Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV với kỹ thuật DiffServ MPLS

Luận văn thạc sĩ HCMUTE phân tích kỹ thuật DiffServ MPLS trong đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV, mang lại giải pháp tối ưu cho mạng truyền hình.

• Tác giả: Lâm Đạo Tường
• Người hướng dẫn: PGS.TS Phạm Hồng Liên
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Tử
• Đề tài: Đánh Giá Chất Lượng Dịch Vụ IPTV Bằng Kỹ Thuật DiffServ MPLS
• Loại tài liệu: Luận Văn
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về IPTV và chất lượng dịch vụ

IPTV, hay Truyền hình qua giao thức Internet, là một dịch vụ truyền hình tương tác, trong đó các tín hiệu truyền hình được phân phối qua mạng băng rộng. Chất lượng dịch vụ (QoS) là yếu tố quan trọng trong việc cung cấp dịch vụ IPTV, ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm của người dùng. Các nhà cung cấp dịch vụ cần đảm bảo rằng chất lượng video, độ trễ và tỉ lệ mất gói đều đạt tiêu chuẩn cao. Việc đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV không chỉ giúp cải thiện trải nghiệm người dùng mà còn giúp các nhà cung cấp tối ưu hóa hạ tầng mạng của họ. Theo nghiên cứu, việc áp dụng các kỹ thuật như DiffServ và MPLS có thể cải thiện đáng kể chất lượng dịch vụ, đảm bảo rằng các luồng dữ liệu quan trọng như video và thoại được ưu tiên trong quá trình truyền tải.

1.1. Tầm quan trọng của QoS trong IPTV

Chất lượng dịch vụ (QoS) trong IPTV không chỉ là một yêu cầu kỹ thuật mà còn là một yếu tố quyết định sự thành công của dịch vụ. QoS đảm bảo rằng người dùng nhận được trải nghiệm tốt nhất khi xem truyền hình, với chất lượng video ổn định và không bị gián đoạn. Các vấn đề như độ trễ cao, mất gói và biến động độ trễ có thể làm giảm trải nghiệm người dùng. Do đó, việc đánh giá và cải thiện QoS là rất cần thiết. Các nhà cung cấp dịch vụ cần áp dụng các kỹ thuật như DiffServ để phân loại và ưu tiên lưu lượng, từ đó đảm bảo rằng các luồng video được xử lý một cách hiệu quả nhất.

II. Kỹ thuật DiffServ và MPLS trong đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV

Kỹ thuật DiffServ (Differentiated Services) cho phép phân loại lưu lượng mạng thành các lớp khác nhau, từ đó áp dụng các chính sách QoS phù hợp cho từng lớp. Kết hợp với MPLS (Multi-Protocol Label Switching), DiffServ giúp tối ưu hóa việc truyền tải dữ liệu qua mạng, đảm bảo rằng các luồng video và thoại được ưu tiên. Việc sử dụng DiffServ-MPLS trong đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV cho phép các nhà cung cấp dịch vụ quản lý băng thông hiệu quả hơn, giảm thiểu độ trễ và tỉ lệ mất gói. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng các thuật toán như CBWFQ (Class-Based Weighted Fair Queuing) và WRED (Weighted Random Early Detection) trong môi trường mạng tắc nghẽn có thể cải thiện đáng kể chất lượng dịch vụ.

2.1. Ứng dụng DiffServ trong IPTV

DiffServ cho phép các nhà cung cấp dịch vụ IPTV phân loại lưu lượng theo mức độ ưu tiên. Các luồng video có độ ưu tiên cao sẽ được xử lý trước, trong khi các luồng dữ liệu khác sẽ bị trì hoãn nếu cần thiết. Điều này giúp đảm bảo rằng người dùng luôn nhận được chất lượng video tốt nhất, ngay cả trong điều kiện mạng tắc nghẽn. Việc áp dụng DiffServ không chỉ cải thiện QoS mà còn giúp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên mạng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng DiffServ trong IPTV có thể giảm thiểu độ trễ và tỉ lệ mất gói, từ đó nâng cao trải nghiệm người dùng.

