công nghệ iptv trên nền ims ngn

Mô hình kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV Hệ thống gồm các khối chức năng chính như sau: - Hệ thống cung cấp nội dung: cung cấp nguồn dữ liệu thu, nhận và xử lý các dữ liệu chươ

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3

Những ứng dụng cho các mạng di động nâng cao logic 3

DANH MỤC HÌNH VẼ 9

Danh mỤC bẢng biỂu 11

LỜI NÓI ĐẦU 12

IPTV là dịch vụ truyền hình qua kết nối băng rộng dựa trên giao thức Internet Đây là một trong các dịch vụ Triple-play mà các nhà khai thác dịch vụ viễn thông đang giới thiệu trên phạm vi toàn thế giới Orange/France Telecom khá thành công với gói dịch vụ Orange TV tại Pháp, Hàn Quốc mở rộng IPTV ra cả nước, PCCW thành công với dịch vụ IPTV tại Hồng Kông, Nokia Siemens Networks triển khai IPTV tại Ba Lan (4/2007),… IPTV đã và đang phát triển với tốc độ rất nhanh, theo Telecom Asia (http://www.iptv-asia.net/), số thuê bao IPTV ở riêng khu vực châu Á- Thái Bình Dương sẽ gia tăng 75% mỗi năm, đạt 34,9 triệu thuê bao và doanh thu 7 tỷ USD vào năm 2011 .12

Tại Việt Nam, IPTV đã trở nên khá gần gũi đối với người sử dụng Internet tại Việt Nam Các nhà cung cấp như VNPT, FPT, SPT, VTC đã đưa IPTV, VoD ra thị trường nhưng ở phạm vi và quy mô nhỏ 12

Xu hướng phát triển mạng thế hệ sau NGN hiện nay là chuyển từ Softswitch sang IMS do IMS đem lại khả năng cung ứng dịch vụ đa phương tiện cho người sử dụng đầu cuối mà không bị phụ thuộc vào vị trí, công nghệ truy nhập mạng và vào thiết bị đầu cuối của người sử dụng IMS hỗ trợ các loại hình dịch vụ khác nhau (thoại, dữ liệu, hình ảnh và khả năng tích hợp của cả ba loại hình dịch vụ nói trên - Tripple Play mà điển hình là dịch vụ IPTV), các công nghệ mạng và các thiết bị đầu cuối Đặc biệt, trên nền tảng IMS, yếu tố di động và truy nhập không dây trở nên khả thi, càng tạo điều kiện cho IPTV phát triển thành một trong những dạng dịch vụ Quad-Play 12

Ở trong nước đã có một số nghiên cứu về IPTV và IMS, tuy nhiên những nghiên cứu về phát triển ứng dụng IPTV trên IMS-NGN chưa được đầy đủ và hệ thống Ở nước ngoài đã có một số các hãng lớn như Alcatel-Lucent, Ecrisson, Fokus đã bắt đầu triển khai phát triển một số mô hình thử nghiệm IPTV trên IMS-NGN 12

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ IPTV 14

1.1 Tổng quan về công nghệ IPTV 14

1.1.1 Định nghĩa 14

IPTV là tên viết tắt tiếng anh của cụm từ Internet Protocol Television, biểu diễn “nội dung video số, bao gồm vô tuyến truyền hình, được phân phối qua việc sử dụng giao thức Internet (IP)” Định nghĩa IPTV này không chỉ rất đơn giản mà còn nhấn mạnh rằng Internet không chỉ cần thiết cho việc thực hiện vai trò trong truyền phát tín hiệu truyền hình hoặc là bất cứ loại nội dung video khác Vì vậy, IPTV đề cập tới cách dùng IP là cơ chế có thể sử dụng Internet, trình bày mạng công cộng trên cơ sở IP, hoặc IPTV sử dụng để truyền phát nội

dung video qua một mạng riêng trên cơ sở IP 14

Vì IPTV yêu cầu dùng IP không chỉ là một cơ chế truyền phát, IP có thể được sử dụng để truyền phát các loại nội dung khác nhau qua cả mạng Internet và mạng riêng trên cơ sở IP Ví dụ nội dung IPTV có thể giới hạn từ nhạc hình tới các cuộc biểu diễn trên truyền hình, phim, và nhiều sự kiện đặc biệt khác, như là bóng đá Điều này có nghĩa là định nghĩa ngắn gọn của IPTV bao gồm một dải rộng cả các chương trình đang có và chương trình có khả năng phát triển Ngoài các dịch vụ truyền hình quảng bá thông thường, Video theo yêu cầu (Video on Demand – VoD), IPTV còn hỗ trợ sự tương tác giữa người xem với chương trình và đây cũng chính điểm đặc biệt và hấp dẫn nhất của IPTV Không như truyền hình cáp truyền thống, IPTV là một tổng thể chuỗi các dịch vụ truyền hình có tính tương tác Ngoài việc tự do lựa chọn chương trình truyền hình hay phim muốn xem, NSD có thể tham gia các cuộc hội thảo từ xa, chơi game, mua hàng qua TV hoặc viết blog video (vlog), nhắn tin qua TV… thông qua máy vi tính PC hoặc máy thu hình cộng với hộp phối ghép set topbox 14

1.1.2 Mô hình kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 14

1.2 Các phương thức truyền dẫn tín hiệu IPTV 18

1.2.1 Sử dụng MPEG-2 19

1.2.2 Giao thức truyền tải thời gian thực – RTP 20

1.2.3 Giao thức điều khiển truyền tải thời gian thực – RTCP 20

1.2.4 Giao thức luồng thời gian thực - RTSP 21

1.2.5 Giao thức quản lý nhóm Internet - IGMP 21

1.3 Các dịch vụ cõ bản cung cấp bởi IPTV 22

CHƯƠNG 2 PHÂN HỆ ĐA PHƯƠNG TIỆN IMS 29

2.1 Tiến trình phát triển IMS 29

2.1.1 3GPP PHIÊN BẢN 99 29

2.1.2 3GPP PHIÊN BẢN 4 30

2.1.3 3GPP PHIÊN BẢN 5, 6 VÀ 7 30

2.2 Kiến trúc phân hệ đa phương tiện IMS 32

2.2.1 YÊU CẦU KIẾN TRÚC 32

2.2.2 Mô tả các chức năng và các thực thể trong IMS 36

2.3 Các giao thức sử dụng trong IMS 40

2.3.1 Giao thức khởi tạo phiên SIP – Session Initiation Protocol 40

2.3.2 Giao thức mô tả phiên SDP – Session Description Protocol 41

2.3.3 Giao thức truyền tải thời gian thực RTP 42

2.3.4 Giao thức điều khiển RTP – RTCP 43

CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ IPTV TRÊN NỀN IMS – NGN 44

3.3 Kiến trúc IPTV trên nền non-NGN và non-IMS 47

3.3.1 K IẾN TRÚC IPTV TRÊN NỀN NON -NGN 47

3.3.2 KIẾN TRÚC IPTV NGN TRÊN NỀN NON-IMS 49

3.4 Kiến trúc IPTV trên nền IMS/NGN 49

3.4.1 Kiến trúc chức năng trên cơ sở IMS/ NGN sử dụng cho các dịch vụ IPTV 50

3.4.1.1 Các thành phần chức năng 51

3.4.1.2 Các giao diện 56

3.4.2 Phân hệ đa phương tiện IP lõi 56

3.4.3 Các chức năng điều khiển dịch vụ IPTV 57

3.4.4 Các chức năng phương tiện IPTV 58

3.5 Mô hình giao thức IPTV trên nền IMS/NGN 59

3.6 VoD sử dụng NGN/IMS 61

3.6.1 HỒ SƠ NGƯỜI DÙNG IPTV 61

3.6.2 D Ữ LIỆU HOẠT ĐỘNG DỊCH VỤ IPTV 62

3.6.3 DỊCH VỤ VÀ PHIÊN DI ĐỘNG 63

3.6.4 TRÀN TÍN HIỆU 64

3.7 Thiết kế lược đồ truyền tín hiệu cho VOD dựa trên IMS - NGN 70

3.7.1 Khởi tạo dịch vụ VoD 71

3.7.1.1 Dịch vụ VOD chế độ đẩy 71

3.7.1.2 Dịch vụ VoD chế độ kéo 72

3.7.1.3 Phục hồi danh sách .74

3.7.2 Phiên trình bày và luồng 75

3.7.2.1 Giao thức 75

3.7.2.2 Đặt vấn đề 75

Nhu cầu thông tin 76

3.7.2.3 Đáp ứng nhu cầu thông tin 76

3.7.2.4 Kiểm soát Stream (điều khiển luồng) 79

3.7.2.5 Một phiên mẫu 79

3.8 Kết luận chương 3 84

.84

CHƯƠNG 4 TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN IPTV TẠI VIỆT NAM 85

KẾT LUẬN 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Từ viết

tắt

Accounting

Nhận thực, trao quyền và thanh toán

nhập

bộ

networks Enhanced Logic

Những ứng dụng cho các mạng di động nâng cao logic

CSCF Call Session Control Function Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi

Multiplexers

Bộ ghép kênh truy nhập đường dây thuê bao số

Mạng vô tuyến cải tiến về giao diện

vô tuyến GSM nhằm tăng tốc độ truyền số liệu

Standards Institute

Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu

giao thức Internet

ISUP ISDN User Part Phần người dùng ISDN

– Telecommunication Standardization

Bureau

Tiểu ban chuẩn hóa viễn thông trong Liên minh viễn thông thế giới

tiện

tiện

tiện

phương tiện

tiện

động

n

Chức năng cấu hình truy nhập mạng

and Software

Hệ thống và phần mềm hoạt động thế hệ mới

OADM Optic Add/Drop Multiplexer Bộ xen/rẽ quang

ACKnowledgement

Thừa nhận đáp ứng tạm thời

SMS Short Messaging Service Dịch vụ nhắn tin ngắn

gian

TISPAN Telecoms & Internet converged

Services & Protocols for Advanced

Networks

Tổ chức hội tụ viễn thông và Internet

về dịch vụ và giao thức cho các mạng tiên tiến

kế

System

Hệ thống thông tin di động toàn cầu

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.3 Các phương thức truyền phát IPTV 18

