1 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG TRƯƠNG SƠN HÒA NÂNG C P CH T LƯ NG D CH V ( QoS) TRONG M NG 3G TRÊN N N MPLS Chuyên ngành: K Thu t Đi n t Mã s : 60.52.70 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Đà N ng - Năm 2011 Cơng trình đư c hồn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: TS Lương H ng Khanh Ph n bi n 1: TS Nguy n Lê Hùng Ph n bi n 2: PGS.TS Nguy n H u Thanh Lu n văn ñã ñư c b o v trư c h i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p Th c sĩ K Thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 26-27 tháng 06 năm 2011 Có th tìm hi u Lu n văn t i: -Trung tâm thông tin-H c li u, Đ i h c Đà N ng -Trung tâm h c li u, Đ i h c Đà N ng M Đ U Lý ch n đ tài: M ng thơng tin di ñ ng phát tri n m nh m nh ng năm qua v i kh cung c p đa d ng lo i hình d ch v Cùng v i d ch v tho i, nhu c u d ch v d li u ngày tăng cao chi m m t t tr ng ñáng k t ng doanh thu c a nhà khai thác m ng Xu hư ng địi h i m ng di ñ ng ph i phát tri n theo m t c u trúc m i tiên ti n có kh th a mãn cao nh t yêu c u ch t lư ng d ch v cung c p cho ngư i s d ng, ñ m b o t t nh t tính trung th c, t c đ x lý ch t lư ng Trư c nh ng yêu c u trên, ñ tài: “Nâng c p ch t lư ng d ch v (QoS) m ng 3G n n MPLS” ñưa m t s gi i pháp c th nh m nâng c p ch t lư ng d ch v m ng thông tin di ñ ng th h th (3G) b ng cách s d ng ñ nh n QoS ng d ng công ngh chuy n m ch nhãn ña giao th c (MPLS) M c ñích nghiên c u: Nghiên c u m ng di ñ ng th h m i 3G, t đưa hư ng gi i quy t nh m nâng c p ch t lư ng d ch v cung c p cho ngư i s d ng s ng d ng công ngh chuy n m ch nhãn ña giao th c MPLS Đ i tư ng ph m vi nghiên c u: 3.1 Đ i tư ng nghiên c u: - Nghiên c u m ng thơng tin di đ ng 3G - Nghiên c u cơng ngh chuy n m ch nhãn đa giao th c (MPLS), tr ng k thu t ñ nh n QoS Trên s ñó, áp d ng cơng ngh vào m ng di đ ng th h m i 3G - Đi sâu nghiên c u thu t tốn đ nh n QoS m ng MPLS, ñ c bi t quan tâm đ n thu t tốn đ nh n cu c g i o (Virtual Flow Deviation _VFD) 3.2 Ph m vi nghiên c u: - Nghiên c u lý thuy t v m ng 3G công ngh chuy n m ch nhãn ña giao th c MPLS - Tìm hi u ki n trúc c a m t h th ng di ñ ng 3G, thành ph n giao th c giao ti p - Tìm hi u khn d ng nhãn gói tin, giao th c thu t tốn đ nh n m ng MPLS - Nghiên c u lý thuy t v c u trúc m ng thông tin di ñ ng 3G s d ng MPLS - Phân tích, đánh giá thu t tốn đ nh n QoS máy tính b ng ngơn ng l p trình Delphi Phương pháp nghiên c u: Nghiên c u lý thuy t, k t h p s d ng ph n m m mô ph ng Delphi nh m tính tốn, phân tích đánh giá k t qu thu ñư c t phương pháp ñ nh n QoS ñư c ch n Ý nghĩa khoa h c th c ti n c a ñ tài: Đ xu t gi i pháp cho nhà khai thác m ng nâng c p kh c a h th ng, ñáp ng yêu c u ch t lư ng d ch v C u trúc c a lu n văn: g m chương, - Chương 1: T ng quan v m ng 3G MPLS - Chương 2: ng d ng MPLS m ng 3G - Chương 3: Đ nh n QoS m ng MPLS - Chương 4: Mô ph ng thu t toán CHƯƠNG T NG QUAN 1.1 T ng quan m ng thông tin di ñ ng 3G H th ng thông tin di ñ ng 3G ñ i v i m c tiêu hình thành m t h th ng di đ ng toàn th gi i, nh m vào d ch v băng r ng internet t c ñ cao, truy n hình, hình nh … ch t lư ng cao tương ñương m ng h u n Trong ph n này, tơi trình bày v n ñ sau: - Gi i thi u: Gi i thi u l ch s phát tri n c a m ng thơng tin di đ ng - Các cơng ngh ñ xu t cho h th ng m ng 3G: Có m t vài cơng ngh đ xu t ñư c phân nhóm d a k thu t b n c a như: WCDMA, TDMA c i ti n, hybrid CDMA/TDMA OFDM + WCDMA:Băng thông c a m t h th ng WCDMA 5MHz ho c l n 5MHz ñ r ng băng thông t i thi u c a t t c chu n 3G WCDMA +TDMA c i ti n: Khi TDMA c i ti n ñư c ñ xu t, yêu c u ñ t h th ng m i ph i tương thích v i h th ng GSM 2.5G hi n t i v i c i ti n (GPRS, HSCSD, EDGE) Đây khơng th đư c g i 3G, vi c đưa s giúp ti n g n ñ n h th ng 3G, nh t nh ng năm đ u tri n khai 3G + Hybrid CDMA/TDMA: M i khung TDMA ñư c chia làm khe (slot) th i gian, m i khe th i gian s th c hi n ghép kênh s d ng k thu t CDMA C u trúc c a khung tương thích v i GSM UTRAN TDD mode th c t m t h th ng hybrid CDMA/TDMA M t khung ñư c chia làm 15 khe th i gian, m i khe th i gian g m kênh ghép s d ng k thu t CDMA + OFDM: OFDM k thu t ñưa d a nguyên lý ñi u ch ña sóng mang, ñi u có nghĩa s chia m t dòng d li u c n chuy n t i thành m t vài dòng bit d li u (các kênh ph ) Nh ng dịng bit ph sau s đư c u ch s d ng mã tr c giao nhau, cho phép ph t n s sóng mang ph s r t g n (ho c ch ng m t ph n) mà không nh hư ng ñ n +IMT-2000: IMT-2000 “tiêu chu n công ngh ” c a t t c h th ng 3G Ban đ u, m c tiêu c a ITU (International Telecommunication Union) đ có đư c m t tiêu chu n 3G nh t ñư c s d ng toàn c u, nhiên yêu c u ph i th a mãn c hai m c đích k thu t tr ñã không thành hi n th c Các k thu t IMT-DS IMT-TC ñang ñư c phát tri n b i 3GPP, IMT-MC l i ñư c ch n phát tri n b i 3GPP2 Sau IMT-TC ñư c chia làm hai chu n: TDD TD-SCDMA - 3GPP: t ch c nh m phát tri n tiêu chu n k thu t