4. CHẤT LƯỢNG THÔNG TIN
4.1.1. Khái niệm về chất lượng thông tin
Bảng 2.5 Cho thấy khái niệm về dịch vụ chỉ ra các cấp dịch vụ chung cho tất cả các dịch vụ viễn thông khác nhau. Tuỳ theo các đặc tính của các nhân tố ảnh hưởng truyền dẫn, chất lượng thông tin phân thành ba loại: chất lượng chuyển mạch, chất lượng truyền dẫn, và chất lượng ổn định.
Khái niệm chất lượng Các đặc tính được đặc trưng
Chuyển mạch Thời gian và tỷ lệ kết nối
Truyền dẫn Độ chính xác của thông tin truyền dẫn
Độ ổn định Độ ổn định của các dịch vụ
Bảng 2.5. Khái niệm về cấp của dịch vụ viễn thông.
Chất lượng chuyển mạch chỉ ra thời gian cần thiết để thiết lập kết nối, và kết nối được thực hiện tốt như thế nào.
Chất lượng truyền dẫn chỉ ra mức độ chính xác với thông tin mà được truyền đi.
Chất lượng ổn định chỉ ra dịch vụ được cung cấp như thế nào, trong quan điểm ổn định trong khi lỗi hư hỏng thiết bị và tắc nghẽn lưu lượng được giám sát
Tiêu chuẩn chất lượng chỉ rõ mục tiêu của chất lượng dịch vụ được cung cấp cho người sử dụng. Nó biểu thị sự thực hiện mà mạng lưới viễn thông nên có, để hoàn thành dịch vụ của nó. Tiêu chuẩn chất lượng còn rất quan trọng như là bảng chỉ dẫn cho thiết kế và quản lý mạng.
Để xác định mục tiêu của chất lượng, cần thiết đi xác định những nhu cầu của người sử dụng. Mức chất lượng mà thoả mãn nhu cầu người sử dụng được xác định thông qua vòng chất lượng được biểu diễn trong hình sau:
DO PLAN
(Vận hành /bảo dưỡng) -Tiêu chuẩn vận hành
(Xây dựng) -Tiêu chuẩn thiết kế (Tiêu chuẩn chất lượng thiết lập)
(Đánh giá chất lượng) Hình 2.13 Vòng tiêu chuẩn chất lượng.
Vòng này bao gồm PLAN (xác định mức chất lượng được cung cấp cho người sử dụng). DO (xây dựng một mạng mà tuân theo mức chất lượng và vận hành mạng để cung cấp dịch vụ). SEE (đánh giá mức chất lượng).
Phương pháp phân phối chất lượng thông tin để lượng hoá các mối quan hệ giữa các thành phần của mạng lưới thông tin và chất lượng viễn thông của toàn bộ mạng lưới.
Để đạt được mục tiêu chất lượng thông tin, chất lượng nên kiên định trong các chuyển mạch, các phần mạch, và phần truyền dẫn. Khi phân phối chất lượng, sự cân đối giữa chi phí thiết bị và cấp dịch vụ phải được xem xét.
Hình 2.14. Thủ tục cho việc xác định phân phối chất lượng. Mục tiêu chất lượng
Cấu hình mạng lưới
Định tuyến
Hệ thống đánh số Hệ thống báo hiệu
Giới hạn khuyến nghị của ITU-T bởi các luật trong nước
Các vấn đề được xem xét cho việc phân phối chất lượng -Chi phí và các mức dịch vụ.
-Tính dễ dàng trong thiết kế/quản lý Phân phối chất lượng
-Chuyển mạch -Phân mạch -Phần truyền dẫn
Xem xét lại sự phân phối Mục tiêu có được thoả mãn không
Quyết định phân phối chất lượng Không
4.2. Chất lượng chuyển mạch.
Trong các dịch vụ viễn thông, một số lượng lớn người sử dụng chia sẻ thiết bị hạn chế trong mạng lưới, vì thế nó có thể trở nên rất khó khăn để kết nối cuộc gọi trong điều kiện lưu lượng bị tắc nghẽn. Chất lượng trong quá trình kết nối như vậy được gọi là chất lượng chuyển mạch. Chất lượng chuyển mạch chỉ ra cấp của các dịch vụ đối với quá trình mà khi người sử dụng bắt đầu một cuộc gọi với mục đích thông tin. Nó kết thúc khi cuộc gọi được nối đến người được gọi, hay khi thiết bị khôi phục lại trạng thái ban đầu của nó sau khi kết thúc cuộc gọi.
