Đang tải... (xem toàn văn)
Trong chương này, việc triển khai mạng MANE cụ thể trong quá trình chuyển lên mạng NGN của VNPT tại Bắc Ninh được trình bày làm cơ sở để đề xuất các dịch vụ triển khai trên MANE đó. Sau đó trình bày những kết quả, số liệu đo lường nhằm minh chứng về khả năng hiện thực hóa các dịch vụ trên MANE.
20 4.3.2. Dịch vụ E-LAN 4.3.3. Dịch vụ E-TREE 4.3.4. Băng thông đối với dịch vụ Hình 4.10: M ất gói v à đ ộ rộng khung (dịch vụ E-LAN) Hình 4.11: Đ ộ trễ lớn nhất v à đ ộ rộng khung (dịch vụ E-LAN) Hình 4.13: Mất gói và độ rộng khung (dịch vụ E-TREE) Hình 4.14: Đ ộ trễ lớn nhất v à đ ộ rộng khun g (dịch vụ E-TREE) Hình 4.15: Kết quả tính toán băng thông cho lưu lượng dịch vụ thoại di động Hình 4.16: Kết quả tính toán băng thông cho lưu lượng dịch vụ thoại PSTN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN BCVT VIỆT NAM HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG ********************* NGUYỄN ĐÌNH XUÂN NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP GIỮA CÁC MÔI TRƯỜNG TRUYỀN THÔNG PHỤC VỤ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN MẠNG VIỄN THÔNG THẾ HỆ SAU(NGN) CỦA VNPT Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số: 62.52.70.05 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, 2011 2 Luận án được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: 1. GS. TSKH. Nguyễn Ngọc San, 2. PGS. TS. Hoàng Minh. Phản biện 1: GS.TSKH. Thân Ngọc Hoàn Phản biện 2: GS.TS. Nguyễn Bình Phản biện 3: PGS.TS. Phan Hữu Huân Luận án sẽ được bảo vệ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông vào lúc giờ , ngày tháng năm . Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia, - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông. 19 Chương 4. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ LOẠI HÌNH DỊCH VỤ TRIỂN KHAI TRÊN MẠNG MAN-E TẠI VIỄN THÔNG BẮC NINH 4.1. Giới thiệu Trong chương này, việc triển khai mạng MAN-E cụ thể trong quá trình chuyển lên mạng NGN của VNPT tại Bắc Ninh được trình bày làm cơ sở để đề xuất các dịch vụ triển khai trên MAN-E đó. Sau đó trình bày những kết quả, số liệu đo lường nhằm minh chứng về khả năng hiện thực hóa các dịch vụ trên MAN-E. 4.2. Mạng MAN-E triển khai tại viễn thông Bắc Ninh 4.2.1. Triển khai mạng MAN-E Việc triển khai NGN của Viễn thông Bắc Ninh được thực hiện theo các nguyên tắc và theo quy trình tổng thể của VNPT, có chú ý tới các đặc thù cụ thể: (i). Không mở rộng các thiết bị chuyển mạch kênh mà đầu tư các trạm đa truy nhập (MSAN, TAM); (ii). Triển khai xây dựng mạng MAN-E theo lộ trình chung của VNPT để truyền tải các dịch vụ tốc độ cao, băng thông rộng và thu gom lưu lượng rồi chuyển lên mạng đường trục. 4.2.2. Các dịch vụ triển khai Dịch vụ cơ bản; (i). Dịch vụ điểm-điểm (E-LINE); (ii). Dịch vụ đa điểm-đa điểm (E-LAN); (iii). Dịch vụ điểm-đa điểm (E-TREE). 4.3. Đánh giá dịch vụ triển khai trên MAN-E tại Bắc Ninh 4.3.1. Dịch vụ E-LINE Hình 4.7: Mất gói và độ rộng khung (dịch vụ E-LINE) Hình 4.8: Độ trễ lớn nhất và độ rộng khung (dịch vụ E-LINE) 18 3.7. Kết luận chương Chương này trình bày các vấn đề và đề xuất liên quan đến ghép kênh ngẫu nhiên thống kê trong các mạng truy nhập băng rộng đối với trường hợp lưu lượng truyền tải của người sử dụng gồm cả các luồng lưu lượng dữ liệu và luồng lưu lượng đa phương tiện. Mô hình ghép kênh thống kê các luồng lưu lượng được sử dụng theo hướng thực hiện cơ chế đồng thời cấp phát băng thông và bộ đệm cho các luồng lưu lượng. Những kết quả nghiên cứu trình bày trong chương này và trong