BÁO CÁO THỰC TẬP-NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐO ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRUYỀN TẢI TRÊN MẠNG BĂNG RỘNG DI ĐỘNG 3G

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

Hà Nội, 11/ 2013
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH 5
DANH MỤC BẢNG 7
BẢNG DANH MỤC VIẾT TẮT 9
MỞ ĐẦU 11
CHƯƠNG 1. KHẢO SÁT TÌNH HÌNH QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG
DỊCH VỤ VÀ TÌNH HÌNH TIÊU CHUẨN HÓA TRONG
VÀ NGOÀI NƯỚC ĐỐI VỚI DỊCH VỤ TRÊN NỀN
MẠNG BĂNG RỘNG 3G 13
1.1 Tình hình quản lý chất lượng dịch vụ và tiêu chuẩn hóa quốc tế đối
với các dịch vụ trên nền mạng băng rộng 3G 13
1.1.1 Tổ chức ITU-T 13
1.1.2 Tổ chức ETSI 18
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 25
1.2.1 Các tiêu chuẩn/quy chuẩn đã xây dựng 25
1.2.2 Các tiêu chuẩn quy định nội bộ trong các nhà khai thác viễn thông
28
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU CÁC VẤN ĐỀ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN
ĐẾN VIỆC ĐO VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH
VỤ TRÊN MẠNG BĂNG RỘNG 3G 30
2.1 Tổng quan hệ thống UMTS 30
2.1.1 Kiến trúc hệ thống 30
2.1.2 Kiến trúc giao thức 31
2.2 Chất lượng các dịch vụ IP trên mạng UMTS 32
2.2.1 Tổng quan 32
2.3 Hoạt động của giao thức truyền tải TCP/UDP trên mạng UMTS 36
2.3.1 Các dịch vụ dựa trên giao thức UDP 36
2.3.2 Các dịch vụ dựa trên giao thức TCP 37

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

A.3 Đo kiểm VMS tại Thanh Hóa 64
PHỤ LỤC B: KẾT QUẢ ĐO TRUYỀN TẢI TCP TẠI VIỆN CÔNG
NGHỆ BLEKINGE, THỤY ĐIỂN 65
B.1 Upload 65
B.2 Download 66
DANH MỤC HÌNH
Hình 1-1. Mô hình phân loại dịch vụ 14
Hình 1-2. Ánh xạ các yêu cầu về trễ, mất gói tin lên từng loại dịch vụ 14
Hình 1-3. Kiến trúc phân lớp của các dịch vụ IP 17
Hình 1-4. Kiến trúc phân lớp chất lượng dịch vụ trên mạng UMTS 19
Hình 1-5. Ánh xạ giữa thủ tục PDP Context và dịch vụ truyền tải 22
Hình 1-6. Mô hình phân cấp dịch vụ 23
Hình 1-7. Phân lớp dịch vụ 23
Hình 1-8 Dịch vụ truyền tải trên mạng di động 3G 25
Hình 2-9. Thành phần kiến trúc hệ thống UMTS 30
Hình 2-10. Kiến trúc giao thức hệ thống UMTS 31
Hình 2-11. Minh họa kết nối logic từ UE đến Server cung cấp dịch vụ 32
Hình 2-12. Phân lớp chất lượng dịch vụ mạng chuyển mạch gói và các
tham số tương ứng 32
Hình 2-13. Chức năng quản lý QoS đối với hoạt động liên mạng UMTS -
IP 35
Hình 2-14 Mô hình đo truyền tải TCP/UDP 41
Hình 2-15 Đánh giá ảnh hưởng của Gateway trong mô hình đo truyền tải
TCP/UDP 43
Hình 3-16. Mô hình hệ thống đo kiểm chất lượng dịch vụ truyền tải ứng
với kiến trúc phân lớp dịch vụ truyền tải của UMTS 44
Hình 3-17 Kiến trúc giao thức trong hệ thống đo đề xuất 45
Hình 3-18 Sơ đồ khối tổng quát của MQT 48
Hình 3-19 Sơ đồ Khối xử lý kết quả 51
Hình 3-20 Tính biến thiên trễ gói tin 52