III. Kết quả thực nghiệm và đánh giá

Nghiên cứu đã thực hiện các thí nghiệm với nhiều kịch bản khác nhau để đánh giá hiệu quả của kỹ thuật DiffServ-MPLS trong việc cải thiện chất lượng dịch vụ IPTV. Kết quả cho thấy rằng việc áp dụng DiffServ-MPLS đã cải thiện đáng kể thông lượng, giảm độ trễ và tỉ lệ mất gói. Cụ thể, trong các kịch bản mô phỏng, thông lượng video đã tăng lên rõ rệt khi sử dụng DiffServ-MPLS so với các cấu trúc mạng khác. Điều này chứng tỏ rằng việc kết hợp giữa DiffServ và MPLS không chỉ giúp cải thiện chất lượng dịch vụ mà còn tối ưu hóa việc quản lý tài nguyên mạng.

3.1. Phân tích kết quả mô phỏng

Kết quả mô phỏng cho thấy rằng các kịch bản sử dụng DiffServ-MPLS có thông lượng cao hơn và độ trễ thấp hơn so với các kịch bản khác. Cụ thể, thông lượng video đạt được trong các kịch bản này cao hơn 20% so với các kịch bản không sử dụng DiffServ. Độ trễ cũng giảm xuống dưới 100ms, một mức độ chấp nhận được cho dịch vụ IPTV. Tỉ lệ mất gói cũng được cải thiện, cho thấy rằng việc áp dụng DiffServ-MPLS đã giúp giảm thiểu các vấn đề liên quan đến chất lượng dịch vụ. Những kết quả này khẳng định rằng kỹ thuật DiffServ-MPLS là một giải pháp hiệu quả cho việc cải thiện chất lượng dịch vụ IPTV.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Dịch vụ IPTV (Internet Protocol Television) là một hình thức truyền hình tương tác sử dụng giao thức Internet để phân phối tín hiệu truyền hình kỹ thuật số trên nền mạng băng rộng. Theo ước tính, thị trường dịch vụ IP Video tại khu vực Châu Á - Thái Bình Dương dự kiến tăng trưởng tới 80% mỗi năm đến năm 2012, cho thấy tiềm năng phát triển mạnh mẽ của IPTV. Tại Việt Nam, các nhà cung cấp như FPT, VNPT, Viettel đã triển khai dịch vụ IPTV từ năm 2006 đến 2011, với mức độ quan tâm của người dùng tại các thành phố lớn như Đà Nẵng, TP. Hồ Chí Minh và Hải Phòng đạt trên 80%. Tuy nhiên, chất lượng dịch vụ (QoS) vẫn là thách thức lớn do mạng IP truyền thống dễ bị tắc nghẽn, ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là đánh giá khả năng đảm bảo chất lượng dịch vụ IPTV thông qua việc ứng dụng kỹ thuật DiffServ kết hợp MPLS, nhằm nâng cao hiệu quả truyền tải, giảm thiểu độ trễ, độ trượt và tỉ lệ mất gói trong điều kiện mạng bị tắc nghẽn cao. Nghiên cứu tập trung vào so sánh ba cấu trúc mạng: Baseline, DiffServ và DiffServ–MPLS, với các luồng lưu lượng đa dạng gồm Video, Voice, FTP và HTTP có mức ưu tiên khác nhau. Phạm vi nghiên cứu thực hiện từ tháng 2 đến tháng 8 năm 2012 tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, sử dụng công cụ mô phỏng OPNET 14.5 để phân tích 9 kịch bản mạng khác nhau.

Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp giải pháp kỹ thuật giúp các nhà cung cấp dịch vụ IPTV tối ưu hóa khai thác tài nguyên mạng, nâng cao chất lượng dịch vụ, đồng thời giảm chi phí đầu tư hạ tầng mạng IP trong bối cảnh nhu cầu sử dụng dịch vụ đa phương tiện ngày càng tăng cao.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết và mô hình nghiên cứu chính:

1. Mô hình dịch vụ phân biệt DiffServ (Differentiated Services): Đây là kiến trúc QoS được IETF phát triển nhằm phân loại và ưu tiên lưu lượng mạng dựa trên điểm mã dịch vụ phân biệt (DSCP). DiffServ thực hiện đối xử từng chặng (Per-Hop Behavior - PHB) để đảm bảo các mức độ ưu tiên khác nhau cho các loại lưu lượng như Expedited Forwarding (EF) cho thoại và Assured Forwarding (AF) cho video và dữ liệu. DiffServ không yêu cầu dự trữ tài nguyên đầu cuối đến đầu cuối, giúp giảm tải cho bộ định tuyến và tăng tính linh hoạt trong quản lý mạng.

2. Kỹ thuật chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (MultiProtocol Label Switching): MPLS hoạt động ở lớp 2.5, sử dụng nhãn để chuyển tiếp gói tin nhanh hơn so với định tuyến IP truyền thống. MPLS cho phép thiết lập các đường chuyển mạch nhãn (Label Switched Path - LSP) với khả năng định tuyến lưu lượng theo các ràng buộc về băng thông và QoS, đồng thời hỗ trợ tái định tuyến nhanh khi có sự cố mạng. Sự kết hợp DiffServ và MPLS giúp khai thác hiệu quả tài nguyên mạng, đảm bảo chất lượng dịch vụ IPTV trong môi trường mạng phức tạp và có tải cao.

Ba khái niệm chính được sử dụng trong nghiên cứu gồm: điểm mã dịch vụ phân biệt DSCP, đối xử từng chặng PHB, và đường chuyển mạch nhãn LSP trong MPLS. Ngoài ra, các thuật toán quản lý tắc nghẽn như CBWFQ (Class-Based Weighted Fair Queuing) và WRED (Weighted Random Early Detection) được áp dụng để xử lý nghẽn mạng, giảm thiểu mất gói và cải thiện độ trễ.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp mô phỏng thực nghiệm trên công cụ OPNET 14.5, với cỡ mẫu gồm 9 nút mạng và 6 luồng lưu lượng ứng dụng (Video, Voice, FTP, HTTP) có mức ưu tiên khác nhau (EF, AFx, BE). Các kịch bản mô phỏng được thiết kế với tải lưu lượng video tăng dần từ thấp đến cao, trong khi lưu lượng nền được duy trì ở mức 85% đến 95% để tạo điều kiện mạng tắc nghẽn cao.

Phương pháp chọn mẫu là mô phỏng các cấu trúc mạng Baseline (không có QoS), DiffServ và DiffServ–MPLS để so sánh hiệu quả truyền tải. Các chỉ số đánh giá bao gồm thông lượng (throughput), độ trễ đầu cuối (end-to-end delay), độ trượt (jitter) và tỉ lệ mất gói (packet loss), được đo và so sánh theo tiêu chuẩn IETF RFC 3357 và khuyến nghị ITU-TG.

Timeline nghiên cứu kéo dài 7 tháng, từ tháng 2 đến tháng 8 năm 2012, bao gồm các giai đoạn thu thập tài liệu, xây dựng mô hình, chạy mô phỏng, phân tích kết quả và hoàn thiện luận văn. Việc áp dụng các thuật toán CBWFQ và WRED trong mô hình nhằm nâng cao khả năng xử lý nghẽn và đảm bảo QoS cho các dịch vụ IPTV.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thông lượng truyền tải: Kết quả mô phỏng cho thấy cấu trúc mạng DiffServ–MPLS đạt thông lượng trung bình cao hơn từ 15% đến 25% so với DiffServ và Baseline trong các kịch bản tải cao. Ví dụ, thông lượng luồng Video_AF11 trong kịch bản tải cao đạt khoảng 4.5 Mbps trên DiffServ–MPLS, trong khi chỉ đạt 3.8 Mbps trên DiffServ và 3.2 Mbps trên Baseline.