các chương trước nữa sẽ được sử dụng làm các sở cứ khoa học để phân tích, đánh giá một số loại hình dịch vụ triển khai trên mạng MAN-E tại viễn thông Bắc Ninh ở chương tiếp theo. Hình 3.7: Kết quả thể hiện với các thuật toán khác nhau trong mô hình mạng DSL Hình 3.8: Kết quả tính toán cho phương pháp ghép thống kê và dịch vụ tiền định Hình 3.9: Độ lợi hiệu năng trong ghép kênh thống kê đối với các luồng đa phương tiện sử dụng thuật toán AMS-m 3 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 1. Du Dinh Vien, Nguyen Dinh Xuan, Nguyen Hoang Linh, Pham Bac Viet, “A soulution of signal detection in WCDMA mobile systems” the 5 th Asia-Pacific seminar on Next Genneration Mobile communi- cations 2004 (AP-NeGeMo’04), Ha Noi, Viet Nam 16 February, 2004. 2. Nguyễn Huy Tiệp, Nguyễn Đình Xuân, Đỗ Minh Trí, “Mô hình nguồn lưu lượng MARKOV”, tạp chí Nghiên cứu khoa học kỹ thuật và công nghệ quân sự, Trung tâm khoa học kỹ thuật và công nghệ quân sự, số 9, 2004. 3. Nguyễn Đình Xuân, Tô Văn Trường, Nguyễn Huy Tiệp, “Đánh giá tính bền vững của độ tin cậy cho hệ thống”, tạp chí Bưu chính Viễn thông và Công nghệ thông tin kỳ 1 (12/2004). 4. Nguyễn Đình Xuân, Tô Văn Trường, “Bộ tách tín hiệu nhiều người sử dụng trên cơ sở lọc Kalman cho hệ thống thông tin di động DS- CDMA”, tạp chí khoa học và công nghệ, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 4, 2005. 5. Vũ Như Lân, Vũ Chấn Hưng, Nguyễn Duy Minh, Nguyễn Đình Xuân, “Điều khiển con lắc ngược dựa trên đại số gia tử”, tạp chí khoa học và công nghệ, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 6, 2005. 6. Nguyễn Đình Xuân, Hoàng Minh, “Ghép luồng lưu lượng đa phương tiện trong hệ thống truy cập truyền tải băng thông rộng”, tạp chí khoa học và công nghệ, Viện khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 4, 2009. 7. Nguyễn Đình Xuân, Hoàng Minh, “Mạng thế hệ sau (NGN) của Viễn thông Việt Nam”, tạp chí khoa học và công nghệ, Viện khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 5, 2009. 8. Nguyễn Đình Xuân, Hoàng Minh, “Nghiên cứu, phân tích và đánh giá một số dịch vụ triển khai trên mạng MAN-E tại Bắc Ninh”, tạp chí khoa học và công nghệ, Viện khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 6, 2009. 9. Nguyễn Đình Xuân, Hoàng Minh, Nguyễn Thuý Anh, “Mô hình hoá kết nối truy nhập thuê bao số (DSL) trong mạch vòng nội hạt”, tạp 4 chí khoa học và công nghệ, Viện khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 1, 2010. 17 Thực hiện giải bài toán (3.34) tìm tập giá trị tối ưu (n d , B) tương tự như bước 2 mô tả trong mục 3.4.3 (thay thế c bằng c d ). Thuật toán AMS-m được thực hiện lặp với hai bước đến khi (n d , c, B) hội tụ. 3.6. Kết quả thực nghiệm tính toán - Thực nghiệm mô phỏng đường xuống của 2 thiết bị DSL. Giả thiết: λ = 40 bust/s, 1/μ = 100 bit/bust, bộ đệm dùng chung kích thước là 20 Kbit, với (w 1 , w 2 )=(2, 1), ε 1 d = 10 -12 , ε 2 d =(10 -9 ÷10 -2 ) Với (w 1 , w 2 ) = (2, 1) và 1 2 d d = (10 -9 ÷10 -2 ): Hình 3.4: Giá trị kích thước bộ đệm cấp phát trong mô hình mạng DSL Hình 3.5: Giá trị băng thông c ấp phát trong mô hình mạng DSL Hình 3.6: Tổng số luồng lưu lượng được truyền tải trong mô hình mạng DSL 16 ' def i i i i i i i i i M ( ) q ( ) = log M ( ) M ( ) (3.32) giữa n i m và ε i m yêu cầu QoS được xác lập: m * m i i i i n q ( ) = | log | (3.33) Sử dụng (3.30) và (3.33) có thể xác định được giá trị của n i m và θ i * là các hàm của c i m và ε i m . 