Yêu cầu đối với chất lƣợng dịch vụ thông tin là cần biểu thị ở dạng các tham số mà chúng có thể đƣợc kiểm định bởi nhà cung cấp và đƣợc đánh giá bởi ngƣời sử dụng dịch vụ thông tin. Tƣơng ứng với các yêu cầu của ITU (International Telecommunications Union) và ETSI, tất cả các tham số này cần đƣợc đánh giá về mặt số lƣợng và chất lƣợng, cần thuận tiện cho việc kiểm toán, có các chuẩn mực để so sánh.
Các phƣơng pháp xác định các tham số chất lƣợng dịch vụ thông tin thể hiện trong các tài liệu của ETSI và chúng dựa trên :
Các yêu cầu của ngƣời sử dụng (thuê bao) đối với chất lƣợng dịch vụ.
Chất lƣợng dịch vụ đƣợc đƣa ra bởi nhà cung cấp hoặc đƣợc xác định bằng loại hình dịch vụ.
Chất lƣợng dịch vụ mà nhà cung cấp đạt đƣợc hoặc đƣợc xác định bằng loại hình dịch vụ.
Chất lƣợng dịch vụ đƣợc đƣa ra bởi nhà cung cấp hoặc đƣợc xác định bằng loại hình dịch vụ (xác định mức trên).
Chất lƣợng dịch vụ có thể chấp nhận đƣợc đối với ngƣời sử dụng (thuê bao) Khi xác định các tham số chất lƣợng dịch vụ thông tin, các dịch vụ đƣợc đa số các nhà cung cấp dịch vụ đƣa ra trên thị trƣờng trong và ngoài nƣớc cho thiết bị đầu cuối là quan trọng nhất. Theo qui ƣớc các tham số đƣợc lựa chọn phải thỏa mãn các điều kiện sau
Dựa trên cơ sở các yêu cầu của ngƣời sử dụng đối với chất lƣợng dịch vụ thông tin.
Là các tham số chịu ảnh hƣởng bởi các đặc tính khai thác mạng hoặc của thiết bị đầu cuối thuê bao.
Có thể đo đƣợc nhờ các thiết bị kỹ thuật tiêu chuẩn.
Có thể đƣợc các nhà cung cấp mạng (thông tin di động) sử dụng để so sánh chất lƣợng trong phạm vi quốc gia và quốc tế.
Tập hợp các tham số chất lƣợng dịch vụ cần thể hiện tất các phƣơng diện cơ bản tác động qua lại giữa ngƣời sử dụng đầu cuối với mạng thông tin cũng nhƣ giữa ngƣời sử dụng đầu cuối với dịch vụ nhƣ là một sản phẩm hàng hóa, đƣợc mua bởi nhà cung cấp mạng tƣơng ứng. Các phƣơng diện cơ bản gồm : Khả năng truy nhập mạng, khả năng truy nhập dịch vụ, mức độ hoàn hảo của dịch vụ và khả năng duy trì dịch vụ.
Khả năng truy nhập mạng đƣợc khẳng định bằng chỉ thị báo tên mạng hiện trên thiết bị đầu cuối - đó chính là tín hiệu báo khả năng truy nhập dịch vụ của nhà cung cấp.
SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 40
Khả năng truy nhập dịch vụ đƣợc cung cấp nhanh (trong trừng mực có thể) khi thuê bao có nhu cầu sử dụng một dịch vụ nào đó. Yêu cầu truyền thông tăng liên tục gây nguy cơ suy giảm chất lƣợng của mạng, do vậy phải thƣờng xuyên phát triển, xây dựng cơ sở hạ tầng mạng để đáp ứng nhu cầu dịch vụ. Đây chính là khả năng cung cấp dịch vụ hay là khả năng truy nhập dịch vụ.
Mức độ hoàn hảo của dịch vụ thể hiện chất lƣợng dịch vụ dành cho ngƣời sử dụng đầu cuối. Tính phục vụ trọn vẹn của mạng thể hiện sự hoàn hảo của dịch vụ cung cấp.
Khả năng duy trì dịch vụ biểu hiện điều kiện hoàn thiện cung cấp dịch vụ (theo ý muốn của ngƣời sử dụng hoặc trái với ý muốn của họ). Tính phục vụ liên tục trong mọi tình huống thể hiện khả năng duy trì và cung cấp dịch vụ.
Những tham số trên là những tham số tƣơng đối theo đánh giá của khách hàng , để đánh giá một cách cụ thể về chất lƣợng dịch vụ ta cần phải đánh giá các tham số đo đếm đƣợc. Chúng ta sẽ sử dụng một số giá trị đánh giá hiệu năng mạng có ảnh hƣởng nhất đến chất lƣợng dịch vụ gồm :
Độ khả dụng thể hiện khả năng sẵn sàng phục vụ của mạng , đƣợc tính bằng thời gian mạng hoạt động tốt đến một thời điểm xác định.
