựa trên cấu trúc biểu diễn của mô hình điều khiển bằng các mô hình. Đặc
tính chủ chốt của các hệ thống phức nhƣ các mạng viễn thông là không thể biểu
diễn bằng một mô hình toán học đơn nhất. Các hệ thống này đƣợc biểu diễn bởi các
mô hình khác nhau. Mỗi mô hình tƣơng xứng với lý thuyết hệ thống chỉ phản ánh
đƣợc một số đặc tính của hệ thống ví dụ nhƣ: Đặc tính tổng quát của hệ thống (tính
toàn vẹn, ổn định, giám sát, điều khiển, mở, động, độ tin cậy …); Đặc tính cấu trúc

để phân loại các đặc tính và tạo ra các bƣớc điều khiển đơn lẻ.
3. Ngôn ngữ định nghĩa tình huống không chỉ phản ánh tất cả thực tế số học và các
mối quan hệ sử dụng đặc tính hóa đối tƣợng điều khiển mà còn lƣợng hóa các
hiểu biết không thể hình thức bằng toán học.
7
4. Phân loại các tình huống và tổ hợp vào trong các lớp dƣới các quyết định điều
khiển đơn bƣớc thƣờng mang tính trừu tƣợng và chủ quan. Điều này cho thấy
thông tin về tình huống và quyết định điều khiển đƣợc đƣa ra bởi hệ chuyên gia.
Tuy nhiên, sự hiểu biết của chuyên gia trong giai đoạn đầu có thể không đáp ứng
đƣợc các tình huống hiện thời đối với một hệ thống lớn.
5. Hƣớng dẫn và luật điều khiển đóng vai trò quan trọng trong các quyết định điều
khiển. Các luật này có tên là luật ánh xạ logic LTR (Logic Transfromational
Rule) đƣợc khởi tạo bởi các chuyên gia và định nghĩa lại trong các xử lý điều
hành hệ thống.
6. Các hệ thống điều khiển tình huống không nhằm mục tiêu điều khiển tối ƣu mà
chỉ hƣớng tới hiệu quả không xấu hơn đối với cơ chế điều hành nhân công. Điều
này có đƣợc là do có thể đƣa ra các quyết định khách quan trong cả trƣờng hợp
bình thƣờng hay tới hạn nên còn đƣợc gọi là phƣơng pháp kinh nghiệm.
7. Hơn nữa, các quyết định từng bƣớc không xác định chiến lƣợc điều khiển cho
các đối tƣợng điều khiển thời gian thực. Các đối tƣợng này cần có các quyết
định đệ quy để có đƣợc quyết định cuối cùng.
Các vấn đề trên cho thấy các hệ thống viễn thông sử dụng tiếp cận điều khiển
tình huống và cần có các tiêu chuẩn phù hợp để đánh giá định tính hoặc định lƣợng
các yêu cầu điều khiển. Thêm vào đó, sự phân loại các hệ thống viễn thông thành
các miền mạng (cục bộ, vùng và diện rộng) nên điều khiển thƣờng thuộc lớp cao
của kiến trúc. Ví dụ, một số bài toán điều khiển đƣợc thực hiện qua hàm mục tiêu
chuẩn hóa nhƣ định tuyến hay điều khiển chống tắc nghẽn cũng vẫn là các điều

x t x x x
. Nếu một phép
đo có thể thực hiện không có lỗi thì biểu thức tất định sau có thể tồn tại.
( ) ( )y t Hx t
(1.1)
Trong đó, H là hệ số tăng (hoặc giảm) dƣới phép đo x(t). Nếu có lỗi trong phép
đo hoặc nhiễu trong kênh giám sát v(t) thì biểu thức 1.1 thành biểu thức ngẫu nhiên
nhƣ dƣới đây.
( ) ( ) ( )y t Hx t v t
(1.2)
Các giá trị của y(t) từ biểu thức 1.7 có thể dùng trực tiếp cho điều khiển. Nếu
phƣơng trình giám sát là ngẫu nhiên thì y(t) là tiến trình ngẫu nhiên. Để sử dụng
trong một thuật toán điều khiển, ta cần xác định trạng thái
ˆ
()xt
. Trong các điều kiện
thực, biểu thức 1.2 là mẫu từ các kết quả đánh giá:
9
12
( ) ,y , ,y
T
n
y t y
(1.3)
Vì vậy, biểu thức giám sát trở thành rời rạc và thể hiện qua biểu thức sau
k k k
y Hx v

n
cp k
k
xx
n



(1.5)
Với n là kích thƣớc mẫu. Cũng phƣơng pháp tiếp cận, ta có thể tính toán độ phân
tán của mẫu bằng biểu thức.

