CHƢƠNG 4 : CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ HỘI NGHỊ TRUYỀN HèNH
4.1. Những tham số cơ bản về chất lƣợng dịch vụ Hội nghị truyền hỡnh
4.1.1. Tổn thất gúi tin
Tổn thất gúi tin là một trong những nguyờn nhõn chớnh gõy ảnh hưởng đến chất lượng của dịch vụ trờn mạng IP. Tổn thất gúi tin cú thể xảy ra do hủy gúi tin trong mạng IP (tổn thất mạng) hoặc loại bỏ gúi tin do bộ giao tiếp mạng hoặc bộ đệm tỏi tạo tại đầu cuối thu nhận. Tổn thất mạng thường xảy ra do tắc nghẽn dẫn tới tràn bộ đệm trong bộ định tuyến, do sự định tuyến khụng ổn định hoặc do độ khụng tin cậy của đường truyền như trong trường hợp kờnh vụ tuyến, trong đú tắc nghẽn là nguyờn nhõn chủ yếu gõy nờn tổn thất.
Theo mụ hỡnh tổn thất Bernoulli [17],[18] tổn thất của mỗi gúi tin là độc lập với nhau (đặc tớnh khụng nhớ) cho dự gúi tin kề trước bị tổn thất hoặc khụng tổn thất. Trạng thỏi tổn thất của gúi tin được xem xột như một biến ngẫu nhiờn N
i i
L 1cú tớnh chất phõn bố xỏc định độc lập IID (Independent and Identical Distributed). Giỏ trị biến ngẫu nhiờn Li = 1 tương ứng với tỡnh trạng gúi tin thứ i bị tổn thất với xỏc xuất Pi là độc lập với gúi tin thứ j với j i . Giỏ trị xỏc xuất Pi = P với tất cả cỏc gúi tin. Do đú, trong mụ hỡnh Bernoulli chỉ tồn tại một trạng thỏi. Giỏ trị xỏc xuất P~ được ước đoỏn thụng qua việc đo đạc tham số cỏc gúi tin từ nhận được tại đầu thu:
N L N L P tot N i i
Theo (4.1) giỏ trị ước đoỏn xỏc xuất P~ tương ứng với tổng số gúi tin bị tổn (4.1)
thất chia cho tổng số gúi tin đĩ truyền tải. Trong phương phỏp tớnh toỏn, mụ hỡnh Bernoulli được sử dụng nhằm xỏc định trạng thỏi tổn thất của gúi tin. Khi cú yờu cầu xỏc định trạng thỏi của gúi tin, một biến ngẫu nhiờn r được phỏt sinh theo phõn bố đều trong khoảng giỏ trị [0,1] với xỏc xuất bằng p. Nếu r < p gúi tin sẽ bị hủy tương ứng với trạng thỏi bị tổn thất và ngược lại.
4.1.2. Trễ và biến động trễ
Trễ và biến động trễ (jitter) là hai trong số cỏc yếu tố của mạng ảnh hưởng chớnh đến chất lượng truyền tải dịch vụ thời gian thực núi chung và truyền tải dịch vụ hội nghị truyền hỡnh trờn mạng IP núi riờng. Trễ từ đầu cuối đến đầu cuối được xỏc định là khoảng thời gian giữa bờn phỏt và bờn thu bao gồm những thành phần chủ yếu sau đõy:
• Trễ đường truyền: Là khoảng thời gian đề truyền tải một bit từ phớa phỏt đến phớa thu. Trễ đường truyền phụ thuộc vào khoảng cỏch vật lý của tuyến liờn lạc và phương tiện truyền dẫn. Khi truyền tải qua cỏp quang, cỏp đồng trục hoặc cỏp xoắn đụi, trễ một chiều khoảng 5 às/km .
• Trễ truyền tải: Là tổng khoảng thời gian gửi gúi tin ra khỏi giao diện mạng từ hàng đợi. Với cỏc đường truyền Internet của mạng diện rộng điển hỡnh với tốc độ 622 Mb/s (STM-4), thụng thường trễ truyền tải tại mỗi chặng khoảng 20 s với gúi tin cú độ dài tối đa MTU bằng 1500 Bytes.
• Trễ hàng đợi: là khoảng thời gian một gúi tin được lưu giữ trong hàng đợi kể từ khi gúi tin được đưa đến cổng vào cho đến khi được xử lý. Trễ hàng đợi là nguyờn nhõn chớnh gõy nờn biến động trễ từ đầu cuối đến đầu cuối và phụ thuộc vào tải lưu lượng của mạng hay tỡnh trạng tắc nghẽn của mạng. • Trễ xử lý mĩ húa/giải mĩ: là khoảng thời gian cần thiết để mĩ húa tại phớa phỏt hoặc giải mĩ tớn hiệu tại phớa thu. Giỏ trị trễ phụ thuộc vào phương thức mĩ húa được sử dụng.