cho h th ng 3G d a giao ti p sóng vơ n UTRA lõi m ng GSM c i ti n H th ng UTRA có hai mode: FDD TDD Mode FDD, ñư ng uplink downlink s d ng d i t n s tách bi t Mode TDD khác so v i mode FDD m t t n s sóng mang ch s d ng c hai ñư ng uplink downlink + mode FDD, ñư ng uplink downlink s d ng d i t n s tách bi t Các sóng mang có đ r ng băng t n 5MHz M i sóng mang l i đư c chia thành khung 10-ms, m i khung ch a 15 khe th i gian T c ñ chip c a UTRAN 3.84Mcps + mode TDD: 15 khe th i gian c a m t khung có th đư c phân b đ ng cho đư ng uplink downlink, th dung lư ng kênh c a đư ng có th khác T c ñ chip c a m t mode TDD thơng thư ng 3.84Mcps Ngồi cịn có phiên b n TDD băng thông h p TD-SCDMA Đ r ng băng thơng sóng mang 1.6MHz, t c đ chip 1.28Mcps - 3GPP2: t ch c phát tri n h th ng CDMA2000 d a công ngh WCDMA CDMA2000 có t c đ chip khơng c ñ nh, có th thay ñ i theo b i s c a 1.2288 Mcps (t i ña 12) cho t c ñ chip t i ña 14.7456 Mcps Băng t n ñư c c p phép (5 MHz) s ñư c chia thành m t s băng t n sóng mang h p (1.25 MHz) H th ng CDMA2000 truy n th ng s chia băng t n thành sóng mang (3x mode) - Các giai ño n phát tri n h th ng lên 3G Hình 1.6 Các giai đo n phát tri n lên 3G 1.2 T ng quan công ngh chuy n m ch nhãn MPLS M ng MPLS s k th a k t h p c a ñ nh n thông minh m ng IP chuy n m ch t c ñ cao m ng ATM, có c đ nh n l p (IP) chuy n m ch l p (VPI/VCI c a ATM) MPLS ch chuy n m ch nhãn Cisco phát tri n ñư c IETF chu n hóa, h tr kh chuy n m ch, đ nh n lu ng thơng tin m t cách hi u qu đây, tơi s tìm hi u v n đ sau: - Gi i thi u: MPLS ñ i v i ý tư ng dùng nhãn đ chuy n m ch Nó ñã gi i quy t kh c ph c nh ng h n ch mà m ng trư c v n cịn t n t i như: T c đ , băng thơng khơng h u ích, tr - Các khái ni m MPLS: ñây, tơi s tìm hi u khái ni m v nhãn, Ngăn x p nhãn, B ñ nh n chuy n ti p nhãn LSR, L p chuy n ti p tương ñương FEC, B ng chuy n ti p chuy n m ch nhãn, Đư ng chuy n m ch nhãn LSP, Cơ s thơng tin nhãn, Gói tin gán nhãn, Phân ph i n ñ nh nhãn - Thi t b LSR: b ñ nh n chuy n m ch nhãn, th c hi n ch c chuy n ti p gói thông tin ph m vi m ng MPLS b ng th t c phân ph i nhãn - Ho t ñ ng c a MPLS: MPLS cung c p chuy n m ch ñ nh hư ng liên k t Trong đó, dịng d li u s liên h v i nhãn Các gói s đư c chuy n ti p d a nhãn c a chúng Chi u dài c a nhãn ng n xác ñ nh Các router trao ñ i nhãn v i thông tin liên quan - Các giao th c b n MPLS: Các giao th c bao g m: + Đi u n gán nhãn ñ c l p theo yêu c u + Phát hi n ch ng vòng l p + Giao th c phân ph i nhãn LPD + Giao th c MPLS-BGP 1.3 K t lu n CHƯƠNG NG D NG MPLS TRONG M NG 3G 2.1 Gi i thi u chung Ngày nay, nhi u nhà khai thác m ng GSM ho c CDMA nâng c p m ng 2G hi n t i cung c p d ch v t c ñ cao s d ng EDGE, GPRS, 1xRTT, EV-DO, ho c công ngh WLAN Wi-Fi Nh ng d ch v yêu c u thi t b , d ng truy n d n khác nhau, th i gian tri n khai lâu t n Trong trình phát tri n t 2G sang 2.5G 3G, k thu t ATM gi i pháp cho vi c tích h p tho i, d li u video Tuy nhiên gi i pháp l i không t i ưu cho vi c tăng t c ñ m ng di ñ ng m ng 2G TDM v n ñang ñư c trì Chuy n ñ i m ng 2G 3G sang m ng chuy n m ch gói IP/MPLS s gi i pháp đ gi m giá thành s d ng l i thi t b TDM ñã ñ u tư Ki n trúc m ng 2G TDM: D li u tho i s ñư c chuy n t tr m thu/phát BTS (Base Transceiver Station) t i biên m ng RAN, qua ph n lõi RAN (BSC) ñ n MSC c ng GMSC, cu i chuy n vào m ng chuy n m ch công c ng PSTN Ki n trúc m ng 3G: ph n m ng RAN s mang tín hi u tho i 2G s d ng k thu t TDM tín hi u tho i theo chu n 3G s d ng k thu t ATM Mơ hình s d ng thêm m t c ng MGW th c hi n ch c chuy n đ i tín hi u tho i ATM (voice-over-ATM) sang TDM m t vài tín hi u báo hi u Các tín hi u sau MGW ñư c chuy n ñ n MSC ti p t c x lí Các tr m RNC phiên b n 3G c a BSC th c hi n ch c ñ nh n cu c g i ñi u ch nh băng thơng M ng di đ ng 3G th h th phân tách ch c ph n k t n i gi a MGW thành ph n ñi u n ph n d li u Ph n ñi u n d a n n IP báo hi u s (SS7) th c hi n qua máy ch MSC Ph n d li u có th qu n lí lu ng TDM, ATM, ho c IP V i c u hình m ng này, tho i 3G khơng cịn đư c x lí t i MSC n a, cho phép lo i b hoàn toàn MSC truy n th ng có chi phí v n hành cao sang s d ng VoIP Chu n 3G th h th năm cao s d ng k thu t IP/MPLS cho ph n k t n i gi a BTS/Node B ñ n BSC/RNC (RAN edge), cu i IP/MPLS tr thành công ngh truy n d li u ki n trúc RAN 2.2 Các thành ph n c a m ng truy n d n vơ n: Hình 2.7: M ng thơng tin di đ ng ph n vơ n M ng truy n d n vơ n có th đư c chia thành ph n chính: m ng truy c p, m ng ñ nh n, m ng chuy n t i (Hình 2.7), k t n i theo hai d ng chính: m t k t n i ñi m-ñi m gi a thi t b truy n tin n i ñ n vùng riêng, gi a thi t b truy n tin n i ñ n vùng trung tâm ñ truy n t i Abis, Iub S1 M t d ng k t n i ñi m-ñi m khác gi a thi t b truy n tin/giao ti p n i ñ n hai eNB ñ truy n t i X2 Đ ng h h th ng ñ ng b th i gian y u t quan tr ng quy t ñ nh vi c ch n l a công ngh /nhà cung c p m ng truy n d n