Hình 1.4 Truyền phát MPEG-2 qua IP 19

Hình 1.5 Giao thức RTSP 21

Hình 2.1 Vai trò của IMS trong các mạng chuyển mạch gói 30

Hình 2.2 Các lựa chọn kết nối IMS khi một người dùng đang chuyển vùng 32

Hình 2.3 Tổng quan về tính cước trong IMS 33

Hình 2.4 Các thay đổi chuyển vùng IMS/CS 34

Hình 2.5 Kiến trúc các lớp và IMS 35

Hình 2.6 Thiết lập phiên IMS cơ bản và định tuyến S-CSCF 38

Hình 2.7 Cấu trúc HSS 38

Hình 2.8 Mối quan hệ giữa các loại server ứng dụng 39

Hình 2.9 Ngăn xếp giao thức 41

Hình 2.10 Định dạng gói RTP 43

Hình 3.1 Các bước phát triển chính của IPTV 45

Hình 3.2 Kiến trúc IPTV thông thường 48

Hình 3.3 Kiến trúc IPTV trên IMS/NGN đơn giản của TISPAN 51

Hình 3.4 Kiến trúc IPTV trên nền IMS/NGN 51

Hình 3.5 Chức năng tài nguyên phương tiện IMS (trái) và chức năng phương tiện NGN (phải) 55

Hình 3.6 Các khối chính của IMS 57

Hình 3.7 Mô hình IPTV trên nền IMS 60

Hình 3.8 Các dịch vụ IPTV NGN 62

Hình 3.9 Hồ sơ người dùng IPTV 63

Hình 3.10 Bản ghi dữ liệu hoạt động dịch vụ IPTV 64

Hình 3.11 Các bước khởi tạo 65

Hình 3.12 Dịch vụ sử dụng chế độ kéo 66

Hình 3.13 Dịch vụ kèm theo sử dụng chế độ đẩy 67

Khởi tạo phiên được mô tả như trong hình vẽ sau đây: 67

Hình 3.14 Khởi tạo phiên 67

Hình 3.15 Sửa phiên 68

Hình 3.16 UE bắt đầu kết thúc phiên 69

Hình 3.17 SCF bắt đầu kết thúc phiên 69

Hình 3.18 MF bắt đầu kết thúc phiên 70

Hình 3.19 Dịch vụ kèm theo VOD chế độ đẩy 72

Hình 3.20 Dịch vụ VoD chế độ kéo sử dụng MESSAGE 73

Hình 3.21 Dịch vụ VoD chế độ kéo sử dụng SuBSCRIBE/NOTIFY 74

Hình 3.22 Phục hồi danh sách sử dụng HTTP/GET 75

Hình 3.23 Bắt đầu phiên 80

Hình 3.24 Thiết lập và kiểm soát luồng 82

Hình 3.25 UE bắt đầu kết thúc phiên mẫu 83

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2 Các đặc điểm IMS 31Bảng 3 Các Giao thức IETF và sử dụng trong dịch vụ VOD IMS/NGN 70

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự bùng nổ của các công nghệ mới và nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông của khách hàng, mạng viễn thông đã có những bước tiến vượt bậc Hiện tại và trong tương lai nhu cầu phát triển các loại hình dịch vụ thoại, phi thoại, Internet và đặc biệt là các loại hình dịch vụ băng rộng ngày một tăng và không thể tách rời đời sống

xã hội Để thỏa mãn nhu cầu đó mạng viễn thông đòi hỏi phải có cấu trúc hiện đại linh hoạt và nhất là thỏa mãn mọi nhu cầu về dịch vụ đa phương tiện

IPTV là dịch vụ truyền hình qua kết nối băng rộng dựa trên giao thức Internet Đây là một trong các dịch vụ Triple-play mà các nhà khai thác dịch vụ viễn thông đang giới thiệu trên phạm vi toàn thế giới Orange/France Telecom khá thành công với gói dịch vụ Orange TV tại Pháp, Hàn Quốc mở rộng IPTV ra cả nước, PCCW thành công với dịch vụ IPTV tại Hồng Kông, Nokia Siemens Networks triển khai IPTV tại Ba Lan (4/2007),… IPTV đã và đang phát triển với tốc độ rất nhanh, theo Telecom Asia (http://www.iptv-asia.net/), số thuê bao IPTV ở riêng khu vực châu Á- Thái Bình Dương sẽ gia tăng 75% mỗi năm, đạt 34,9 triệu thuê bao và doanh thu 7 tỷ USD vào năm 2011

Tại Việt Nam, IPTV đã trở nên khá gần gũi đối với người sử dụng Internet tại Việt Nam Các nhà cung cấp như VNPT, FPT, SPT, VTC đã đưa IPTV, VoD ra thị trường nhưng ở phạm vi và quy mô nhỏ

Xu hướng phát triển mạng thế hệ sau NGN hiện nay là chuyển từ Softswitch sang IMS do IMS đem lại khả năng cung ứng dịch vụ đa phương tiện cho người sử dụng đầu cuối mà không bị phụ thuộc vào vị trí, công nghệ truy nhập mạng và vào thiết bị đầu cuối của người sử dụng IMS hỗ trợ các loại hình dịch vụ khác nhau (thoại, dữ liệu, hình ảnh và khả năng tích hợp của cả ba loại hình dịch vụ nói trên - Tripple Play mà điển hình là dịch vụ IPTV), các công nghệ mạng và các thiết bị đầu cuối Đặc biệt, trên nền tảng IMS, yếu tố di động và truy nhập không dây trở nên khả thi, càng tạo điều kiện cho IPTV phát triển thành một trong những dạng dịch vụ Quad-Play

Ở trong nước đã có một số nghiên cứu về IPTV và IMS, tuy nhiên những nghiên cứu về phát triển ứng dụng IPTV trên IMS-NGN chưa được đầy đủ và hệ thống

Ở nước ngoài đã có một số các hãng lớn như Alcatel-Lucent, Ecrisson, Fokus

đã bắt đầu triển khai phát triển một số mô hình thử nghiệm IPTV trên IMS-NGN

Do vậy, em chọn đề tài: “Công nghệ IPTV trên nền IMS/ NGN” với mục tiêu

nắm bắt được các vấn đề liên quan tới truyền hình trên nền giao thức Internet – IPTV

và các dịch vụ IPTV trên nền IMS/NGN, tập trung chủ yếu vào kiến trúc IPTV theo sự phát triển của NGN / IMS, chức năng các phần tử của IMS và các thủ tục cần thiết khi

cung cấp dịch vụ VOD trên nền IMS/NGN, cung cấp các dịch vụ đa phương tiện và hội tụ di động-cố định , đề tài được xây dựng theo nội dung như sau:

Chương 1: Tổng quan về IPTV

Chương 2: Giới thiệu phân hệ đa phương tiện IP

Chương 3: Công nghệ IPTV trên nền IMS/NGN

Chương 4: Tình hình phát triển dịc vụ IPTV tại Việt Nam

Em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô trong khoa Viễn thông 1 của Học viện và đặc biệt là Cô giáo Võ Thị Ngoan đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện rất tốt để em có thể hoàn thành đồ án này

Mặc dù đã hết sức cố gắng và dày công nghiên cứu sưu tầm tài liệu nhưng do công nghệ mới và phức tạp, lượng kiến thức lại có hạn nên bản đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếu sót, có vấn đề chưa được đề cập sâu Em mong muốn được tiếp thu ý kiến của các thày cô giáo để em có được kiến thức và bản đồ án được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 10 tháng 08 năm 2011

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thái Sơn

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ IPTV 1.1 Tổng quan về công nghệ IPTV

1.1.1 Định nghĩa

IPTV là tên viết tắt tiếng anh của cụm từ Internet Protocol Television, biểu diễn

“nội dung video số, bao gồm vô tuyến truyền hình, được phân phối qua việc sử dụng giao thức Internet (IP)” Định nghĩa IPTV này không chỉ rất đơn giản mà còn nhấn mạnh rằng Internet không chỉ cần thiết cho việc thực hiện vai trò trong truyền phát tín hiệu truyền hình hoặc là bất cứ loại nội dung video khác Vì vậy, IPTV đề cập tới cách dùng IP là cơ chế có thể sử dụng Internet, trình bày mạng công cộng trên cơ sở IP, hoặc IPTV sử dụng để truyền phát nội dung video qua một mạng riêng trên cơ sở IP

Vì IPTV yêu cầu dùng IP không chỉ là một cơ chế truyền phát, IP có thể được sử dụng để truyền phát các loại nội dung khác nhau qua cả mạng Internet và mạng riêng trên cơ sở IP Ví dụ nội dung IPTV có thể giới hạn từ nhạc hình tới các cuộc biểu diễn trên truyền hình, phim, và nhiều sự kiện đặc biệt khác, như là bóng đá Điều này có nghĩa là định nghĩa ngắn gọn của IPTV bao gồm một dải rộng cả các chương trình đang có và chương trình có khả năng phát triển Ngoài các dịch vụ truyền hình quảng bá thông thường, Video theo yêu cầu (Video on Demand – VoD), IPTV còn hỗ trợ sự tương tác giữa người xem với chương trình

và đây cũng chính điểm đặc biệt và hấp dẫn nhất của IPTV Không như truyền hình cáp truyền thống, IPTV là một tổng thể chuỗi các dịch vụ truyền hình có tính tương tác Ngoài việc tự do lựa chọn chương trình truyền hình hay phim muốn xem, NSD có thể tham gia các cuộc hội thảo từ xa, chơi game, mua hàng qua TV hoặc viết blog video (vlog), nhắn tin qua TV… thông qua máy vi tính PC hoặc máy thu hình cộng với hộp phối ghép set topbox

