BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT BƯU ĐIỆN BÁO CÁO ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐO ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRUYỀN TẢI TRÊN MẠNG BĂNG RỘNG DI ĐỘNG 3G Mã số: 13-13-KHKT-SP Chủ trì đề tài: KS. Nguyễn Hữu Hưng Cộng tác viên: ThS. Trần Trung Phong ThS. Đỗ Đức Thành KS. Phùng Anh Tuấn KS. Nguyễn Quang Vinh Hà Nội, 11/ 2013 BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT BƯU ĐIỆN BÁO CÁO ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐO ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRUYỀN TẢI TRÊN MẠNG BĂNG RỘNG DI ĐỘNG 3G Mã số: 13-13-KHKT-SP Xác nhận cơ quan quản lý đề tài Chủ trì đề tài VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT BƯU ĐIỆN Hà Nội, 11/ 2013 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH 5 DANH MỤC BẢNG 7 BẢNG DANH MỤC VIẾT TẮT 9 MỞ ĐẦU 11 CHƯƠNG 1. KHẢO SÁT TÌNH HÌNH QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ VÀ TÌNH HÌNH TIÊU CHUẨN HÓA TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC ĐỐI VỚI DỊCH VỤ TRÊN NỀN MẠNG BĂNG RỘNG 3G 13 1.1 Tình hình quản lý chất lượng dịch vụ và tiêu chuẩn hóa quốc tế đối với các dịch vụ trên nền mạng băng rộng 3G 13 1.1.1 Tổ chức ITU-T 13 1.1.2 Tổ chức ETSI 18 1.2 Tình hình quản lý chất lượng dịch vụ và tiêu chuẩn hóa trong nước đối với các dịch vụ trên nền mạng băng rộng 3G 25 1.2.1 Các tiêu chuẩn/quy chuẩn đã xây dựng 25 1.2.2 Các tiêu chuẩn quy định nội bộ trong các nhà khai thác viễn thông 28 CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU CÁC VẤN ĐỀ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ĐẾN VIỆC ĐO VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRÊN MẠNG BĂNG RỘNG 3G 30 2.1 Tổng quan hệ thống UMTS 30 2.1.1 Kiến trúc hệ thống 30 2.1.2 Kiến trúc giao thức 31 2.2 Chất lượng các dịch vụ IP trên mạng UMTS 32 2.2.1 Tổng quan 32 2.3 Hoạt động của giao thức truyền tải TCP/UDP trên mạng UMTS 36 2.3.1 Các dịch vụ dựa trên giao thức UDP 36 2.3.2 Các dịch vụ dựa trên giao thức TCP 37 2.3.3 Giao thức TCP trên mạng UMTS-HSDPA 38 2.3.4 Mô hình đo đánh giá truyền tải TCP/UDP trên mạng UMTS 40 CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT ĐỐI VỚI HỆ THỐNG ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRUYỀN TẢI TRÊN NỀN MẠNG BĂNG RỘNG DI ĐỘNG 3G 44 3.1 Sơ đồ chức năng của hệ thống đo 44 3.2 Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống đo 46 3.2.1 Các yêu cầu chung 46 3.2.2 Yêu cầu đối với MQT 47 3.2.3 Yêu cầu đối với FQT: 50 3.2.4 Yêu cầu với Khối xử lý kết quả đo 50 3.3 Khảo sát các hệ thống đo trên thế giới 52 3.3.1 ASCOM 53 3.3.2 SWISSQUAL 54 CHƯƠNG 4. ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐO ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRUYỀN TẢI TRÊN MẠNG BĂNG RỘNG DI ĐỘNG 3G VÀ KIẾN NGHỊ TRIỂN KHAI 57 4.1 Đề xuất mô hình thử nghiệm hệ thống đo đánh giá chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng di động 3G 57 4.1.1 Sơ đồ hệ thống thử nghiệm 57 4.1.2 Mô hình đo thử nghiệm chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng di động 3G 58 4.2 Kiến nghị triển khai 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC A: KẾT QUẢ ĐO KIỂM PING GÓI 32 BIT ĐẾN SERVER TẠI GGSN 62 A.1 Đo kiểm Viettel ở Bắc Ninh 62 A.2 Đo kiểm VMS tại Bắc Ninh 63 A.3 Đo kiểm VMS tại Thanh Hóa 64 PHỤ LỤC B: KẾT QUẢ ĐO TRUYỀN TẢI TCP TẠI VIỆN CÔNG NGHỆ BLEKINGE, THỤY ĐIỂN 65 B.1 Upload 65 B.2 Download 66 DANH MỤC HÌNH Hình 1-1. Mô hình phân loại dịch vụ 