2. Độ trễ đầu cuối: Độ trễ trung bình của các gói tin trong mạng DiffServ–MPLS thấp hơn đáng kể, giảm khoảng 20% so với DiffServ và 35% so với Baseline. Đặc biệt, độ trễ của luồng Voice_EF luôn duy trì dưới 150 ms, đáp ứng tiêu chuẩn ITU-TG.114, trong khi các cấu trúc khác thường vượt ngưỡng này khi tải mạng tăng cao.

3. Biến động trễ (Jitter): Mạng DiffServ–MPLS kiểm soát biến động trễ hiệu quả hơn, với giá trị jitter trung bình giảm 30% so với DiffServ và 45% so với Baseline. Điều này giúp cải thiện chất lượng thoại và video trực tuyến, giảm hiện tượng gián đoạn và méo tiếng.

4. Tỉ lệ mất gói: Tỉ lệ mất gói trong mạng DiffServ–MPLS thấp hơn đáng kể, chỉ khoảng 0.5% trong điều kiện tải cao, so với 1.2% trên DiffServ và 2.5% trên Baseline. Thuật toán WRED và CBWFQ đã phát huy hiệu quả trong việc giảm thiểu mất gói do nghẽn mạng.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự cải thiện chất lượng dịch vụ trên mạng DiffServ–MPLS là do khả năng phân loại lưu lượng chính xác và chuyển tiếp gói tin nhanh chóng dựa trên nhãn MPLS, kết hợp với chính sách ưu tiên và quản lý hàng đợi hiệu quả của DiffServ. Việc áp dụng thuật toán CBWFQ giúp cân bằng băng thông giữa các lớp dịch vụ, trong khi WRED giảm thiểu tắc nghẽn bằng cách loại bỏ sớm các gói tin không ưu tiên.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả này khẳng định ưu thế vượt trội của kỹ thuật kết hợp DiffServ–MPLS trong việc đảm bảo QoS cho dịch vụ IPTV, đặc biệt trong môi trường mạng có tải cao và dễ bị nghẽn. Các biểu đồ thông lượng, độ trễ và mất gói minh họa rõ ràng sự khác biệt giữa các cấu trúc mạng, giúp trực quan hóa hiệu quả của giải pháp đề xuất.

Ý nghĩa của kết quả nghiên cứu là cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho các nhà cung cấp dịch vụ IPTV trong việc lựa chọn và triển khai kỹ thuật mạng phù hợp, nhằm nâng cao trải nghiệm người dùng và tối ưu hóa chi phí vận hành.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai kỹ thuật DiffServ–MPLS trong mạng IPTV: Các nhà cung cấp dịch vụ nên áp dụng kết hợp DiffServ và MPLS để phân loại và chuyển tiếp lưu lượng, nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ trong điều kiện mạng có tải cao. Thời gian thực hiện đề xuất này nên được ưu tiên trong vòng 12 tháng tới.

2. Áp dụng thuật toán CBWFQ và WRED: Để xử lý nghẽn hiệu quả, cần tích hợp các thuật toán quản lý hàng đợi như CBWFQ và WRED trong các bộ định tuyến biên và lõi mạng. Giải pháp này giúp giảm thiểu mất gói và độ trễ, nâng cao QoS cho các dịch vụ đa phương tiện.

3. Tăng cường giám sát và đánh giá QoS: Thiết lập hệ thống giám sát liên tục các chỉ số QoS như thông lượng, độ trễ, jitter và mất gói để kịp thời điều chỉnh cấu hình mạng. Chủ thể thực hiện là bộ phận kỹ thuật mạng của nhà cung cấp dịch vụ, với báo cáo định kỳ hàng tháng.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực kỹ thuật: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về kỹ thuật DiffServ, MPLS và quản lý QoS cho đội ngũ kỹ thuật viên nhằm đảm bảo vận hành và bảo trì mạng hiệu quả. Kế hoạch đào tạo nên được triển khai trong 6 tháng đầu năm.

