Nhƣ đã phân tích ở trên, trễ, độ mất gói hay biến động trễ trong mạng IP là các nguyên nhân gây rớt cuộc gọi thoại VoLTE và làm suy giảm chất lƣợng thoại ảnh hƣởng tới ngƣời dùng dịch vụ. Để khắc phục những nhƣợc điểm gây ra do
73
mạng IP, cần có phƣơng thức để giảm tải các nguyên nhân trên đó là áp dụng MPLS và DiffServ vào mạng IP.
ii. Đánh giá phƣơng án áp dụng mô hình truyền sóng
Mô hình Hata-Okumura chỉ áp dụng với tần số từ 150-1920 MHz. Do vậy việc mô phỏng tính toán vùng phủ với mạng sử dụng tần số trên 2000 MHz thì không sử dụng đƣợc mô hình Hata-Okumura. Mô hình Longley-Rice Model có thể đƣợc sử dụng đối với dải tần trên 2GHz.
Để xây dựng và quy hoạch mạng vô tuyến, sử dụng mô hình Hata-Okumura
để mô phỏng vùng phủ: xác định vùng phủ, pathloss để tính toán số lƣợng eNdeB cần thiết cũng nhƣ công suất phát của mỗi eNdeB cho việc phục vụ mạng. Dựa trên các tham số đầu vào của mô hình, các tham số sẽ đƣợc áp dụng trong khi triển khai các eNdeB trên toàn hệ thống để đảm bảo vùng phủ cũng nhƣ tính toán quỹ đƣờng truyền một cách hợp lý và tránh đƣợc việc chồng lấn vùng phủ.
Sau khi triển khai eNdeB trên toàn mạng, tiến hành thực hiện driving- test để tối ƣu hóa lại vùng phủ để tăng chất lƣợng của môi trƣờng truyền sóng.
Việc quy hoạch vùng phủ tốt sẽ giúp làm giảm tác động của môi trƣờng vô tuyến lên chất lƣợng dịch vụ cũng nhƣ giảm chi phí đo kiểm tối ƣu sau triển khai.
3.2.2. Phƣơng án cải thiện chất lƣợng mạng IP3.2.2.1. Diffserve 3.2.2.1. Diffserve
i.Áp dụng Diffserve vào mạng IP
Mở rộng dịch vụ là mối quan tâm hàng đầu của các nhà cung cấp dịch vụ khi số kết nối ngày càng tăng. Do đó trong mạng lõi cũng tăng số luồng lƣu lƣợng với nhiều giao thức khác nhau, DiffServ có khả năng mở rộng mạng mà vẫn đảm bảo điều kiện trên mỗi luồng với độ tính toán phức tạp. DiffServ giúp các nhà cung cấpdịch vụ có thể đảm bảo QoS tới từng dịch vụ ngƣời dùng.
Cấu trúc của mô hình DiffServ bao gồm nhiều lớp dịch vụ và mỗi lớp sẽ đƣợc cung cấp một lƣợng tài nguyên xác định. Ví dụ trong mạng bao gồm hai lớp dịch vụ: “nỗ lực tối đa” và “độ ƣu tiên” (premium). Điều này có nghĩa là những gói
74
dữ liệu thuộc lớp ƣu tiên sẽ đƣợc cung cấp chất lƣợng dịch vụ tốt hơn: dữ liệu đƣợc đảm bảo, ít mất hơn và có độ trễ thấp hơn.
Kiến trúc Diffserv đƣợc sử dụng bởi E-node B và PDN gateway để gán QCI một giá trị DSCP riêng biệt cho uplink và downlink. Việc gán giá trị ở Enode B và PDN gateway cho phép phân loại các gói tin ở mạng truyền tải nền tảng. Kiến trúc Diffserv gồm nhiều cách hành vi tại các điểm nhảy (Per Hop Behavirours - PHB) khác nhau đƣợc sử dụng đƣợc xác định và phân loại các gói tin và áp dụng các chất lƣợng dịch vụ (QoS) phù hợp. Các loại hành vi tại các điểm nhảy đƣợc phân loại thành 3 nhóm đƣợc gọi là Chuyển tiếp khẩn cấp (Expedited Forwarding - EF), Chuyển tiếp đảm bảo (Assured Forwarding - AF) và Phục vụ hết mức (Best Effort - BE).
Nhóm EF có mức ƣu tiên cao nhất và thƣờng đƣợc sử dụng cho các dịch vụ yêu cầu độ trễ rất thấp nhƣ thoại, báo hiệu … Nhóm AF chứa nhiều nhóm nhỏ với các mức ƣu tiên rớt gói tin khác nhau nhƣ bảng 3.4:
Drop
Precedence
Level 1 Level 2 Level 3
Bảng 3-4: Mức ƣu tiên tƣơng ứng với các giá trị DSCP
Mức độ ƣu tiên rớt gói cho phép nhà cung cấp dịch vụ cung cấp các mức độ
QoS khác nhau cho các dịch vụ khác nhau. Nhóm BE là nhóm mặc định trong các hành vi tại điểm nhảy và có mức độ ƣu tiên thấp nhất trong 3 nhóm. Nhóm AF và BE sử dụng kỹ thuật phát hiện sớm trọng số ngẫu nhiên để phát hiện các điểm nghẽn của hàng đợi dựa trên các ngƣỡng cho trƣớc. Khi số lƣợng các gói trong hàng đợi vƣợt quá ngƣỡng nhỏ nhất, kỹ thuật phát hiện sớm trọng số ngẫu nhiên bắt đầu làm rớt các gói tin dựa trên trọng số đƣợc gán cho từng hàng đợt. Nếu kết nối bị nghẽn nặng và số lƣợng gói tin trong hàng đợi vƣợt quá ngƣỡng lớn nhất thì tất cả
các gói tin đến hàng đợi đều bị rớt.