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

Bảng B-18 Upload tốc độ 32 kbps 66
Bảng B-19 Upload ở tốc độ 128 kbps 66
Bảng B-20 Upload tốc độ 360 kbps 66
Bảng B-21 Download tốc độ 360 kbps 66
Bảng B-22 Download tốc độ 512 kbps 66
Bảng B-23 Download tốc độ 1024 kbps 67
Bảng B-24 Download tốc độ 3072 kbps 67
8
BẢNG DANH MỤC VIẾT TẮT
Từ viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt
3GPP 3
rd
Generation Partnership Project Dự án đối tác thế hệ thứ 3
AAL ATM Adaption Layer Lớp tương thích ATM
ATM Aschyncronous Transfer Mode Chế độ truyền bất đối xứng
ARQ Automatic Repeat Request Tự động nhắc truyền lại
BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit
CN Core Network Mạng lõi
DMU Diversity Measurement Units Các khối đo kiểm Diversity
ETSI European Telecommunications
Standard Institute
Viện tiêu chuẩn Viễn thông
châu Âu
FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền file
GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ liên mạng GPRS
GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung
GTP GPRS Tunnelling Protocol Giao thức truyền tải gói tin
GPRS
HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao
HTML Hypertext Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn

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

SNMP Simple Network Management
Protocol
Giao thức điều khiển mạng tối
giản
SDU Service Data Unit Đơn vị dữ liệu dịch vụ
TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền
vận
UMTS Universal Mobile
Telecommunications System
Hệ thống viễn thông di động
toàn cầu
UDP User Data Protocol Giao thức dữ liệu người dùng
UE User Equipment Thiết bị người dùng
URL Uniform Resource Locator Tham chiếu tài nguyên
UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access
Network
Mạng Truy nhập vô tuyến mặt
đất UMTS
10
MỞ ĐẦU
Hiện nay, với sự phát triển bùng nổ của các thiết bị di động như máy tính xách tay,
máy tính bảng, điện thoại thông minh,…các dịch vụ trên nền mạng băng rộng di
động cũng càng ngày càng phổ biến và đa dạng hơn. Các dịch vụ như duyệt web,
email, VoIP … trên các thiết bị di động đã trở thành những nhu cầu vô cùng quen
thuộc với người dùng. Sự phát triển đó đặt ra vấn đề cần kiểm soát chất lượng dịch
vụ QoS, đây cũng là mối quan tâm hàng đầu đối với các nhà khai thác mạng cũng
như người dùng hiện nay. Các dịch vụ này hoạt động trên nền mạng truyền tải băng
rộng di động (Bearer Service), và việc đo kiểm, đánh giá chất lượng mạng truyền tải
băng rộng di động là một trong những yếu tố quan trọng để đảm bảo cũng như nâng
cao chất lượng dịch vụ.

