Qos

ChÊt lîng dÞch vô cho VoIP C «ng nghÖ truyÒn tho¹i qua m¹ng IP sÏ ph¸t triÓn rÊt nhanh trong vµi n¨m tíi. Tuy nhiªn, ngêi dïng ®· quen víi chÊt lîng tiÕng nãi do c«ng nghÖ hiÖn thêi mang l¹i. C¸c nhµ s¶n xuÊt ®ang cè g¾ng t¹o ra c¸c thiÕt bÞ theo c«ng nghÖ míi, tháa m·n yªu cÇu cña ngêi sö dông. C¸i chóng ta cÇn lµ dÞch vô tho¹i víi cíc phÝ rÎ h¬n, chÊt lîng chÊp nhËn ®îc vµ cã ®é tin cËy cao. §a phÇn c¸c nhµ s¶n xuÊt sÏ kh«ng m¹o hiÓm vÒ chÊt lîng ®èi víi lo¹i dÞch vô c¬ b¶n vµ quan träng nh ®iÖn tho¹i. §©y ®îc xem nh mét tiªu chÝ quan träng nhÊt ®Ó triÓn khai VoIP trong thùc tÕ. C«ng nghÖ truyÒn tho¹i qua m¹ng IP ph¶i ®¶m b¶o nh÷ng chØ tiªu cÇn thiÕt nh gi¶m thiÓu c¸c cuéc gäi bÞ tõ chèi, sù trÔ trªn m¹ng, mÊt gãi, vµ ®øt liªn kÕt. Tuy nhiªn, c¸c yÕu tè nµy ®a phÇn thuéc vÒ h¹ tÇng c¬ së m¹ng. Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn chÊt lîng dÞch vô cho VoIP hÕt søc phøc t¹p vµ sÏ ®îc ®Ò cËp ë c¸c bµi tiÕp theo. Cã rÊt nhiÒu yÕu tè ¶nh hëng tíi chÊt lîng dÞch vô cho tho¹i trªn IP nhng c¸c tham sè chñ yÕu lµ : 1. TrÔ 2. Jitter 3. MÊt gãi tin Víi viÖc sö dông giao thøc vËn chuyÓn thêi gian thùc RTP cho phÐp ta gi¸m s¸t c¸c tham sè nµy tõ ®ã ®¸nh gi¸ ®îc chÊt lîng dÞch vô cho tho¹i trªn IP.

1. TrÔ : Khi x©y dùng vµ triÓn khai mét øng dông tho¹i trªn IP , cã rÊt nhiÒu yÕu tè lµm ¶nh hëng tíi chÊt lîng cuèi cïng cña hÖ thèng. §ã cã thÓ lµ chÊt lîng tiÕng nãi qua c¸c bé CODEC, gi¶i th«ng m¹ng, c¸c kh¶ n¨ng kÕt nèi m¹ng... Mét yÕu tè quan träng ¶nh hëng tíi chÊt lîng dÞch vô lµ trÔ. TrÔ ®îc hiÓu lµ kho¶ng thêi gian tiªu tèn ®Ó ngêi nghe nghe ®îc ©m thanh ph¸t ra tõ ngêi nãi trong mét cuéc tho¹i (tõ miÖng tíi tai). TrÔ xuÊt hiÖn do rÊt nhiÒu nguyªn nh©n tõ khi truyÒn tin qua m¹ng IP cho tíi lóc ph¸t l¹i tiÕng nãi t¹i bªn nhËn, cã thÓ do bé xö lý tÝn hiÖu sè DSP, do thuËt to¸n nÐn vµ gi¶i nÐn, jitter...TrÔ lµ yÕu tè kh«ng thÓ tr¸nh khái. Th«ng thêng, trÔ trong m¹ng ®iÖn tho¹i truyÒn thèng vµo kho¶ng 50÷70 ms. §Ó cã ®îc trÔ trong hÖ thèng VoIP xÊp xØ víi trÔ trong m¹ng chuyÓn m¹ch kªnh lµ lý tëng nhng ®iÒu ®ã khã cã thÓ thùc hiÖn ®îc. Ta chØ cã thÓ x©y dùng hÖ thèng VoIP cã ®é trÔ chÊp nhËn ®îc ®èi víi ngêi sö dông. Theo khuyÕn nghÞ cña ITU th× mét hÖ thèng VoIP ®¶m b¶o chÊt lîng dÞch vô tèt khi ®é trÔ mét chiÒu kh«ng ®îc vît qu¸ 150 ms :