Thông lƣợng mạng là tốc độ truyền tải dữ liệu thực tế đƣợc tính bằng b/s ,Kb/s , Mb/s. Nhà cung cấp phải đảm bảo thông lƣợng tối thiểu cho khách hàng.
Tỷ lệ mất gói đƣợc tính bẳng tổng số gói bị mất trên tổng số gói đƣợc truyền trên một đơn vị thời gian .
Trễ là khoảng thời gian để dữ liệu đi từ nguồn tới đích. Gồm có trễ xử lý tại nút và trễ truyền dẫn.
Rung pha là sự biến đổi ngắn hạn theo thời gian của thời điểm có ý nghĩa của tín hiệu so với thời điểm lý tƣởng.
SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 41
Bảng đánh giá các tham số chất lƣợng dịch vụ trong các dịch vụ UMTS cung cấp Bảng 3.3
Yêu cầu QoS Ứng dụng Đặc tính kĩ thuật QoS
Dịch vụ cho phép tự nguyện
VoIP -Tốc độ duy trì tối đa
-Dung sai trễ tối đa -Dung sai Jitter
Dịch vụ thời gian thực Luồng Audio hoặc Video -Tốc độ dành riêng tối thiểu
- Tốc độ duy trì tối đa - Dung sai trễ tối đa -Ƣu tiên lƣu lƣợng
Dịch vụ thời gian thực mở rộng
Thoại với dò tìm hoạt động -Tốc độ dành riêng tối thiểu
- Tốc độ duy trì tối đa - Dung sai trễ tối đa -Dung sai Jitter -Ƣu tiên lƣu lƣợng Dịch vụ không theo thời
gian thực
Giao thức truyền file FTP -Tốc độ dành riêng tối thiểu
- Tốc độ duy trì tối đa -Ƣu tiên lƣu lƣợng
Dịch vụ tốt nhất Truyền dữ liệu ,duyệt Web….
- Tốc độ duy trì tối đa -Ƣu tiên lƣu lƣợng
Bảng 3.3 - Tham số QoS trong các dịch vụ của UMTS
Quá trình xác định các tham số chất lƣợng dịch vụ chia thành 2 phần : đặt tên các tham số và mô tả phƣơng pháp đo và tính toán nó. Các phƣơng pháp đo các tham số đã chọn không phụ thuộc vào cấu trúc hạ tầng cụ thể của mạng 3G/UMTS.
Tính toán các tham số chất lƣợng dịch vụ cần dựa trên cơ sở các phép đo trong mạng thông tin, nghĩa là các phép đo đƣa ra trong các điều kiện thiết lập liên lạc giữa các đối tƣợng sử dụng đầu cuối trong mạng thông tin di động. Đồng thời giả thiết rằng, thuê bao (ngƣời sử dụng) biết sử dụng thiết bị đầu cuối của mình và biết sử dụng dịch vụ. Việc đánh giá các tham số hoạt động của thiết bị đầu cuối (AT) không tiến hành.
SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 42
Khi đo các tham số giả thiết rằng :
Dịch vụ ở trạng thái sẵn sàng và việc sử dụng dịch vụ đƣợc phép
Việc định tuyến thực hiện đúng
Thiết bị đầu cuối của đối tƣợng sử dụng ở đầu bên kia trong chuỗi mắt xích “ngƣời sử dụng đầu cuối - ngƣời sử dụng đầu cuối” sẵn sàng trả lời cuộc gọi.
Các phép đo các tham số cần tiến hành đối với những trƣờng hợp nối hoàn hảo, còn các kết quả đo cần đƣợc xử lý, sử dụng phƣơng pháp phân tích thống kê thích hợp đƣợc thiết lập theo chuẩn quốc tế. Tuy nhiên những đánh giá trong những trƣờng hợp không hoàn hảo (ví dụ bị ngắt giữa chừng) cần tính toán bổ xung, lƣu giữ và thể hiện trong các bản tổng kết.
Mô hình ETSI mà hiện nay các nhà cung cấp Châu âu sử dụng để xác định các tham số chất lƣợng dịch vụ trong mạng thông tin di động đƣợc biểu thị trên hình 3.6 Mô hình có 3 mức, xác định các phƣơng diện tác động qua lại giữa ngƣời sử dụng thiết bị đầu cuối với mạng và dịch vụ. Mô hình đa năng bởi nó có thể đƣợc áp dụng với bất kỳ dịch vụ thông tin nào mới xuất hiện trên thị trƣờng.