di ñ ng, ñ c bi t v i chu n LTE b i cơng ngh khơng ch địi h i ñ ng b t n s ñ ng h xác, mà cịn c n đ ng b c v th i gian 2.3 Truy n d n IP m ng 3G d a n n MPLS 2.3.1 Gi i thi u: M ng di đ ng khơng dây th h th ba cung c p m t lo t d ch v ña phương ti n ñ truy n tho i, d li u, hình nh, video Đ cung c p ñư c d ch v này, yêu c u m ng ph i h tr ña d ng nhi u l p lưu lư ng truy n d li u yêu c u v QoS t c ñ d li u, t l bit l i, ñ tr , … Các gi i pháp truy n d a n n IP g p m t s khó khăn ñ ñáp ng yêu c u m ng vô n 3G, yêu c u ñ i v i tr , trư t thông tin, t l m t gói q trình truy n d li u Các gi i pháp truy n tin n n IP c n ñư c nâng c p nh m ñáp ng yêu c u v QoS Hi u su t truy n tin gi i pháp IP m t v n ñ r t quan tr ng Do RTP/UDP/IP header có kích thư c l n (kho ng 60 byte) so v i kích thư c c a ATM (5 byte) nên trình truy n thơng tin mào đ u d ch v tho i c a s cao so v i ATM 2.3.2 MPLS RAN: Nh m ñ m b o tính hi u qu vi c u n ñư ng d n LSPs, m i LSP s ñư c gán m t ho c nhi u thu c tính nh m h tr vi c xem xét, tính tốn đư ng c a gói tin Các thu c tính có th s d ng v i ñ nh n CBR (Constrained-based routing) đ tính tốn đư ng cho LSPs V i CBR offline, máy ch tính tốn ñư ng ñi cho LSPs ñ nh kỳ (ví d hàng gi ho c hàng ngày, ) Các LSPs sau đư c c u hình đ theo nh ng đư ng truy n đư c tính tốn xác đ nh Các CBR online đư c s d ng đ tính tốn l i n ñ ng nh m thích nghi thay ñ i băng thông c a LSP l i ñư ng truy n IETF ñ xu t hai d ng LSP E-LSP L-LSP ñ h tr DiffServ MPLS 2.3.2.1 E-LSP: E-LSP đơn ch có th h tr cho t i ña l p QoS, ñó ch h tr hai l p QoS mi n ATM 2.3.2.2 L-LSP: L-LSP ñư c s d ng c n h tr cho l p QoS (ho c nhi u hai l p QoS đ i v i ATM) 2.3.3 Mơ hình truy n d n d a MPLS: 2.3.3.1 T ng quan v truy n d n MPLS: Cách b trí (layout) c u trúc liên k t (topology) c a m ng truy n d n vô n cho phép xây d ng nhi u mơ hình khác c a d ch v truy n d n d a n n IP T t c mơ hình có th đư c mơ t b i m t mơ hình chung mà t i BS RNC ñư c k t n i v i thông qua m t m ng IP Khi truy n d n IP ñư c xây d ng d a k thu t MPLS, router ñ u router chuy n m ch nhãn m ng truy n d n IP tương thích v i MPLS Mơ hình đ xu t mơ hình m ng truy n d n UTRAN s d ng chuy n m ch nhãn m ng h tr MPLS Mơ hình khác v i mơ hình m ng truy n d n UTRAN s d ng chuy n m ch gói IP thơng thư ng Mơ hình g m hai ph n: - Ph n th nh t t p trung vào vi c thi t l p qu n lý LSP - Ph n th hai xây d ng phương th c g i gói tin thơng qua LSP Vi c truy n d li u t RNC ñ n BS (downlink) t BS ñ n RNC (uplink) ñư c th c hi n b i LSP riêng bi t Các m ng truy n d n downlink uplink có th đư c xem hai m ng o riêng bi t, cung c p lu ng d li u có lưu lư ng b t ñ i x ng cho hai hư ng m t cách linh ho t Có hai cách xây d ng ñ cung c p d ch v QoS khác m ng truy n d n vô n 3G-RAN n n MPLS (Hình 2.11): + Cách 1: S d ng m t LSP ñ k t n i m i BS ñ n RNC Các l p lưu lư ng d li u c a m t BS ñư c mang m t LSP + Cách 2: S d ng nhi u LSP ñ k t n i BS ñ n RNC M i LSP mang m t l p lưu lư ng Hình 2.11 Các LSP RAN 2.3.3.2 Mơ hình giao th c: Các lu ng d li u c a ph n d li u giao th c ng d ng ph n ñi u n c a l p m ng vơ n đ u đư c chuy n ñi b i LSP ph n d li u c a l p m ng truy n d n Hình 2.12 Mơ hình l p giao th c c a m ng RAN n n MPLS 2.3.3.3 LSP ñơn cho m i BS: M t LSP ñơn ñư c thi t l p ñ k t n i m i BS đ n RNC Lu ng thơng tin t ng h p c a m t BS, bao g m t t c l p, ñư c chuy n ñi m t LSP Gi i pháp có th đư c th c hi n theo mơ hình E-LSP 2.3.3.4 Đa LSP cho m i BS: Các LSP ñư c thi t l p ñ k t n i m i BS ñ n RNC M i LSP mang m t l p lu ng d li u Gi i pháp có th đư c th c hi n theo mơ hình L-LSP 10 2.3.4 D phòng ngu n tài nguyên m ng Trong m ng 3G-RAN n n MPLS, d phòng tài nguyên m ng có th th c hi n theo hai m c: d phịng băng thơng LSP d phòng m c m ng truy n d n Các n cho LSP đư c tính tốn s d ng CBR v i ràng bu c băng thông 2.4 ng d ng MPLS lõi m ng UMTS 3G 2.4.1 Gi i thi u Đ truy n gói d li u, yêu c u ph i có ph n m r ng GTP, UDP, ph n mào đ u IP (40 byte) V i gói d li u nh , d li u mào ñ u c n truy n ñi s r t l n Đ kh c ph c ñư c nh ng h n ch trên, đ xu t tích h p k thu t MPLS vào m ng lõi 3G UMTS Chúng ta s s d ng m t kênh MPLS (MPLS tunnel) m t ch chuy n t i s d ng nhãn MPLS hai m c ñ thay th kênh GTP ng d ng k thu t MPLS giúp kh cân b ng t i t t hơn, cung c p d ch v linh ho t hơn, h tr QoS t t 2.4.2 Các gi i pháp c i thi n kh làm vi c c a m ng IP: Đ c i thi n kh làm vi c c a m ng IP, 3GPP ñưa k thu t GTP chu n (standard GTP) K thu t GTP c i ti n (Enhanced-GTP) ñư c ñưa ñ c i thi n hi u su t truy n d n 2.4.2.1 GTP chu n: 3GPP ñ nh nghĩa kênh GTP l p v n chuy n gi a RNC GGSN Đ i v i RNC-SGSN GTP-U tunnel SGSN-GGSN GTP-U tunnel (hình 2.13), yêu c u ph i truy n d li u mào ñ u g m m t GTP-U header (12 bytes), m t UDP header (8 bytes), m t IP header (20 bytes) T ng c ng 40 bytes d li u mào đ u đư c đính kèm vào V i nh ng gói tin