1.1.2 Mô hình kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV

IPTV là công nghệ truyền dẫn hình ảnh kỹ thuật số tới người sử dụng (NSD) qua Internet băng rộng Ngoài các dịch vụ truyền hình quảng bá thông thường, Video theo yêu cầu (Video on Demand – VoD), IPTV còn hỗ trợ sự tương tác giữa người xem với chương trình và đây cũng chính điểm đặc biệt và hấp dẫn nhất của IPTV Không đơn thuần là truyền hình như truyền hình cáp truyền thống, IPTV là một tổng thể chuỗi các dịch vụ truyền hình có tính tương tác Ngoài việc tự do lựa chọn chương trình truyền hình hay phim muốn xem, NSD có thể tham gia các cuộc hội thảo từ xa, chơi game, mua hàng qua TV hoặc viết blog video (vlog), nhắn tin qua TV…

Ta có thể chia hệ thống IPTV từ nguồn nội dung tới đầu cuối người dùng làm các khối chức năng cơ bản như sau: hệ thống cung cấp nội dung, hệ thống Head-end,

hệ thống Middleware, hệ thống phân phối nội dung, hệ thống quản lý bản quyền số (DRM), mạng truyền tải, hệ thống quản lý mạng và tính cước, Set-top Box (STB) Sơ

đồ khối biểu thị thành phần đó như hình 1.1 sau đây:

Hình 1.1 Mô hình kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV

Hệ thống gồm các khối chức năng chính như sau:

- Hệ thống cung cấp nội dung: cung cấp nguồn dữ liệu thu, nhận và xử lý các

dữ liệu chương trình từ các nguồn khác nhau như vệ tinh, truyền hình mặt đất và các nguồn khác để chuyển sang hệ thống Head-end

- Hệ thống Head-end: Thu, điều chế và giải mã nội dung hình ảnh và âm thanh

từ các nguồn khác nhau và sử dụng các thiết bị mã hóa (encoder) để chuyển đổi nội dung này thành các luồng dữ liệu IP ở khuôn dạng mã hóa mong muốn Hiện nay tín hiệu video chủ yếu được mã hóa MPEG-4/H.264 đảm bảo tốc độ khá thấp, cho phép triển khai tốt trên mạng truy nhập xDSL Các chương trình sau khi được mã hóa sẽ được phân phối tới khách hàng trên các luồng IP Multicast qua mạng truy nhập và mạng lõi IP Các chương trình này có thể được mật mã bởi các hệ thống bảo vệ nội dung Tùy vào chương trình được chọn, STB của khách hàng sẽ chuyển tới luồng multicast tương ứng sử dụng giao thức Internet Group Management Protocol (IGMP) Đầu vào của hệ thống Video Headend là các chương trình truyền hình quảng bá, các

kênh truyền hình mua bản quyền thu từ vệ tinh, các kênh truyền hình cáp, các phim từ các nguồn khác như tự sản xuất, từ các thiết bị VCD/DVD player, v.v

- Hệ thống Middleware: Cung cấp khả năng quản lý thuê bao, nội dung và báo

cáo hoàn chỉnh cùng với các chức năng quản lý EPG và STB, đồng thời vẫn duy trì tính mở cho việc tích hợp các dịch vụ trong tương lai Middleware là một giao diện của hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV với người sử dụng, nó xác định danh tính cho người dùng Hiển thị một danh sách các dịch vụ mà thuê bao đó có thể sử dụng và trợ giúp lựa chọn dịch vụ này sau khi đã xác thực danh tính của người dùng Middleware lưu lại một profile cho tất cả các dịch vụ Middleware đảm bảo các hoạt động bên trong của dịch vụ truyền hình một cách hoàn hảo Middleware sẽ không giới hạn bất

kỳ hoạt động riêng rẽ nào trong hệ thống, nhưng sẽ giao tiếp trực tiếp với mỗi thành phần được hệ thống hỗ trợ Middleware hỗ trợ API cho phép mở rộng các chức năng mới và truyền dữ liệu giữa các hệ thống

- Hệ thống phân phối nội dung: Bao gồm các cụm máy chủ VoD và các hệ

thống quản lý VoD tương ứng, cho phép lưu trữ các nội dung đã được mã hóa và thiết lập các chính sách phân phối nội dung một cách mềm dẻo Hệ thống này thường được thiết lập phân tán, cho phép nhà khai thác mở rộng một cách kinh tế, phù hợp với tải

và yêu cầu dịch vụ của các thuê bao Máy chủ VoD sẽ lưu nội dung thực và cung cấp cho thuê bao khi nó nhận được sự xác thực danh tính từ Middleware Nó cho phép các thuê bao đặt và xem những bộ phim chất lượng cao và chương trình theo yêu cầu (chương trình này được lưu trên máy dịch vụ và truyền tải theo yêu cầu) Hệ thống này cũng cung cấp những chức năng điều khiển VCR như fast-forward, pause, và rewind tương tự như xem qua đầu DVD

- Hệ thống quản lý bản quyền số (DRM): DRM giúp nhà khai thác bảo vệ nội

dung của mình, như trộn các tín hiệu truyền hình hay mã hóa nội dung VoD, khi truyền đi trên mạng Internet và tích hợp với tính năng an ninh tại STB ở phía thuê bao DRM dùng để bảo mật nội dung các khóa giải mã của các thuê bao Những nội dung được tải trên những máy chủ nội dung sẽ được mã hóa trước bằng hệ thống DRM và

nó cũng chỉ mã hóa nội dung broadcast để bảo mật sự phân bố đến Set-top Box (STB)

Hệ thống có khả năng hỗ trợ chức năng mã hoá trong các Headend tương ứng và cung cấp khoá mật mã cho các Headend này Hệ thống DRM chứa khoá cho phần nội dung của một cơ sở dữ liệu khoá đồng thời bí mật phân phối cơ sở dữ liệu này tới STB Hệ thống DRM cũng sẽ hỗ trợ thêm vào phần nội dung các chức năng thủ thuật trong khi xem (tua nhanh, tua lại, v.v ) Hệ thống DRM sẽ dựa trên các khái niệm của hệ thống

cơ sở hạ tầng khoá công cộng (Public Key Infrastructure, PKI) PKI dùng các thẻ kỹ thuật số X.509 để xác nhận mỗi thành tố trong hệ thống DRM đồng thời để mã hoá an toàn dữ liệu có dùng các khoá chung/riêng

- Mạng truyền tải: Mạng truyền dẫn đống vai trò quan trọng nhất trong toàn bộ

hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV Khả năng đáp ứng về băng thông của mạng truyền tải sẽ quyết định đến sự thành công cho dịch vụ IPTV cung cấp Hạ tầng mạng IP băng rộng để truyền dịch vụ từ nhà cung cấp dịch vụ IPTV đến khách hàng Mạng truy nhập

sẽ tận dụng phần hạ tầng mạng xDSL có sẵn Để cung cấp dịch vụ với chất lượng tốt

và tiêu thụ ít băng thông khi có đồng thời nhiều truy nhập đến hệ thống, mạng truy nhập băng rộng (B-RAS/MSS và DSLAM) cần phải được hỗ trợ multicast Đối với DSLAM, ngoài hỗ trợ multicast, DSLAM còn cần hỗ trợ IGMP version 2 Ngoài ra, B-RAS/MSS và DSLAM cũng cần hỗ trợ các giao tiếp Ethernet chuẩn (FE, GE) Mạng cũng phải có khả năng hỗ trợ QoS từ đầu cuối đến đầu cuối, đảm bảo được băng thông cần thiết và độ ưu tiên cho các kênh truyền hình quảng bá cũng như các phiên Video theo yêu cầu đang sử dụng (phải đạt được độ mất gói và jitter tối thiểu) Băng thông xDSL do các DSLAM cung cấp đến khách hàng phải có khả năng lên đến 4-5 Mbps

- Hệ thống quản lý mạng và tính cước: Hỗ trợ quản lí mạng và tính cước cho

dịch vụ IPTV của khách hàng

- Set-top Box (STB): Thiết bị đầu cuối phía khách hàng, cho phép thu, giải mã

và hiển thị nội dung trên màn hình TV STB cần hỗ trợ các chuẩn MPEG-4/H.264 Ngoài ra, STB cũng có thể hỗ trợ HDTV, có khả năng kết nối với các thiết bị lưu trữ bên ngoài, video phone, truy nhập web (Walled garden), v.v STB cung cấp các ứng dụng truyền thông và giải trí STB sẽ hỗ trợ kết nối giữa thiết bị tivi và mạng điện thoại, cũng như Internet và thư viện ảnh ảo của nhà cung cấp dịch vụ Nó có thể giải

mã những chuỗi dữ liệu và hình ảnh đến dựa vào địa chỉ IP, đồng thời thể hiện các hình ảnh này trên TV STB sẽ hỗ trợ chuẩn H.264/MPEG-4 Part 10 và phần mềm client Middleware của nó sẽ được dựa trên một cấu trúc thick client, điều đó có nghĩa

là ứng dụng và dữ liệu thể hiện sẽ lưu trên STB Đi kèm theo Bộ giải mã là một thiết

bị cầm tay remote control Remote không chỉ thực hiện các chức năng điều khiển từ xa như thông thường mà còn tích hợp các tính năng tương tác chuyên biệt như: Xem lịch chương trình truyền hình, đặt lịch xem theo sở thích, tạo album riêng, gửi tin nhắn (trò chuyện), voting (bình bầu), … Với thiết bị này chắc chắn khách hàng sẽ không còn cảm giác “thụ động” mỗi khi ngồi trước màn hình TV