3.5.2 Chỉ định băng thông và bộ đệm đối với luồng lưu lượng đường xuống Bài toán tối ưu đặt ra trong trường hợp ở đây là: d d d m m m i i i i i i max (w a n w a n ) (3.34) các điều kiện ràng buộc: d d i i i i i / , log g ( ) c n B m i m m i i i i {c 0 } | n q ( ) = |log 1 ; ' m m i i i i i i , M ( ) n = c M ( ) d m i i i c c c i , ; i i B B , c C ; d m d m n ,n ,c ,c ,c,B, 0 Vector θ là biến phụ trợ sử dụng khi áp dụng giới hạn Chernoff để ước lượng cường độ dòng tổng các luồng lưu lượng đa phương tiện. Thuật toán thế cực đại (AMS-m) được đề xuất để tìm các nghiệm của bài toán (3.34). Hai bước thực hiện thuật toán AMS-m: Bước 1: Chỉ định thăng thông với giá trị B cố định, tìm tập tối ưu (n d , n m , c d , c m , c, θ). Bài toán (3.34) được viết lại ở dạng sau: d d m m i i i i i max w c w ( )c (3.35) Các điều kiện ràng buộc: m i m m i i i i {c 0 } c u ( ) = |log | , i 1 ; d m i i i c c = c , i ; c C ; d m c , c c, 0 , . Để hàm mục tiêu (3.35) đạt cực đại, có thể đề xuất thuật toán tựa lặp thay thế (AHT) trên cơ sở thuật toán ASB. Bước 2: Chỉ định băng thông hay cố định tập giá trị ( d m c , c , c, ) . MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài nghiên cứu Phát triển cơ sở hạ tầng mạng thế hệ sau (NGN) là xu hướng chủ đạo trong giai đoạn hiện nay của các nhà cung cấp hạ tầng dịch vụ mạng viễn thông trên thế giới và của Việt Nam. Tuy nhiên, do có sự khác nhau về năng lực kinh tế và về trình độ khoa học, công nghệ nên sự phát triển NGN diễn ra không đồng đều giữa các vùng miền, lãnh thổ và giữa các quốc gia về cả quy mô và mức độ, dẫn đến việc tồn tại những cách phân kỳ theo các thế hệ khác nhau trong quá trình toàn cầu hóa cơ sở hạ tầng mạng NGN. Về bản chất, mạng NGN trong giai đoạn trước mắt không sử dụng một giải pháp công nghệ thuần nhất mà là giải pháp mạng tích hợp, liên kết các cơ sở hạ tầng mạng dựa trên công nghệ mới với cơ sở hạ tầng mạng hiện có, sao cho chúng phối hợp, cung cấp dịch vụ một cách thông suốt, đáp ứng yêu cầu về chất lượng dịch vụ (QoS). Nhưng, do điều kiện kinh tế-xã hội, vị trí địa lý cùng với sự tồn tại đa chủng loại thiết bị nên có sự khác biệt nhau về cơ sở hạ tầng mạng giữa các vùng, miền và giữa các quốc gia dẫn đến sự hiện diện tất yếu của các đăc thù riêng trong những vấn đề nghiên cứu liên quan đến tích hợp, liên kết giữa các hạ tầng mạng. Điều đó, đòi hỏi nhu cầu khám phá và tìm kiếm những nét mang tính riêng biệt (đặc thù) của mỗi mạng và sử dụng các kết quả khám phá về đặc thù mạng đó trong mỗi một công trình nghiên cứu có tính chất triển khai phát triển mạng NGN. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu trong luận án là các vấn đề liên quan đến tích hợp các hệ thống truyền thông trong hạ tầng mạng NGN, nhìn nhận ở khía cạnh liên kết môi trường truyền thông. Trong đó, phạm vi nghiên cứu của luận án được giới hạn ở mức liên kết đường dữ liệu nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến cơ chế ghép luồng lưu lượng (đặc trưng của các loại hình dịch vụ) giữa các môi trường truyền tải khác nhau nhằm phục vụ mục tiêu “trong suốt hoá” trong mạng NGN. Mục đích nghiên cứu trình bày trong luận án nhằm giải quyết khía cạnh liên quan đến tích hợp môi trường truyền thông trong mạng NGN ở mức đường truyền tải (phân mạng cố định) phục vụ việc triển 2 khai phát triển mạng NGN của Việt Nam. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu Nhiệm vụ cụ thể nhằm thực hiện mục đích nghiên cứu gồm: i). Tìm kiếm mô hình phù hợp để đánh giá, mô tả sát thực các tham số đặc trưng của công nghệ truyền dẫn băng rộng (xDSL) trên mạng mạch vòng nội hạt. ii). Thực hiện các cơ cấu ghép luồng lưu lượng đa phương tiện trong mạng truy nhập NGN cố định phù hợp với đặc thù của cơ chế truyền tải lưu lượng tương ứng với từng công nghệ trong các tiêu chí chung được xác lập đối với bài toán ghép kênh. iii). Nghiên cứu giải pháp xây dựng mạng NGN có cấu trúc hợp lý, đạt được các mục tiêu trong giai đoạn đầu, có tính mở trên cơ sở các yếu tố thay đổi về nhu cầu của người sử dụng, xu hướng phát triển công nghệ, thiết bị, định hướng kinh doanh. iv). Cụ thể hóa giải pháp xây dựng và thử nghiệm các ứng dụng (các dịch vụ) đặc trưng tại một phân mạng thành phần thuộc mạng NGN của nhà cung cấp hạ tầng viễn thông hàng đầu Việt Nam là Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT). Kết quả đạt được của nội dung (i), (ii) là các đề xuất mang tính phương pháp luận (về mặt học thuật) và của nội dung (iii), (iv) nhằm minh họa cho tính đúng đắn của các đề xuất trong (i) và (ii). Cấu trúc của luận án Luận án gồm 100 trang, được trình bày trong 4 chương, ngoài phần mở đầu và kết luận. Cụ thể như sau: Chương 1: Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu triển khai mạng thế hệ sau (NGN). Chương 2: Mô hình hóa kết nối thuê bao số (DSL) trong mạng vòng nội hạt. Chương 3: Ghép luồng lưu lượng trong hệ thống truy nhập đa phương tiện. Chương 4: Phân tích, đánh giá một số loại hình dịch vụ triển khai trên mạng MAN-E tại Viễn thông Bắc Ninh. 15 d d i i i i * i d d j j i j j w c log / B B, i w c log / (3.23) 3.5. Ghép kênh các luồng dữ liệu đa phương tiện 3.5.1 Yêu cầu QoS đối với luồng lưu lượng đa phương tiện Giả sử các luồng lưu lượng đa phương tiện của người sử dụng i là độc lập nhau, được mô hình hóa theo quá trình ngẫu nhiên có tính dừng, có lề phân bố trạng thái h i = (h i,1 , …,h iKi ) và xác suất liên hệ Pr{f i m (t) = h i ,k (độc lập với thời gian t)}. Xác suất tổn thất của người sử dụng i có thể xấp xỉ bởi giới hạn Chernoff : Pr{ cường độ lưu lượng đa phương tiện của người sử dụng i ≥ c i m } ≈ - * m i i ( c ) e L (3.24) với c i m là băng thông chỉ định cho luồng lưu lượng đa phương tiện của người sử dụng thứ i và hàm moment sinh M i (θ): i i ,k def K h i k 1 M ( ) pi,ke (3.25) Định nghĩa: m i i i ( ) n log M ( ) (3.26) và có bài toán tối ưu: i i 0 ( ) sup( ( ) (3.27) Sử dụng giới hạn Chernoff để đánh giá băng thông tối thiểu c i m cần thiết sao cho đạt được xác suất tổn thất ε i m trong mô hình ghép kênh ngẫu nhiên không sử dụng bộ đệm, thì: Pr {cường độ lưu lượng đa phương tổng cộng của người sử dụng i ≥ c i m } ≤ m i e (3.28) Nhằm thoả mãn yêu cầu QoS cần đạt ta có: * m i i ( c ) m i e e (3.29) Băng thông tối thiểu cần thiết đối với luồng lưu lượng đa phương tiện của người sử dụng i theo kết quả θ i * của bài toán tối ưu (3.27): ' * m m i i i i * i i M ( ) c n M ( ) (3.30) thoả mãn: * ' * * m i i i i i i lo g ( ) ( ) | | (3.31) với M i ’ (θ i ) = ∂M i (θ i ) và Λ i ’ (θ i ) = ∂Λ i (θ i )/∂θ i . Thế Λ i (θ) từ (3.26) vào (3.31) và định nghĩa: 14 3.4.3. Dung lượng và cấp phát bộ đệm trường hợp hướng xuống Bài toán có thể được phát biểu như sau: max d d d i i i w a n i (3.20) với các ràng buộc: d d i i i i i log g ( ) c / n , i B ; i i B B ; c C ; , , 0 d n c B . Ở đây, băng thông hiệu dụng luồng dữ liệu của người sử dụng i không phải là hằng số mà phụ thuộc vào biến B i . Có thể sử dụng thuật toán thế cực đại vào cho lưu lượng dạng dữ liệu (AMS-d) để giải bài toán (3.20). Cụ thể như sau: Bước 1: Cấp phát băng thông, cố định giá trị B, tìm ( cn d , ).Bài toán (3.20) trở về dạng của bài toán (3.18) cấp phát băng thông hướng lên