ng n, ch ng h n d li u VoIP, hi u su t c a phương pháp truy n r t th p Hình 2.13: Cơ ch truy n kênh GTP 2.4.2.2 GTP c i ti n: Mơ hình GTP c i ti n kh c ph c ñư c h n ch yêu c u nhi u d li u mào đ u c a mơ hình GTP chu n Tuy nhiên, m c ñ c i thi n kh làm vi c không nhi u, b i v n c n m t mào đ u IP m r ng 20 bytes 2.4.2.3 Gi i pháp kh c ph c: Cơ ch truy n kênh MPLS (MPLS-tunnel) v i nhãn MPLS hai m c (8 bytes) ñư c s d ng ñ thay th ch truy n tin theo kênh GTP (GTP-tunnel) + Giao th c ph n ñi u n: Đ h tr giao th c này, thi t b RNC, SGSN, GGSN ph i h tr MPLS Đ h tr nh ng node này, s ph i thêm vào m t s ngăn x p giao th c ph n u n Hình 2.14 trình bày cách thêm ngăn x p giao th c vào m ng lõi 12 Hình 2.17: Cơ ch h tr QoS kênh MPLS 2.4.2.4 Đánh giá: Ki n trúc m ng n n MPLS không ch gi m dung lư ng mào ñ u ph i truy n t i lõi m ng UMTS 3G, mà c i thi n hi u su t truy n tin, cân b ng t i, d ch v cung c p ch t lư ng d ch v Ngồi ra, cịn đ y nhanh t c ñ th c hi n th t c th c hi n m t phiên PDP, mà cơng vi c u hành m ng v n th c hi n t i SGSN A Hi u su t truy n d n Hi u su t truy n d n Et (transmission efficiency) m ng lõi 3G (3G PS-Domain core network) ñư c tính sau: Et = Packet − Length x100% ( Packet − Length + Tunneling − Overhead ) (2.1) B Cân b ng t i: V i kênh GTP, gói tin c n đư c đ nh n chuy n ñi ñư ng ng n nh t, ho c chi phí truy n tin nh nh t s n khơng đ ngu n tài ngun c n thi t cho q trình truy n gói tin (đ r ng băng thơng đư ng truy n, khơng gian b đ m d li u ra, phân lo i ki m tra mào đ u gói tin, …), gây ngh n t i m t s ñi m nút ñư ng truy n ho c node khác v n r i Ngư c l i, k thu t truy n d n d a n n MPLS s d ng kênh MPLS cho ñ cân b ng t i t t 2.5 Gi i pháp nâng c p m ng d a thi t b TN700 series: UTStarcom TN700 th h m i nh t h tr truy n qua Ethernet V i tính h tr MPLS-TP, s n ph m series TN700 không ch h tr truy n qua Ethernet mà h tr lu ng d li u thư ng dùng ATM, TDM TN700 h tr phương th c truy n t i ña giao th c cho phép phát tri n m ng thơng tin di đ ng d a n n k thu t chuy n m ch gói Thi t b TN700 s d ng công ngh MPLS-TP cho phép nhà cung c p ñư ng truy n gi m đáng k chi phí v n hành b i thi t b tiêu th lư ng th p hơn, nh g n hơn, s d ng l i ñư c ngu n nhân l c kinh nghi m v n hành hi n có V i TN700, nhà cung c p ñư ng truy n có đư c gi i pháp chuy n đ i m ng m-đi m hồn ch nh v n trì k t n i đ n m ng lõi IP/MPLS TDM/SDH/vi ba TN700 ñáp ng ñư c yêu c u 13 ñ ng b m ng nghiêm ng t đ xác r t cao c a h th ng 3G/4G, khơng c n s d ng tín hi u GPS ho c ngu n ñ ng h trung tâm giúp gi m chi phí v n hành 2.5.1 M ng truy n d n di ñ ng chu n LTE: TN700 h tr m ng di ñ ng chu n LTE s d ng L2 n n VPLS VPWS M ng truy n d n có th đư c xây d ng s d ng TN703 cho ch c truy c p, TN705 cho ch c ñ nh n TN725 cho ch c chuy n t i M ng h tr c k t n i S1 (t eNodeB ñ n aWG) X2 (t eNodeB ñ n eNodeB) Đ tăng kh h th ng, chuy n m ch ñ nh n ñư c k t n i theo c u trúc liên k t d ng m t lư i TN700 s d ng công ngh MPLS-TP Theo thi t k , MPLS-TP không ph thu c vào l p IP (ho c ñ a ch ) cho vi c chuy n gói ho c OAM Thi t l p d ch v VPWS VPLS không yêu c u thơng tin đ a ch IP Chi ti t k thu t giúp đơn gi n hóa qui ho ch m ng V i chu n LTE, Lu ng thơng tin S1 I/F s đ m nh n 95% lưu lư ng m ng (X2 ñ m nh n chưa đ n 5%) Cơng ngh truy n d n MPLS-TP gi i pháp t i ưu ñ xây d ng m ng truy n d n di ñ ng theo chu n LTE 2.5.2 H tr multicast: TN700 s d ng k t h p H-VPLS IGMP proxy ñ th c hi n ch c multicast TN700 th c hi n vai trị c a m ng H-VPLS, l p chuy n t i (distribution layer) th c hi n ch c N-PE, cịn l p đ nh n/truy c p th c hi n ch c U-PE 2.5.3 Đ ng b ñ ng h m ng: Các k thu t truy n tin theo phương th c chuy n gói 3G, HSPA, LTE yêu c u đ xác cao c a đ ng h m ng TN700 s d ng m t s k thu t đ đ m b o tính xác ñ ng b V i TN700, nhà khai thác m ng di đ ng có th l a ch n s d ng ñ ng h TDM truy n th ng, n u gói đư c chuy n qua m ng truy n d n SDH (s d ng byte SSM/S1) V i m ng truy n d n 10GE/Ge đ ng b m ng có th s d ng ñ ng b Ethernet (Sync Ethernet) V i nh ng ng d ng m ng, yêu c u thông tin v th i gian (th i gian th c) ph i th t xác Tuy nhiên, đ ng b Ethernet l i khơng th chuy n đư c thơng tin “th i gian th c” Đ chuy n t i thông tin này, TN700 s d ng phương th c th i gian gói tin ToP (Time over packet) – IEEE 1588v2 2.5.4 Kh làm vi c m ng IP/MPLS: TN700 ñư c thi t k d a k thu t MPLS-TP, nhiên ph n d li u c a MPLS-TP l i v n d a k thu t MPLS TN700 cung c p kh tương thích hồn tồn v i m ng lõi IP/MPLS hi n t i TN700 ñư c s d ng t i m i m ng chuy n t i, s k t n i gi a m ng ñư c th c hi n qua m ng lõi IP/MPLS Ho c có th k t n i t m ng chuy n t i ñ n m ng lõi h th ng thông qua m t lõi m ng IP/MPLS 2.6 Các c u hình tham kh o cho m ng di đ ng: 2.6.1.Các c u trúc liên k t c a RAN: RAN có c u trúc liên k t t p trung k t h p Các c u trúc liên k t ph i ñư c h tr b i h t ng m ng