22
1
1
ˆˆ
()
1
n
k
k
xx
n





(1.6)
Trong biểu thức trên, phần

1
ˆ ˆ ˆ
()
k k k k
x x y x


  
(1.7)
Theo lý thuyết phân hoạch, cả hai công thức (1.5) và (1.6) đều có thể sử dụng
cho điều khiển. Việc sử dụng công thức (1.5) cho điều khiển tự động có thể dẫn tới
trễ đáp ứng, hay trễ quyết định trong trƣờng hợp sử dụng phƣơng pháp điều khiển
tình huống. Các đánh giá đệ quy là tính toán cho từng bƣớc điều khiển và cho phép
quyết định trong thời gian thực. Hiển nhiên, cả hai phƣơng pháp đều có một số ràng
buộc nhất định nhƣ sau: Đối với các thống kê mẫu, khi đƣợc tạo bởi một số mô
phỏng rời rạc (giám sát rời rạc)
, 1,2, ,
k k k
y Hx v k n  
(1.8)
Nếu H=1, ta có
k k k
y x v
(1.9)
Biểu thức trên có thể biểu diễn một tình huống giám sát điện thoại điển hình với
tiến trình ngẫu nhiên x(k) biểu diễn cuộc gọi với nhiễu trắng Gassian v(k). Giám sát
ngẫu nhiên cho cả hai tiến trình, sự ngẫu nhiên của đối tƣợng giám sát có thể có vài
khía cạnh khác nhau và chuỗi thống kê có thể tạo theo nhiều cách khác nhau. Để
lấy thống kê mẫu cần có một số bƣớc: xác lập lớp của đối tƣợng giám sát (giá trị
ngẫu nhiên hay tiến trình ngẫu nhiên); và tạo mẫu theo lựa chọn theo công thức

và tốc độ mẫu
1/
dd
f


với giá trị
d

là khoảng thời gian giữa hai lần
lấy mẫu. Việc lựa chọn tham số này phụ thuộc vào việc sử dụng các thống kê
12
, , ,
n
y y y
.
Nếu thống kê đƣợc sử dụng cho đánh giá mẫu có giá trị trung bình
1
1
ˆ
n
cp K
K
x n x




thì khoảng thời gian giữa các giá trị ra cần chọn độc lập với các giá
trị lân cận. Điều đó có nghĩa hệ số tƣơng quan tiến tới giá trị Zero.

thống có thể chuyển tới trạng thái bất ổn định khi tham số hoặc hoạt động đầu vào
không đúng. Các hệ thống bền vững đƣa ra các đáp ứng giới hạn với các đầu vào
giới hạn. Điều đó có nghĩa là tồn tại điều kiện ràng buộc giá trị đầu ra theo đầu vào.
( )/ ( )dy t dx t 
(1.11)
12
Hệ thống bền vững hoàn toàn khi ổn định với bất kỳ đầu vào nào. Độ ổn định hệ
thống có thể đƣợc nhìn nhận từ một số khía cạnh khác nhau: độ ổn định lyapunov,
độ ổn định xác suất, độ ổn định trung bình và độ ổn định thực tế.
Đặc tính bất biến của hệ thống là khả năng duy trì một số trạng thái đầu ra khi có
một số hoạt động khác biệt tại đầu vào. Ví dụ giám sát một hệ thống
( ) ( ) ( ) ( )y t H t x t S t
(1.12)
Trƣờng hợp hệ thống bất biến nếu bất kỳ một hoạt động đầu vào v(t) nào đều
không dẫn tới các đáp ứng không mong muốn
()y t y
.
1.4 CÁC GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG VIỄN THÔNG
1.4.1 Điều khiển cung cấp QoS
Cung cấp QoS cho các dịch vụ mạng luôn là vấn đề then chốt của các hệ thống
truyền thông và thƣờng gắn liền với các giải pháp quản lý mạng. Các thuật toán
điều khiển hệ thống viễn thông phải tính tới hàng loạt các đặc tính nhƣ: trạng thái
phân tán của mạng trên cả khía cạnh không gian và thời gian; trễ khác nhau giữa
các vòng điều khiển kết nối trạng thái và các phần tử mạng; nguyên tắc điều khiển
manager/agent đƣợc thực hiện dƣới tƣơng tác của các đối tƣợng điều khiển tách
biệt; tƣơng tác giữa các phần tử mạng đƣợc thực hiện qua một tập giao thức phân
cấp để xử lý tuần tự dữ liệu điều khiển.