Chất lượng chuyển mạch quan hệ chặt chẽ đến toàn bộ thiết bị và lưu lượng. Giả thiết rằng thiết bị vận hành một cách chính xác và trạng thái lưu lượng là bình thường.
Chất lượng chuyển mạch được phân loại sơ bộ theo các nguyên nhân làm xấu chất lượng thành mất kết nối và trễ kết nối.
Mất kết nối có nghĩa rằng cuộc gọi bị mất do mạch trung kế, thiết bị, hay người được gọi bận, hay người được gọi không trả lời. Mất kết nối thường được biểu hiện bởi xác suất mất (tỷ lệ mất cuộc gọi).
Trễ kết nối có nghĩa là thời gian từ khi người sử dụng bắt đầu cuộc gọi đến khi người sử dụng nhận được âm quay số, thời gian từ khi quay số đến
khi gửi đi tín hiệu chuông nghe rõ (trễ quay số), hay thời gian từ khi kết thúc cuộc gọi đến khi trạng thái sẵn sàng cho cuộc gọi khác (trễ khôi phục). Trễ kết nối được chỉ ra bởi thời gian trễ trung bình hay tỷ lệ phân phối thời gian.
4.2.1. Các nhân tố chính ảnh hưởng đến chất lượng chuyển mạch.(1). Mất kết nối. (1). Mất kết nối.
Mất kết nối được phân loại thành mất giai đoạn quay số, mất giai đoạn chuyển mạch, mất do người được gọi bận, mất do người được gọi không trả lời.
Mất kết nối bởi người được gọi bận hay bởi người được gọi bận không trả lời phụ thuộc vào hành động của người được gọi, mà cơ quan vận hành cung cấp dịch vụ không thể quản lý. Vì thế, mất kết nối được chỉ rõ chỉ đối với mất giai đoạn chuyển mạch và mất giai đoạn quay số.
Mất giai đoạn quay số chỉ đến điều kiện mà tại đó cuộc gọi bị mất do tất cả chuyển mạch bị chiếm dụng bởi các cuộc gọi khác, vì thế âm bận được gửi ngay khi người sử dụng nhấc máy. Nó là cuộc gọi không được kết nối tại điểm ‘A’ trong hình 2.15.
Mất giai đoạn chuyển mạch chỉ đến điều kiện mà tại đó cuộc gọi bị mất trong khi thủ tục kết nối sau khi quay số do các đường hay các chuyển mạch bận. Nó là cuộc gọi không được kết nối tại điểm ‘B’ trong hình 2.15.
Mất do người được gọi bận hay mất do người được gọi không trả lời chỉ đến điều kiện mà tại đó cuộc gọi bị mất do người được gọi bận hay vắng mặt. Nó là cuộc gọi mà không được kết nối tại điểm ‘C’ trong hình 2.15.
(2). Trễ kết nối.
Trễ kết nối được phân loại thành trễ âm quay số, trễ quay số, trễ trả lời, và trễ khôi phục. Trễ âm quay số là thời gian từ khi người sử dụng nhấc máy lên đến khi âm mời quay số nghe thấy (“a”trong hình 2.15). Thời gian này được xác định bởi thời gian cần thiết cho sự vận hành chuyển mạch.
Trễ quay số là thời gian từ khi người sử dụng hoàn thành quay số đến khi nghe thấy tín hiệu hồi âm chuông (“b”trong hình 2.15 ). Thời gian này phụ thuộc vào dạng của tổng đài và hệ thống báo hiệu. Nó còn tích luỹ bởi số tổng đài chuyển tiếp.