• Trễ đúng gúi / mở gúi tin: là khoảng thời gian cần thiết để bổ sung tiờu đề hỡnh thành gúi tin tại phớa phỏt hoặc là khoảng thời gian tỏch tiờu đề và tải trọng tại phớa thu.
• Trễ tỏi tạo: là khoảng thời gian gúi tin được lưu giữ tại bộ đệm tỏi tạo kể từ khi thu nhận đến khi tớn hiệu được tỏi tạo tại đầu cuối.
Theo khuyến nghị của tổ chức ITU, với thụng tin tiếng núi truyền qua mạng IP, trễ một chiều của hầu hết cỏc ứng dụng khụng vượt quỏ 150 ms và giỏ trị giới hạn là 400 ms để thu được tớn hiệu cú thể chấp nhận.
Biến động trễ (jitter) là giỏ trị thống kờ sự thay đổi về mặt thời gian giữa thời điểm đến của cỏc gúi tin liờn tiếp, nguyờn nhõn chủ yếu là do sự biến đổi của trễ hàng đợi. Theo khuyến nghị RFC 3550, IETF xỏc định biến động trễ là sự biến đổi trung bỡnh của khoảng sai lệch giữa thời điểm phỏt và thu của hai gúi liờn tiếp với giỏ trị tuyệt đối được cõn chỉnh thụng qua hệ số biến đổi = 1/16 [23]. Biến động trễ được tớnh toỏn liờn tục cho mỗi gúi tin thứ i nhận được. Với mỗi gúi tin xỏc định, biến động trễ Ji cho gúi tin thứ i được tớnh toỏn như sau:
Ji=Ji-1 + (| D(i-1, i) | - Ji-1)/16
Với D là khoảng thời gian sai khỏc giữa thời điểm đến của hai gúi tin liờn tiếp.
Hỡnh 4.1 Quỏ trỡnh trễ và biến động của trễ (Jitter)
Phương phỏp tớnh trễ hành trỡnh gúi tin một chiều Trong đú:
- di khoảng cỏch vật lý giữa bộ định tuyến ( i -1 ) và ( i ) - c tốc độ truyền tớn hiệu
- bi băng thụng của tuyến kết nối i - s kớch thước gúi tin
- fi trễ chuyển tiếp tại bộ định tuyến.
Mụ hỡnh truyền tải gúi tin một chiều giữa cỏc bộ định tuyến ( i-1 ), (i) và (i+1) với băng thụng kết nối khỏc nhau. Giả thiết, khi một gúi tin sẵn sàng được gửi đi, gúi
Dũng video Độ trễ trờn mạng (jitter) Khả năng tiếp nhận của Client Dũng video đầu ra tại Client B ộ đệ m Trễ xử lý của client (4.2)
tin đú ngay tức thời được gửi vào đường truyền của mạng.
Khoảng thời gian để bit đầu tiờn gửi từ bộ định tuyến (i-1) đến bộ định tuyến thứ (i) được xỏc định là thời gian truyền dẫn tớn hiệu và phụ thuộc hồn tồn vào phương tiện truyền dẫn được xỏc định như sau:
c d
t i
prog
Thụng thường, với kết nối mạng LAN trễ truyền dẫn biến thiờn trong khoảng vài [s], trong khi ở cỏc kết nối vệ tinh trễ truyền dẫn cú thể lờn tới hàng trăm [ms]. Trễ truyền tải gúi tin là khoảng thời gian để tất cả cỏc bit trong gúi tin truyền tải từ bộ định tuyến (i-1) đến bộ định tuyến (i). Trễ truyền tải phụ thuộc vào kớch thước gúi tin và băng thụng của tuyến kết nối, được thể hiện bởi quan hệ sau:
i prog b s t Trong đú:
- s kớch thước gúi tin
- bi băng thụng của kết nối i
Cỏc gúi tin thu nhận tại bộ đinh tuyến (i) được đưa vào hàng đợi và xếp hàng cho đến thời điểm tạo lịch trỡnh đưa gúi tin lờn tuyến truyền dẫn kế tiếp, trong một khoảng thời gian xỏc định gọi là trễ chuyển tiếp fi.
Ba yếu tố trễ trờn hỡnh thành trễ tổng thể của một chặng truyền dẫn giữa hai bộ định tuyến ( i-1 ) và ( i ) Trễ hành trỡnh một chiều gúi tin cho n chặng phụ thuộc vào kớch thước gúi tin được thể hiện theo biểu thức sau:
n i n i i n i i i i i i OT f b s c d f b s c d s n T 1 1 1 ) , (
Với một mụi trường mạng và độ dài gúi tin xỏc định, tớnh bất định của TOT
phụ thuộc vào trễ chuyển tiếp tại cỏc bộ định tuyến do thời gian truyền dẫn và băng thụng cú thể được xem như khụng đổi đối với cỏc kết nối xỏc định. Trễ chuyển tiếp phụ thuộc vào dung lượng hàng đợi và cú tương quan chặt chẽ với tải của mạng, do đú
TOT sẽ biến đổi thuận theo tải của mạng.