Hình 1.2 Một loại Set-top Box

1.2 Các phương thức truyền dẫn tín hiệu IPTV

IPTV có hai phương thức truyền phát tín hiệu chính Tiêu chuẩn MPEG-2 là phương pháp phổ biến nhất được dùng để truyền phát tín hiệu video qua một mạng IP,

và RTP cũng là phương pháp cần thiết cho việc truyền phát video

Có ba phương pháp truyền phát tín hiệu qua một mạng IP Những phương pháp này bao gồm truyền một file - không xét thời gian thực, quảng bá và video theo yêu cầu (VoD), để ý tới tính thời gian thực Ở phần này ta sẽ tập trung vào việc sử dụng

kỹ thuật phát quảng bá và video theo yêu cầu

Các phương thức truyền phát IPTV được mô tả như trong hình vẽ dưới đây:

Hình 1.3 Các phương thức truyền phát IPTV

 Phát quảng bá: Khi video được phát quảng bá, mỗi đường dẫn được cung cấp

một kênh duy nhất cho phép một set-top box nhận đường dẫn thiết bị điều khiển cá nhân để xem Nguồn phát quảng bá có thể là các bộ phim trước đó được lưu trong server cũng như một đường dẫn trực tiếp từ một trạm truyền hình vô tuyến truyền hình trận chung kết giải bóng chuyền Olympic mùa hè, một chương trình nhiều tập trên truyền hình, hoặc là các chương trình khác Mỗi nguồn đầu vào bộ giải mã quảng bá được đóng gói luồng video, gồm việc thiết lập một kênh và nhóm địa chỉ multicast tới thiết bị set-top box sẽ tham gia bất cứ khi nào người xem chọn kênh sử dụng thiết bị

Hệ thống phát quảng bá được coi là một chuỗi các server phương tiện dẫn một số luồng quảng bá Các server phương tiện hỗ trợ việc truyền phát cả multicast và unicast, sau đó sử dụng cho vận hành VoD Hệ thống quản lý thuê bao được dùng để

thực hiện tính cước thuê bao, hệ thống quản lý thuê bao sẽ cung cấp thêm các chức năng: hỗ trợ các đặc điểm tương tác set-top box, cung cấp các nội dung được lựa chọn tới các thuê bao như là một sản phẩm VoD.

 Video theo yêu cầu: VoD hồi đáp thắc mắc được phát ra bởi một thuê bao qua

thiết bị set-top box hoặc PC, các luồng hồi đáp là mỗi chuỗi các gói unicast tới địa chỉ

IP của thiết bị set-top box hoặc máy tính cá nhân Điển hình, trạm quản lý thuê bao sẽ hiển thị một danh sách các sự kiện VoD từ một thuê bao có thể lựa chọn chương trình Tuy nhiên, cũng có thể cho nhà vận hành IPTV chèn thêm một thẻ với hóa đơn hàng tháng của thuê bao, hóa đơn có thể liệt kê hàng trăm sự kiện, giá cước và mã truy nhập để lấy lại các sự kiện đã được lựa chọn Cũng phương pháp như vậy, luồng gói

dữ liệu IP sẽ biểu diễn một truyền dẫn unicast tới thiết bị set-top box hoặc máy tính cá nhân của thuê bao

1.2.1 Sử dụng MPEG-2

Một trong các phương pháp được sử dụng để truyền phát IPTV qua đóng gói MPEG-2 sử dụng UDP tại lớp truyền tải Khi việc đóng gói xảy ra, UDP có thể lựa chọn sử dụng RTP để cung cấp khung lớp ứng dụng xác định tải được truyền và cung cấp chuỗi cho mỗi gói dữ liệu RTP, cho phép các gói bị mất được phát hiện

• UDP/RAW và UDP/RTP: video cũng có thể được truyền trực tiếp trong các

gói UDP mà không phải sử dụng RTP Lúc đó, luồng truyền được gọi là UDP/RAW Khi UDP/RAW được dùng, vài lỗi và điều kiện thông tin có thể được phát hiện, bao gồm: bộ gửi thay đổi, bytes đồng bộ lỗi, kích thước gói sai, quá thời gian, jitter quá mức, tốc độ UDP không phù hợp

Hình 1.4 Truyền phát MPEG-2 qua IP

Khi RTP được sử dụng với UDP, như hình 1.4, các gói có thể đóng gói thời gian

và xác định qua việc sử dụng một chuỗi số Điều này cho phép phát hiện một vài kết

nối lỗi nằm ngoài khả năng phát hiện khi mà UDP/RAW được sử dụng Các điều kiện lỗi phát hiện mới này sử dụng gồm cả UDP/RTP:

- Xác định các gói nhận được sai;

- Phát hiện các gói bị nhân đôi;

- Xác định nếu một gói bị mất;

- Xác định các gói có một kích thước không đúng

Cả UDP/RAW và UDP/RTP có thể được dùng để truyền hình ảnh, sau đó cung cấp khả năng đền bù cho những điều kiện lỗi như các gói được nhận hỏng, các gói sai kích cỡ, hoặc các gói bị nhân đôi Thêm nữa, vì UDP/RTP cho phép bộ thu xác định nếu bị mất gói, và cũng cho phép bộ đền bù khi thấy sự mất gói Phụ thuộc vào phần mềm được sử dụng bởi một bộ thu, nó có thể không làm gì trong suốt thời gian màn hình xuất hiện trống không hoặc lặp các khung đã nhận trước đó Tiếp theo, vì các khung được nhận tiếp theo có thể hoặc không thể xem xét khác từ các khung được lặp lại, kết quả có thể là sự chuyển tiếp trơn chu hoặc bị ngắt quãng

Một nhãn thời gian cho phép bộ thu thực hiện đồng bộ cũng như để phân giải jitter vì trễ một gói qua một mạng

1.2.2 Giao thức truyền tải thời gian thực – RTP

RTP được xác định trong mào đầu UDP với giá trị 5004 trong trường cổng RTP cung cấp chức năng truyền tải mạng đầu cuối dễ dàng cho truyền tải dữ liệu thời gian thực như audio, video, và dữ liệu mô phỏng qua dịch vụ mạng unicast hoặc multicast RTP cung cấp chuỗi và nhãn thời gian dữ liệu, nhưng không được đánh địa chỉ dự trữ nguồn cũng như đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho dữ liệu thời gian thực Vì vậy, các nhà vận hành mạng phải cấu hình xếp hàng định tuyến ưu tiên xác định trước lưu lượng cho phép video thời gian thực để nắm bắt được đích của nó với độ trễ tối thiểu

1.2.3 Giao thức điều khiển truyền tải thời gian thực – RTCP

Giao thức điều khiển truyền tải thời gian thực cung cấp thông tin về người tham gia vào phiên đang phát triển cũng như một cơ chế để điều khiển chất lượng dịch vụ Thông tin về các thành phần tham gia vào phiên có thể thay đổi từ các trường hợp không có thành phần hiện điều khiển phiên yêu cầu điều khiển mối quan hệ thành phần chi tiết RTCP thực hiện qua đoạn truyền dẫn của các gói điều khiển tới tất cả các thành phần của phiên theo cùng phương pháp phân phối là sử dụng cho các gói dữ liệu Vì chức năng gốc của RTCP để cung cấp hồi đáp chất lượng của sự phân bố dữ liệu, nó thực hiện chức năng như là phần vai trò RTP như là giao thức truyền tải Thực

tế, thông tin được cung cấp bởi RTCP có thể được dùng để xác định nơi nghẽn cổ chai khi phương thức multicast xuất hiện, làm cho dễ dàng quá trình giải quyết vấn đề.

1.2.4. Giao thức luồng thời gian thực - RTSP

RTSP (Real Time Streaming Protocol) đýợc định nghĩa bởi IETF RFC 2326

mô tả tập điều khiển VCR cho streaming media Thýờng các bản tin RTSP đýợc gửi từ khách hàng đến server, đôi khi cũng có ngoại lệ, gửi từ server đến khách hàng Trong các hệ thống IPTV, RTSP đýợc sử dụng trong các ứng dụng VoD để khách hàng truy cập, điều khiển nội dung lýu trữ tại VoD server VoD thực chất

là liên lạc một-một đýợc tạo ra sử dụng unicast Unicast cho phép thực hiện dịch

vụ VoD và gửi đến khách hàng đõn lẻ.

Hình 1.5 Giao thức RTSP

1.2.5 Giao thức quản lý nhóm Internet - IGMP

IGMP (Internet Group Management Protocol) đýợc định nghĩa bởi một số

IETF RFC, phiên bản mới nhất là RFC 3376 IP Multicasting đýợc định nghĩa là

sự truyền phát gói tin IP tới một Ộnhóm chủỢ (host group) Nhóm chủ này là một tập các host đýợc nhận dạng bởi một địa chỉ IP đõn Trong hệ thống IPTV, nhóm chủ sẽ là một tập các thuê bao muốn nhận chýõng trình cụ thể nào đó.

Trong thực tế, các hệ thống truyền dẫn sử dụng IGMP không gửi toàn bộ nội

dung đến toàn bộ ngýời sử dụng Hoạt động Multicast, sử dụng IGMP, cho phép điều khiển những nội dung nào đến ngýời dùng nào và do đó điều khiển lýợng dữ liệu đýợc gửi thông qua mạng tại một thời điểm bất kỳ.

IGMP là giao thức đýợc sử dụng để xử lý chuyển kênh trong hệ thống IPTV

Để đáp lại lệnh điều khiển từ xa, chuỗi các yêu cầu IGMP đýợc đýa ra để rời multicast hiện thời và tham gia vào dịch vụ khác Thời gian cần để thực hiện các

Client

Describe Setup Play Teardown

Content

Server

yêu cầu này sẽ ảnh hýởng trực tiếp lên thời gian chuyển kênh Các nhà cung cấp Middeware đang làm việc trên nhiều mô hình khác nhau để cải thiện thời gian hồi đáp chuyển kênh.

