BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT BƯU ĐIỆN

BÁO CÁO
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐO ĐÁNH
GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRUYỀN TẢI TRÊN MẠNG BĂNG
RỘNG DI ĐỘNG 3G
Mã số: 13-13-KHKT-SP
Chủ trì đề tài: KS. Nguyễn Hữu Hưng
Cộng tác viên: ThS. Trần Trung Phong
ThS. Đỗ Đức Thành
KS. Phùng Anh Tuấn
KS. Nguyễn Quang Vinh
Hà Nội, 11/ 2013
BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT BƯU ĐIỆN

BÁO CÁO
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐO ĐÁNH
GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRUYỀN TẢI TRÊN MẠNG BĂNG
RỘNG DI ĐỘNG 3G
Mã số: 13-13-KHKT-SP
Xác nhận cơ quan quản lý đề tài Chủ trì đề tài
VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT BƯU ĐIỆN


2.3.3 Giao thức TCP trên mạng UMTS-HSDPA 38
2.3.4 Mô hình đo đánh giá truyền tải TCP/UDP trên mạng UMTS 40
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC YÊU CẦU VỀ KỸ
THUẬT ĐỐI VỚI HỆ THỐNG ĐO KIỂM CHẤT
LƯỢNG DỊCH VỤ TRUYỀN TẢI TRÊN NỀN MẠNG
BĂNG RỘNG DI ĐỘNG 3G 44
3.1 Sơ đồ chức năng của hệ thống đo 44
3.2 Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống đo 46
3.2.1 Các yêu cầu chung 46
3.2.2 Yêu cầu đối với MQT 47
3.2.3 Yêu cầu đối với FQT: 50
3.2.4 Yêu cầu với Khối xử lý kết quả đo 50
3.3 Khảo sát các hệ thống đo trên thế giới 52
3.3.1 ASCOM 53
3.3.2 SWISSQUAL 54
CHƯƠNG 4. ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐO
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRUYỀN TẢI
TRÊN MẠNG BĂNG RỘNG DI ĐỘNG 3G VÀ KIẾN
NGHỊ TRIỂN KHAI 57
4.1 Đề xuất mô hình thử nghiệm hệ thống đo đánh giá chất lượng dịch vụ
truyền tải trên mạng băng rộng di động 3G 57
4.1.1 Sơ đồ hệ thống thử nghiệm 57
4.1.2 Mô hình đo thử nghiệm chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng
băng rộng di động 3G 58
4.2 Kiến nghị triển khai 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO 61
PHỤ LỤC A: KẾT QUẢ ĐO KIỂM PING GÓI 32 BIT ĐẾN SERVER
TẠI GGSN 62
A.1 Đo kiểm Viettel ở Bắc Ninh 62
A.2 Đo kiểm VMS tại Bắc Ninh 63

Hình 3-21 Giải pháp “Q-Voice Symphony” của ASCOM 53
Hình 3-22 Giải pháp DMU của Swissqual 54
Hình 4-23 Sơ đồ hệ thống đo thử nghiệm 57
Hình 4-24. Mô hình đo thử nghiệm chất lượng dịch vụ truyền tải 59
6
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1-1. Các mức ngưỡng đề xuất cho các dịch vụ thoại, video 15
Bảng 1-2. Các mức ngưỡng đề xuất cho các dịch vụ data 15
Bảng 1-3 Chỉ tiêu các lớp dịch vụ trong mạng IP 17
Bảng 1-4. Bảng xác định các tham số cho từng lớp lưu lượng 21
Bảng 1-5. Quy định về chất lượng dịch vụ truyền tải đối với các ứng dụng
nhóm thoại/thời gian thực 26
Bảng 1-6. Quy định về chất lượng dịch vụ truyền tải đối với các ứng dụng
nhóm luồng dữ liệu 26
Bảng 1-7. Quy định về chất lượng dịch vụ truyền tải đối với các ứng dụng
nhóm tương tác 27
Bảng 1-8. Quy định về chất lượng dịch vụ truyền tải đối với các ứng dụng
nhóm cơ bản 27
Bảng 1-9 Các chỉ tiêu Round Trip Time miền PS trong mạng 3G của
VNPT 28
Bảng 1-10 QoS và các tham số QoS của mạng VNPT 28
Bảng 1-11 Chỉ tiêu chất lượng mạng toàn trình (end-to-end) trong mạng
truyền tải IP của VNPT 29
Bảng 2-12. Bộ các tham số cấu hình dịch vụ truyền tải 35
Bảng 3-13 Các tham số khi đo kiểm dịch vụ gửi email 55
Bảng A-14 Đo HSDPA Ping mạng Viettel tại Bắc Ninh 62
Bảng A-15 Đo HSDPA Ping mạng VMS tại Bắc Ninh 63
Bảng A-16 Đo HSDPA ping mạng VMS tại Thanh Hóa 64
Bảng B-17 Upload tốc độ 8 kbps 65
7