Mức đầu tiên của mô hình xác định các tham số chất lƣợng dịch vụ ở giai đoạn truy nhập mạng của ngƣời sử dụng đầu cuối. Đó chính là yêu cầu cơ bản khi xem xét tất cả các phƣơng diện khác và các tham số QoS.
Mức thứ 2 của mô hình thể hiện 3 phƣơng diện sau : khả năng truy nhập dịch vụ, mức độ hoàn hảo của dịch vụ và khả năng duy trì dịch vụ.
Mức thứ 3 thể hiện các dịch vụ cụ thể đƣợc nhà cung cấp dịch vụ đƣa ra. Các dịch vụ này xác định các tham số tƣơng ứng đánh giá QoS trên quan điểm của ngƣời sử dụng thiết bị đầu cuối. Quan hệ giữa các thuê bao trong mô hình này đƣợc thể hiện trong chuỗi mắt xích “ngƣời sử dụng đầu cuối - ngƣời sử dụng đầu cuối”, nghĩa là tƣơng ứng với chuỗi mắt xích “thuê bao - thuê bao” đối với thọai và truyền số liệu, và tƣơng ứng với chuỗi mắt xích “ngƣời gửi - ngƣời nhận đối với gửi và nhận SMS và MMS.
Các tham số chất lƣợng dịch vụ liên quan đến khả năng truy nhập mạng di động thuộc loại các tham số không phụ thuộc vào loại hình dịch vụ.
Khả năng truy nhập mạng (Network Accessibility, NA). Tham số đƣa ra là xác suất mà các dịch vụ thông tin di động cung cấp cho ngƣời sử dụng thiết bị đầu cuối sau khi xuất hiện các chỉ thị báo mạng ở đầu cuối thuê bao. Đối với các mạng liên lạc cố định tham số tƣơng tự đƣợc xác định bằng khuyến nghị MCE-T E.800.
Tham số chất lƣợng dịch vụ liên quan đến khả năng truy nhập mạng di động có thể đƣợc bổ xung tham số biểu hiện xác suất của sự kiện ngƣợc lại. Đó là tham số không có khả năng truy nhập mạng (Network Non-Accessibility, NNA). Dựa vào
SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 43
nguyên tắc chuyển mạch sử dụng trong mạng thông tin di động ngƣời ta phân biệt các tham số sau :
Khả năng truy nhập mạng với chuyển mạch kênh (Network Accessibility Circuit Switched, NA CS). Tham số là xác suất mà ngƣời sử dụng thiết bị đầu cuối của mạng thông tin di động với chuyển mạch kênh sẽ đƣợc cung cấp dịch vụ liên lạc di động sau khi xuất hiện chỉ thị báo của mạng yêu cầu trên thiết bị đầu cuối thuê bao khi đang ở chế độ không tải (in idle mode).
Khả năng truy nhập mạng với chuyển mạch gói (Network Accessibility Packet Switched, NA PS). Tham số là xác suất mà ngƣời sử dụng thiết bị đầu cuối của mạng thông tin di động
SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 44
Khả năng truy nhập mạng với chuyển mạch kênh đƣợc xác định bằng công thức :
NA CSGSM = (3.1)
Trong đó:
C1 - hệ số toán học, sử dụng để đánh giá tổn hao lan truyền tín hiệu và chọn ô trong mạng GSM.
Dịch vụ thuê bao truy nhập vào ô, nếu điều này đƣợc chỉ ra trong hệ thống thông tin nhóm 4, 7 hoặc 8 (theo qui chuẩn của GSM 04.08).
Việc vào mạng bất kỳ không định trƣớc, phân biệt với trƣờng hợp vào mạng có yêu cầu, coi nhƣ không có mạng.
Mạng có yêu cầu có thể đƣợc cấu thành nhiều hơn một mạng (ví dụ mạng đảm bảo cho Roaming quốc gia và quốc tế).
Tần số chọn phải bằng hoặc là bội số của tần số lấy mẫu khi xác định khả năng truy nhập dịch vụ, để có khả năng so sánh các tham số nhƣ là khả năng truy nhập mạng và khả năng truy nhập dịch vụ.
Khả năng truy nhập mạng với chuyển mạch gói đƣợc xác định bằng công thức :
NAPS = 9 (3.2)
Khi tính toán cần quan tâm đến các giả thiết và yêu cầu sau :
C1- hệ số, sử dụng để đánh giá tổn hao lan truyền tín hiệu và chọn ô trong mạng GSM.
Dịch vụ thuê bao truy nhập vào ô, nếu điều này đƣợc chỉ ra trong hệ thống thông tin nhóm 4, 7 hoặc 8 (theo qui chuẩn của GSM 04.08).
Việc vào mạng bất kỳ không định trƣớc, phân biệt với trƣờng hợp vào mạng có yêu cầu, coi nhƣ không có mạng.