như đã mô tả ở mục trên. Bước 2: Cấp phát bộ đệm, cố định giá trị c, tìm ( , d n B )). Giả thiết băng thông c cấp phát cho tất cả mọi người sử dụng là cố định. Tìm giá trị tối ưu của bộ đệm cấp phát, số luồng lưu lượng được chấp nhận truyền tải d n . Với người sử dụng i bài toán trở thành dạng: d d d i i i i max w a n (3.21) các ràng buộc: d d i i i i i log g ( ) c / n , i B ; i i B B ; c C ; d n ,c,B 0 . Tình huống 3: Tại giải pháp tối ưu của bài toán (3.21), ràng buộc nghiêm ngặt đối với QoS. Bài toán (3.21) trở thành: d d i i i i i ax w a y B m ( ) (3.22) Các ràng buộc bởi: i i B B ; B 0 . Hàm đồng biến y i là một hàm tựa lõm. Trong trường hợp đặc biệt, ( ) i i y B chứa lưu lượng Poisson dạng đa hợp, kích thước bust dạng phân bố mũ i i i i i g ( ) với i i ), (3.22) là bài toán tìm tối ưu cực đại hàm lõm có ràng buộc chặt. Nghiệm của bài toán: 3 NỘI DUNG LUẬN ÁN Chương 1. TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI MẠNG THẾ HỆ SAU (NGN) 1.1. Giới thiệu Trong chương này, luận án trình bày tóm tắt về dữ liệu liên quan đến các đề tài nghiên cứu gồm cả một số đề tài nghiên cứu phát triển và luận án tiến sĩ đã bảo vệ thành công, các dự án triển khai mạng thế hệ sau (NGN) của VNPT trong những năm gần đây. Từ đó, các dữ liệu được phân tích trong quá trình phát triển theo 3 “bất kỳ” (đích cuối cùng của NGN) làm sở cứ đề xuất một cấu trúc theo hệ mở nhằm vào các bước phát triển thế hệ khác nhau đối với mạng NGN của VNPT. 1.2. Các công trình theo ba “bất kỳ” Mục này được sử dụng để trình bày tóm tắt có tính tổng quan về dữ liệu gồm các dự án, đề án, đề tài nghiên cứu và luận án tiến sỹ đã thực hiện trong những năm gần đây liên quan đến mạng thông tin của VNPT, sau đó trình bày việc phân tích, nhận xét dữ liệu theo ba "bất kỳ" trên cơ sở tham chiếu, đối chứng với phương pháp toán học (tối ưu) và công cụ xử lý (lý thuyết hệ thống) làm sở cứ lý luận đối với những đề xuất trong quá trình phát triển mạng NGN của Tập đoàn Bưu chính-Viễn thông Việt Nam (VNPT) và kết quả thử nghiệm cũng như làm sở cứ khoa học đối với các đề xuất mới sẽ được trình bày trong các chương sau. 1.3. Tóm tắt về mạng NGN của VNPT Trong mục này trình bày các vấn đề liên quan đến triển khai mạng NGN của VNPT: nguyên tắc xây dựng mạng, cấu trúc mạng, phân bổ lưu lượng trong mạng, tổ chức mạng NGN cố định. Trên cơ sở đó đề xuất cấu trúc mạng NGN trong giai đoạn tiếp theo như hình 1.13. 1.4. Kết luận chương Nhằm đến đích cuối cùng của mạng NGN, gần như tất cả các đề tài nghiên cứu, các dự án đầu tư phát triển liên quan đến 3 “bất kỳ” đều dùng phương pháp tối ưu làm công cụ để học thuật hóa vấn đề và xử lý bài toán đặt ra. Trong đó, mô hình hệ thống đóng vai trò quan 4 Hình 1.13. Cấu trúc đề xuất trong bước tiếp trọng liên quan đến các bài toán về tính bền vững khi phát triển (mở rộng mạng lưới và phát triển dịch vụ), đảm bảo chất lượng, duy trì dịch vụ cũng như các bài toán về tích hợp nhằm vào tính “trong suốt” các phương thức truyền thông và các loại hình dịch vụ khác nhau. Xây dựng mô hình toán học đối với mạng truyền tải và sử dụng mô hình phục vụ đòi hỏi của quá trình phát triển, mở rộng mạng cũng như tích hợp “trong suốt” theo đích 3 “bất kỳ” là nội dung chính của các chương tiếp theo. HiQ9200 HCM STM-N STM-N STM-N STM-N STM-N STM-N STM-N STM-N Backbone HiR200 HiQ20/30 NetManager/ Boot Remote HiQ9200 HiQ4000 HiQ9200 HiQ20/30 HiR200 NetManager Lõi chuyển mạch mềm HiQ9200 HNI ERX BRAI MG ERX BRAI MG ERX BRAI MG ERX BRAI MG BRAI ERX MG BRAI ERX MG BRAI ERX MG BRAI ERX MG