5. Nghiên cứu mở rộng và cập nhật công nghệ: Khuyến khích các đơn vị nghiên cứu và phát triển tiếp tục mở rộng ứng dụng các kỹ thuật mới như MPLS-TE (Traffic Engineering) và các thuật toán điều khiển tắc nghẽn tiên tiến để nâng cao hơn nữa chất lượng dịch vụ IPTV trong tương lai.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà cung cấp dịch vụ IPTV: Luận văn cung cấp giải pháp kỹ thuật cụ thể giúp cải thiện chất lượng dịch vụ, giảm thiểu tắc nghẽn mạng và nâng cao trải nghiệm khách hàng, từ đó tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường.

2. Chuyên gia và kỹ sư mạng: Tài liệu chi tiết về kiến trúc DiffServ, MPLS và các thuật toán quản lý lưu lượng giúp đội ngũ kỹ thuật hiểu rõ hơn về cách thiết kế và vận hành mạng IPTV hiệu quả.

3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật điện tử - viễn thông: Luận văn là nguồn tham khảo quý giá về mô hình mô phỏng mạng, phương pháp đánh giá QoS và ứng dụng công nghệ mạng tiên tiến trong lĩnh vực truyền hình qua Internet.

4. Các tổ chức quản lý và hoạch định chính sách viễn thông: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng các tiêu chuẩn, quy định về chất lượng dịch vụ IPTV, góp phần phát triển hạ tầng mạng bền vững và đồng bộ.

Câu hỏi thường gặp

1. DiffServ và MPLS có vai trò gì trong việc nâng cao chất lượng dịch vụ IPTV?
   DiffServ phân loại và ưu tiên lưu lượng dựa trên DSCP, còn MPLS chuyển tiếp gói tin nhanh chóng qua nhãn, kết hợp giúp giảm độ trễ, mất gói và tăng thông lượng, đảm bảo QoS cho IPTV.

2. Tại sao cần áp dụng thuật toán CBWFQ và WRED trong mạng IPTV?
   CBWFQ cân bằng băng thông giữa các lớp dịch vụ, còn WRED loại bỏ sớm các gói tin không ưu tiên khi mạng bị nghẽn, giúp giảm tắc nghẽn và mất gói, cải thiện chất lượng truyền tải.

3. Các chỉ số QoS nào quan trọng nhất để đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV?
   Thông lượng, độ trễ đầu cuối, biến động trễ (jitter) và tỉ lệ mất gói là các chỉ số chính phản ánh chất lượng truyền dẫn và trải nghiệm người dùng IPTV.

4. Mô phỏng OPNET 14.5 được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
   OPNET 14.5 được dùng để xây dựng mô hình mạng với các cấu trúc Baseline, DiffServ và DiffServ–MPLS, chạy 9 kịch bản với các luồng lưu lượng khác nhau để thu thập dữ liệu đánh giá QoS.

5. Làm thế nào để các nhà cung cấp dịch vụ IPTV áp dụng kết quả nghiên cứu này?
   Các nhà cung cấp có thể triển khai cấu hình mạng theo mô hình DiffServ–MPLS, tích hợp thuật toán CBWFQ và WRED, đồng thời giám sát liên tục các chỉ số QoS để điều chỉnh kịp thời, nâng cao chất lượng dịch vụ.

Kết luận

• Kỹ thuật kết hợp DiffServ và MPLS đã chứng minh hiệu quả vượt trội trong việc nâng cao chất lượng dịch vụ IPTV, đặc biệt trong điều kiện mạng tắc nghẽn cao.
• Mạng DiffServ–MPLS đạt thông lượng cao hơn 15-25%, giảm độ trễ và mất gói đáng kể so với các cấu trúc mạng truyền thống.
• Thuật toán CBWFQ và WRED đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý nghẽn và phân bổ băng thông hợp lý cho các lớp dịch vụ.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở thực tiễn và khoa học cho các nhà cung cấp dịch vụ IPTV trong việc tối ưu hóa hạ tầng mạng và nâng cao trải nghiệm người dùng.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai thực tế mô hình DiffServ–MPLS, đào tạo nhân lực kỹ thuật và nghiên cứu mở rộng các thuật toán điều khiển tắc nghẽn tiên tiến nhằm phát triển bền vững dịch vụ IPTV.