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

quan về mạng 3G UMTS cũng như cách thức quản lý chất lượng dịch vụ của nó. Bên
cạnh đó là hoạt động của các giao thức TCP/UDP, là nền tảng của các dịch vụ truyền
tải. Sau đó nhóm nghiên cứu cũng tìm hiểu phương pháp đo đánh giá chất lượng
truyền tải TCP trên mạng UMTS đã được thử nghiệm ở Thụy Điển.
Tiếp theo các cơ sở lý thuyết này, nhóm nghiên cứu đã đưa ra sơ đồ khối chức năng
cho hệ thống đo kiểm chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng di động. Sơ
đồ khối mô tả các khối chức năng cần có và các yêu cầu kỹ thuật cần có của từng
khối. Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu cũng tiến hành khảo sát các giải pháp đo chất
lượng dịch vụ di động từ các hãng sản xuất thiết bị đo lớn trên thế giới như
SwissQual và ASCOM, để có thể có được cái nhìn tổng quan về tình hình đo kiểm
trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng.
Hiện tại thì các nhà sản xuất chưa đưa ra sản phẩm chuyên dụng để đo các tham số
dịch vụ truyền tải như đã quy định trong đề tài 53-12-KHKT-TC. Do đó, trong
chương 4, nhóm nghiên cứu đã đề xuất hệ thống thử nghiệm để đo được các tham số
này. Hệ thống thử nghiệm cũng được phân tích chi tiết về khía cạnh kỹ thuật và tính
khả thi trong phần thứ hai của sản phẩm đề tài “Mô hình thử nghiệm hệ thống đo
kiểm chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng di động 3G”. Cuối cùng,
nhóm nghiên cứu đưa ra các kiến nghị và các kịch bản có thể sử dụng để triển khai
mô hình trên thực tế.
12
CHƯƠNG 1. KHẢO SÁT TÌNH HÌNH QUẢN LÝ CHẤT
LƯỢNG DỊCH VỤ VÀ TÌNH HÌNH TIÊU
CHUẨN HÓA TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
ĐỐI VỚI DỊCH VỤ TRÊN NỀN MẠNG BĂNG
RỘNG 3G
1.1 Tình hình quản lý chất lượng dịch vụ và tiêu chuẩn hóa
quốc tế đối với các dịch vụ trên nền mạng băng rộng 3G
1.1.1 Tổ chức ITU-T
Tổ chức ITU-T đưa ra các tài liệu kỹ thuật khuyến nghị liên quan đến chất lượng
truyền tải các dịch vụ IP, bao gồm: ITU-T G1010, ITU-T Y1540, ITU-T Y1541.

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,

Downloads
(e.g. FTP, still image)
Background
(e.g. Usenet)
Interactive
(delay <<1 s)
Responsive
(delay ~2 s)
Timely
(delay ~10 s)
Non-critical
(delay >>10 s)
Hình 1-1. Mô hình phân loại dịch vụ








T1213050-02
0%
5%
Fax100 ms 1 s
10 s
100 s
Delay
Conversational
voice and video

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

Tốc độ dữ
liệu
Các tham số chỉ tiêu thiết yếu và các giá trị
Trễ một
chiều
Biến
thiên trế
Mất thông
tin
(Chú ý 2)
Khác
Âm
thanh
Âm thanh
thoại
Hai chiều 4-64 kbit/s <150 ms
được ưu tiên
(Chú ý 1)
<400 ms
giới hạn
(Chú ý 1)
< 1 ms < 3% packet
loss ratio
(PLR)
Âm
thanh
Bản tin thoại Chủ yếu một
chiều
4-32 kbit/s < 1 s để phát
lại

< 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

< 10 s < 1% PLR
Chú ý 1 – Giả thiết điều khiển tiếng vọng tích hợp.
Chú ý 2 – Các giá trị chính xác phụ thuộc vào bộ mã/giải mã hóa cụ thể, nhưng giả thiết sử dụng thuật toán giấu
mất gói tin để giảm thiểu hiệu ứng mất gói tin.
Chú ý 3 – Chất lượng rất phụ thuộc vào kiểubộ mã/giải mã hóa và tốc độ bit.
Chú ý 4 – Các giá trị này được coi như các giá trị mục tiêu lâu dài, có thể không được công nghệ hiện thời đáp
ứng.
Bảng 1-2. Các mức ngưỡng đề xuất cho các dịch vụ data
15
Phương
tiện
truyền
Ứng dụng Mức độ đối
xứng
Số lượng
dữ liệu
điển hình
Các tham số chỉ tiêu thiết yếu và các giá trị
Trễ một chiều
(Chú ý)
Biến
thiên trế
Mất thông
tin
Dữ liệu Duyệt web
– HTML
Chủ yếu
một chiều
~10 KB Ưu tiên < 2 s
/trang