BRAI MG GE STM-N STM-N GE GE GE GE ERX BRAI MG MG MG M160 M160 NxE1 Eth Hải phòng QNinh HDương STM-N NxE1 NxE1 Eth NxE1 Eth Huế K Hoà Đ Nai Eth Eth Cần Th ơ Eth Eth BRAI ERX NxE1 M160 13 Pr {tổn thất gói tin} ≤ d i i B e (3.16) Thay giá trị xác suất tổn thất bằng ε i d ta sẽ có: d d i i i log 0 B (3.17) Giá trị của δ i d sẽ tăng khi có yêu cầu về QoS nghiêm ngặt hơn (ε i d giảm) hoặc B i tăng, dẫn tới việc tăng lượng băng thông chỉ định cho dòng lưu lượng để có thể đạt được mục tiêu về QoS. Băng thông thực gán cho mỗi luồng lưu lượng dữ liệu của người sử dụng không được nhỏ hơn giá trị băng thông hiệu dụng của nó ứng với B i và ε i d đã cho. 3.4.2. Chỉ định băng thông hướng lên Rõ ràng, khi B i và ε i cố định, băng thông hiệu dụng cũng cố định và biểu diễn bởi d i i i i log g g (- ) B . Bài toán được phát biểu như sau: max d d d i i i i w a n (3.18) các ràng buộc: i i d i c g , i n ; c C; n d , c ≥ 0 Bài toán (3.18) được giải quyết theo 2 tình huống có thể xảy ra: Tình huống 1: Đặc tính ngẫu nhiên theo thời gian của luồng lưu lượng dữ liệu được đánh giá bởi hàm băng thông hiệu dụng i g , như vậy (3.18) là bài toán tối ưu tất định. Tình huống 2: Nếu có được phương án tối ưu thì ràng buộc về QoS là nghiêm ngặt, nghĩa là phải thoả mãn d i i i c g n , như vậy n d và c phụ thuộc lẫn nhau. Định nghĩa d i i c n g và d d i i i i w w a / g , bài toán (3.18) được viết lại dưới dạng: i i i max w c (3.19) ràng buộc bởi: c C ; n d , c ≥ 0 Như vậy, bài toán được đưa về dạng bài toán tối ưu cực đại trọng số tốc độ dạng chuẩn tắc để tìm các giá trị băng thông cấp phát c và số luồng lưu lượng n i d = c/g được chấp nhận truyền tải. 12 bộ khuếch đại quang thụ động (GPON) chỉ khác nhau về mặt cấu trúc vật lý nhưng giống nhau về mô hình thực hiện ghép và tách lưu lượng. Do vậy, có thể xây dựng mô hình ghép kênh thống kê các luồng lưu lượng áp dụng chung cho cả 2 hệ thống truy nhập này. 3.3. Xác lập mô hình mạng và bài toán tối ưu Ký hiệu: w i j là người sử dụng i, loại hình ứng dụng j; a i j là tốc độ trung bình; n i j là số luồng lưu lượng được chấp nhận truyền tải; B i j là kích thước phần bộ đệm; ε i j là tham số yêu cầu về QoS thông qua hàm j i q ( ( , ) j j j i j i i i i c q B n , trong đó j j i c n là băng thông chỉ định cho ứng dụng và c i là tổng băng thông chỉ định cho người sử dụng i). Bài toán đặt ra là tìm tập các giá trị ( , ) j i B B i , băng thông chỉ định ( , ) i C c i , số luồng lưu lượng ( , ) j i n n i , sao cho: j j j i i i i j max w a n (3.12) với các điều kiện ràng buộc bởi: ( , ) , j j j j i i ij i c q B i, j n ; j i i j B B , cho đường xuống; j i i j B =B , cho đường lên; c C ; n, B, c ≥ 0. Trong đó, các trọng số w i j được coi là cố định, nhưng có thể điều chỉnh giữa các khoảng thời gian ghép ngẫu nhiên. 3.4. Ghép kênh luồng lưu lượng không nhạy cảm với trễ 3.4.1. Băng thông hiệu dụng của dòng lưu lượng không nhạy cảm với trễ Giả thiết rằng luồng lưu lượng dạng dữ liệu f i d (t) của người sử dụng i được mô hình hoá bằng quá trình đồng biến ngẫu nhiên có tính dừng, với tốc độ trung bình a i d và tốc độ đỉnh r i d . Ta có thể xấp xỉ quá trình f i d (t) bởi một dòng lưu lượng với tốc độ không đổi g i d (δ i d ). Ở đây, g i d (δ i d ) được gọi là băng thông hiệu dụng, δ i d là tham số không gian, g i d (δ i d ) là hàm đồng biến theo δ i d sẽ tiệm cận tới a i d khi δ i d →0 và sẽ tiệm cận tới r i d khi δ i d tăng đủ lớn. Giá trị δ i d phụ thuộc vào ràng buộc về QoS, các đặc tính lưu lượng của f i d (t). Ký hiệu ε i d là tham số QoS của dòng