MPLS Ki n trúc m ng RAN t p trung có d ng c u trúc hình cho phép giao ti p t BS ñ n tr m ñi u n ngư c l i Ki n trúc m ng RAN k t h p có d ng: - C u trúc hình cho giao ti p t BS ñ n aGW ngư c l i - C u trúc any-to-any cho giao ti p gi a BS 14 2.6.2 C u hình tham kh o cho m ng di ñ ng t p trung: C u hình MPLS thay đ i tùy theo d ng TNL (Transport network layer) chuy n m ng qua giao ti p Abis/Iub Có b n d ng TNL (TDM TNL, ATM TNL, HDLC TNL IP TNL) tùy thu c vào th h c a m ng di ñ ng, giao ti p ho c TNL ñư c s d ng gi a BS (BTS ho c NodeB) tr m ñi u n (BSC ho c RNC) B ng 2.7: Các m ng RAN TNL tương ng M ng Chu n giao ti p GSM/GPRS/EDGE TNL TDM (2G/2.5G) UMTS R3, R99/R4 ATM R99/R5, R6, R7 ATM IP CDMA 1xRTT IS-2000 HDLC ho c TDM CDMA 1x EV-DO IS-856 IP Hình 2.28: C u hình tham kh o cho m ng di ñ ng t p trung v i c u hình MPLS cho TNL Hình 2.28 cho th y c u hình TNL khác s d ng cơng ngh MPLS m ng truy c p/ñ nh n Đ h tr m i lo i TNL, m ng MPLS có th m r ng t RNC ñ n node khác ph n truy c p/đ nh n, c u hình (a) ñ n (f) 2.6.2.1 Các lo i TNL cho MPLS m ng di ñ ng t p trung: - D ng 1: TDM TNL xác ñ nh l p TDM ñ c trưng 2G TNL TDM TNL qu n lí thi t b RAN n i đ n qua giao ti p T1/E1 - D ng 2: ATM TNL xác ñ nh l p ATM ñ c trưng R3/R4 3G TNL ATM TNL qu n lí thi t b RAN n i ñ n qua giao ti p I.432.3 E1 ho c STM-1 - D ng 3: IP TNL xác ñ nh l p IP (như R5/R6/R7 3G) Nó đ m b o thơng tin c a thi t b t i ph n m ng RAN s d ng gói IP Ch c MPLS PE có th truy n lu ng d li u IP s d ng gi i pháp truy n IPoEthoMPLS (ví d L2VPN), ho c IPoMPLS (như L3VPN) - D ng 4: HDLC TNL xác ñ nh l p HDLC ñ c trưng CDMA 1x-RTT TNL 15 2.6.2.2 Các c u hình s d ng MPLS m ng di ñ ng t p trung: T t c phương th c d a n n MPLS th c hi n t i CSG địi h i ph i có ch tương thích t i MASG nh m có đư c m t giao ti p gi a tr m g c (BS) RC Các ch c MPLS s d ng linh ho t cho d ng TNL khác Có nhi u c u hình s d ng MPLS khác tùy thu c vào v trí áp d ng ch c MPLS m cñ ng d ng k thu t MPLS m ng truy n d n di ñ ng Các c u hình (a) đ n (f) hình 2.28 cho th y c u hình MPLS v i đư ng truy n o ñơn n SS PW (Single Segment Pseudowire) (như c u hình (a) đ n (d)) ho c ñư ng truy n o ña n MS PW (Multi-Segment Pseudowire) (như c u hình (e) đ n (f)) t i m ng truy c p m ng ñ nh n V i m i c u hình MPLS, m t mơ hình chung d a L2VPN có th đư c s d ng gi a b t kỳ router MPLS L2VPN có th d a VPWS ho c VPLS m ng ñ nh n, ho c t i AN Mơ hình chung tách bi t c a ph n ñi u n V i c u hình (e) (f) đư ng truy n o (PW) gi a thi t b m ng truy c p ñư c xây d ng b ng cách n i tr c ti p v i (khơng có thi t b khác n i gi a hai thi t b c n thi t l p PW) gi a CSG EN (c u hình e) ho c CSG AN (c u hình f), ñư c chuy n qua m t l p v t lý có băng thơng b h n ch ng v i m i c u hình MPLS , yêu c u ph i b sung m t s ngăn x p giao th c t i node m ng truy c p/ñ nh n tương ng ñ chuy n TNL IP TNL s truy n qua giao th c l p sau qua l p Ph n trình bày v ngăn x p giao th c (protocol stack) t i node m ng truy c p/ñ nh n ñ chuy n t i TNL cho m i c u hình MPLS trình bày 2.6.3 C u hình tham kh o cho m ng di ñ ng k t h p: IP TNL d ng TNL ñư c s d ng riêng m ng di ñ ng k t h p (LTE, di ñ ng WiMAX, HSPA+ flat, UMB) Có hai gi i pháp có th đư c s d ng đ truy n IP TNL m ng truy c p/ñ nh n/m ng lõi: L2VPN MPLS L3VPN MPLS 2.6.3.1 L2VPN MPLS: Hình 2.37 mơ t c u hình tham kh o m ng di ñ ng k t h p s d ng L2VPN MPLS, ñ chuy n t i IP TNL qua giao ti p gi a BS aGW, giao ti p gi a BS Hình 2.37: C u hình tham kh o cho m ng di ñ ng k t h p v i L2VPN MPLS 16 2.6.3.2 L3VPN MPLS: Hình 2.38: C u hình tham kh o cho m ng di ñ ng k t h p v i L3VPN MPLS truy n m ng truy c p (tùy ch n) / ñ nh n / m ng lõi Hình 2.38 mơ t c u hình tham kh o cho m ng di ñ ng k t h p s d ng L3VPN MPLS, ñ chuy n t i IP TNL qua giao ti p gi a BS aGW, giao ti p gi a BS K t n i gi a CSG L3VPN m ng truy c p có th đư c th c hi n b ng m t k thu t l p truy n th ng, ho c ch n l a gi a VPWS hay VPLS 2.7 Nh ng yêu c u chung cho m ng truy n d n di ñ ng MPLS 2.7.1 Nh ng yêu c u v k thu t lu ng QoS: Nh ng yêu c u v QoS ñ t ñư c nh s d ng k thu t lu ng ñ nh n, v n tránh ñư c t i m ng MPLS 2.7.2 T i ưu hóa đa đư ng (multi-path): M ng truy c p ph i h tr kh đa đư ng đ t i ưu hóa băng thơng chuy n tín hi u nh n t CSG (có th m t giao ti p SHDSL m t giao ti p ADSL2+) ho c n u CSG ñư c n i ñ n hai m ng truy c p khác (như m t giao ti p ADSL2+ m t giao ti p MW) 2.8 K t lu n: Trong chương tìm hi u ki n trúc b n c a m t m ng 3G ng d ng n n MPLS t i ph n vô n, lõi m ng, giao th c ñi u n Vi c c i ti n nâng c p m ng 3G s d ng ñ nh n IP truy n th ng sang ñ nh n MPLS không nh t thi t ph i th c hi n c i ti n ñ ng b t i t t c thành ph n m ng IP Đ th c hi n nâng c p m ng 3G hi n t i sang s d ng đ nh n MPLS, c n có nhi u nghiên c u ñánh giá th c tr ng chi ti t ñ l p d án ñ u tư thích h p.Vi c c i ti n nâng c p m ng 3G hi n t i