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

khiển
Hai chiều ~ 1 KB < 250 ms Không
quy định
0
Dữ liệu Hình ảnh tĩnh Một chiều < 100 KB Ưu tiên < 15 s
Có thể chấp nhận
được < 60 s
Không
quy định
0
Dữ liệu Trò chơi tương
tác
Hai chiều < 1 KB < 200 ms Không
quy định
0
Dữ liệu Telnet Hai chiều
(không đối
xứng)
< 1 KB < 200 ms Không
quy định
0
Dữ liệu
Thư điện tử
(truy nhập
server)
Chủ yếu
Một chiều
< 10 KB Ưu tiên < 2 s
Có thể chấp nhận
được < 4 s

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

ưu tiên thấp
Chủ yếu
một chiều
< 10 KB < 30 s Không
quy định
0
Dữ liệu Usenet Chủ yếu
một chiều
≥ 1 MB Có thể vài phút Không
quy định
0
Chú ý: Trong một số trường hợp thích hơp, có thể coi các giá trị này như các thời gian đáp ứng
16
ITU-T Y.1540
Tài liệu ITU - T Y.1540 [2] đưa ra các tham số dùng để xác định và đánh giá hoạt
động của các dịch vụ viễn thông dựa trên giao thức IP và được áp dụng cho các dịch
vụ end-to-end chạy trên giao thức IPv4. Các tham số đánh giá hoạt động của các dịch
vụ IP được dựa trên cơ sở giám sát các gói tin IP tại các điểm đo (MP).
Hình 1-3. Kiến trúc phân lớp của các dịch vụ IP
Tài liệu này cũng đồng thời đưa ra một số tham số đánh giá chất lượng truyền tải gói
tin IP, dựa trên các thống kê đặt tại các điểm đo như sau:
- Trễ truyền gói tin IP (IP packet transfer delay);
- Biến thiên trễ của gói tin IP;
- Tỷ lệ mất gói.
ITU-T Y.1541
Tài liệu ITU-T Y.1541 [3] đưa ra yêu cầu về các tham số đánh giá và giá trị mức
ngưỡng đề xuất đối với mỗi lớp dịch vụ như Bảng 1 -3.
Bảng 1-3 Chỉ tiêu các lớp dịch vụ trong mạng IP
Tham
Ý nghĩa

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

MT

RAN

CN

EDGE

NODE

CN

Gateway

TE

UMTS

End-to-End Service

TE/MT Local

Bearer Service

UMTS Bearer Service

External Bearer

Service

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.

Tài liệu ETSI 123.107 phân loại dịch vụ được sử dụng cho UMTS thành 4 lớp với
tiêu chí phân loại dựa theo mức độ nhạy cảm về trễ của lớp dịch vụ đó:
• Lớp thoại
• Lớp luồng dữ liệu
• Lớp tương tác
• Lớp cơ bản
Lớp thoại và luồng dữ liệu chủ yếu dành cho các ứng dụng thời gian thực. Lưu lượng
của dịch vụ thoại thời gian thực, ví dụ như video call, và các dữ liệu liên quan được
truyền qua lớp Thoại.
19
Lớp tương tác và lớp cơ bản được áp dụng trên những ứng dụng Internet truyền
thống như WWW, Email, Telnet, FTP. Do đặc điểm yêu cầu về độ trễ ít hơn so với 2
lớp dịch vụ trên, cả 2 loại dịch vụ này đưa ra mức độ sửa lỗi tốt hơn bằng cách mã
hóa kênh và cơ chế truyền lại (retransmission). Lớp tương tác bao gồm các dịch vụ
tương tác như duyệt mail (Email), duyệt web (Web-Browsing). Lớp cơ bản bao gồm
các dịch vụ như download Email, download file. Lưu lượng của lớp tương tác có
mức ưu tiên cao hơn lớp cơ bản, do đó các ứng dụng trên lớp cơ bản chỉ sử dụng
đường truyền khi lớp tương tác không sử dụng. Điều này rất quan trọng trong môi
trường vô tuyến do băng thông thấp hơn so với mạng cố định.
Tiêu chuẩn ETSI 123.107 đồng thời đã đưa ra khái niệm Bộ thuộc tính đặc trưng của
dịch vụ truyền tải (Bearer Service) cho từng lớp dịch vụ như Bảng 1 -4.

