CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG VoIP

CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ
TRONG VoIP
3.1 Tổng quan về chất lượng dịch vụ trong VoIP
VoIP sử dụng mạng nền gói (cụ thể là mạng IP) để truyền các gói tin thoại qua
mạng. Tuy nhiên tại nơi thu các gói tin có thể bị mất hay trễ phụ thuộc vào môi trường
mạng cụ thể lúc đó: ví dụ như mạng bị lỗi, tắc nghẽn hay gói tin bị trễ qua các thành phần
mạng…Điều này làm giảm chất lượng thoại tại đầu thu, và do truyền dẫn thoại là truyền
dẫn thời gian thực nên phía thu không thể yêu cầu mạng truyền lại các gói tin bị mất. Do
mạng điện thoại PSTN truyền thống với các đặc điểm ưu việt về chất lượng thoại đã từ lâu
trở thành một phương tiện không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta nên
dịch vụ VoIP phải làm sao cung cấp trong mạng PSTN truyền thống.
Chất lượng dịch vụ được hiểu một cách đơn giản là “khả năng của mạng làm thế
nào để đảm bảo và duy trì các mức thực hiện nhất định cho mỗi ứng dụng theo như các yêu
cầu đã được chỉ rõ của mỗi người sử dụng”. Nhìn chung, chất lượng dịch vụ được quyết
định bởi các user ở hai đầu cuối thoại. Do đó nhà cung cấp dịch vụ mạng đảm bảo QoS
người sử dụng yêu cầu và thực hiện các biện pháp để duy trì mức QoS khi điều kiện mạng
bị thay đổi vì các nguyên nhân như nghẽn, hỏng thiết bị hay sự cố liên kết. Chất lượng dịch
vụ cũng được phân cấp để tiện cho các nhà cung cấp dịch vụ tính toán và đảm bảo QoS
trong các kế hoạch truyền dẫn cụ thể của mình. Đối với các nhà cung cấp dịch vụ truyền
thông, chất lượng dịch vụ thường được đánh giá bằng các phương pháp phản hồi từ phía
khách hàng. Phương pháp này không mang lại hiệu quả cao khi mà tính phức tạp và phạm
vi của các mạng viễn thông hiện đại ngày một tăng, đòi hỏi một phương pháp có tính tổng
thể để đánh giá một cách toàn diện cho dịch vụ thoại. Công nghiệp viễn thông chấp nhận
một con số chung để mô tả chất lượng dịch vụ, chất lượng cuộc gọi được gọi là điểm đánh
giá trung bình: Mean Opinion Score (MOS). MOS dao động từ 1 (mức tồi) đến 5 (mức tốt
nhất). Các nhà cung cấp vào mức MOS này để đưa ra mức chất lượng dịch vụ phù hợp cho
dịch vụ của mình.
Bảng 3.1: Điểm đánh gia trung bình MOS.
Mức chất lượng Mức (Điểm) MOS
Xuất sắc 5
Tốt 4

Bình thường 3
Nghèo 2
Tồi 1
Đối với dịch vụ VoIP khi mạng truyền dẫn là mạng IP, các tham số hay các yếu tố
ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng dịch vụ và cần được đưa ra các chỉ số giới hạn là
• Băng thông.
• Trễ.
• Jitter (Biến động trễ).
• Mất thông tin.
• Tiếng dội.
• Độ tin cậy.
Tổ chức ITU đã phát triển mô hình E trong khuyến nghị G107 để đánh
giá chất lượng dịch vụ của mạng VoIP. Mô hình E đã chứng minh được tính
ưu việt của nó trong việc thiết lập kế hoạch truyền dẫn trong thực tế. Kết quả
của mô hình E là một giá trị truyền dẫn chung gọi là “Transmission Rating
Factor” (R) thể hiện chất lượng đàm thoại giữa người nói và người nghe. R
dao động từ 1 đến 100 tuỳ thuộc vào các sơ đồ mạng cụ thể. Giá trị R càng
lớn thì mức chất lượng dịch vụ càng cao. Đối với dịch vụ thoại qua IP, mô
hình E là một công cụ đắc lực để đánh giá chất lượng dịch vụ. Mô hình E có
thể được sử dụng để hiểu các đặc điểm của mạng và thiết bị ảnh hưởng như
thế nào đến chất lượng thoại trong mạng VoIP. Mô hình E tạo ra sự suy giảm
R cho các loại mạng khác nhau và các thiết bị khác. Các yếu tố ảnh hưởng
đến sự suy giảm R là loại mã hoá, độ trễ, tiếng dội, mất gói, và thuật toán mã
hoá thông tin. Giá trị đầu ra của mô hình E có thể chuyển thành giá trị MOS
tương ứng để đánh giá chất lượng dịch vụ.
Bảng 3.2: Định nghĩa các loại chất lượng truyền dẫn thoại.
Giá trị R
Loại chất lượng truyền dẫn
thoại
Mức độ hài lòng của người sử dụng