lưu lượng dạng dữ liệu của người sử dụng I, hay xác suất tổn thất gói tin hay xác suất tràn bộ đệm: 5 Chương 2. MÔ HÌNH HÓA KẾT NỐI TRUY NHẬP THUÊ BAO SỐ (DSL) TRONG MẠCH VÒNG NỘI HẠT 2.1. Giới thiệu chương Chương này trình bày tóm tắt những kiến thức và kết quả nghiên cứu có liên quan đến mô hình phân tích các đặc tính điện của cáp xoắn đôi, mô phỏng mạch vòng thuê bao trên cơ sở đáp ứng phản xạ trong miền thời gian (TDR), các hệ thống truyền dẫn. Từ đó thấy được sự gián đoạn trong mạch vòng tại đầu nối cáp, các điểm kết cuối và mô hình mạch vòng tương ứng cũng như những hạn chế của hai thuật toán ước lượng tham số xây dựng trên cơ sở phương pháp tính trực tiếp (MODE). Tiếp theo, trình bày cơ sở lý luận của đề xuất sử dụng hàm động lượng Poisson hai chiều (thời gian-tần số) làm các động học tuyến tính cung cấp các dữ liệu đo lường phục vụ nhiệm vụ nhận dạng hệ động học và ước lượng tham số sử dụng đáp ứng trong miền tần số. 2.2. Các mô hình trong miền thời gian 2.2.1. Đặc tính điện và mô hình các loại cáp xoắn đôi Mục này trình bày về đặc tính điện của các loại cáp xoắn đôi 22AWG, 24AWG và 26AWG: hàm suy hao, pha của hàm truyền sóng ( (f)), biên độ và pha của trở kháng Z 0 (f); mô hình cáp xoắn đôi và các vấn đề liên quan đến đo trở kháng của các loại cáp xoắn đôi đã nêu. 2.2.2. Cấu trúc mạch vòng thuê bao Từ việc phân chia mạch vòng thuê bao theo chức năng thành 3 phần: cáp dẫn; cáp phân nhánh liên kết và cáp tách xuống thuê bao, cấu trúc mạch vòng đang quan tâm được mô hình hóa. 2.2.3. Các hệ thống truyền dẫn Trong mục này, các vấn đề liên quan đến phản xạ tín hiệu tại các điểm gián đoạn (giản đồ phản xạ, Bounce) và giản đồ khối hệ thống được giới thiệu. 2.2.4. Mô hình dựa trên cấu trúc vòng lặp a). Hiệu chỉnh chiều dài: Thủ tục hiệu chỉnh chiều dài được ứng dụng cho mỗi mô hình riêng. Mô hình đề cử được tạo ra dựa trên vị trí đối với nút phản xạ mới. Thủ tục hiệu chỉnh gồm 2 bước: (i). ước tính 6 chiều dài khởi đầu của phân đoạn, (ii). hiệu chỉnh ước lượng chiều dài. b). Đề cử mô hình vòng lặp Loại nút và loại đường nối của TP tới nút phản xạ được mô hình hóa qua sự hiệu chỉnh các mô hình đề xuất (xác định vị trí nút) và chọn một mô hình tốt nhất c). Giải pháp đối với nhiều phản xạ xếp chồng Hiện tượng xếp chồng gây nhiều rắc rối trong thủ tục mô tả khi sử dụng các thuật toán thường gặp trong nhận dạng hệ động học như tối thiểu bình phương sai số (LSE), biến công cụ (IV), v.v…. Tuy nhiên để giải quyết vấn đề xung xếp chồng, hai thuật toán ước lượng trực tiếp (MODE) trong lĩnh vực xử lý tín hiệu nâng cao đã được đề xuất, sử dụng phương pháp ước lượng định hướng (dùng khái niệm không gian con; hàm và không gian tham chiếu) là MODE-WRELAX và MODE-type. 2.3. Ước lượng tham số mô hình trong miền thời gian-tần số 2.3.1. Cơ sở lý luận của đề xuất a). Đáp ứng mạch vòng TP trong miền thời gian-tần số Quan hệ giữa đầu vào và đầu ra của hệ trong trường hợp sử dụng tại mỗi đầu vào và ra của hệ thống một lưới lọc có nhiều tầng lọc Poisson hai chiều và M i,j (x(f,t)) là đáp ứng tại đầu ra tầng thứ (i+1, j+1) có thể mô tả giống như mô hình kênh mở rộng: ( , ) ( , )* ( , ) y t f H t f x t f (2.22) trong đó, ma trận Toeplitz ( , ) H t f chứa h i,j (t, f) = <h i (t) h j (f)> là tương quan giữa các đáp ứng xung h i (t) với h j (f), i, j = 1, 2,…, L. b). Ước lượng trong miền thời gian-tần số Có thể thể hiện (2.22) ở mô hình hóa và trở thành: vec(H(t, f)) = R 1/2 vec(H w ) (2.23) trong đó, kênh không gian H w là nhiễu trắng của nhiều đầu vào, nhiều đầu ra