Trễ trả lời là thời gian từ khi có tín hiệu hồi âm chuông đến khi người được gọi trả lời điện thoại (“c” trong hình 2.15). Trễ khôi phục là thời gian từ khi người gọi đặt máy tới khi mạch được hồi phục thực sự (“d” trong hình 2.15)
Trong số các trễ đề cập ở trên, trễ trả lời phụ thuộc vào hành động của người được gọi, mà cơ quan vận hành (cung cấp dịch vụ) không thể quản lý. Trễ khôi phục xẩy ra sau khi cuôc gọi kết thúc, vì thế nó không thể hiện là nhân tố chất lượng đối với người sử dụng. Vì thế trễ kết nối được xác định chỉ đối với trễ âm quay số và trễ quay số.
Thời gian Nhấc máy a Nhấc máy b c Đặt máy d Đàm thoại A Nhấc máy Âm quay số Tín hiệu quay số Tín hiệu địa chỉ B Tín hiệu chuông C Nhấc máy Cắt âm chuông Ngắt vòng
Khôi phục
Tín hiệu mất kết nối Mất kết nối
Hình 2.15. Quá trình kết nối điện thoại và các nhân tố chất lượng chuyển mạch
Người gọi Tổng đài Người gọi Tổng đài
4.2.2. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng thông tin.(1) Chỉ tiêu đánh giá cho mất kết nối. (1) Chỉ tiêu đánh giá cho mất kết nối.
Mất kết nối thường được đo bởi xác suất mất. Xác suất mất là tỉ lệ của lưu lượng mất và lưu lượng đưa ra, được cho bởi công thức sau:
Cho 10 erl là lưu lượng đưa ra, 9 erl trong số đó được tải. Xác suất mất=(10-9)/10 = 0,1
Xác suất mất là 0,1 chỉ ra rằng cứ trong 10 cuộc gọi có 1 cuộc không được kết nối.
(2). Chỉ tiêu đánh giá cho trễ kết nối.
Trễ kết nối được đo bởi thời gian trễ trung bình hay tỉ lệ phân phối thời gian trễ.
Mặc dù các phân phối thời gian trễ là khác nhau, trễ trung bình có thể là như nhau. Ví dụ:
Trường hợp 1: Thời gian trễ trung bình: 1 giây
Phân phối thời gian trễ :10% cho 2 giây hoặc dài hơn.
Trường hợp 2: Thời gian trễ trung bình: 1 giây
Phân phối thời gian trễ : 20% cho 2 giây hoặc dài hơn. Cả 2 trường hợp có thời gian trễ trung bình như nhau (một giây). Tuy nhiên, phân phối thời gian trễ của chúng là khác nhau. Như được chỉ ra trong hình 2.16 trường hợp 1 đưa ra dịch vụ tốt hơn.
Mật độ xác suất Thời gian trễ Trường hợp 1 Trường hợp 2 Tỷ lệ trễ vợt quá 2 giây Tỷ lệ trễ vợt quá 2 giây
Hình 2.16. Mối quan hệ giữa thời gian trễ trung bình và phân phối thời gian trễ
4.2.3. Tiêu chuẩn đối với mất kết nối và trễ kết nối. (1). Tiêu chuẩn đối với mất kết nối.
Trong các khuyến nghị E.500 mà xác định các phương pháp đo lượng lưu lượng, ITU-T đã định nghĩa giá trị trung bình của 30 ngày làm việc cao nhất trong khoảng thời gian 12 tháng của lưu lượng giờ bận trung bình của nhóm mạch là tải bình thường, và giá trị trung bình của 5 ngày làm việc cao nhất trong khoảng thời gian 12 tháng là tải cao. Xác suất mất đối với các hệ thống quốc tế được xác định như sau (Khuyến nghị E. 520)
- Xác suất mất trên tuyến ở mức tải bình thường: 0,01 hoặc nhỏ hơn. - Xác suất mất trên tuyến ở mức tải cao: 0,07 hoặc nhỏ hơn.