Theo h×nh trªn, ®é trÔ mét chiÒu kh«ng ®îc vît qu¸ 450 ms. Th«ng thêng trÔ chÊp nhËn ®îc vµo kho¶ng 200 ms. C¸c yÕu tè g©y trÔ ®îc tæng hîp ë h×nh díi ®©y:

1.1 TrÔ do m¹ng :

Qu¸ tr×nh truyÒn c¸c gãi tin qua m¹ng IP tíi ®Ých ph¶i qua nhiÒu thiÕt bÞ nh Gateway liªn m¹ng, bé chän ®êng, m¸y phôc vô ñy quyÒn…Mçi qu¸ tr×nh xö lý trªn c¸c thiÕt bÞ nµy ®Òu g©y ra mét lîng trÔ ®¸ng kÓ. §©y lµ lîng trÔ cè h÷u cña m¹ng chuyÓn m¹ch gãi. Th«ng thêng, trÔ qua m¹ng vµo kho¶ng 50 ms lµ chÊp nhËn ®îc. Ngoµi ra nã cßn phô thuéc rÊt nhiÒu vµo lu th«ng trªn m¹ng vµ tèc ®é kÕt nèi cña modem. Tæ chøc IETF khuyÕn nghÞ vÒ giao thøc gi÷ tríc tµi nguyªn Resource Reservation Protocol (RSVP), cho phÐp qu¸ tr×nh kÕt nèi gi÷a c¸c thiÕt bÞ Gateway ®îc ®¶m b¶o vÒ gi¶i th«ng. RSVP cho phÐp t¹o vµ qu¶n lý c¸c tµi nguyªn trªn c¸c bé chän ®êng vµ Gateway. Nhê vËy, thêi gian ®Ó ph©n phèi gãi tin gi¶m vµ t¨ng chÊt lîng truyÒn d÷ liÖu.

1.2 TrÔ do bé CODEC :

Qu¸ tr×nh m· hãa vµ gi¶i m· qua c¸c bé CODEC còng g©y ra mét lîng trÔ. Th«ng thêng, lîng trÔ nµy hoµn toµn x¸c ®Þnh ®èi víi tõng bé CODEC :

Tªn

Tèc ®é nÐn (Kbps)

Tµi nguyªn CPU cÇn thiÕt

ChÊt lîng tiÕng nãi

§é trÔ thuËt to¸n (ms)

G.711 PCM

64

Kh«ng cÇn

RÊt tèt

<<1

G.722 ADPCM

48/56/64

ThÊp

G.723.1 MPMLQ

6,4/5,3

Trung b×nh

G.726 ADPCM

40/32/24

ThÊp

16 8

G.728 LDCELP G.729 CSACELP

RÊt tèt (64) Tèt (6,4) Kh¸ tèt (5,3) Tèt (40) Kh¸ tèt (24)

67-97

RÊt cao

Tèt

<<2

Cao

Tèt

25-35

<<2

60

§Ó ®¸nh gi¸ chÊt lîng nÐn tiÕng nãi qua bé CODEC, ngêi ta ®a vµo tham sè MOS (Mean Opinion Score). Gi¸ trÞ MOS n»m trong

kho¶ng 1÷5, cho biÕt chÊt lîng tiÕng nãi ®îc nÐn so víi tiÕng nãi tù nhiªn. Bé CODEC cã gi¸ trÞ MOS cµng cao th× chÊt lîng cµng tèt.

1.3 TrÔ do hiÖn tîng Jitter : Qu¸ tr×nh xö lý hiÖn tîng Jitter bªn nhËn còng g©y ra trÔ. Lîng trÔ nµy thêng vµo kho¶ng 50 ms.