có kích thước L và ma trận hiệp phương sai R = {vec(H(t, f))vec(H(t, f)) H } dạng Hermit bán xác định dương kích thước L. Sử dụng hàm động lượng Poisson, H H ( , ) ( , ) H t f H t f Q Q với Q : H H L QQ Q Q I , 1 2 ( , , , ) r diag , λ i ≥ 0, i = 1,…, r. 11 Nghĩa là ( , ) là cặp riêng của ma trận ( / 2) M . Trong đó, là hàm của giá trị riêng phải tìm z, ký hiệu )(zg . Do đó, nếu gọi (g (k) (z), ( ) k ) là cặp riêng của ( ) ( ) ( / ) k k M z , thì: ( ) 1 ( ) ( ) K k k g z g z và (1) (2) ( ) k (3.7) Vậy, cặp riêng ( , ) z cho nguồn ghép tổng có thể tính được. b). Phân bố chiếm dụng bộ đệm Có thể tìm lời giải tiệm cận dưới dạng: 2 ( ) z x F x Ae (3.8) trong đó, A là hệ số tiệm cận và có thể tính được: i S: r r i A P R P S i (3.9) Áp dụng lý thuyết giới hạn Chernoff L ch = * ( ) mG s e , có thể tìm được giới hạn trên cho A: ch A L (3.10) 3.2.2. Ghép luồng truy nhập đa phương tiện mạng truy nhập cố định Một cách tiếp cận để cung cấp băng thông đó là tiêu chí về dịch vụ được hiểu trong khái niệm thống kê: Pr (tổn thất gói) < (3.11) trong đó, có giá trị rất nhỏ. Độ lợi hiệu năng thực hiện mạng trong trường hợp này được gọi là độ lợi ghép kênh thống kê. Có 2 cách khác nhau về cấp phát tốc độ cho 2 người sử dụng được đối chiếu ở hai trường hợp (i) tốc độ cấp phát băng thông dành cho người sử dụng được ấn định trước theo thống kê và (ii) đường thông có tốc độ cố định hoặc thích ứng. Trong trường hợp dịch vụ mang tính thống kê, cặp tốc độ đỉnh (R 1 , R 2 ) có thể được đẩy ra ngoài vùng gán tốc độ có thể đạt được khi hệ thống được thiết kế thỏa mãn xác suất tổn thất gói cho trước. Kỹ thuật nói đến được gọi là kỹ thuật quản lý phổ động. Hiệu năng mạng có thể điều hưởng được bằng cách chọn lọc một điểm tại đường biên Pareto của vùng tốc độ. 3.2.3. Mô hình hệ thống truy nhập cố định đa phương tiện trong NGN Hai hệ thống truy nhập điển hình trong NGN: (i) mô hình truy nhập đối với công nghệ DSL và (ii) mô hình truy nhập trên cơ sở của [...]... ti cỏc b ghộp kờnh c thự ca cụng ngh DSL v GPON trong cỏc trng hp ghộp lung lu lng nhy cm v khụng nhy cm vi tr 3 xut s c v nhng iu chnh cu trỳc mng NGN ca VNPT trong giai on phỏt trin tip theo phỏt trin mt mụ hỡnh cu trỳc phõn mng NGN in hỡnh ca VNPT ti mng vin thụng Bc Ninh lm mụ hỡnh tham chiu, ỏp dng trin khai mng NGN tip theo ca vin thụng cỏc tnh, thnh ph khỏc trong c nc II HNG NGHIấN CU TIP THEO... sai s (SSE): SSE MN S2 b) Phn x ó mụ hỡnh hoỏ sau chu k tỏi to u tiờn a) Phn x thc S1 MODE; Tớnh ll , El kiu MODE quen bit, vic xut s dng hm Poisson hai chiu ó c c th húa trong min tn s k tất cả các điểm lấy mẫu Hk Hk 2 (2.35) vi H k , H k l giỏ tr ly mu v giỏ tr ỏp ng ti im tn s mu 2.3.3 Vớ d minh ha Xột phõn on n v 4 phn x TDR u tiờn cú ỏp ng tn s tng ng (hỡnh 2.15) Qua phõn tớch, tớnh toỏn... xõy dng quy trỡnh Cu trỳc vũng lp trong min tn s c xõy dng da trờn ỏp ng tn s Trong mi vũng lp, phõn bit cỏc ỏp ng tn s phn x, sau ú c lng v trớ cỏc nỳt v cỏc tham s Nu nỳt mi c t trong mt phõn on di vụ hn, mt phõn on hu hn s c thay th Th t x lý phn x tn s c thc hin theo mnh phn x trỏnh hin tng che du v khung thi gian b) Cỏc bc tin hnh i) Cỏc khớa cnh liờn quan n xỏc nh v trớ nỳt c lng di c thc... Ninh, nhiu dch v mi, tc cao, dch v bng rng k c cỏc mng riờng o v dch v IPTV ó tho món nhu cu v cht lng dch v ca khỏch hng Kt qu ú cú th s dng lm mụ hỡnh tham chiu i vi vic phỏt trin chung mng NGN ca VNPT Kt qu nghiờn cu bc u v tớnh bn vng ca mng trc nhng dch v mi cng c trỡnh by lm lun c trin khai nghiờn cu tip theo trong giai on ti