1.3 Các dịch vụ cõ bản cung cấp bởi IPTV

Khả năng của IPTV gần như là vô hạn và hứa hẹn mang đến những nội dung kỹ thuật số chất lượng cao, theo các định nghĩa và đề xuất của hiệp hội viễn thông quốc tế (ITU), việc phân loại dựa theo các dịch vụ cơ bản của IPTV như bảng sau:

Bảng 1 Các dịch vụ cơ bản cung cấp bởi IPTV

TV with Trick Modes

Truyền hình quảng bá cho phép người dùng tạm dừng, xem lại, xem tiếp, bỏ qua các đoạn quảng cáo, ghi lại chương trình bằng các đầu ghi

Multi-angle service

Dịch vụ cung cấp cho người dùng xem nhiều góc quay của một phim (như 3D) hoặc một trận bóng

đáElectronic Program

Guide (EPG)

Dịch vụ hướng dẫn trực tiếp trên màn hình về lịch phát sóng, danh sách các phim, cước phắẦvvQuảng cáo truyền

Cho phép khách hàng lựa chọn phim ưa thắch và có

trả phắNhạc theo yêu cầu -

Music on Demand (MoD)

Cho phép khách hàng lựa chọn các video clip, bản

nhạc ưa thắch và có trả phắ

Game theo yêu cầu - Game on Demand (GoD)

Cho phép khách hàng lựa chọn các game ưa thắch

và có trả phắ

Thanh toán theo nội dung (Pay Per View ỜPPV,OPPV, IPPV)

Xem các chương trình phải trả phắ (đăng ký các chương trình theo lịch phát hoặc là chương trình

mới)

duyệt web, Video conferencinf…vvThương mại (T-

Cho phép người xem tham gia trực tiếp các trò

chơi trên truyền hình

Ví dụ: Thamgia trò chơi Hugo từ thiết bị điều

khiển từ xa của tivi, …Giải trí (T-

entertainment ) Các trò chơi, karaoke, xem ảnh, sổ xố, nhật ký điện

tử…vv Có thể chơi 1 mình hoặc nhóm

Thông tin chính sách (T-government)

Các thông tin về chế độ, chính sách xã hội liên quan đến chính phủ, thành phố, phường, quận…Interactive Program

Guide (IPG)Electronic Contents Guide (ECG)

Dịch vụ hướng dẫn tìm kiếm, tra cứu nội dung trên

TV theo các chủ đề mà khách hàng lựa chọn

(tương tác)

Quảng cáo chọn lọc (Targeted Advertising)

Quảng cáo theo yêu cầu của doanh nghiệp (tập trung vào một số đối tượng khách hàng nhất định,

không quảng bá toàn mạng)

1.4.Ưu – Nhược điểm của IPTV

- Tích hợp đa dịch vụ: Trên một đường kết nối Internet người dùng IPTV có thể

được sử dụng cùng một lúc rất nhiều dịch vụ khác nhau như truy cập Internet, truyền hình, điện thoại cố định và di động, VoIP (Voice over Internet Protocol) mang lại cho người dùng sự tiện lợi trong quá trình sử dụng

- Tính tương tác cao: IPTV sẽ mang lại cho người dùng trải nghiệm xem truyền

hình có tính tương tác và cá nhân hóa rất cao Ví dụ, nhà cung cấp dịch vụ IPTV có thể tích hợp một chương trình hướng dẫn tương tác cho phép người xem có thể tìm kiếm

nội dung chương trình truyền hình theo tựa đề hoặc tên diễn viên Hoặc nhà cung cấp dịch vụ có thể triển khai chức năng “hình-trong-hình” (picture-in-picture) cho phép người dùng xem nhiều kênh cùng một lúc Người dùng cũng có thể sử dụng TV để truy cập đến các nội dung đa phương tiện khác trên PC như hình ảnh hay video hoặc

sử dụng điện thoại di động để điều khiển TV ở nhà ghi lại một chương trình ưa thích nào đó Một phương thức tương tác khác mà nhà cung cấp dịch vụ IPTV có thể triển khai là cung cấp các thông tin mà người xem yêu cầu trực tiếp trong quá trình xem chương trình Ví dụ người dùng có thể nhận thông tin về đội bóng mà họ đang xem thi đấu trên màn hình chẳng hạn

Trên thực tế tính tương tác cao hoàn toàn có thể xuất hiện ở các loại hình truyền hình số khác như truyền hình vệ tinh hay cáp Song để triển khai được thì cần phải có

sự kết nối tương tác giữa đầu phát sóng và bộ thu sóng Đây là điều mà truyền hình vệ tinh và cáp không có được Muốn triển khai thì hai hình thức truyền hình này buộc phải kết hợp với các hạ tầng mạng khác như Internet hoặc điện thoại di động

- Công nghệ chuyển mạch IP: Hầu hết người dùng đều không biết rằng truyền

hình cáp và vệ tinh thường gửi đi tất cả tín hiệu của mọi kênh cùng một lúc cùng một thời điểm nhằm cho phép người dùng chuyển đổi kênh tức thời như chúng ta vẫn thấy Điều này dẫn tới sự lãng phí băng thông cần thiết

IPTV sử dụng công nghệ chuyển mạch IP để loại bỏ hạn chế này Mọi dữ liệu chương trình truyền hình được lưu trữ tại một vị trí trung tâm và chỉ có dữ liệu kênh

mà người dùng yêu cầu xem là được truyền tải đi Điều này sẽ cho phép nhà cung cấp dịch vụ có thể bổ sung thêm được nhiều dịch vụ cho IPTV hơn vì băng thông không còn phải là vấn đề quá khó giải quyết nữa

- Mạng gia đình: Kết nối vào mạng Internet trong gia đình không chỉ có TV mà

còn có các PC khác Điều này sẽ cho phép người dùng có thể sử dụng TV để truy cập đến những nội dung đa phương tiện trên PC như ảnh số, video, lướt web, nghe nhạc Không những thế một số màn hình TV giờ đây còn được tích hợp khả năng vận hành như một chiếc TV bình thường Tất cả liên kết sẽ trở thành một mạng giải trí gia đình hoàn hảo

- Truyền hình số: IPTV có thể được xem như đại diện của công nghệ “pull-push"

nhờ đó một thuê bao đưa ra yêu cầu tới nhà cung cấp dịch vụ đối với luồng hình ảnh riêng Do truyền hình được số hoá thì cả các nhà cung cấp giải trí thông thường cũng như phù hợp nén và mạng qua IPTV, nó là công nghệ ứng dụng sơ cấp Thêm vào đó

do nhà cung cấp dịch vụ có thể phải chỉ truyền những gì được yêu cầu, không giống với truyền hình cáp và vệ tinh, IPTV theo lý thuyết cung cấp một số lượng giới hạn kênh xem, mà cho phép nhà cung cấp dịch vụ cung cấp nhiều loại nội dung so với đối thủ cạnh tranh mà truyền quảng bá đồng thời nhiều kênh không chú ý tới người xem

chúng Do đó, sự khác nhau về cấu trúc giữa IPTV và truyền hình quảng bá cho phép nhà cung cấp nhiều nội dung hơn, nhà cung cấp có thể giành được nội dung đáng kể để xem yêu cầu của thuê bao.

- Truyền hình kinh doanh phát tới màn hình: Mặc dù thị trường sơ cấp của

IPTV là các khách hàng là hộ gia đình riêng rẽ, công nghệ cũng phù hợp tốt đối với công việc kinh doanh Trong môi trường kinh doanh mỗi trạm làm việc LAN có thể được gán một địa chỉ IP riêng biệt vì vậy tạo ra địa chỉ có thể đối với luồng hình ảnh khác nhau được đưa tới người khác nhau Ví dụ, một số người phải yêu cầu truy nhập tức thời đến CNBC trái lại những người khác có thể yêu cầu truy nhập tới Bloomberg, Reuters, hay chương trình về tài chính Do IPTV có thể được chia tỷ lệ trên màn hình,

nó trở nên có thể giúp người xem nhìn thấy kênh kinh doanh được yêu cầu hoặc nhiều kênh trong khi đang thực hiện theo tác máy tinh sử dụng một phần khác của màn hình PC

- Video theo yêu cầu - Video on Demand (VOD): VOD là tính năng tương tác có

thể nói là được mong đợi nhất ở IPTV Tính năng này cho phép người xem có thể yêu cầu xem bất kỳ một chương trình truyền hình nào đó mà họ ưa thích Ví dụ, người xem muốn xem một bộ phim đã có cách đây vài năm thì chỉ cần thực hiện tìm kiếm và dành thời gian để xem hoặc ghi ra đĩa xem sau Mặc dù thuê truyền hình cáp và vệ tinh đã

có cáp nhiều năm để thu lợi nhuận mỗi đoạn phim và sự kiện thể thao, bi mờ nhạt so với truyền hình theo yêu cầu do có thể được cung cấp qua công nghệ IP Nguyên nhân chính tại sao truyền hình theo yêu cầu IPTV có thể xem như đứng đầu trong thu lợi nhuận vì trong thực tế nhà cung cấp trước IPTV phát chương trình không giới hạn trái lại các nhà cung cấp IPTV giới hạn một nhóm kênh quảng bá

- Học từ xa: Trong một môi trường đại học nó có thể là ở tại hai nơi cùng thời

gian giao tiếp qua sức mạnh của sự tiện dụng học từ xa Trên thực tế, tại trường ta giáo viên sử dụng học từ xa giảng dạy khóa học truyền thông dữ liệu truyền tức thời qua màn hình, hình ảnh trên Internet

Mặc dù học từ xa có thể được hoàn thành qua sử dụng thiết bị truyền hình hội nghị thông thường, khi thực hiện thông qua việc sử dụng hiệu quả IPTV được kết hợp với sinh viên ở xa có thể tăng lên đáng kể Đó là do học từ xa thông thường dựa trên

sử dụng thiết bị hội nghị truyền hình dẫn đến màn hình trung tâm tại vị trí xa Không chỉ làm mà tất cả sinh viên phải tập trung và màn hình đơn, nhưng thêm vào, một micro phải đảm bảo được phạm vi bởi giám thị tại mỗi vị trí tới sinh viên mà sẽ nói với giáo viên So sánh, sử dụng IPTV có thể cải thiện đáng kể việc học từ xa do hình ảnh của giáo viên được trực tiếp đến màn hình PC của mỗi trạm làm việc sinh viên trong khi micro được kết nối tới mỗi máy tính cho phép sinh viên chat với giáo viên

không phải chờ micro đưa đến lớp học.