90 ≤ R  100 Tốt nhất Rất hài lòng
80≤ R <90 Mức cao Hài lòng
70 ≤ R <80 Mức trung bình Một số người không hài lòng
60 ≤ R <70 Mức thấp Nhiều người không hài lòng
50 ≤ R <60 Mức nghèo Hầu như tất cả không hài lòng
Chú ý: Với giá trị R nhỏ hơn 50 không được khuyến nghị
3.2 Chất lượng dịch vụ trong VoIP
3.2.1 Chất lượng dịch vụ QoS
QoS được hiểu một cách đơn giản là khả năng của mạng làm thế nào để đảm bảo và
duy trì các mức thực hiện nhất định cho mỗi ứng dụng dịch vụ theo như yêu cầu mà người
sử dụng đã chỉ ra.
QoS là đặc tính có thể điều khiển và hoàn toàn xác định đối với các tham số có khả
năng định lượng.
Mô hình tham khảo cho QoS
1
N
Mạng A Mạng B
Đầu cuối Đầu cuối


QoS QoS
node I node N
QoS Mạng A QoS Mạng B
QoS end-to-end
Hình 3.1 Mô hình tham khảo cho chất lượng dịch vụ end-to-end.
Mô hình tham khảo QoS end-to-end thường có một hoặc vài mạng tham gia, mỗi
mạng lại có thể có nhiều node.
• Mỗi mạng tham gia này có thể đưa vào trễ, tổn thất hoặc lỗi do việc ghép
kênh, chuyển mạch hoặc truyền dẫn vì thế nó ảnh hưởng tới QoS.
• Hơn nữa, các biến động thống kê ở lưu lượng xuất hiện trong mạng cũng có

thể gây tổn thất do tràn bộ đệm hoặc do các liên kết nối các node mạng bị
nghẽn.
• Mạng có thể thực hiện định hình giữa các node hay giữa các mạng để tối
thiểu hoá tích luỹ trong biến động trễ và tổn thất.
• Về nguyên tắc, người sử dụng không cần biết đặc tính kỹ thuật của các mạng
tham gia miễn là mạng chuyển được lưu lượng đảm bảo QoS end-to-end.
Chất lượng dịch vụ phụ thuộc vào tính kết hợp của nhiều yếu tố: các thành phần
mạng, có chế xử lý ở hai điểm đầu cuối, cơ chế điều khiển trong mạng. Đối với các thành
phần mạng (cơ sở hạ tầng vật lý) thông thường có 3 thành phần quan trọng: thiết bị đầu
cuối, phương tiện truyền dẫn và thiết bị chuyển mạch (các thiết bị trung chuyển trên
mạng). Đối với mỗi phần có các yêu cầu về QoS tương ứng. Nhìn chung QoS được các
User ở hai đầu cuối truyền thông quyết định. Nhà cung cấp dịch vụ sẽ nắm bắt được đánh
giá QoS thông qua ý kiến khách hàng MOS.
Với các loại mạng khác nhau thì việc xử lý thông tin và yêu cầu về chất lượng dịch
vụ cũng có những đặc điểm khác nhau: PSTN, ISDN, ATM,...liên quan đến truyền dữ
liệu/thoại/video...với kiểu truyền chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói...Với PSTN thời
gian thực là quan trọng (cả trễ), tiếng vọng và tỷ lệ BER vì chủ yếu dịch vụ trên PSTN là
thoại, còn đối với các mạng gói thì lại chú ý đến băng thông, trễ,biến động trễ và các cơ
chế điều khiển trong mạng...
VoIP QoS: VoIP là sự tích hợp truyền thoại ttrên nền IP. Nếu chỉ dựa trên Internet là
mạng “best effort” thì rõ ràng kỹ thuật VoIP không có vấn đề QoS thực sự nào (không đảm
bảo về chất lượng cũng như phân biệt về các loại hình lưu lượng truyền qua mạng này).
Thực tế, VoIP để truyền thoại nên phải đảm bảo thời gian thực, phải cung cấp được mức
chất lượng dịch vụ tương đương với mức chất lượng đã được mạng truyền thống PSTN
cung cấp.
3.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng thoại trong VoIP
Chất lượng thoại bị ảnh hưởng trực tiếp bởi nhiều yếu tố, có thể chia làm 6 chiều
hướng QoS ảnh hưởng đến đầu cuối sử dụng sau:
• Độ khả dụng (Availability): yếu tố suy hao thiết bị và độ ổn định.
• Băng thông (cả loại thoả thuận và burst).