bản
HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn bản
ITU International Telecommunication
Union
Liên minh Viễn thông Quốc tế
IP Internet Protocol Giao thức Internet
IPLR Internet Protocol Loss Rate Tỷ lệ mất gói tin IP
IPTD Internet Protocol Transfer Delay Trễ truyền gói tin IP
IPDV Internet Protocol Delay Variation Biến thiên trễ gói tin IP
LAN Local Area Network Mạng cục bộ
MTU Maximum Transfer Unit Đơn vị truyền lớn nhất
MQT Mobile QoS Test-equipment Thiết bị đo kiểm chất lượng di
động
FQT Fixed QoS Test-equipment Thiết bị đo kiểm chất lượng cố
định
OSI Open Systems Interconnection Mô hình tham chiếu kết nối các
hệ thống mở
9
PDCP Packet Data Convergence Protocol Giao thức hội tụ dữ liệu gói
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công
cộng
PDP Packet Data Protocol Giao thức dữ liệu gói
RLC Radio Link Control Điều khiển lớp vô tuyến
RNC Radio Network Controller Thiết bị điều khiển mạng vô
tuyến
RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức đặt trước tài nguyên
RTP Real-time Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian
thực
SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ phục vụ GPRS
SMS Short Message Service Dịch vụ nhắn tin ngắn

Năm 2012, Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu Điện thuộc Học viện Công nghệ Bưu
Chính Viễn Thông đã thực hiện đề tài 53-12-KHKT-TC, xây dựng “Dự thảo Quy
chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng 3G”. Dự
thảo quy chuẩn đã chia các ứng dụng trên mạng băng rộng di động thành 4 nhóm dựa
trên sự nhạy cảm về trễ và mất gói tin của các ứng dụng. Các tham số để đánh giá là
“trễ gói tin một chiều”,”biến động trễ gói tin” và “tỷ lệ mất gói tin”.
Nối tiếp công việc đó, nhóm nghiên cứu đã tiếp tục thực hiện đề tài “Nghiên cứu xây
dựng thử nghiệm hệ thống đo đánh giá chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng
rộng di động 3G”. Mục đích chính của đề tài là nghiên cứu để xây dựng các yêu cầu
kỹ thuật cho hệ thống đo, từ đó đề xuất một hệ thống đo thử nghiệm có tính khả thi
và phương án thực hiện một số bài đo cụ thể.
Sản phẩm đề tài có 2 phần:
1. Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu xây dựng thử nghiệm hệ
thống đo đánh giá chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng di động
3G”.
2. Mô hình thử nghiệm hệ thống đo kiểm chất lượng dịch vụ truyền tải trên
mạng băng rộng di động 3G.
Tài liệu này là phần thứ nhất trong bộ sản phẩm, báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài
“Nghiên cứu xây dựng thử nghiệm hệ thống đo đánh giá chất lượng dịch vụ truyền
tải trên mạng băng rộng di động 3G”.
Báo cáo kết quả đề tài gồm có 4 chương. Chương đầu tiên tiến hành khảo sát tình
hình quản lý chất lượng và tiêu chuẩn hóa đối với dịch vụ truyền tải trên mạng băng
rộng cố định trong và ngoài nước. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành rà soát các tiêu
11
chuẩn và tài liệu kỹ thuật có liên quan của các tổ chức quốc tế lớn là ITU-T và ETSI.
Về phần trong nước, có dự thảo đề tài 53-12-KHKT-TC đã đề cập ở trên, cùng với
đó nhóm nghiên cứu cũng tiến hành rà soát một số tiêu chuẩn quy định liên quan
trong nội bộ của VNPT.
Chương 2 trình bày một số các vấn đề lý thuyết liên quan đến việc đo và đánh giá
chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng di động. Phần này trình bày tổng