Những ưu điểm đáng kể khác của IPTV trong môi trường việc học từ xa trên thực

tế, giống như thảo luận ở trước về truyền hình kinh doanh tới màn hình, nó được chia

tỉ lệ trên màn hình PC Điều này cho phép khóa học từ xa trên chương trình và chủ đề khác có sinh viên cả xem và nghe giáo viên trong khi họ thực hiện các bài tập khác

Do phần mềm được phát triển cho phép giáo viên thấy được hoạt động của sinh viên, tức công việc của sinh viên có thể được giáo viên nhìn thấy Tương tự, với chương trình thích hợp, giáo viên có thể thấy nỗ lực của phần bài tập cho riêng một sinh viên trên màn hình PC, nhờ đó xư lý đáng kể sự tương tác giữa giáo viên và sinh viên

- Liên lạc trong công ty : Trong hầu hết các tổ chức, chủ tịch hay người đứng

đầu công ty thường xuyên cần địa chỉ của nhân viên Trong môi trường thông thường yêu cầu này thông thường thỏa mãn bởi lịch trình sử dụng một hoặc một số phiên họp dành cho thính giả trong thời gian mà người đứng đầu giải thích lí do tại sao tiền lãi lại lên hoặc xuống, hiệu quả của dòng sản phẩm mới, thay đổi kế hoạch trợ cấp cho nhân viên, hoặc các vấn đề khác cần được phổ biến tới toàn thể nhân viên

Thông thường sử dụng một phòng dành cho thính giả để thông báo một chính sách mới hoặc đưa ra các sự kiện gần đây được yêu cầu tổng thời gian đáng kể và nỗ lực Nếu phòng đã được đưa vào lịch trình từ trước với các sự kiện khác, sau đó bộ phận hậu cần chuyển sự kiện đó vào thời gian khác và nơi tổ chức được xem xét sau

- Kiểm soát tối đa chương trình TV: VOD nói chính xác cũng là một phần lợi

thế này Đây là tính năng mà người dùng sẽ cảm thấy thích thú nhất ở IPTV bởi nó cho phép họ có thể kiểm soát tối đa chương trình truyền hình Không còn thụ động phải xem những gì mà nhà cung cấp dịch vụ phát đi như ở truyền hình truyền thống hay vệ tinh mà giờ đây người dùng sẽ được trải nghiệm khả năng kiểm soát tối đa những nội dung mà họ muốn xem Với VOD người dùng có thể chọn lựa những chương trình thích hoặc ghi nó ra đĩa để xem về sau này.Nhờ đó mà thiết bị điều khiển từ xa của IPTV sẽ có đầy đủ tính năng như điều khiển một chiếc đầu đĩa Khi đang xem chương trình nếu gặp phải một đoạn nào hay người dùng có thể tua để xem lại, dừng phát chương trình hoặc tua nhanh về phía trước Điều này cũng đơn giản bởi nội dung được cung cấp duy nhất theo yêu cầu của người xem chứ không cung cấp rộng cho tất

cả mọi người dùng như truyền hình truyền thống

- Truyền hình chất lượng cao HD: Xu hướng nội dung chất lượng cao hiện đã

hiển hiện thực tế Nhờ kết nối băng thông rộng nên có thể nói chỉ trong tương lai không xa IPTV sẽ chỉ phát truyền hình chất lượng cao Điều này đồng nghĩa với việc người dùng sẽ thưởng thức các chương trình có chất lượng hìnhảnh và âm thanh cao

- Nhu cầu thực tế của IPTV : Theo nhóm nghiên cứu đa phương tiện (MRG )

trong “ Dự đoán IPTV toàn cầu năm 2005-2009”: tốc độ phát triển IPTV rất cao: gần

1000% Thị trường IPTV trên thế giới phát triển ở mức tăng kép hàng năm 78% lên tới 36.9 triệu người sử dụng vào năm 2009 Doanh thu dịch vụ còn tăng nhanh hơn trong cùng thời kì, từ 880 triệu USD tới 9.9 tỷ USD

Theo Informa: tốc độ phát triển IPTV tăng nhanh vào 5 năm tới và đạt 25.9 triệu thuê bao IPTV vào cuối năm 2010

Theo nguyên cứu TDG: Doanh thu IPTV toàn cấu sẽ đạt trên 17 tỷ USD vào năm 2010

Và trên thực tế, dịch vụ IPTV đã được triển khai và đạt dược thành công ở nhiều như Italy ( Fast Web), Hồng Kông (PCCW), Canada ( Manitoba) và Japan (Yahoo BB)

Tại thị trường Trung Quốc, IPTV bắt đầu được triển khai từ năm 2004 với 2 nhà cung cấp hàng đầu là CHINA Telecom và ZTE cùng với những nhà cung cấp khác

Số lượng thuê bao có thể tăng lến tới 3-6 triệu vào năm 2010

IPTV được triển khai với băng thông 2M với kĩ thuật nén MPEG-4 part 10 cho

TV thường và 6M đối với HDTV

Các dịch vụ triển khai trên IPTV đến với người dùng:

+ LiveTV: truyền hình trực tuyến;

+ VoD: truyền hình theo yêu cầu;

+ RoD: Dịch vụ ghi hình theo yêu cầu;

+ NVoD: Xem chương trình theo lịch phát sóng

1.4.2 Nhược điểm

- Chất lượng dịch vụ: Đặc trưng để phân biệt dịch vụ IPTV với truyền hình

Internet chính là khả năng đảm bảo chất lượng dịch vụ của IPTV Tuy nhiên với hạ tầng mạng không đồng nhất, chất lượng mạng truy nhập không tốt, khả năng xử lí khi

số thuê bao tăng vọt chưa đáp ứng được là các yếu tố dẫn đến hiện nay chất lượng của dịch vụ IPTV chưa thoả mãn được yêu cầu của khách hàng Khi chất lượng của IPTV chưa tương đương được với dịch vụ của truyền hình cáp thì IPTV vẫn chưa thể chiếm

ưu thế được

- Vấn đề an ninh: Việc kết nối với Internet cũng như khả năng kết nối với khách

hàng khác trong mạng đem lại tính hấp đẫn đặc biệt của dịch vụ IPTV Tuy nhiên nó cũng chứa nguy cơ tiềm tàng cho sự an toàn của người sử dụng, vì các giao dịch của khách hàng rất dễ bị lợi dụng, đánh cắp tài khoản…Ngoài ra các vấn đề xảy ra với mạng Internet như khả năng lây nhiễm virut, tấn công từ chối dịch vụ…cũng là các yếu tố gây nghi ngại cho người sử dụng

- Vấn đề bản quyền nội dung: Vì việc đảm bảo bản quyền của các chương trình

mà nhà cung cấp nội dung cho phép sử dụng không bị sử dụng bất hợp pháp chưa hoàn toàn tạo được độ tin cậy, các nhà cung cấp nội dung chưa sẵn lòng cung cấp nội dung cho dịch vụ này

- Vấn đề chuẩn hoá: Hiện nay hầu hết các giải pháp của các hãng vẫn đang dưới

dạng đóng, có tương đối ít khả năng làm việc với các nhà cung cấp thiết bị, nội dung khác nhau Đây là một yếu tố hạn chế khả năng phát triển rộng rãi của dịch vụ IPTV

- Chi phí triển khai dịch vụ: Để triển khai dịch vụ IPTV end to end cần phải có

một chi phí khá lớn ban đầu Nếu không phải là nhà khai thác viễn thông đã có sẵn hạ tầng băng rộng thì chi phí này có thể là một trở ngại rất lớn Kể cả đối với những nhà khai thác viễn thông đã có sẵn lợi thế ban đầu thì vẫn phải nâng cấp mạng băng rộng

vì IPTV là một dịch vụ yêu cầu băng thông khá lớn Ngoài ra chi phí của khách hàng cần bỏ ra để mua STB cũng là một rào cản để triển khai dịch vụ này

1.5 Kết luận chương 1

Chương này đã giới thiệu tổng quan về IPTV Giới thiệu định nghĩa, đặc điểm, kiến trúc, các phương thức truyền tải và giao thức sử dụng trong mạng IPTV Đồng thời cùng với kiến thức về IMS được đề cập ở chương II là nền tảng để xây dựng dịch

vụ IPTV trên nền IMS/NGN

CHƯƠNG 2 PHÂN HỆ ĐA PHƯƠNG TIỆN IMS

2.1 Tiến trình phát triển IMS

Viện Tiêu chuẩn Kỹ thuật Châu Âu (ETSI) - tổ chức tiêu chuẩn hóa đã định nghĩa hệ thống toàn cầu về liên lạc di động – Global System for Mobile Communications (GSM) ETSI cũng định nghĩa kiến trúc mạng dịch vụ vô tuyến gói chung - General Packet Radio Service (GPRS) Tiêu chuẩn GSM mới nhất được định nghĩa năm 1998, và cùng năm đó các tổ chức tiêu chuẩn từ Châu Âu, Nhật, Nam Triều Tiên, USA và Trung Quốc hợp tác tạo ra 3GPP chỉ rõ hệ thống di động 3G cấu thành truy nhập vô tuyến đa truy nhập phân chia theo mã/phân chia theo thời gian (TD-CDMA) và đa truy nhập nhân chia theo mã băng rộng (WCDMA) và mạng lõi GSM