1.4 TrÔ do ®ãng gãi d÷ liÖu : Qu¸ tr×nh g¾n tiªu ®Ò RTP vµo mçi gãi tin tríc khi truyÒn ®i còng g©y ra trÔ. Th«ng thêng lîng trÔ nµy xÊp xØ 15 ms.

1.5 TrÔ do s¾p chç :

T¹i bªn göi c¸c gãi tin ®îc s¾p xÕp ®óng thø tù tríc khi göi. V× mét lÝ do nµo ®ã, thø tù nµy cã thÓ bÞ x¸o trén khi tíi ®Ých:

Bªn nhËn ph¶i s¾p xÕp l¹i ®óng thø tù c¸c gãi tin tríc khi gi¶i m·. Qu¸ tr×nh nµy còng g©y ra trÔ.

2. Jitter : Lµ hiÖn tîng sai lÖch thêi gian, gãi tin ®Õn ®Ých kh«ng ®óng thêi ®iÓm :

TiÕng nãi qua bé CODEC ®îc sè hãa vµ chia thµnh c¸c gãi tin theo mét tèc ®é x¸c ®Þnh. §Ó kh«i phôc l¹i tiÕng nãi t¹i phÝa thu th× tèc ®é thu ph¶i b»ng víi tèc ®é phÝa ph¸t. PhÝa thu ph¶i cã bé ®Öm ®ñ lín ®Ó chøa ®îc gãi tin tíi muén nhÊt råi s¾p xÕp l¹i tríc khi kh«i phôc tiÕng nãi. Toµn bé c«ng viÖc xö lý nµy g©y ra mét trÔ. Th«ng thêng, lîng trÔ nµy vµo kho¶ng 50 ms lµ chÊp nhËn ®îc. §©y lµ tham sè riªng biÖt cña tiÕng nãi. §Ó gi¶i quyÕt hiÖn tîng nµy, ta ph¶i x¸c ®Þnh kÝch thíc bé ®Öm hîp lý, thêng qua 2 c¸ch :

• §o c¸c møc gãi tin kh¸c nhau cña bé ®Öm trªn toµn bé thêi gian vµ ®iÒu chØnh kÝch thíc bé ®Öm thÝch hîp. C¸ch nµy chØ phï hîp víi lo¹i m¹ng æn ®Þnh nh c¸c m¹ng côc bé, m¹ng ATM. • §Õm sè lîng gãi tin ®Õn muén vµ tÝnh tû lÖ cña chóng trªn tæng sè gãi tin nhËn ®îc trong suèt tiÕn tr×nh. Tõ tû lÖ nµy, ta cã thÓ söa l¹i kÝch thíc bé ®Öm. C¸ch nµy rÊt th«ng dông.

3. MÊt gãi tin : Thùc ra Internet lµ m¹ng cña c¸c m¹ng vµ kh«ng cã c¬ chÕ gi¸m s¸t ®Çy ®ñ nµo ®¶m b¶o chÊt lîng th«ng tin truyÒn. HiÖn tîng mÊt gãi tin lµ kÕt qu¶ cña rÊt nhiÒu nguyªn nh©n : • Qu¸ t¶i lîng ngêi truy nhËp cïng lóc mµ tµi nguyªn m¹ng cßn h¹n chÕ. • HiÖn tîng xung ®ét trªn m¹ng LAN. • Lçi do c¸c thiÕt bÞ vËt lý vµ c¸c liªn kÕt truy nhËp m¹ng. MÆt kh¸c, qu¸ tr×nh truyÒn tiÕng nãi ph¶i ®¸p øng yªu cÇu thêi gian thùc nªn c¸c gãi tin tiÕng nãi chØ cã ý nghÜa khi thêi gian tíi ®Ých cña chóng kh«ng ®îc vît qu¸ thêi gian trÔ cho phÐp. Do vËy, khi thêi gian nµy vît qu¸ trÔ th× còng ®îc hiÓu nh lµ mÊt gãi tin. TÊt c¶ c¸c ®iÒu kiÖn cã thÓ g©y ra hiÖn tîng mÊt gãi tin vµ thËm chÝ mÊt cuéc gäi nÕu nh sè gãi tin bÞ mÊt lµ qu¸ lín. HiÖn tîng mÊt gãi tin g©y ¶nh hëng nghiªm träng tíi chÊt lîng cuéc gäi, nhÊt lµ ®èi víi m¹ng IP v× c¸c dÞch vô trªn ®ã thêng kh«ng ®îc b¶o ®¶m. Trong m¹ng IP, gãi tin tho¹i còng gièng nh gãi tin d÷ liÖu th«ng thêng, nhng trong trêng hîp d÷ liÖu th× cã c¬ chÕ ph¸t l¹i. §ång thêi, do tÝnh ®Æc thï cña tÝn hiÖu tiÕng nãi liªn quan tíi thêi gian thùc nªn hiÖn tîng mÊt gãi tin tho¹i g©y ra c¸c sù cè nghiªm träng trong qu¸ tr×nh kh«i phôc tiÕng nãi :