ITU-T G1010
Tiêu chuẩn ITU – T G1010 [1] đưa ra các tham số chính ảnh hưởng đến chất lượng
dịch vụ tại phía người dùng đầu cuối, bao gồm:
- Trễ (Delay)
- Biến động trễ (Delay variation)
- Mất thông tin
Tiêu chuẩn này phân loại dịch vụ thành 4 lớp, dựa trên tiêu chí về mức độ nhạy cảm
với trễ và mất thông tin của dịch vụ đó, không phụ thuộc vào công nghệ mạng đang
được sử dụng (IP, ATM, có dây, không dây):
13
T1213060-02
Fax
Error
tolerant
Conversational
voice and video
Voice/video
messaging
Streaming audio
and video
Error
intolerant
Command/control
(e.g. Telnet,
interactive games)
Transactions
(e.g. E-commerce,
WWW browsing,
Email access)
Messaging,

Voice/video
messaging Streaming
audio/video
Command
/control

(e.g. Telnet,
Interactive games)
Transactions
(e.g. E-commerce,
Web-browsing,
E-mail access)
Messaging,
Downloads
(e.g. FTP, still image)
Background
(e.g. Usenet)
Packet Loss
Zero
loss
Hình 1-2. Ánh xạ các yêu cầu về trễ, mất gói tin lên từng loại dịch vụ
Tiêu chuẩn ITU - T đưa ra yêu cầu về mức ngưỡng đối với các chỉ tiêu chất lượng kỹ
thuật như sau:
14
Bảng 1-1. Các mức ngưỡng đề xuất cho các dịch vụ thoại, video
Phương
tiện
truyền
Ứng dụng Mức độ đối
xứng

< 2 s để ghi
lại
< 1 ms < 3% PLR
Âm
thanh
HÌnh ảnh
luồng dữ liệu
chất lượng
cao
Chủ yếu một
chiều
16-128
kbit/s
(Chú ý 3)
< 10 s << 1 ms < 1% PLR
Video Videophone Hai chiều 16-384
kbit/s
< 150 ms
được ưu tiên
(Chú ý 4)
<400 ms
giới hạn
< 1% PLR Lip-synch
(Hình ảnh
động và
môi đồng
bộ hóa):
< 80 ms
Video Một chiều Một chiều 16-384
kbit/s

Có thể chấp nhận
được < 4 s /trang
Không
quy định
0
Dữ liệu Chuyển/phục
hồi dữ liệu khối
Chủ yếu
một chiều
10 KB-10
MB
Ưu tiên < 15 s
Có thể chấp nhận
được < 60 s
Không
quy định
0
Dữ liệu Các dịch vụ
giao dịch – mức
độ ưu tiên cao,
ví dụ thương
mại điện tử,
ATM
Hai chiều < 10 KB Ưu tiên < 2 s
Có thể chấp nhận
được < 4 s
Không
quy định
0
Dữ liệu Lệnh/ điều

Không
quy định
0
Dữ liệu Thư điện tử
(server - server
transfer)
Chủ yếu
một chiều
< 10 KB Có thể vài phút Không
quy định
0
Dữ liệu Fax ("thời gian
thưc")
Chủ yếu
một chiều
~ 10 KB < 30 s/trang Không
quy định
<10
-6
BER
Dữ liệu Fax (lưu trữ và
chuyển tiếp)
Chủ yếu
một chiều
~ 10 KB Có thể vài phút Không
quy định
<10
-6
BER
Dữ liệu Các giao dịch

Lớp QoS
17
Lớp 0 Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5
IPTD
Thời gian trễ
trung bình
100ms
400ms 100ms 400ms 1s U
IPDV
Biến động trễ
50ms 50ms U U U U
IPLR
Tỉ lệ mất gói
1*10e-3 1*10e-3 1*10e-3 1*10e-3 1*10e-3
U
Trong đó, giá trị mất gói (IPLR) dựa trên các nghiên cứu, chỉ ra rằng các ứng dụng
thoại chất lượng cao và các bộ mã hóa/giải mã thoại bị ảnh hưởng rất ít với giá trị
IPLR tương đương 10exp-3.
1.1.2 Tổ chức ETSI
ETSI 123.107 V11.0.0 (2012-01)
Tài liệu ETSI 123.107 [4] đưa ra khái niệm về chất lượng dịch vụ như sau.
Các dịch vụ mạng được xem như là end-to-end, tức là từ một đầu cuối đến đầu cuối
khác. Một dịch vụ end-to-end có một chất lượng dịch vụ (QoS) xác định cho người
dùng sử dụng dịch vụ đó. Người dùng sẽ quyết định có thỏa mãn với chất lượng dịch
vụ được cung cấp hay không.
Kiến trúc phân lớp dịch vụ truyền tải UMTS được mô tả trong Hình 1 -4.
18