đã phát triển

2.1.1 3GPP phiên bản 99

Phiên bản đầu tiên – phiên bản năm 1999 phải mất tới gần 1 năm mới hoàn thành Tiêu chuẩn của phiên bản này hoàn thành tháng 12 năm 1999 3GPP phát triển các dịch vụ, kiến trúc hệ thống, các truy nhập vô tuyến WCDMA và TD – CDMA, và mạng lõi chung ETSI SMG phát triển GSM/tỷ lệ dữ liệu nâng cao cho truy nhập vô tuyến phát triển toàn cầu (EDGE)

Truy nhập vô tuyến WCDMA là sự nâng cao có ý nghĩa nhất đối với hệ thống 3G

cơ sở GSM trong phiên bản 1999 Cùng với WCDMA, mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS cũng đưa ra giao diện Iu So sánh với giao diện A và Gb, có hai điểm khác biệt Đầu tiên, mã hóa thoại Iu được thực hiện trong mạng lõi Trong GSM, theo logic thì Iu có chức năng trạm chuyển tiếp thu phát cơ sở Thứ hai, mã hóa và quản lý di động mức tế bào của Iu đã hoàn thiện trong bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) Trong GSM, các chức năng đó cũng hoàn thành trong node hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) cho các dịch vụ GPRS

Hình 2.1 sau đây mô tả vai trò của IMS trong các mạng chuyển mạch gói:

Hình 2.1 Vai trò của IMS trong các mạng chuyển mạch gói

2.1.2 3GPP phiên bản 4

Sau phiên bản 1999, 3GPP bắt đầu xác định phiên bản 2000, được gọi là toàn IP, sau đó được đổi tên thành IMS Phiên bản 2000 được chia thành hai phiên bản là phiên bản 4 và phiên bản 5

Phiên bản 4 có thể hoàn thành mà không có IMS Chức năng mới quan trọng nhất trong 3GPP phiên bản 4 là: khái niệm trung tâm chuyển mạch di động (MSC)–cổng đa phương tiện (MGW), các giao thức mạng lõi truyền tải IP, nâng cao dịch vụ định vị (LCS) cho UTRAN, bản tin đa phương tiện, truyền tải IP tới mặt phẳng người dùng

Gb 3GPP phiên bản 4 chính thức hoàn thành tháng 3 năm 2001 Yêu cầu tương thích nền cho sự thay đổi, cần thiết cho giao diện vô tuyến, có hiệu lực cuối tháng 12 năm 2002

Cuộc gọi thoại liên tục giắc miền CS

và PS, kết nối dải rộng cố định tới IMS.Báo

hiệu

Các nguyên lý định tuyến chung,

đăng ký, khởi tạo phiên, thay đổi

phiên, làm đứt phiên, các luồng

phiên khởi tạo mạng/ xóa khỏi

danh sách Nén Sip giữa mạng

IMS và UE Truyền dữ liệu giữa

bộ lưu thông tin khách hàng

(HSS) và các thực thể điều khiển

phiên (CSCF); Truyền dữ liệu

giữa bộ lưu thông tin khách hàng

(HSS) và server ứng dụng (AS)

Các thực thể nhóm định tuyến, đa đăng ký

Các phiên cảnh báo, SMS hỗ trợ

sử dụng SIP, kết hợp các cuộc gọi CS

và các phiên IMS

Bảo

mật

IMS AKA cho các khách hàng có

nhận thực và mạng, bảo vệ toàn

bộ các bản tin SIP giữa mạng

IMS và UE, bảo mật miền mạng

bảo vệ cẩn mật các bản tin SIP, nhận thực trên nền IP, kiến trúc nhận thực chung

tương thích truy nhập băng rộng, hỗ trợ TLS

Chất

lượng

dịch

vụ

Điều khiển chính sách giữa mạng

truy nhập GPRS và IMS, điều

kiện quyết định và dấu hiệu nhận

thực

Các luồng đa phân chia của các phiên riêng biệt trong cùng nội dung PDP

Cân đối điều khiển tính cước và chính sách, không

có dấu hiệu nhận thực QoS

Các dịch vụ

bổ sung trong SIP

2.2 Kiến trúc phân hệ đa phương tiện IMS

2.2.1 Yêu cầu kiến trúc

- Các phiên đa phương tiện IP

Các mạng liên lạc đang tồn tại có thể yêu cầu các loại dịch vụ thoại, video và tin nhắn sử dụng chuyển mạch kênh biên Dịch vụ khách hàng cuối không bị từ chối khi khách hàng chuyển từ miền chuyển mạch gói sang bắt đầu sử dụng IMS IMS sẽ liên lạc với mức trên bằng cách yêu cầu các điều kiện liên lạc được nâng cao chất lượng Người dùng có thể tích hợp thoại, video, văn bản, chia sẻ nội dung và hiện diện là một phần trong phiên liên lạc và có thể thêm vào hoặc loại đi dịch vụ cũng như vậy khi mà

họ chọn

- Kết nối IP

Yêu cầu nền tảng là thiết bị phải có kết nối IP để có thể truy nhập Các ứng dụng ngang hàng yêu cầu sự nắm bắt đầu cuối tới đầu cuối và kết nối này có thể đạt được dễ dàng nhất với phiên bản IPv6, vì IPv6 không thiếu địa chỉ Do vậy, 3GPP đã sắp xếp các vấn đề vì IMS hỗ trợ riêng cho IPv6 Việc bổ sung và thực hiện IMS ban đầu có thể sử dụng IPv4 3GPP đưa ra các lưu ý về việc các phiên bản IP kết nối công việc với nhau được xử lý như thế nào trong IMS Kết nối IP có thể đạt được từ mạng nhà lẫn mạng khách Hình dưới chỉ ra lựa chọn kết nối IMS khi NSD chuyển vùng

Các lựa chọn kết nối IMS khi một người dùng đang chuyển vùng được mô tả như hình

vẽ sau:

Hình 2.2 Các lựa chọn kết nối IMS khi một người dùng đang chuyển vùng

- Đảm bảo chất lượng dịch vụ cho các dịch vụ đa phương tiện IP

Trong mạng Internet công cộng, trễ có xu hướng cao và đa dạng, các gói tới bị hỏng và một vài gói bị mất hoặc bị loại Với IMS thì trường hợp này sẽ không còn tồn tại lâu nữa Các mạng truy nhập và tuyền tải cơ bản cùng với IMS cung cấp chất lượng dịch vụ đầu cuối tới đầu cuối (QoS) Theo IMS, UE sắp xếp các khả năng và nhấn mạnh các yêu cầu về QoS trong suốt phiên giao thức khởi tạo phiên (SIP) hoặc quá trình thay đổi phiên UE có thể sắp xếp các tham số như sau:

o Loại phương tiện, hướng lưu lượng

o Tốc độ bit loại phương tiện, kích cỡ gói, tần xuất truyền tải gói

o Sử dụng tải RTP cho các loại phương tiện

o Tương thích băng thông

- Liên lạc đảm bảo

Bảo mật là yêu cầu cơ bản trong mọi hệ thống viễn thông và IMS không phải ngoại lệ IMS có các cơ chế cho phép và nhận thực giữa UE và mạng IMS thêm vào thủ tục mạng truy nhập (mạng GPRS) Hơn nữa, tính tin cậy của bản tin SIP hoặc lựa chọn được cung cấp giữa UE, mạng IMS ảo và giữa các thực thể mạng IMS mà không quan tâm tới mạng lõi cơ sở (đó là RAN và GPRS) Vì vậy, IMS cung cấp ít nhất mức bảo mật là GPRS tương ứng và các mạng chuyển mạch kênh

- Điều chỉnh tính cước

Tổng quan về tính cước trong IMS được mô tả như hình vẽ dưới đây:

Hình 2.3 Tổng quan về tính cước trong IMS

Kiến trúc IMS cho phép sử dụng các mô hình tính cước khác nhau Gồm, khả năng tính cước bên tham gia gọi đi hoặc để tính cước của cả phía gọi đến và gọi đi trên

cơ sở nguồn được dùng ở mức truyền tải Sau đó người gọi có thể bị tính cước trong toàn bộ phiên mức IMS: có thể sử dụng các sơ đồ tính cước khác nhau tại mức IMS và mức truyền tải

Trong phiên IMS có thể gồm thành phần đa phương tiện (thoại và video), yêu cầu IMS cung cấp điều kiện tính cước mỗi thành phần phương tiện Điều này cho phép khả năng tính cước phía bị gọi nếu họ thêm vào thành phần phương tiện mới trong phiên,

và cũng yêu cầu các mạng IMS khác nhau có thể thay đổi thông tin trong tính cước được áp dụng vào phiên hiện tại

Kiến trúc IMS hỗ trợ cả khả năng tính cước online và offline Tính cước online là tiến trình tính cước mà ở đó thông tin tính cước có thể ảnh hưởng trong thời gian thực

mà dịch vụ đưa ra, vì vậy, tương tác trực tiếp điều khiển phiên/dịch vụ Hình 2.3 chỉ ra cái nhìn đơn giản về việc tính cước thông thường trong môi trường IMS Rõ ràng chìa khóa ở đây là: IMS thêm khả năng tính cước cho lưu lượng IP người dùng hơn là cách trước đây

- Hỗ trợ chuyển vùng

Người dùng có thể truy cập vào dịch vụ của mình mà không xét đến vị trí địa lý Đặc điểm chuyển vùng làm cho người dùng có thể sử dụng dịch vụ thậm chí khi không

ở những vùng trong vùng dịch vụ của mạng nhà

Hình 2.4 Các thay đổi chuyển vùng IMS/CS

- Làm việc tương tác với các mạng khác

IMS hỗ trợ liên lạc với PSTN, ISDN, khách hàng Internet và di động Thêm vào

đó, có thể hỗ trợ các phiên với các ứng dụng Internet thực hiện không thuộc về tổ chức 3GPP