Mạng có yêu cầu có thể đƣợc cấu thành nhiều hơn một mạng (ví dụ mạng đảm bảo cho Roaming quốc gia và quốc tế).
Tần số chọn phải bằng hoặc là bội số của tần số lấy mẫu khi xác định khả năng truy nhập dịch vụ, để có khả năng so sánh các tham số nhƣ là khả năng truy nhập mạng và khả năng truy nhập dịch vụ.
Hình 3.7 mô tả cách thức mà mạng sử dụng các tham số và sự kết hợp của chúng. Bởi mạng UMTS bao gồm nhiều phần khác nhau, mỗi phần có các đặc
𝑆ố 𝑐á𝑐 𝑚ẫ𝑢 đ𝑜 𝑣ớ𝑖 𝐶1 > 0 𝑇ổ𝑛𝑔 𝑠ố 𝑐á𝑐 𝑚ẫ𝑢 đ𝑜 𝑆ố 𝑐á𝑐 𝑚ẫ𝑢 đ𝑜 𝑣ớ𝑖 𝐶1 > 0 𝑣à 𝑡𝑟𝑢𝑦 𝑛ℎậ𝑝 đế𝑛 𝐺𝑃𝑅𝑆 𝑇ổ𝑛𝑔 𝑠ố 𝑐á𝑐 𝑚ẫ𝑢 đ𝑜 100% (
SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 45
trƣng riêng nên cần phải có nhiều mạng khác nhau (sub nets) bao phủ hết các phần của hệ thống này. Các mạng chỉ bao phủ một phần đã biết của hệ thống. Các giới hạn tối đa của một mạng đƣợc quản lý bởi mạng lõi. Giao tiếp vô tuyến thƣờng bị tình trạng nghẽn/thắt cổ chai nên trên thực tế, việc cấp phát mạng đƣợc xác định bằng bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) dựa trên giao tiếp vô tuyến đã có của tải và nhiễu. Thực hiện kỹ thuật kết hợp các thuộc tính QoS nhất định lớp lƣu lƣợng với một số đặc điểm đáp ứng một yêu cầu dịch vụ ngƣời dùng cuối. Mỗi một lớp truyền tải ấn định tài nguyên mạng nhất định tƣơng ứng với QoS yêu cầu dịch vụ.
Hình 3.8 - Cấu trúc lớp chất lƣợng dịch vụ trong mạng UMTS
Trong hình 3.8, các tầng mạng UMTS sử dụng các tham số và kết hợp chúng. Các yêu cầu thực tế của dịch vụ có thể thể hiện ở các lớp UMTS. Nếu một kết nối sẽ vƣợt quá khả năng đáp ứng của mạng, QoS dịch vụ sẽ đƣợc đáp ứng bằng cách định nghĩa lớp mở rộng trong mạng. Lƣu ý rằng định nghĩa lớp mạng mở rộng không tƣơng tự nhƣ thông số kỹ thuật UMTS. Điều này có thể trở thành vấn đề cho các dịch vụ khi QoS không thể đƣợc đảm bảo bên ngoài mạng UMTS.
Mạng UMTS bao gồm các thành phần khác nhau, mỗi thành phần có những đặc trƣng riêng của nó. Các lớp mạng gần kết nối vật lý luôn luôn có yêu cầu nghiêm ngặt hơn về QoS. Ví dụ, ở lớp truyền tải UMTS, trễ truyền tải xác định là
UE
TE MT
BS RNC MSC/VL SGSN GMSC GGSN
Dịch vụ đầu cuối tới đầu cuối
Dịchvụ
mạng nội bộ Dịch vụ mạng UMTS
Dịch vụ mạng truy nhập vô tuyến Dịchvụ
mạng CN Dịch vụ mạng trục chính Dịch vụ mạng vật lý Dịch vụ mạng vô tuyến Dịch vụ mạng Iu Dịch vụ UTRA Dịch vụ mạng vật lý Dịchvụ mạng ngoài
SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 46
ms, trong khi đó mạng UTRA định nghĩa là micro giây. Điều này là cần thiết để các yêu cầu QoS dịch vụ đƣợc đáp ứng.
Đề cập đến cơ chế điều khiển quản lý (AC) và các cơ chế lập lịch gói tin, RNC đóng một vai trò rất quan trọng với QoS tƣơng ứng.
Hình 3.9 - Sơ đồ nguyên lý quản lý chất lƣợng dịch vụ mạng di động
Hình 3.9 mô tả tổng thể thủ tục liên quan đến các thông số QoS đƣợc xử lý trong hệ thống. Giới hạn lớn nhất với lớp truyền tải dịch vụ đƣợc thiết lập và quản lý bởi mạng lõi Core Network (CN).
SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 47