20
Bảng 1-4. Bảng xác định các tham số cho từng lớp lưu lượng
Lớp lưu lượng Lớp thoại Lớp luồng
dữ liệu
Lớp tương
tác
Lớp cơ bản
Tốc độ bit cực đại x x x x

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

(QoS Profile). Bộ các tham số này được sử dụng bởi phía nhà cung cấp dịch vụ trong
việc cấp phát và quản lý tài nguyên mạng cho người dùng. Mỗi một bộ các tham số
tương ứng với một thủ tục PDP Context khi người dùng yêu cầu và được lưu trong
Cơ sở dữ liệu của mạng (tại HLR).
21
Hình 1-5. Ánh xạ giữa thủ tục PDP Context và dịch vụ truyền tải
Tuy nhiên, tài liệu này không đưa ra các yêu cầu chỉ tiêu về chất lượng truyền tải
dịch vụ cho người dùng. Do đó nhóm thực hiện đề xuất không lấy ETSI 123.107 làm
tài liệu tham chiếu chính giống như đã đưa ra trong đề tài mã số 31-11-KHKT-TC.
ETSI 122.105 V10.0.0 (2011-05)
Tài liệu ETSI 122.105 [5] đưa ra định nghĩa về “Dịch vụ truyền tải – Bearer Service”
như sau: Dịch vụ truyền tải là khả năng truyền tải thông tin giữa các điểm truy cập
dịch vụ và bao gồm các chức năng của các lớp ở mức thấp (trong mô hình OSI).
Người dùng sẽ chọn tập các giao thức ở lớp trên cho dịch vụ tương ứng.
22
Hình 1-6. Mô hình phân cấp dịch vụ
Tài liệu ETSI 122.105 phân loại 4 lớp lưu lượng truyền tải trên mạng 3G với tiêu chí
đánh giá mức độ ảnh hưởng của trễ và mất thông tin lên các lớp dịch vụ đó.
Hình 1-7. Phân lớp dịch vụ

Tiêu chuẩn này cũng đưa ra các tiêu chí đánh giá hoạt động của dịch vụ, bao gồm:
• Trễ đường truyền: là khoảng thời gian giữa yêu cầu truyền thông tin tại một điểm
truy cập (access point) đến khi nhận được tại một điểm truy cập khác;
• Biến động trễ (Delay variation): hỗ trợ các dịch vụ thời gian thực, thường được
quy định bởi một dải giá trị thay vì một giá trị cố định;
23
• Tỉ lệ lỗi bit: Tỉ lệ giữa các bit bị lỗi trên toàn bộ các bit thông tin được gửi đi,
thường được quy định bởi một dải giá trị thay vì một giá trị cố định;
• Tốc độ dữ liệu: xác định bởi lượng dữ liệu truyền đi giữa 2 điểm truy cập chia
khoảng thời gian truyền.

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

Năm 2012, Viện KHKT Bưu điện đã xây dựng “Dự thảo Quy chuẩn kỹ thuật quốc
gia chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng 3G” [8], trong đó đã đưa ra bộ
các chỉ tiêu chất lượng cho dịch vụ truyền tải miền chuyển mạch gói qua mạng 3G.
Dự thảo định nghĩa “Dịch vụ truyền tải trên mạng di động 3G là dịch vụ viễn thông
truyền tải thông tin giữa hai điểm truy nhập mạng và thực hiện các chức năng của
các lớp thấp (lớp 3 trở xuống) trong mô hình tham chiếu OSI ”
Hình 1-8 Dịch vụ truyền tải trên mạng di động 3G
Các ứng dụng được phân thành 4 nhóm dựa theo yêu cầu về chất lượng dịch vụ khác
nhau: Thoại/thời gian thực, luồng dữ liệu, tương tác, cơ bản.
Các tham số đánh giá chất lượng dịch vụ truyền tải bao gồm: Trễ truyền gói tin 1
chiều (One way delay), Biến thiên trễ truyền gói tin (Packet Delay Variation) và tỷ lệ
mất gói tin (Packet Loss Rate).
25