ñ c i thi n chât lư ng d ch v c n ph i có gi i pháp đ ng b c ph n c ng ph n m m 17 CHƯƠNG Đ NH TUY N QoS TRONG M NG MPLS 3.1 M ñ u: Vi c tìm ki m m t đư ng d n m ng nh m h tr truy n thông tin k t n i m i ñ m b o thông s ch t lư ng như: băng thông, ñ tr truy n d n nhi m v c a k thu t ñ nh n QoS K thu t ñư c ñưa nh m h tr cho m ng IP d a k thu t chuy n nhãn ñi MPLS hay GMPLS 3.2 Gi i thi u chung: Trong nh ng năm g n đây, Internet có bư c phát tri n r t n tư ng Nh ng m ng t c ñ cao ñư c s d ng nh m h tr m t lo t ng d ng ña phương ti n th i gian th c Tuy nhiên, ki n trúc c a m ng Internet hi n ch h tr d ch v “best effort” Nó khơng đáp ng đư c cho m ng tích h p d ch v đư c thi t k đ mang lo i thơng tin khác Đ có đư c s đ m b o ho t ñ ng ñ u cu i – ñ u cu i (ñ m b o v n ñ tr , trư t, t c ñ …), c n thi t ph i có m t vài k thu t t i ưu tài nguyên m ng G n có nh ng n l c quan tr ng nh m nâng c p ki n trúc ñ nh n giao th c đ nh n IP Cơng vi c ñư c th c hi n b ng cách cung c p thêm cho chúng nh ng ch c m i ñư c h tr b i MPLS M c đích c a thu t tốn đ nh n QoS là: • Th a mãn nh ng yêu c u v ch t lư ng d ch v cho m i k t n i ñư c ch p nh n • Đ t đư c hi u qu vi c t n d ng tài nguyên 3.3 Đ nh n QoS: Khái ni m QoS liên quan ñ n vi c cân b ng ho t ñ ng gi a ngư i cung c p d ch v internet ng d ng khác Các thông s b t bu c c a QoS m t liên k t đơn là: • Đ m b o lư ng băng thông t i thi u • Đ tr đ trư t l n nh t ch p nh n đư c • T l m t thơng tin l n nh t cịn ch p nh n đư c M c đích c a đ nh n QoS xác ñ nh m t ñư ng d n có th đ m b o đư c nh ng yêu c u b t bu c 3.3.1 Thu t tốn Min-Hop (MHA): Thu t tốn Min-Hop đ nh n m t k t n i d c theo ñư ng d n ti n ñ n node đích b ng cách s d ng m t s nh t liên k t kh thi Quá trình th c hi n d a s thu t toán Dijkstra Tuy nhiên, vi c s d ng MHA có th d n đ n khó khăn truy c p x y ngh n m ch s x y t i m t vài liên k t có t n d ng tài nguyên 3.3.2 Thu t toán WSP: WSP ñư c ñưa nh m c i thi n thu t toán MHA v i m c ñích cân b ng t i m ng Trên th c t , WSP ch n m t ñư ng d n kh thi v i lư ng Hop nh nh t n u có nhi u đư ng d n v y đư ng d n v i lư ng dư th a băng thông l n nh t s ñư c s d ng Thu t tốn khơng khuy n khích s d ng cho nh ng liên k t có lư ng t i l n m ng Tuy nhiên, WSP v n t n t i m t vài h n ch MHA vi c ch n nh ng ñư ng d n s nh ng ñư ng d n ng n nh t kh thi ñư c s d ng s b o hòa trư c chuy n sang ñư ng d n kh thi m i 18 3.3.3 Thu t toán MIRA: Thu t tốn MIRA xác đ nh m t b ng tư ng thu t tư ng minh v v trí router vào M c đích c a thu t tốn đ nh n cho m t k t n i vào ñi qua m t đư ng d n có s can thi p c a nh ng yêu c u có th có tương lai nh t Khi m t cu c g i m i c n ñư c ñ nh n gi a m t c p ngu n đích (Si,Ti), MIRA s xác đ nh ch s thi t l p LST c a liên k t t i h n cho t t c c p ngu n đích (Sj,Tj) Tr ng s w c a m i liên k t l s ñư c thi t l p theo bi u th c sau: (3.2) w(1) = ∑ ( ST ):l∈L α ST 3.3.4 Thu t toán VFD: Thu t tốn đư c đ nh m gi i quy t nh ng gi i h n c a thu t toán trư c b ng cách khai thác t t c thơng tin có th dùng ñư c mà chưa ñư c s d ng thu t tốn trư c ho c th m chí chưa ñư c xem xét b i thu t tốn trư c Đ mơ t tình tr ng c a m ng t t d đốn tình tr ng c a m ng tương lai, có th đưa thơng tin v topo m ng t i node vào (s d ng thu t toán MIRA) S li u th ng kê d li u s ñư c xác ñ nh b ng cách ño t i ñi vào m ng t i m i node ngu n Thông tin đóng vai trị quan tr ng vi c quy t ñ nh n yêu c u ñ n th nh m tránh ngh n m ch B ng cách khai thác thông tin lưu lư ng thu đư c, có th d đốn ñư c có k t n i m i s ñư c t o t i m i c p S-T tương lai Các cu c g i ñư c ñưa vào m ng, chúng s tham gia v i cu c g i hi n th i ñang ñư c ñ nh n cu c g i ñư c xem giai đo n x lí ñ nh n Đ bi t ñư c b ng tư ng thu t v lưu lư ng d li u tương lai ñư c ñưa vào m ng, VFD th c hi n ñ nh n không ch cu c g i th c mà cịn đ nh n m t s xác ñ nh cu c g i o Tính xác c a vi c xác ñ nh s li u th ng kê r t quan tr ng th c thi thu t toán VFD Tuy nhiên c s li u th ng kê lưu lư ng khơng đ t đ xác đ nh cao, chúng gi m t lư ng thơng tin nhi u so v i thông tin topo m ng v v trí c a node ngu n đích đư c khai thác b i thu t tốn MIRA T t c thông tin v topo m ng s li u c tính cho t i ñư c s d ng ñ xác ñ nh ñư ng d n s s d ng tài nguyên m ng m t cách t t nh t t i thi u hóa s lư ng cu c g i b c m M t ñư ng d n v y s ho t ñ ng VFD dư i thu t toán FD Thu t toán cho phép xác ñ nh ñư c n t i ưu nh t cho t t c d li u vào m ng thông qua nh ng c p S-T khác 3.3.4.1 Cu c g i o (Virtual call): M i cu c g i ñư c ñưa vào m ng dù th t hay o ñ u ñư c ñ c trưng b i ba thơng s sau: (S,T,d) Trong S,T node ngu n, đích d băng thơng u c u Vi c xác đ nh thơng s cho m i cu c g i o c n r t xác chúng s ph i ph n ánh lưu lư ng ñ ng ñ t vào m ng xác t t Hơn th n a, c n xác ñ nh c n phát cu c g i o, u c u c p ngu n/đích băng thông c a cu c g i th Đ x lí v n đ này, có th d dàng