(2). Tiêu chuẩn đối với trễ kết nối.
ITU-T vạch ra cấp dịch vụ trong các khuyến nghị E.540 của nó. Chất lượng chuyển mạch (cấp dịch vụ) cho tổng đài quốc tế được khuyến nghị trong E.543. Khuyến nghị ITU-T về thời gian trễ cho quá trình vận hành kết nối trong tổng đài số quốc tế được đưa ra trong bảng 2.6.
Bảng 2.6 Khuyến nghị của ITU-T về trễ kết nối.
Nhân tố trễ Trễ tải bình thường Trễ (tải cao)
Trễ đáp ứng vào P(>0,5 giây)≤5% P(>1 giây)≤5%
Trễ thiết lập cuộc gọi tổng đài P(>0,5 giây)≤5% P(>1 giây)≤5%
Trễ kết nối P(>0,5 giây)≤5% P(>1 giây)≤5%
4.3. Chất lượng truyền dẫn.
4.3.1. Chất lượng truyền dẫn và chất lượng tiếng.
Trong dịch vụ điện thoại, cần thiết phải biết “nó được nghe thấy như thế nào” trong toàn bộ hệ thống từ người nói đến người nghe. Vì thế chất lượng tiếng được định nghĩa để chỉ ra một cách định lượng “nó được nghe
thấy như thế nào” Chất lượng tiếng được phân loại thành chất lượng tiếng gửi, chất lượng tiếng nhận, và chất lượng truyền dẫn.
Chất lượng tiếng gửi cho biết mức độ của điều kiện nói, mà nó phụ thuộc vào mức độ nói của người nói, độ ồn của phòng, âm lượng và ngôn ngữ.
Chất lượng tiếng nhận đại diện cho mức độ của điều kiện nghe, nó phụ thuộc vào khả năng nghe và độ ồn của phòng.
Chất lượng truyền dẫn cho biết mức độ chính xác với thông tin mà được truyền qua đường truyền dẫn, bao gồm cả máy điện thoại và các tổng đài. Chất lượng truyền dẫn phụ thuộc vào độ nhạy của máy điện thoại, suy hao truyền dẫn, tạp âm, sự suy giảm ...
Chất lượng tiếng gửi và chất lượng tiếng nhận biến đổi rất nhiều theo khả năng của người thuê bao và điều kiện môi trường, mà nó không thể quản lý bởi thiết bị. Do đó, chỉ chất lượng truyền dẫn được xác định. Để cung cấp dịch vụ chất lượng tốt, chất lượng truyền dẫn được xác định dựa trên giả thiết điều kiện môi trường xấu hơn bình thường. Điều này cho phép mức thoả mãn của chất lượng tiếng được duy trì thậm chí ngay cả khi chất lượng tiếng nhận và chất lượng tiếng gửi cả hai khá xấu.
4.3.2. Các nhân tố làm xấu chất lượng truyền dẫn.
Khi xác định chất lượng truyền dẫn, chúng ta nên chú ý đến những nhân tố có ảnh hưởng nhiều đến chất lượng truyền dẫn. Những nhân tố này có thể là quản lý được trực tiếp hay gián tiếp khi thiết kế mạng. Bảng 2A.5.3 chỉ ra một số nhân tố làm xấu chất lượng truyền dẫn.
Mạng tương tự Mạng số
-Suy hao truyền dẫn -Tiếng réo, tiếng réo gần -Tiếng vọng
-Méo do suy giảm -Xuyên âm
-Lỗi số
-Rung pha, lệch pha -Trượt bit
-Mất đồng bộ -Trễ truyền dẫn
-Trễ truyền dẫn -Tiếng vọng
Bảng 2.7. Các nhân tố làm xấu chất lượng truyền dẫn
Trong mạng lưới tương tự, tạp âm đường dây tăng tỷ lệ với khoảng cách truyền dẫn và tạp âm ghép kênh tăng tỷ lệ với số tuyến. Hơn nữa, suy hao truyền dẫn hay méo do suy giảm tăng do các mức điều chỉnh thiếu của đường truyền dẫn hay do sự chuyển đổi nhiều tần số.