14 Hình 1-2. Ánh xạ các yêu cầu về trễ, mất gói tin lên từng loại dịch vụ 14 Hình 1-3. Kiến trúc phân lớp của các dịch vụ IP 17 Hình 1-4. Kiến trúc phân lớp chất lượng dịch vụ trên mạng UMTS 19 Hình 1-5. Ánh xạ giữa thủ tục PDP Context và dịch vụ truyền tải 22 Hình 1-6. Mô hình phân cấp dịch vụ 23 Hình 1-7. Phân lớp dịch vụ 23 Hình 1-8 Dịch vụ truyền tải trên mạng di động 3G 25 Hình 2-9. Thành phần kiến trúc hệ thống UMTS 30 Hình 2-10. Kiến trúc giao thức hệ thống UMTS 31 Hình 2-11. Minh họa kết nối logic từ UE đến Server cung cấp dịch vụ 32 Hình 2-12. Phân lớp chất lượng dịch vụ mạng chuyển mạch gói và các tham số tương ứng 32 Hình 2-13. Chức năng quản lý QoS đối với hoạt động liên mạng UMTS - IP 35 Hình 2-14 Mô hình đo truyền tải TCP/UDP 41 Hình 2-15 Đánh giá ảnh hưởng của Gateway trong mô hình đo truyền tải TCP/UDP 43 Hình 3-16. Mô hình hệ thống đo kiểm chất lượng dịch vụ truyền tải ứng với kiến trúc phân lớp dịch vụ truyền tải của UMTS 44 Hình 3-17 Kiến trúc giao thức trong hệ thống đo đề xuất 45 Hình 3-18 Sơ đồ khối tổng quát của MQT 48 Hình 3-19 Sơ đồ Khối xử lý kết quả 51 Hình 3-20 Tính biến thiên trễ gói tin 52 Hình 3-21 Giải pháp “Q-Voice Symphony” của ASCOM 53 Hình 3-22 Giải pháp DMU của Swissqual 54 Hình 4-23 Sơ đồ hệ thống đo thử nghiệm 57 Hình 4-24. Mô hình đo thử nghiệm chất lượng dịch vụ truyền tải 59 6 DANH MỤC BẢNG Bảng 1-1. Các mức ngưỡng đề xuất cho các dịch vụ thoại, video 15 Bảng 1-2. Các mức ngưỡng đề xuất cho các dịch vụ data 15 Bảng 1-3 Chỉ tiêu các lớp dịch vụ trong mạng IP 17 Bảng 1-4. Bảng xác định các tham số cho từng lớp lưu lượng 21 Bảng 1-5. Quy định về chất lượng dịch vụ truyền tải đối với các ứng dụng nhóm thoại/thời gian thực 26 Bảng 1-6. Quy định về chất lượng dịch vụ truyền tải đối với các ứng dụng nhóm luồng dữ liệu 26 Bảng 1-7. Quy định về chất lượng dịch vụ truyền tải đối với các ứng dụng nhóm tương tác 27 Bảng 1-8. Quy định về chất lượng dịch vụ truyền tải đối với các ứng dụng nhóm cơ bản 27 Bảng 1-9 Các chỉ tiêu Round Trip Time miền PS trong mạng 3G của VNPT 28 Bảng 1-10 QoS và các tham số QoS của mạng VNPT 28 Bảng 1-11 Chỉ tiêu chất lượng mạng toàn trình (end-to-end) trong mạng truyền tải IP của VNPT 29 Bảng 2-12. Bộ các tham số cấu hình dịch vụ truyền tải 35 Bảng 3-13 Các tham số khi đo kiểm dịch vụ gửi email 55 Bảng A-14 Đo HSDPA Ping mạng Viettel tại Bắc Ninh 62 Bảng A-15 Đo HSDPA Ping mạng VMS tại Bắc Ninh 63 Bảng A-16 Đo HSDPA ping mạng VMS tại Thanh Hóa 64 Bảng B-17 Upload tốc độ 8 kbps 65 7 Bảng B-18 Upload tốc độ 32 kbps 66 Bảng B-19 Upload ở tốc độ 128 kbps 66 Bảng B-20 Upload tốc độ 360 kbps 66 Bảng B-21 Download tốc độ 360 kbps 66 Bảng B-22 Download tốc độ 512 kbps 66 Bảng B-23 Download tốc độ 1024 kbps 67 Bảng B-24 Download tốc độ 3072 kbps 67 8 BẢNG DANH MỤC VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt 3GPP 3 rd Generation Partnership Project Dự án đối tác thế hệ thứ 3 AAL ATM Adaption Layer Lớp tương thích ATM ATM Aschyncronous Transfer Mode Chế độ truyền bất đối xứng ARQ Automatic Repeat Request Tự động nhắc truyền lại BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit CN Core Network Mạng lõi DMU Diversity Measurement Units Các khối đo kiểm Diversity ETSI European Telecommunications Standard Institute Viện tiêu chuẩn Viễn thông châu Âu FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền file GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ liên mạng GPRS GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung GTP GPRS Tunnelling Protocol Giao thức truyền tải gói tin GPRS HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao HTML Hypertext Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn bản ITU International Telecommunication Union Liên minh Viễn thông Quốc tế IP Internet Protocol Giao thức Internet IPLR Internet Protocol Loss Rate Tỷ lệ mất gói tin IP IPTD Internet Protocol Transfer Delay Trễ truyền gói tin IP IPDV Internet Protocol Delay Variation Biến thiên trễ gói tin IP LAN Local Area Network Mạng cục bộ MTU Maximum Transfer Unit Đơn vị truyền lớn nhất MQT Mobile QoS Test-equipment Thiết bị đo kiểm chất lượng di động FQT Fixed QoS Test-equipment Thiết bị đo kiểm chất lượng cố định OSI Open Systems Interconnection Mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở 9 PDCP Packet Data Convergence Protocol Giao thức hội tụ dữ liệu gói PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng PDP Packet Data Protocol Giao thức dữ liệu gói RLC Radio Link Control Điều khiển lớp vô tuyến RNC Radio Network Controller Thiết bị điều khiển mạng vô tuyến RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức đặt trước tài nguyên RTP Real-time Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian thực SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ phục vụ GPRS SMS Short Message Service Dịch vụ nhắn tin ngắn SNMP Simple Network Management Protocol Giao thức điều khiển mạng tối giản SDU Service Data Unit Đơn vị dữ liệu dịch vụ TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền vận UMTS Universal Mobile Telecommunications System Hệ thống viễn thông di động toàn cầu UDP User Data Protocol Giao thức dữ liệu người dùng UE User Equipment Thiết bị người dùng URL Uniform Resource Locator Tham chiếu tài nguyên UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network Mạng Truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS 10 [...]... nghiệm hệ thống đo đánh giá chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng di động 3G 2 Mô hình thử nghiệm hệ thống đo kiểm chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng di động 3G Tài liệu này là phần thứ nhất trong bộ sản phẩm, báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu xây dựng thử nghiệm hệ thống đo đánh giá chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng di động 3G Báo cáo kết quả đề... “Nghiên cứu xây dựng thử nghiệm hệ thống đo đánh giá chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng di động 3G Mục đích chính của đề tài là nghiên cứu để xây dựng các yêu cầu kỹ thuật cho hệ thống đo, từ đó đề xuất một hệ thống đo thử nghiệm có tính khả thi và phương án thực hiện một số bài đo cụ thể Sản phẩm đề tài có 2 phần: 1 Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu xây dựng thử nghiệm hệ thống. .. quan đến việc đo và đánh giá chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng di động Phần này trình bày tổng quan về mạng 3G UMTS cũng như cách thức quản lý chất lượng dịch vụ của nó Bên cạnh đó là hoạt động của các giao thức TCP/UDP, là nền tảng của các dịch vụ truyền tải Sau đó nhóm nghiên cứu cũng tìm hiểu phương pháp đo đánh giá chất lượng truyền tải TCP trên mạng UMTS đã được thử nghiệm ở Thụy... hình thử nghiệm hệ thống đo kiểm chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng di động 3G Cuối cùng, nhóm nghiên cứu đưa ra các kiến nghị và các kịch bản có thể sử dụng để triển khai mô hình trên thực tế 12 CHƯƠNG 1 KHẢO SÁT TÌNH HÌNH QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ VÀ TÌNH HÌNH TIÊU CHUẨN HÓA TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC ĐỐI VỚI DỊCH VỤ TRÊN NỀN MẠNG BĂNG RỘNG 3G 1.1 Tình hình quản lý chất lượng dịch vụ và... chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng 3G [8], trong đó đã đưa ra bộ các chỉ tiêu chất lượng cho dịch vụ truyền tải miền chuyển mạch gói qua mạng 3G Dự thảo định nghĩa Dịch vụ truyền tải trên mạng di động 3G là dịch vụ viễn thông truyền tải thông tin giữa hai điểm truy nhập mạng và thực hiện các chức năng của các lớp thấp (lớp 3 trở xuống) trong mô hình tham chiếu OSI ” Hình 1-8 Dịch vụ. .. mạng cũng như người dùng hiện nay Các dịch vụ này hoạt động trên nền mạng truyền tải băng rộng di động (Bearer Service), và việc đo kiểm, đánh giá chất lượng mạng truyền tải băng rộng di động là một trong những yếu tố quan trọng để đảm bảo cũng như nâng cao chất lượng dịch vụ Năm 2012, Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu Điện thuộc Học viện Công nghệ Bưu Chính Viễn Thông đã thực hiện đề tài 53-12-KHKT-TC, xây. .. mạng truyền tải IP của VNPT được quy định như trong Bảng 1 -11 Bảng 1-11 Chỉ tiêu chất lượng mạng toàn trình (end-to-end) trong mạng truyền tải IP của VNPT 29 CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU CÁC VẤN ĐỀ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ĐẾN VIỆC ĐO VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRÊN MẠNG BĂNG RỘNG 3G 2.1 Tổng quan hệ thống UMTS 2.1.1 Kiến trúc hệ thống Hình 2-9 Thành phần kiến trúc hệ thống UMTS Thành phần kiến trúc hệ thống. .. cơ sở lý thuyết này, nhóm nghiên cứu đã đưa ra sơ đồ khối chức năng cho hệ thống đo kiểm chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng di động Sơ đồ khối mô tả các khối chức năng cần có và các yêu cầu kỹ thuật cần có của từng khối Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu cũng tiến hành khảo sát các giải pháp đo chất lượng dịch vụ di động từ các hãng sản xuất thiết bị đo lớn trên thế giới như SwissQual và ASCOM,... Physical Bearer Service Hình 1-4 Kiến trúc phân lớp chất lượng dịch vụ trên mạng UMTS Chất lượng dịch vụ truyền tải của một mạng được xác định bởi các đặc tính và chức năng được thiết lập từ nguồn đến đích của dịch vụ đó Dịch vụ truyền tải (bearer service) cho phép giám sát chất lượng dịch vụ QoS đã thỏa thuận trước Tài liệu ETSI 123.107 phân loại dịch vụ được sử dụng cho UMTS thành 4 lớp với tiêu chí... với chất lượng dịch vụ 3G với các tiêu chuẩn thành phần như sau: • ETSI TS 102 250-1: xác định các vấn đề liên quan đến chất lượng dịch vụ của mạng GSM và 3G Mỗi dịch vụ sẽ có bộ chỉ tiêu chất lượng dịch vụ tương ứng Các bộ chỉ tiêu này được xây dựng sao cho người sử dụng cuối có thể xác định, cảm nhận hoặc định lượng được; • ETSI TS 102 250-2: định nghĩa các tham số chất lượng dịch vụ phổ biến của mạng . nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu xây dựng thử nghiệm hệ thống đo đánh giá chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng di động 3G . 2. Mô hình thử nghiệm hệ thống đo kiểm chất lượng dịch vụ truyền. BĂNG RỘNG DI ĐỘNG 3G VÀ KIẾN NGHỊ TRIỂN KHAI 57 4.1 Đề xuất mô hình thử nghiệm hệ thống đo đánh giá chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng di động 3G 57 4.1.1 Sơ đồ hệ thống thử nghiệm. nghiên cứu đã tiếp tục thực hiện đề tài “Nghiên cứu xây dựng thử nghiệm hệ thống đo đánh giá chất lượng dịch vụ truyền tải trên mạng băng rộng di động 3G . Mục đích chính của đề tài là nghiên cứu