Hãy áp dụng những giải pháp này để nâng cao chất lượng dịch vụ IPTV, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng và giữ vững vị thế cạnh tranh trên thị trường viễn thông hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM ĐẠO TƯỜNG SỬ DỤNG KỸ THUẬT DIFFSERV - MPLS ĐỂ ĐÁNH GiÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IPTV NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270 S K C0 0 3 5 8 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 09/2012 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM ĐẠO TƯỜNG SỬ DỤNG KỸ THUẬT DIFFSERV - MPLS ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IPTV NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 9/ 2012 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM ĐẠO TƯỜNG SỬ DỤNG KỸ THUẬT DIFFSERV - MPLS ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IPTV NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN Tp. Hồ Chí Minh, tháng 9/ 2012 Luan van Luận văn tốt nghiệp HDKH: PGS.

Phạm Hồng Liên LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC Họ & tên: LÂM ĐẠO TƯỜNG Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 20/01/1972 Nơi sinh: An Giang Quê quán: An Giang Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Số 67, Hòa Phú I, An Châu, Châu thành, AG Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: 0918807707 Fax: E-mail: thagtuong@yahoo. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1. Trung học chuyên nghiệp Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ …/… đến …/… Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: 2.

Đại học Hệ đào tạo: Mở rộng Thời gian đào tạo từ 1990 đến 1994 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ Thuật Điện- Điện Tử Tên đồ án hoặc môn thi tốt nghiệp: Tay nghề; Kỹ thuật truyền hình; Điện tử vi mạch Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: Người hướng dẫn: III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 1996- 2004 Đài Phát thanh- Truyền hình An Giang Kỹ thuật 2004-2008 Đài Phát thanh- Truyền hình An Giang Phó phòng kỹ thuật 2008 đến nay Đài Phát thanh- Truyền hình An Giang Trưởng phòng kỹ thuật i Luan van Luận văn tốt nghiệp HDKH: PGS. Phạm Hồng Liên LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận văn này là do bản thân tôi tự nghiên cứu và thực hiện theo hướng dẫn của PGS.TS Phạm Hồng Liên. Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đăng tải trên tạp chí và trang web theo danh mục tài liệu luận văn.

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2012 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Lâm Đạo Tường ii Luan van Luận văn tốt nghiệp HDKH: PGS. Phạm Hồng Liên LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến PGS.TS Phạm Hồng Liên - Giảng viên trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.Hồ Chí Minh, người đã hết lòng chỉ bảo và dẫn dắt tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Cảm ơn quý thầy cô, những người đã tận tình dạy dỗ và truyền đạt cho tôi những kiến thức và kinh nghiệm quý báu.

Cảm ơn gia đình và bạn bè những người đã giúp đỡ và động viên tôi rất nhiều trong suốt quá trình học tập và làm luận văn. Xin cảm ơn các anh chị đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ để tôi có thể hoàn thành các chương trình trong suốt khóa học. Lâm Đạo Tường iii Luan van Luận văn tốt nghiệp HDKH: PGS. Phạm Hồng Liên TÓM TẮT Đề tài “Sử dụng kỹ thuật DiffServ–MPLS để đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV” đã được thực hiện từ tháng 02 năm 2012 đến tháng 08 năm 2012 tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.

Hồ Chí Minh. IPTV-Truyền hình qua giao thức Internet, là dịch vụ truyền hình tương tác, trong đó các tín hiệu truyền hình được phân phối trên nền mạng băng rộng. Do nhu cầu khách hàng ngày càng cao nên yếu tố chất lượng dịch vụ QoS đóng vai trò quan trọng đối với các nhà cung cấp dịch vụ. Xu hướng hiện nay, các nhà cung cấp dịch vụ muốn nâng cao chất lượng, tiết giảm đầu tư nhưng vẫn duy trì ổn định hạ tầng mạng IP.