tuyến thỏa mãn yêu cầu chất lƣợng dịch vụ của một luồng dữ liệu cụ thể. Thông
14
thƣờng, chỉ một hoặc hai điều kiện ràng buộc đƣợc đƣa ra làm cơ sở tính toán
tuyến. (iii) Kỹ thuật dự trữ tài nguyên thƣờng đƣợc sử dụng trong các mạng IP dựa
trên giao thức dự trữ tài nguyên nhằm dành trƣớc tài nguyên cho luồng lƣu lƣợng.
Kỹ thuật cho mặt bằng dữ liệu. Đó là một nhóm kỹ thuật liên quan trực tiếp tới
các luồng lƣu lƣợng ngƣời sử dụng. Một số kỹ thuật điển hình nhƣ quản lý bộ đệm,
tránh tắc nghẽn, lập lịch và xếp hàng, phân loại và chia cắt lƣu lƣợng. Kỹ thuật quản
lý bộ đệm làm giảm các gói tin điều khiển đợi tại hàng đợi truyền dẫn. Mục tiêu
quan trọng nhất là tối thiểu hóa độ dành trung bình hàng đợi tại tốc độ cao nhằm
tăng độ hiệu dụng kênh. Bên cạnh đó, kỹ thuật quản lý bộ đệm nhằm phân bổ công
bằng không gian đệm giữa các luồng lƣu lƣợng khác nhau. Giải pháp hiện nay sử
dụng cơ chế quản lý bộ đệm tích cực để giải quyết các khả năng tắc nghẽn ví dụ nhƣ
thuật toán loại bỏ gói sớm RED (Random Early Detection). Khi RED đƣợc áp dụng,
chuỗi gói tin bị cắt bỏ dựa trên độ dài trung bình nhằm tránh các khả năng từ chối
phục vụ. Kỹ thuật tránh tắc nghẽn hỗ trợ mức tải mạng thấp hơn một chút thông
lƣợng mạng thông qua giải pháp cắt tải lƣu lƣợng.
Tiếp cận đánh dấu gói tin đƣợc sử dụng để định nghĩa một mức dịch vụ cụ thể
cho các gói tin khác nhau. Việc đánh dấu gói tin thƣờng đƣợc thực hiện tại các đầu
vào bộ định tuyến qua thủ tục gán một số giá trị vào trƣờng chức năng đặc biệt của
tiêu đề gói tin.
Mục tiêu chính của các kỹ thuật lập lịch và xếp hàng là lựa chọn một gói tin cụ
thể từ bộ đệm để đƣa vào kênh truyền. Tùy thuộc vào hàm mục tiêu xử lý gói tin tại
đầu ra mà cơ chế xử lý dựa trên một số luật cụ thể nhƣ: vào trƣớc ra trƣớc FIFO
(First In – First Out), hàng đợi trọng số công bằng WFQ (Weight Fair Queuing) hay
hàng đợi dựa trên phân lớp dịch vụ CBQ (Class Based Queuing)
Mục tiêu của xử lý chia cắt lƣu lƣợng là điều khiển tốc độ và kích thƣớc các