Mặt khác, tuyến số giữa các LE trong mạng số cùng với các đường truyền dẫn số và tổng đài số hạn chế các kết nối âm của hệ thống trạm lặp, tránh làm tạp âm hay sự méo tăng lên, và đem lại sự nâng cấp chất lượng đáng kể. Nó còn làm cho các đặc tính này độc lập với khoảng cách hay số tuyến kết nối, vì vậy cung cấp chất lượng đồng bộ.
4.3.3. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng truyền dẫn.
Có hai chỉ tiêu để đánh giá chất lượng truyền dẫn: một bằng độ rõ của âm thanh và hai là bằng âm lượng của âm thanh.
(1). Đánh giá chất lượng truyền dẫn bằng độ rõ của âm thanh.
Đối với việc đánh giá chất lượng truyền dẫn, đương lượng tham khảo độ rõ (AEN) sử dụng độ rõ của âm thanh như là đơn vị đo. AEN được đo với một mạch đo (chỉ ra trong hình 2.17.a) sử dụng hệ thống tham khảo để xác định AEN (SRAEN). Đầu tiên, độ rõ âm thanh được đo thay đổi độ suy giảm của bộ suy giảm (ATT) trên SRAEN để nhận được đường cong độ rõ âm thanh (1) trong hình 2.17.b. Sau đó SRAEN được lặp lại với hệ thống được đo, và độ rõ âm thanh được đo để thu được đường cong (2). Từ các đường cong này, giá trị ATT của SRAEN (A2) và giá trị ATT của hệ thống được đo (A1) để thu được độ rõ của âm thanh là 80%. Sau đó AEN của hệ thống được đo thu được chính là sự khác nhau giữa chúng (A2-A1).
Hệ thống tham khảo (SRAEN) Hệ thống được đo Người nói Người nghe ATT(1) ATT(1)
Hình 2.17.a. Đo AEN
Độ rõ của âm thanh 80 ANE A1-A2 (1) (2) A1 A2
Hình 2.17.b. Đường cong độ rõ âm thanh
Đo AEN phức tạp nhưng nó có thể đưa ra đánh giá toàn bộ về các nhân tố ảnh hưởng chất lượng truyền dẫn. Bởi vì AEN đánh giá các nhân tố làm xấu chất lượng truyền dẫn, bao gồm âm lượng âm thanh, méo do suy giảm và tạp âm trong nghĩa suy giảm.
(2). Đánh giá chất lượng truyền dẫn bằng âm lượng âm thanh.
Sự tiến bộ của các thiết bị thông tin đã giảm các nhân tố làm xấu chất lượng truyền dẫn.Trong hệ thống chất lượng ngày nay, chất lượng truyền dẫn chủ yếu phụ thuộc vào âm lượng âm thanh. Sơ lược về đánh giá dựa trên âm lượng âm thanh được mô tả dưới đây.
Chỉ tiêu đánh giá chất lượng truyền dẫn dựa trên âm lượng âm thanh bao gồm đương lượng tham khảo (RE), đương lượng tham khảo chính xác (CRE), công suất âm lượng (LR). Thông thường, RE được sử dụng như đơn
vị đo âm lượng âm thanh. Ngày nay, ITU-T khuyến nghị sử dụng CRE và LR mà chúng tốt hơn trong tái hiện và chính xác (G.111 và G.121).
(a). Đương lượng tham khảo (RE).
RE là một chỉ tiêu cho đánh giá chất lượng truyền dẫn, dựa trên âm lượng âm thanh. Để đo RE, người nói sử dụng âm lượng như nhau trong khi thay thế hệ thống tham khảo (NOSFER) và hệ thống được đo. Người nhận điều chỉnh ATT của hệ thống tham khảo vì thế tiếng nói từ hai hệ thống được