75
a. Phân loại (classifcation)
Phân loại là việc các gói tin sẽ đƣợc đƣa vào những hàng đợi khác nhau mỗi khi tới router, IOS của router bằng cách này hay cách khác phải phân biệt đƣợc các gói tin khác nhau với độ ƣu tiên khác nhau để đƣa vào các hàng đợi thích hợp, nó phải biết đƣợc gói tin nào có RTP (Real time protocol) headers để shape (định hƣớng) cho gói tin nhằm cung cấp đủ băng thông cho lƣu lƣợng là voice. IOS phảiphân biệt đƣợc đâu là VoIP và đâu là data, để làm điều này thì nó phải sử dụng Phân Loại (Classification). Để có thể phân loại đƣợc gói tin, thông thƣờng phải kiểm tra một số trƣờng trong headers, sau khi phân loại, một QoS tool sẽ đƣa gói tin vào hàng đợi thích hợp, hầu hết sự phân loại nhằm phân biệt đâu là gói tin VoIP và đâu là gói tin không phải VoIP.
b. Đánh dấu (Marking)
Đánh dấu là một kĩ thuật dùng để tạo ra sự phân biệt giữa các gói tin của các loại dữ liệu khác nhau trong khi thực hiện QoS, việc đánh dấu sẽ thực hiện trên các một số trƣờng có trong gói tin nhƣ IP precedent, DSCP, EXP, QoS group, QoS discard…. Việc đánh dấu thƣờng đƣợc thực hiện sau khi gói tin đã đƣợc phân loại.
Sau khi phân loại gói tin ta sẽ đánh dấu vào gói tin đó một giá trị, có thể đó là giá trị
IP precedent, DSCP hay EXP…Các giá trị đã đƣợc đánh dấu sẽ đƣợc dùng để
phân loại gói tin ở chặn tiếp theo và thực hiện QoS. Việc đánh dấu thƣờng xảy ra tại ngõ vào của interface, tại đây gói tin sẽ đƣợc thu nhận và thực hiện đánh dấu lại (remark) nếu cần thiết, dấu vừa đánh sẽ tồn tại trong các hàng đợi ngõ ra của router
này và trên đƣờng truyền tới đích tiếp theo. Thực chất của việc đánh dấu là ta sẽ
setcác giá trị trong gói tin lên các giá trị thích hợp mà ta cho là hợp lí.
c. Chiến lƣợc lập lịch
Mạng truyền dẫn bao gồm một bộ lập lịch đƣợc gán băng thông sẵn sàng dựa
trên độ ƣu tiên và trọng số. Bộ lập lịch sử dụng sự phân loại của các gói dựa trên giá trị DSCP để thành lập các chiến lƣợc khác nhau cho việc phân phối tài nguyên mạng lƣới. Có 3 chiến lƣợc lập lịch đƣợc đánh giá và so sánh về mặt hiệu năng cho
76
việc cung cấp dịch vụ thoại chất lƣợng cao trong mạng LTE. Phần tiếp theo mô tả
tổng quan các chiến lƣợc lập lịch khác nhau đƣợc triển khai trong mạng truyền dẫn.
Chiến lƣợc ƣu tiên nghiêm ngặt
Trong mô hình này, các gói đƣợc nhóm lại thành 4 cấp độ ƣu tiên khác nhau:
thấp, bình thƣờng, trung bình và cao. Các gói nhạy với độ trễ nhƣ thoại có mức ƣu tiên cao và các dịch vụ nhƣ streaming độ trễ cao có mức ƣu tiên trung bình. Các dịch vụ dựa trên TCP nhƣ HTTP, FTP là các dịch vụ có độ ƣu tiên bình thƣờng và thấp. Bộ lập lịch luôn xử lý các gói có độ ƣu tiên cao trƣớc khi xử lý các gói khác trong hàng đợi. Chiến lƣợc này rất hữu ích cho các dịch vụ nhƣ VoIP. Hạn chế lớn nhất của chiến lƣợc này là khi mạng xảy ra tắc nghẽn với lƣu lƣợng có độ ƣu tiên cao nhƣ thoại, thì sẽ hoàn toàn không có tài nguyên cho dữ liệu có độ ƣu tiên thấp và do vậy thông lƣợng tổng thể của mạng sẽ giảm.
Chiến lƣợc xoay vòng theo trọng số (WRR)
Hàng đợi xoay vòng theo trọng số (WRR) chia băng thông cổng đầu ra của các lớp lƣu lƣợng đầu vào phù hợp với yêu cầu.
Nguyên lý hoạt động của WRR dựa trên hình 3-7. Các lƣu lƣợng đi vào đƣợc nhóm thành n lớp và băng thông cổng đầu ra đƣợc phân bố cho n lớp này theo trọng số thích hợp đã đƣợc xác định bởi băng thông yêu cầu cho n lớp này. Tổng trọng số của các lớp phải bằng 100%
Trong đó: m là số lớp lƣu lƣợng, Wi là % trọng số lớp i.
77