• Tiếng vọng.
• Trễ (delay or latency): trễ xử lý, gói hoá, truyền dẫn nối tiếp, bộ đệm và
hàng đợi, chuyển mạch...
• Biến động trễ: gồm jitter và Wander.
• Tổn thất (mất) gói hay tỉ lệ lỗi bit BER.
3.2.2.1 Độ ổn định
Độ ổn định cũng là mộtyếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ. Người
sử dụng đã quen sử dụng mạng PSTN truyền thống với độ ổn định rất cao. Mạng PSTN có
khả năng truyền cuộc gọi cả ngày lẫn đêm và vào tất cả các ngày trong năm do đó mạng
VoIP hiện đại cũng phải đáp ứng được độ ổn định tương tự. Một năm có 60*60*24*365
hay 31.536.000 giây. Giả thiết một mạng khả dụng 99% thời gian thì số giờ mạng không sử
dụng là 87,6 giờ, khoảng thời gian này là tương đối lớn. Nếu giá trị độ khả dụng là 99,99%
thì thời gian mạng không hoạt động chỉ là 50 phút một năm. Tất nhiên nhà cung cấp dịch
vụ cần có nhiều cơ chế dự phòng và khắc phục lỗi để đảm bảo điều này.Bảng sau chỉ ra
tính sẵn sàng của mạng và thời gian ngừng hoạt động:
Bảng 3.2: Tính sẵn sàng của mạng.
Tính sẵn sàng của mạng
Tổng thời gian ngừng hoạt động trong
một năm
99% 3.65 ngày
99.5% 1.825 ngày
99.9% 8.76 giờ
99.95% 4.38 giờ
99.99% 52.56 phút
99.995% 26.28 phút
99.999% 5.25phút

Ngày nay, thông số QoS khả dụng của mạng thường vào khoảng 99,995%, hay
khoảng 26 phút ngừng hoạt động trong một năm, kết nối khôi phục nhỏ hơn 4 giờ. Cũng có
sự khác nhau giữa độ khả dụng và độ tin cậy của mạng từ góc nhìn của từng người sử dụng

và từ góc nhìn mạng tổng thể. Thông số QoS khả dụng thường được quy cho mỗi vị trí
hoặc liên kết riêng lẻ. Một người sử dụng khó tính có thể than phiền rằng một liên kết chỉ
sẵn sàng 99,7% trong tháng sẽ được nhắc nhở rằng mạng sẽ đáp ứng 99,99% sẵn sàng như
được quảng cáo và hứa hẹn là áp dụng cho toàn bộ mạng.
3.2.2.2 Băng thông
Là tốc độ truyền thông tin (tính bằng KB/giây, MB/giây…). Bình thường trong môi
trường mạng LAN, băng thông càng lớn càng tốt.
Rất nhiều mạng số liệu không được thiết kế cho nhu cầu băng tần theo thời gian
thực của tín hiệu thoại. Các mạng này thông thường không yêu cầu các dòng dữ liệu gói
hoá phải tới đích trong một khung thời gian hẹp (với độ trễ tương đối thấp). Khi dịch vụ
thoại được triển khai trên các hệ thống mạng này, một số các phương pháp được thực hiện
nhằm đảm bảo việc truyền dẫn thoại theo thời gian thực, tuy vậy chất lượng thoại vẫn sẽ bị
ảnh hưởng một khi các cơ chế này hoạt động không như mong muốn. Mặc dù tín hiệu
thoại chỉ yêu cầu một băng tần tương đối thấp nhưng nó đòi hỏi phải có tính ổn định cao và
trực tiếp.
Tuy nhiên, trong một mạng tích hợp dữ liệu và thoại, ta phải quyết định xem mỗi
dịch vụ phải sử dụng bao nhiêu băng thông. Những quyết định này dựa trên việc xem xét
cẩn thận sự ưu tiên và băng thông sẵn có. Nếu ta dành cho dich vụ thoại quá ít băng thông
thì chất lượng thoại là không chấp nhận được. Hay nói một cách khác thì các dịch vụ thoại
không thể chấp nhận băng thông nhỏ như lưu lượng của Internet.
Nếu mạng VoIP cũng sử dụng cùng một bộ mã hoá như mạng PSTN hiện nay thì
băng thông dành cho dịch vụ thoại sẽ còn lớn hơn cả băng thông được sử dụng trong mạng
PSTN. Bởi trong mạng VoIP, phần mào đầu trong các giao thức là rất nhiều. Ví dụ, ta phải
cần một tốc độ STM-4 (622,08 Mbps) hoặc cao hơn nữa để hỗ trợ cho hàng nghìn cuộc
gọi.
Tuy nhiên, mạng VoIP lại thực hiện việc nén thoại và triệt khoảng lặng để giảm
băng thông hơn so với mạng chuyển mạch kênh truyền thống. Băng thông của mạng VoIP
có thể thay đổi so với mạng TDM có kích thước kênh cố định.
Việc xác định băng thông cho mạng dựa trên số cuộc gọi trong giờ cao điểm. Bất cứ
việc ghép băng thông nào đều có thể làm giảm chất lượng thoại. Người ta phải dành riêng