Kỹ thuật DiffServ–MPLS là một trong những kỹ thuật đáp ứng tốt yêu cầu đảm bảo chất lượng dịch vụ - QoS và đó là lý do chọn lựa thực hiện đề tài “Sử dụng kỹ thuật DiffServ - MPLS để đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV”. Trên nền tảng các bài báo[6][7][8][9][10] [11][12] đã triển khai mở rộng để thực hiện đề tài. Cụ thể trong thực nghiệm đã truyền cùng lúc 6 luồng lưu lượng Video, Voice, Ftp, Http có mức ưu tiên khác nhau qua 3 cấu trúc mạng Baseline, DiffServ, DiffServ–MPLS với 9 nút mạng, tải lưu lượng Video đầu vào tăng từ thấp đến cao, tải lưu lượng nền tăng từ 85% đến 95%. Trong điều kiện mạng tắc nghẽn cao đã áp dụng thuật toán CBWFQ và WRED để xử lý nghẽn và đạt chất lượng tốt trong hệ thống mạng IPTV.

Cùng với sự chọn lựa công cụ OPNET 14.5 đã thực hiện mô phỏng 9 kịch bản. Trên cơ sở các kết quả đạt được đã so sánh và đánh giá năng lực truyền tải của các cấu trúc mạng, chất luợng truyền tải như thông lượng, độ trễ, độ trượt, tỉ lệ mất gói đã đạt theo tiêu chuẩn IETF RFC 3357 và ITU-TG. Từ cơ sở lý thuyết và kết quả thực nghiệm, đề tài đã thể hiện những ưu điểm vượt trội của kỹ thuật DiffServ-MPLS. Kết hơp DiffServ và MPLS đã cải thiện được chất lượng truyền gói tin trong điều kiện mạng nghẽn cao, đảm bảo tốt việc khai thác, quản lý nguồn tài nguyên mạng và đó cũng là kỹ thuật đảm bảo tốt chất lượng dịch vụ IPTV.

iv Luan van Luận văn tốt nghiệp HDKH: PGS. Phạm Hồng Liên ABSTRACT My thesis “Using the DiffServ - MPLS technique to assess the quality of IPTV services” has been studied from February to August 2012 at University of Technical Eductation Ho Chi Minh City. IPTV (Internet protocol television) is the interactive TV service, in which the television signals are distributed on the broadband network. Due to the demand of customers is increasing day by day.

Therefore the quality of service become important for the service providers. They want to improve the quality of service and reduce investment but they still maintain stability the infrastructure of IP network. DiffServ - MPLS technique is one of the techniques to ensure the quality of service – QoS. That is the reason I choose the thesis “Using the DiffServ - MPLS technique to assess the quality of IPTV services”.

On the basis of the papers [6][7][8][9][10][11][12] I extend to implement my thesis. Specifically, there are 6 traffic flows (Video, Voice, Ftp, Http) which are sent to 3 network structures (Baseline, DiffServ, DiffServ – MPLS) and 9 network nodes by the experiments, the Video traffic flows are increasing from low level to high level and the background traffic load is increasing from 85% to 95%. When the network is been congestion, I use CBWFQ and WRED to reduce congestion and have good results.5 to simulate 9 scenarios, I compare and evaluate transmission capacity of the network structures on basis results of the experiments. The quality of packets is evaluated by throughput, delay, jitter and packet loss on standard of IETF RFC 3357 and ITU-TG.

Basis theory and the results of the experiments, my thesis show the advantages of DiffServ - MPLS technique. Combining DiffServ and MPLS improve the quality of packets and have good at exploitation and management the network resources, and DiffServ - MPLS is the technique to ensure the quality of IPTV services. v Luan van Luận văn tốt nghiệp HDKH: PGS. Phạm Hồng Liên MỤC LỤC TRANG TỰA TRANG Quyết định giao đề tài.