xác đ nh phân b cho m i c p S-T hai thông s sau: • Lưu lư ng trung bình (αSi,Ti) t i c p S-T th i: s k t n i trung bình vào thơng qua node Si kho ng th i gian ñi vào m ng ∆t 19 • Kh phân b băng thơng u c u t i m i c p S-T: t s gi a s cu c g i nd có băng thông yêu c u d v i t ng s cu c g i N N u xem t ng s t i trung bình vào m ng Λ, ta có: Λ= ∑ Si −Ti λ Si ,Ti (3.3) T đó, s xác đ nh ñư c xác su t PSi,Ti nh n m t cu c g i gi a c p node S-T sau: PSi,Ti = ∑ A ni n! (3.4) Xác su t có m t yêu c u v i băng thông d Pdi = node th i Pdi s đư c c tính sau: nd N (3.5) Các thơng s (Si,Ti,di) s xác đ nh hồn tồn nh ng cu c g i o Các thơng s ñư c xác ñ nh m t cách ng u nhiên tùy thu c vào PSi,Ti ñư c cho Các cu c g i o s ñư c ñ nh n v i cu c g i th c Vi c xác ñ nh cu c g i th c tương t cu c g i o chúng ñư c ñ c trưng b i thông s (SR,TR,dR) Thu t toán VFD s ch c ch n t i ưu hóa lu ng d li u Đ xác đ nh thông s Nv c a cu c g i o, s xét hai ti n trình sau: • Đ u tiên xác đ nh b n tư ng thu t v s thay ñ i c a t ng lư ng t i m ng c tính s cu c g i trung bình N đư c đ nh n m ng kho ng th i gian Ts Khi có m t yêu c u m i ñ n, Nv = [N - NA] cu c g i o xu t hi n Trong đó, NA s cu c g i Active Chú ý, n u NA> N khơng t n t i b t c cu c g i o • Ti p theo, d a vào s cu c g i Active l n nh t ñư c ñinh n m ng, Nmax, s cu c g i o s ñư c xác đ nh b i cơng th c: Nv = (Nmax - NA) (3.6) 3.3.4.2 Lưu đ thu t tốn VFD: Ho t đ ng c a thu t tốn VFD đư c mơ t lưu đ (hình 3.1) Khi có m t yêu c u g i m i, b x lí s thi t l p s hi u Nv cho nh ng cu c g i o Active Cu c g i th c o sau s đư c đưa vào m ng Phương th c đ nh n lưu lư ng thơng tin m i s làm vi c theo hai bư c: • Bư c 1: Xác đ nh m t lưu lư ng kh thi ban ñ u Các cu c g i s ñư c ñ nh n t ng cu c m t b t ñ u cu c g i th c M t cu c g i s ñư c xem Active n u tìm th y m t đư ng d n kh thi s Non-Active n u không tìm th y m t đư ng d n kh thi Bư c s ñư c l p ñi l p l i cho ñ n t t c cu c g i ñ u ñư c xem xét Công vi c s d ng l i n u cu c g i th c không ñư c ñ nh n • Bư c 2: T i ưu hóa t t c cu c g i Active b ng thu t toán FD 20 Sau đó, bư c m t đư c s d ng l p l i cho t t c cu c g i Non-Active N u có nh t m t cu c g i Non-Active ñư c khai báo Active, bư c hai s ñư c th c hi n Công vi c s ñư c l p ñi l p l i cho đ n khơng có cu c g i Active hay bư c m t không nh n ñư c b t kỳ cu c g i Active K t qu sau cùng, cu c g i th c ñã ñư c ñ nh n m t ñư ng d n t i ưu Cu c g i th c Nh p s cu c g i o T i ñư c ñưa vào m ng T t c cu c g i NON ACTIVE Tìm đư ng d n ng n nh t cho m i cu c g i Bư c Cu c g i ACTIVE ? No END Yes T i ưu hóa lu ng cho cu c g i Bư c Yes Cu c g i No NON ACTIVE ? END Hình 3.1 Lưu đ thu t tốn VFD bư c m t xác đ nh b i thu t tốn Dijsktra đư c đưa vào m ng nơi có Dịng d li u kh thi mô t tr ng s c a k t n i ph n nh ñư c s t n d ng kênh th c Cho m i liên k t, m t tr ng s wij ñư c xác ñ nh sau: wij = C ij − F (4.6) ij Tr ng s s ñư c gán c p nh t thư ng xuyên t i m i trình l p Đo n chương trình sau mơ t thu t tốn VFD Trong đó, m t c s đư c ñưa vào b ng mô t k t n i nh m xác đ nh tính Active hay Non-Active c a liên k t For( ∀ connection(Sk,Tk,flagk)) Flagk=NON ACTIVE End for 21 Do For( ∀ connection(Sk,Tk,dk,flagk=NON ACTIVE)) For( ∀ link lij) Weight assignment: if Fij < Cij Cij − Fij wij = ∞ if Fij = Cij wij = end for execution of Dijsktra Shortest Path Algorithm: if ( ∃ a path between Sk and Tk with bandwidth dk) update Fij and memorize the path flagk = ACTIVE end if end for for( ∀ connection(Sk,Tk,dk,flagk=ACTIVE)) execution of the flow deviation method end for while(in the last iteration at least one flagk has been set to ACTIVE ) 3.3.4.3 Phương th c FD: Trong ph n s tìm hi u thu t toán FD Đây thu t toán cho phép xác ñ nh n t i ưu cho t t c lưu lư ng d li u ñư c ñưa vào m ng c p ñi m ngu n/ñích khác Như ñã bi t, vi c t i ưu hóa đ nh n ngồi vi c hư ng d li u theo nh ng ñư ng ng n nh t, mà cịn quan tâm đ n chi u dài c a m t vài liên k t Chi u dài liên k t ph thu c vào dòng d li u k t n i Thơng thư ng vi c t i ưu hóa đ nh n ch ñ t hi u qu lu ng d li u ñi d c theo ñư ng d n có chi u dài ng n nh t xu t hi n ñ u tiên (MFDL) cho m i c p ngu n/đích Đ nh n s ch đ t g n t i ưu có lu ng d li u ñi vào ñư ng d n NON-MFDL V n đ có th đư c gi i quy t b ng cách d ch lu ng t b t c ñư ng sang MFDL Thu t toán FD s th c hi n d a ý tư ng Đ mô t rõ hơn, môt s thơng s s đư c đưa ra: • W: Giá tr thi t l p c a c p ngu n đích • dw: lu ng d li u ñi vào c p ngu n đích (w ∈ W) • Pw: giá tr thi t l p t t c ñư ng d n k t n i tr c ti p c p m ngu n đích w ∈ W • xp: lu ng d li u ñi vào ñư ng d n p Cho: Topo m ng v i ma tr n dung lư ng liên k t C = {Cij} Ma tr n lưu lư ng Γ = { γ ij } Thu t toán FD s t i thi u hóa t ng s tr trung bình m ng b ng cách ñ nh n m i lu ng d li u ñ u ñi MFDL Khi đó, đ tr trung bình m ng s là: D = D= γ Fij ∑C − F ij ij ij (3.7) 22 