băng thông cho báo hiệu để đảm bảo các cuộc gọi đều được thực hiện và giảm việc ngắt
quãng dịch vụ.
Băng thông dành cho báo hiệu thay đổi tuỳ theo số lượng cuộc gọi và giao thức báo
hiệu được sử dụng. Nếu có rất nhiều cuộc gọi với thời gian ngắn thì băng thông đỉnh cần
cho báo hiệu phải lớn. Băng thông lớn nhất mà một giao thức báo hiệu IP cần có phải bằng
3% của tất cả lưu lượng tải. ở ví dụ, băng thông báo hiệu cho 2000 cuộc gọi trong 1 giây là
xấp xỉ 4,8 Mbps (3 % x 160 Mbps).
Nhờ việc tính toán băng thông cho tải và báo hiệu, người ta có thể đáp ứng được
cho 2000 cuộc gọi được mã hoá theo chuẩn G.711 với băng thông lớn nhất là 164,8 Mbps.
Đây là giá trị băng thông lớn nhất theo lý thuyết cho trường hợp trên. Nếu các tham số như
phương pháp mã hoá thoại, số cuộc gọi, tốc độ gói tin được tạo, cách nén và việc sử dụng
bộ triệt tiếng vọng thay đổi thì yêu cầu về băng thông cũng thay đổi theo.
3.2.2.3 Tiếng vọng
Tiếng vọng trong thoại tạo ra khi người nói nghe thấy chính tiếng nói của mình.
Trong mạng VoIP thông thường, khối chức năng gói hoá số được đặt giữa hai đoạn truyền
dẫn analog. Giao tiếp giữa phần analog và mạng VoIP là các Gateway VoIP. Gateway
nguồn và đích thông tin với nhau qua mạng IP, trễ truyền gói qua mạng này có thể lớn hơn
30 ms. Chính sự pha trộn các thiết bị số và các thiết bị analog trong kết nối thoại là nguyên
nhân chủ yếu gây ra tiếng vọng ở phía người nói.
Mạng thoại
Người sử dụng A Tiếng của A Người sử dụng B
Tx Rx
 Tiếng của B 
Rx Tx
Tiếng vọng của A
Hình 3.2 Tiếng vọng trong mạng thoại.
3.2.2.4 Trễ
Trễ là thời gian truyền trung bình của dịch vụ từ điểm vào đến điểm ra khỏi mạng.
Có nhiều dịch vụ đặc biệt là các dịch vụ thời gian thực như truyền thông thoại bị ảnh
hưởng rất lớn bởi trễ quá lớn và không cần thiết. Nếu trễ vượt quá 200ms thì người sử

dụng sẽ thấy sự ngắt quảng và đánh giá chất lượng thoại ở mức thấp.
Khi thiết kế bất kỳ một mạng gói nào để truyền thông tin thoại thì xử lý trễ luôn
luôn là một khâu quan trọng. Việc tính toán trễ một cách chính xác sẽ giúp các nhà cung
cấp dịch vụ thoại giám sát được chất lượng truyền dẫn trên mạng và đưa ra các giải pháp
hợp lý để khắc phục.
Trễ trong mạng thoại phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thuật toán mã hoá, lỗi, mất
khung, thiết bị…ITU đã nghiên cứu độ trễ mạng cho các ứng dụng thoại trong khuyến nghị
G114. Khuyến nghị này định nghĩa 3 tầng trễ một chiều như sau:
Bảng 3.4: Định nghĩa các tầng trễ một chiều.