TE


UMTS Bearer Service

Radio Access Bearer Service

CN Bearer

Service

Backbone

Bearer Service

RAN Access

Bearer Service

Radio Bearer

Service

Physical Radio
Bearer Service

Physical
Bearer Service

Hình 1-4. Kiến trúc phân lớp chất lượng dịch vụ trên mạng UMTS
Chất lượng dịch vụ truyền tải của một mạng được xác định bởi các đặc tính và chức
năng được thiết lập từ nguồn đến đích của dịch vụ đó. Dịch vụ truyền tải (bearer
service) cho phép giám sát chất lượng dịch vụ QoS đã thỏa thuận trước.

Trình tự phát x x x x
Kích thước SDU
tối đa (octet)
x x x x
Thông tin định
dạng SDU
x x x
Tỷ lệ lỗi SDU x x x x
Tỷ lệ lỗi bit dư x x x x
Phát đi các SDU
bị lỗi
x x x
Trễ truyền tin
(ms)
x x
Tốc độ bit đảm
bảo
x x
Ưu tiên điều
khiển lưu lượng
x x
Ưu tiên cấp
phát/duy trì
x x x x
Thống kê nguồn x x
Chỉ dẫn báo hiệu x
Tóm lại, tài liệu này đưa ra được mô hình quản lý chất lượng dịch vụ trong mạng
UMTS và phân dịch vụ người dùng thành 4 lớp: Lớp thoại, lớp luồng dữ liệu, lớp
tương tác và lớp cơ bản. Tài liệu đồng thời đưa ra bộ các thuộc tinh chất lượng
truyền tải dịch vụ (UMTS Bearer Service) với các tham số đặc trưng cho từng lớp

ETSI 102.250 - x
Bộ tiêu chuẩn ETSI TS 102 250-x [6] đưa ra các yêu cầu đối với chất lượng dịch vụ
3G với các tiêu chuẩn thành phần như sau:
• ETSI TS 102 250-1: xác định các vấn đề liên quan đến chất lượng dịch vụ của
mạng GSM và 3G. Mỗi dịch vụ sẽ có bộ chỉ tiêu chất lượng dịch vụ tương ứng.
Các bộ chỉ tiêu này được xây dựng sao cho người sử dụng cuối có thể xác định,
cảm nhận hoặc định lượng được;
• ETSI TS 102 250-2: định nghĩa các tham số chất lượng dịch vụ phổ biến của
mạng GSM, 3G và cách tính toán xác định các tham số này. Các tham số được
qui định dựa trên nguyên tắc chung nêu trong ETSI TS 102 250-1. Trong tiêu
chuẩn này, các khái niệm, định nghĩa về tham số được chia thành hai phần: khái
niệm trừu tượng và phương pháp đo qui định các điểm kích hoạt tương ứng. Các
phép đo không phụ thuộc vào hạ tầng mạng cụ thể và có thể áp dụng chung cho
các mạng khác nhau;
• ETSI TS 102 250-3: các thủ tục cơ bản khi sử dụng thiết bị đo chất lượng dịch
vụ;
• ETSI TS 102 250-4: các yêu cầu đối với thiết bị đo chất lượng dịch vụ. Thiết bị
đo đáp ứng các yêu cầu trong tiêu chuẩn này sẽ cho phép thực hiện các phép đo
đạt được độ tin cậy yêu cầu;
• ETSI TS 102 250-5: các bài đo cơ bản, cho phép thực hiện đo so sánh
(benchmarking) chỉ tiêu chất lượng dịch vụ giữa các mạng GSM và 3G khái
nhau.;
• ETSI TS 102 250-6: phương pháp thống kê và xử lí số liệu sau khi đo;
• ETSI TS 102 250-7: xác định phương pháp lấy mẫu, mô tả các phép đo chất
lượng dịch vụ của mạng GSM, trong đó kết quả thu được bằng cách áp dụng
thống kê nội suy.
24
1.2 Tình hình quản lý chất lượng dịch vụ và tiêu chuẩn hóa
trong nước đối với các dịch vụ trên nền mạng băng rộng 3G
1.2.1 Các tiêu chuẩn/quy chuẩn đã xây dựng