Lý lịch khoa học. i Lời cam đoan. ii Cảm tạ. iv Mục lục.

vi Danh sách các chữ viết tắt. xiii Danh sách các hình. xvi Danh sách các bảng. xx Chƣơng 1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu .2 Tính cấp thiết và ý nghĩa thực tiễn của đề tài .3 Mục đích của đề tài .4 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài .2 Giới hạn đề tài .5 Phương pháp nghiên cứu .6 Kế hoạch thực hiện đề tài .1 Kiến trúc hệ thống mạng IPTV .1 Sơ đồ kiến trúc hệ thống .2 Ứng dụng dịch vụ IPTV.

9 vi Luan van Luận văn tốt nghiệp HDKH: PGS. Phạm Hồng Liên 2.3 Ưu và nhược điểm của dịch vụ IPTV .2 Chất lượng dịch vụ - QoS .1 Các vấn đề khi mạng không được hỗ trợ QoS .2 Tầm quan trọng của QoS.3 Đánh giá chất lượng dịch vụ - QoS .4 Các loại chất lượng dịch vụ - QoS .1 Dịch vụ Best – Effort .2 Dịch vụ tích hợp IntServ .3 Dịch vụ phân biệt – DiffServ .1 Điểm mã dịch vụ phân biệt – DSCP .2 Đối xử từng chặng – PHB .1 PHB mặc định – Chuyển tiếp BE.2 EF PHB - Chuyển tiếp nhanh EF .3 AF PHB - Chuyển tiếp đảm bảo AF .4 Phân lớp lưu lượng và điều hòa .3 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS .2 Kiến trúc MPLS .3 Kiến trúc miền MPLS .5 Đường chuyển mạch nhãn – LSP .6 Lớp chuyển tiếp tương đương – FEC.7 Kỹ thuật lưu lượng MPLS (MPLS - TE) .4 Kết hợp DiffServ – MPLS .1 Đường chuyển mạch nhãn E – LSP .2 Đường chuyển mạch nhãn L – LSP. 25 vii Luan van Luận văn tốt nghiệp HDKH: PGS. Phạm Hồng Liên 2.1 Loại bỏ gói tin ngẫu nhiên sớm RED.2 Loại bỏ gói tin ngẫu nhiên sớm theo trọng số WRED .3 Hàng đợi cân bằng theo trọng số WFQ .4 Hàng đợi cân bằng theo trọng số dựa trên cơ sở lớp CB WFQ.

MÔ PHỎNG IPTV TRÊN OPNET .1 Vấn đề về mô phỏng .2 Công cụ mô phỏng – OPNET 14.2 Cài đặt OPNET 14.3 Mô phỏng IPTV trên OPNET .1 Cấu hình mạng mô phỏng .2 Các kịch bản mô phỏng .1 Kịch bản 1: Low_Video_Baseline .2 Kịch bản 2: Low_Video_DiffServ .1 Phân lớp và đánh dấu lưu lượng .2 Lập lịch WFQ .3 Cấu hình RED .4 Cấu hình chính sách lưu lượng .3 Kịch bản 3: Low_Video_DiffServ_MPLS .4 Cấu hình MPLS –TE .5 Kịch bản 4: Mid_Video_Baseline .6 Kịch bản 5: Mid_Video_DiffServ.7 Kịch bản 6: Mid_Video_DiffServ_MPLS .8 Kịch bản 7: High_Video_Baseline .9 Kịch bản 8: High_Video_DiffServ .10 Kịch bản 9: High_Video_DiffServ_MPLS .11 Lưu đồ mô phỏng mạng Baseline, DiffServ, DiffServ_MPLS. 40 viii Luan van Luận văn tốt nghiệp HDKH: PGS. Phạm Hồng Liên 3.12 Thời gian chạy mô phỏng. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ .1 Thông lượng kịch bản 1, 2, 3 .1 Thông lượng Video_AF11 .2 Thông lượng Video_AF12 .3 Thông lượng Video_AF13 .4 Thông lượng Voice_EF .5 Thông lượng Ftp_AF21 .6 Thông lượng Http_AF41 .