Trong đó: Fij: lu ng ñư c ñ nh n liên k t (i,j) γ : t ng s lu ng ñi vào m ng Thu t toán FD ñư c kh i ñ u b ng vi c ñưa m t vector ñư ng d n lu ng kh thi x={xp} tìm ki m m t đư ng d n MFDL cho m i c p ngu n đích Đ đ t đư c m c đích, thu t toán FD thi t l p m t tr ng s wij cho liên k t (i,j) xem ngu n g c tái t o giá tr D s liên quan ñ n t c đ dịng ch y d li u đư c truy n liên k t (i,j), Fij Giá tr ñư c xác ñ nh d a s dòng d li u hi n th i (x) W = D' (F ) = ij ij Cij ∂D = ∂F γ (Cij − F )2 ij ij (3.8) { } Dịng lưu lư ng s đư c xác ñ nh b ng cách s d ng thu t tốn đư ng d n ng n nh t Đ t x = x p vector ñư ng d n lưu lư ng, vector s xác ñ nh n u t t c lưu lư ng d li u vào dw cho m i c p node ngu n/đích đư c đ nh n d c theo ñư ng d n MFDL tương ng Đ ng th i, đ t α * kích thư c bư c ñ [ ] c c ti u hóa D x + α ( x − x ) s t t c kh có th ñư c l a ch n v i α ∈ [0,1] [ ] [ ( D x + α * ( x − x) = D x + α x − x α ∈[0,1] )] (3.9) Khi đó, thi t l p ñư ng d n lưu lư ng m i s đư c mơ t sau: ( ) x p := x p + α * x p − x p ; ∀p ∈ Pw , w ∈ W (3.10) Và vi c x lí đư c l p l i B ng cách thay ñ i tăng d n ñánh d u lưu lư ng trư c vào m t lưu lư ng m i, vi c t i ưu hóa lưu lư ng ñánh d u ñã ñư c thi t l p Thu t tốn VFD đư c dùng d a s a đ i l i thu t tốn FD Trong đó, giá tr α th c hi n m i bư c nh y nh ng giá tr r i r c [0,1] ñ ñ m b o khơng có dịng lưu lư ng b tách ñi vào ñư ng d n khác 3.4 K t lu n: Trong chương này, em ñã tìm hi u thu t tốn VFD, m t thu t tốn m i c a đ nh n tư ng minh v i m c đích đ m b o băng thông liên k t m ng MPLS VFD s khai thác thơng tin c a m vào m ng h s th ng kê lu ng d li u Là m t s ñ i m i c a thu t tốn đ nh n QoS, VFD t o m t s l a ch n ñư ng d n khơng nh ng d a tình tr ng hi n th i c a m ng mà d a c tính s thay đ i gia tăng lư ng thông tin tương lai VFD cho phép ñ t ñư c k t n i v i kh lo i b liên k t nh so v i thu t toán ñ nh n ñang ñư c s d ng hi n nay, đ c bi t có hi u qu ñ i v i nh ng m ng có lu ng khơng cân b ng t i m i node vào 23 CHƯƠNG MÔ PH NG THU T TỐN D a vào thu t tốn VFD, tơi s d ng cơng th c tính ñ tr , chi u dài liên k t xác su t lo i tin đ tính tốn so sánh k t qu mà VFD mang l i v i k t qu s d ng thu t tốn Dijsktra Sau nh ng k t qu ñ t ñư c cho m t m ng g m node v i kho ng cách Xij gi a node i j cho trư c K t qu c a vi c xác ñ nh ñư ng d n ng n nh t t ñi m ngu n đ n m đích đư c mơ t hình 4.1 Hình 4.1: Xác đ nh ñư ng d n ng n nh t D a vào k t qu thu đư c, ta s tính tốn xác đ nh thơng s QoS như: chi u dài liên k t, ñ tr ñ nh n xác su t lo i b tin theo cơng th c sau: • Chi u dài liên k t: Msglen c linklen = f   1 −  c   • Đ tr đ nh n: Msglen c f 1− c Dtr = • (4.1) (4.2) fi * Π i Λ (4.3) Xác su t lo i tin: P= ∑ Trong đó: c: Dung lư ng liên k t 24 f: T i ñưa vào m ng Λ : T ng lư ng t i ñưa vào m ng Msglen: Chi u dài l p tin K t qu tính tốn n đư c xác đ nh hình 4.2 hình 4.3 Hình 4.2: Tính tốn thơng s QoS khơng có t i s n m ng Hình 4.3: Tính tốn thơng s QoS có t i s n m ng 25 Đ th xác ñ nh chi u dài tin, ñ tr xác su t lo i tin theo lư ng t i ñưa vào tương ng đư c cho hình 4.4 hình 4.5 Hình 4.4: Đ th xác đ nh thơng s QoS khơng có t i s n m ng Hình 4.5: Đ th xác đ nh thơng s QoS có t i s n m ng 26 K T LU N VÀ HƯ NG PHÁT TRI N C A Đ TÀI Lu n văn đư c trình bày theo ph n sau: Trong chương ñ u c a lu n văn, tơi trình bày v n ñ t ng quan v m ng 3G gi i thi u khái qt cơng ngh đ nh n tiên ti n MPLS chương ti p theo, tơi sâu nghiên c u ki n trúc m t m ng 3G ng d ng n n MPLS t i ph n vô n, lõi m ng giao th c ñi u n T đưa đ xu t c u hình tham kh o tương ng v i t ng yêu c u nhà cung c p d ch v ñ t Và t i chương cu i, tơi nghiên c u thu t tốn đ nh n m ng MPLS nh m nâng c p ch t lư ng d ch v (QoS) cho lo i hình m ng đây, tơi sâu tìm hi u đ nh n VFD, m t thu t tốn đ nh n có tính t i ưu cao Do có s h n ch v th i gian, trình đ c a b n thân nên ñ tài v n chưa ñư c tìm hi u th t s chi ti t, rõ ràng cịn nhi u thi u sót Tơi r t mong nh n đư c s ch b o thêm c a Qúi th y cô s đóng góp ý ki n c a b n đ lu n văn đư c hồn thi n Do lu n văn v n cịn mang tính lý thuy t, v n ñ nêu lu n văn s khơng hồn tồn phù h p v i tình hình m ng hi n th i c a Vi t Nam N u có u ki n, tơi s tìm hi u sâu v th c tr ng hi n t i t ñưa nh ng ñ xu t gi i pháp c th mang tính th c t ... ng 3G MPLS - Chương 2: ng d ng MPLS m ng 3G - Chương 3: Đ nh n QoS m ng MPLS - Chương 4: Mơ ph ng thu t tốn CHƯƠNG T NG QUAN 1.1 T ng quan m ng thông tin di đ ng 3G H th ng thơng tin di ñ ng 3G. .. n ch trên, đ xu t tích h p k thu t MPLS vào m ng lõi 3G UMTS Chúng ta s s d ng m t kênh MPLS (MPLS tunnel) m t ch chuy n t i s d ng nhãn MPLS hai m c ñ thay th kênh GTP ng d ng k thu t MPLS giúp... Trư c nh ng yêu c u trên, ñ tài: “Nâng c p ch t lư ng d ch v (QoS) m ng 3G n n MPLS? ?? ñưa m t s gi i pháp c th nh m nâng c p ch t lư ng d ch v m ng thông tin di ñ ng th h th (3G) b ng cách s d ng