- Sự phát triển dịch vụ

Quan trọng là có nền dịch vụ mở rộng và đưa ra dịch vụ mới nhanh chóng, nghĩa

là cách tiêu chuẩn hóa bộ dịch vụ từ xa, ứng dụng và dịch vụ bổ sung Vì vậy 3GPP đang tiêu chuẩn hóa các dịch vụ tiềm năng Kiến trúc IMS gồm khung làm việc dịch

vụ cung cấp khả năng hỗ trợ thoại, video, đa phương tiện, tin nhắn, chia sẻ, truyền dữ liệu, và các dịch vụ bổ sung cơ bản trong IMS

- Thiết kế phân lớp

3GPP quyết định tiếp cận các lớp để thiết kế kiến trúc, có nghĩa là các dịch vụ biên và truyền tải là riêng biệt với mạng báo hiệu IMS và các dịch vụ quản lý phiên Kiến trúc các lớp và IMS được mô tả như trong hình vẽ dưới đây:

Hình 2.5 Kiến trúc các lớp và IMS

Các lớp có sự độc lập tối thiểu cho phép các mạng truy nhập mới vào hệ thống dễ Mạng vùng nội hạt không dây (WLAN) truy nhập vào IMS được thêm vào 3GPP phiên bản 6 và truy nhập băng rộng cố định tới IMS là tiêu chuẩn trong phiên bản 7.Khi thuê bao đang sử dụng điện thoại di động hoặc khách hàng sử dụng PC để liên lạc, cùng nhóm và hiện diện liệt kê các chức năng trong IMS sẽ được dùng Các dịch vụ khác nhau có những yêu cầu khác nhau Bao gồm: băng thông, độ hội tụ, xử lý công suất trong thiết bị

Chức năng đa truy nhập được xây dựng trong kiến trúc IMS, giải pháp hội tụ di động và cố định của các nhà vận hành mạng di động và cố định Điều này sẽ cho phép

các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng các khả năng và đặc điểm của các thiết bị được lựa chọn hiện tại và phương pháp truy nhập mạng

2.2.2 Mô tả các chức năng và các thực thể trong IMS

Những thực thể trong IMS có thể được phân thành sáu loại: Quản lý phiên và định tuyến (CSCFs), cơ sở dữ liệu (HSS, SLF), các dịch vụ (server ứng dụng, MRFC, MRFP), các hàm làm việc tương tác (BGCF, MGCF, IMS – MGW, SGW), các chức năng hỗ trợ (PDF, SEG, THIG), tính cước

• Các chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF)

Có ba loại chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF): đại diện–CSCF CSCF), dịch vụ-CSCF (S-CSCF) và truy vấn–CSCF (I-CSCF) Mỗi CSCF có các nhiệm vụ riêng Thông thường tất cả CSCF thực hiện một vai trò trong suốt tiến trình thiết lập phiên và đăng ký và tạo bộ máy định tuyến SIP Hơn nữa, tất cả các khối chức năng có thể gửi dữ liệu tính cước tới một khối chức năng tính cước offline

(P-P–CSCF và S–CSCF đều có thể giải phóng phiên trên danh nghĩa người dùng (ví

dụ, khi S-CSCF phát hiện ra một phiên đang bị treo hoặc P-CSCF nhận lưu ý rằng một phương tiện biên bị mất) và có thể kiểm tra nội dung của tải giao thức mô tả phiên (SDP) và kiểm tra khi nào nó chứa loại phương tiện hoặc giải mã, mà không được cho phép khách hàng Khi đề xuất của SDP không phù hợp với chính sách của nhà vận hành, CSCF từ chối yêu cầu và gửi một bản tin lỗi SIP tới UE

• Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi ủy quyền (P-CSCF)

Khối chức năng điều khiển phiên cuộc gọi ủy quyền (P-CSCF) là điểm liên lạc đầu tiên của người dùng trong IMS, có nghĩa là tất cả lưu lượng báo hiệu SIP từ UE sẽ được gửi tới P-CSCF Tương tự, tất cả các đầu cuối báo hiệu SIP từ mạng được gửi từ P-CSCF tới UE Có bốn nhiệm vụ riêng được đăng ký cho P-CSCF: nén SIP, kết hợp bảo mật IPSec, tương tác với chức năng quyết định chính sách (PDF) và phát hiện phiên khẩn cấp

P-CSCF chịu trách nhiệm duy trì kết hợp bảo mật (SAs) và áp dụng bảo vệ toàn

bộ và tin cậy cho báo hiệu SIP Điều này được thực hiện trong suốt phiên đăng ký SIP

vì UE và P-CSCF điều chỉnh IPSec SAs Sau khi bắt đầu đăng ký P-CSCF có thể áp dụng bảo vệ toàn bộ và tin cậy báo hiệu SIP

• Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi truy vấn (I-CSCF)

Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi truy vấn (I-CSCF) là điểm liên lạc trong mạng nhà vận hành cho tất cả các kết nối xác định đích tới thuê bao của nhà vận hành mạng đó I-CSCF có bốn nhiệm vụ:

- Đạt được tên của next hop (hoặc là S-CSCF hoặc là server ứng dụng) từ server thuê bao nhà (HSS)

- Phân công cho S-CSCF dựa trên các khả năng nhận được từ HSS

- Định tuyến các yêu cầu đến tới S-CSCF được phân công hoặc tới server ứng dụng

- Cung cấp chức năng cổng liên mạng ẩn cấu hình (THIG)

• Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi dịch vụ (S-CSCF)

Chức năng điều khiển cuộc gọi dịch vụ (S-CSCF) - điểm trọng tâm của IMS là khi chịu trách nhiệm xử lý quá trình đăng ký, tạo quyết định định tuyến, duy trì trạng thái phiên, và lưu đặc điểm dịch vụ Khi người dùng gửi yêu cầu đăng ký nó sẽ được định tuyến tới S-CSCF, tải dữ liệu nhận thực từ HSS Trên cơ sở dữ liệu nhận thực phát lệnh tới UE Sau khi nhận hồi đáp và kiểm tra, S-CSCF chấp nhận đăng ký và bắt đầu giám sát trạng thái đăng ký Sau quá trình này người dùng có thể bắt đầu và nhận các dịch vụ IMS Hơn nữa, S-CSCF tải về đặc điểm dịch vụ từ HSS là một phần của quá trình đăng ký

S-CSCF sử dụng thông tin gồm hồ sơ dịch vụ để quyết định khi nào và server ứng dụng nào được liên lạc khi người dùng gửi một yêu cầu SIP hoặc nhận một yêu cầu từ ai khác Hình 2.6 mô tả vai trò của S-CSCF trong các quyết định định tuyến S-CSCF còn có thể gửi thông tin liên quan tài khoản tới hệ thống tính cước online cho các mục đích tính cước online (đó là hỗ trợ cho các thuê bao trả trước)

Thiết lập phiên IMS cơ bản và định tuyến S-CSCF được mô tả như trong hình vẽ sau đây:

Hình 2.6 Thiết lập phiên IMS cơ bản và định tuyến S-CSCF

• Cơ sở dữ liệu

Có hai cơ sở dữ liệu chính trong kiến trúc IMS: server thuê bao thường trú (HSS)

và chức năng định vị thuê bao (SLF)

HSS là bộ lưu dữ liệu chính cho tất cả các thuê bao và dữ liệu dịch vụ liên quan của IMS Dữ liệu chính được lưu trong HSS bao gồm các định dạng người dùng, thông tin đăng ký, các tham số truy nhập và thông tin bắt đầu dịch vụ Nhận dạng khách hàng gồm 2 loại: nhận dạng khác hàng công cộng và riêng Các tham số truy nhập IMS được sử dụng để thiết lập các phiên và gồm các tham số giống như nhận thực người dùng, cho phép chuyển vùng và chỉ định tên S-CSCF Thông tin bắt đầu dịch vụ cho phép thực hiện dịch vụ SIP

Hình 2.7 Cấu trúc HSS

SLF được dùng như là cơ chế giải quyết cho phép I-CSCF, S-CSCF và AS tìm kiếm địa chỉ của HSS nắm giữ dữ liệu thuê bao của thực thể người dùng đã đưa ra khi HSS có thể xác định nhiều địa chỉ và riêng rẽ được thực hiện bởi nhà vận hành mạng

• Các chức năng dịch vụ

Có ba chức năng được đưa ra là các chức năng liên quan dịch vụ IMS là: bộ điều khiển chức năng nguồn đa phương tiện (MRFC), bộ xử lý chức năng nguồn đa phương tiện (MRFP), và server ứng dụng (AS)

ASs được mô tả ở đây là một phần các chức năng IMS vì ASs là các thực thể cung cấp các dịch vụ đa phương tiện giá trị gia tăng trong IMS, như hiện diện và Push

to talk qua di động AS nằm trong mạng gia đình của khách hàng hoặc là vị trí bên thứ

ba Bên thứ ba ở đây có nghĩa là mạng hoặc là AS đứng một mình Các chức năng chính của AS là: Có thể xử lý và ảnh hưởng phiên SIP tới nhận được từ IMS, có khả năng phát các yêu cầu SIP, có khả năng gửi thông tin tài khoản tới các chức năng tính cước

IM-SSF được giới thiệu trong kiến trúc IMS để hỗ trợ các dịch vụ kế thừa được phát triển trong CSE Nó dẫn ra các đặc điểm mạng và liên mạng với giao diện phần ứng dụng CAMEL (CAP.)

Hình 2.8 Mối quan hệ giữa các loại server ứng dụng

AS SIP là server trên cơ sở SIP, dẫn một dải rộng các dịch vụ đa phương tiện giá trị gia tăng AS SIP có thể được dùng để cung cấp các dịch vụ hiện diện, bản tin, Push

to talk qua di động và hội nghị Hình 1.13 chỉ ra các chức năng khác nhau kết nối như thế nào Tương lai của AS SIP S-CSCF, server khả năng dịch vụ OSA và IM-SSF đưa

ra cùng đặc tính điểm tham chiếu

MRFC và MRFP cùng cung cấp các cơ chế cho các dịch vụ liên quan tới biên như là hội nghị, thông báo tới một khách hàng hoặc chuyển mã biên trong kiến trúc IMS