Víi viÖc sö dông giao thøc RTP ®Ó vËn chuyÓn vµ gi¸m s¸t luång th«ng tin th× hiÖn tîng mÊt gãi tin ®îc ph¸t hiÖn kÞp thêi. Ta cã thÓ gi¸m s¸t sè lîng gãi tin bÞ mÊt . T¹i mçi bªn tham gia héi tho¹i cã thÓ tÝnh t¬ng ®èi chÝnh x¸c tû lÖ gãi tin bÞ mÊt ®îc göi tõ mét nguån. Th«ng thêng tû lÖ nµy vµo kho¶ng 5-10%. Tû lÖ nµy ®îc trao ®æi qua trêng fraction lost trong c¸c b¶n tin thèng kª ®îc göi mét c¸ch ®Þnh kú. Trªn thùc tÕ, mçi gãi tin tiÕng nãi chØ kho¶ng vµi chôc byte nªn ta vÉn cã c¬ chÕ bï ®Ó kh«i phôc tÝn hiÖu mµ kh«ng cÇn sö dông c¬ chÕ ph¸t l¹i. Mét sè c¸ch ®Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò trªn : • Tù ®éng göi l¹i gãi tin cuèi cïng khi ph¸t hiÖn cã hiÖn tîng mÊt gãi tin. §©y lµ mét c¸ch thøc ®¬n gi¶n, chØ phï hîp khi gãi tin bÞ mÊt kh«ng kÒ nhau vµ hiÖn tîng mÊt gãi tin lµ kh«ng thêng xuyªn. • Göi kÌm c¸c th«ng tin thõa ë gãi tin thø (n+1) trong n gãi tin göi. C¸ch thøc nµy cã u ®iÓm lµ x¸c ®Þnh ®îc chÝnh x¸c gãi tin nµo

bÞ mÊt, nhng l¹i lµm gi¶m hiÖu suÊt sö dông ®êng truyÒn vµ t¨ng ®é trÔ do ph¶i xö lý c¸c gãi tin thõa. • Gi¶m lîng tin thõa ë gãi tin thø (n+1) ®Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò gi¶i th«ng nhng c¸ch nµy l¹i g©y khã kh¨n trong vÊn ®Ò xö lý ®é trÔ. Nh vËy, ta ®· ®Ò cËp tíi mét sè vÇn ®Ò vÒ chÊt lîng dÞch vô cho tho¹i trªn IP. §©y lµ ®iÒu hÕt søc quan träng trong qu¸ tr×nh triÓn khai mét hÖ thèng VoIP thùc tiÔn. Trong mét vµi n¨m s¾p tíi, chÊt lîng tiÕng nãi qua c¸c bé CODEC sÏ tiÕp tôc ®îc c¶i thiÖn. Cïng víi sù ph¸t triÓn cña c¸c thiÕt bÞ phÇn cøng vµ gi¶i th«ng cho m¹ng, chÊt lîng dÞch vô cho VoIP sÏ ®îc n©ng cao h¬n n÷a. Víi mét sè thµnh tùu ®· ®¹t ®îc trong nh÷ng n¨m 90, nhÊt lµ trong xö lý tÝn hiÖu sè, c¸c bé chuyÓn m¹ch chÊt lîng cao vµ c¸c giao thøc c¬ së QoS, cho phÐp khuyÕn khÝch c«ng nghÖ truyÒn tho¹i qua m¹ng IP.