GIẢI PHÁP CUNG CẤP DỊCH VỤ VOIP VÀ NHẮN TIN TRÊN NỀN DATA CHO THUÊ BAO MOBIFONE. Trong lĩnh vực thông tin di động, số lượng người sử dụng điện thoại thông minh đang tăng lên nhanh chóng. Theo dự đoán của IDC International Data Corporation, trong năm 2013 sẽ có gần 1 tỷ chiếc smartphone được bán ra trên toàn cầu. Bên cạnh đó, các công nghệ kết nối mạng dữ liệu không dây tốc độ cao như WiFi hay 3GLTE ngày càng được triển khai rộng rãi.
Trang 1HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Trang 2Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Mạnh Hùng
Phản biện 1: ……… Phản biện 2: ………
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Vào lúc: giờ ngày tháng năm
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Trang 3MỞ ĐẦU
Trong lĩnh vực thông tin di động, số lượng người sử dụng điện thoại thông minh đang tăng lên nhanh chóng Theo dự đoán của IDC - International Data Corporation, trong năm 2013 sẽ có gần 1 tỷ chiếc smartphone được bán ra trên toàn cầu Bên cạnh
đó, các công nghệ kết nối mạng dữ liệu không dây tốc độ cao như WiFi hay 3G/LTE ngày càng được triển khai rộng rãi Vì vậy, việc sử dụng các ứng dụng thoại, nhắn tin miễn phí trên nền data (còn gọi là dịch vụ cung cấp nội dung trên nền mạng viễn thông OTT - Over The Top) trở nên dễ dàng hơn Người dùng smartphone chỉ cần truy cập các kho ứng dụng, tải ứng dụng, cài đặt và đăng nhập là có thể sử dụng các dịch vụ thoại, nhắn tin miễn phí
Các ứng dụng nhắn tin, gọi điện miễn phí trên di động nhanh chóng thu hút số lượng người dùng rất lớn Ứng dụng Viber đạt 175 triệu người dùng chỉ sau 1 năm ra mắt, ứng dụng LINE có 110 triệu người dùng trên 230 quốc gia chỉ sau 19 tháng ra mắt, Kaokao Talk hiện có 72 triệu người dùng
Khi các ứng dụng OTT ngày càng trở nên phổ biến, các nhà mạng trên thế giới
đã có những biện pháp để đối phó, và giải pháp mà người ta nhắc đến nhiều nhất đó
là việc bắt tay giữa các nhà mạng và các nhà phát triển OTT Tuy nhiên, để việc hợp tác có thể mang lại doanh thu các nhà mạngcần phải tính toán thật chi tiết về chiến lược giá cước cũng như mô hình hợp tác Tại nhiều quốc gia như Mỹ, Nhật, Hàn Quốc…, các nhà mạng đã bắt đầu bắt tay với các dịch vụ OTT để phát triển và đưa ứng dụng này cung cấp tới khách hàng Bên cạnh đó cũng có các nhà mạng đã tận dụng thế mạnh riêng của mình trong việc sở hữu hạ tầng và công nghệ trong lĩnh vực thông tin di động để phát triển riêng cho mình một dịch vụ truyền thông hôi tụ (RCS) Hiện nay nhà mạng SK Telecom đã chính thức cung cấp dịch vụ truyền thông hội tụ với nền tảng “Joyn” được tích hợp sẵn trong điện thoại đã đạt được một
số thành công nhất định, và đây cũng là xu hướng mới cho các nhà mạng lớn trên toàn cầu áp dụng
Trong khi việc triển khai một dịch vụ truyền thông hội tụ (RCS) hoàn chỉnh cần thời gian dài và chi phí lớn thì giải pháp cung cấp một dịch vụ OTT bằng cách kết hợp với các mạng OTT hiện tại như KDDI (Nhật Bản) hay Verizon Wireless (Mỹ) đã thực hiện cũng là một sự lựa chọn Để có một cách nhìn tổng quát hơn về dịch vụ OTT và các giải pháp của các nhà khai thác di động trên thế giới đang và sẽ triển khai
để từ đó phân tích lựa chọn giải pháp cho mạng di động MobiFoen là mục đích đặt ra
Trang 4cho đề tài Giải pháp cấp dịch vụ OTT với chính sách giá cước hợp lý với các tiện ích khác biệt sẽ mang lại nguồn doanh thu nhất định, ngoài ra còn tạo điều kiện để khách hàng được trải nghiệm một dịch vụ OTT của chính nhà mạng và tăng độ hài lòng của thuê bao
Đề tài với những mục tiêu như vậy được bố cục theo các phần sau:
* Chương 1: Tổng quan về công nghệ VoIP và xu hướng phát triển ứng dụng
VoIP trên mạng di động
* Chương 2: Các phương thức truyền tải và báo hiệu trong công nghệ VoIP
* Chương 3: Phân tích đánh giá việc ứng dụng công nghệ data và VoIP trên
mạng di động
* Chương 4: Giải pháp cung cấp ứng dụng tích hợp gọi và nhắn tin trên nền data
cho thuê bao MobiFone
* Chương 5: Kết luận và hướng phát triển của đề tài
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VOIP VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG VOIP TRÊN DI ĐỘNG TRONG NƯỚC VÀ TRÊN
1.1.Tổng quan về công nghệ VoIP
Công nghệ VoIP đã và đang mở ra một viễn cảnh mới trong ngành Viễn thông trên toàn thế giới Với ưu điểm rất lớn về giá cước, dịch vụ VoIP thực sự đang thu hút rất nhiều sự quan tâm của các nhà kinh doanh bao gồm cả các nhà đầu tư cung cấp dịch vụ và các nhà tiêu dùng dịch vụ Việc đưa dịch vụ VoIP vào phục vụ có thể coi là một cuộc cách mạng trong ngành Viễn thông và thực tế đã cho thấy sức cạnh tranh rất lớn của công nghệ này so với công nghệ thoại chuyển mạch kênh truyền thống Mặc dù mới ra đời và được triển khai chưa lâu, nhưng dịch vụ VoIP đã chiếm một thị phần rất đáng kể trên thị trường quốc tế nói chung và trong nước nói riêng
Trang 5Điểm cốt lõi để tạo nên các ưu điểm của mạng VoIP đó là khả năng sử dụng hiệu quả và tiết kiệm băng thông Đó là do sự kết hợp các đặc tính vốn có của một mạng
số liệu gói với các kỹ thuật mã hoá nén số hiện đại Kĩ thuật này cho phép giảm được đáng kể số bit phải truyền đi, do đó giảm được băng thông truyền dẫn mà vẫn đảm bảo được chất lượng dịch vụ theo yêu cầu.Nói chung VoIP là một hình ảnh mới cho mạng Viễn thông hiện đại
Nó đang được nghiên cứu, triển khai và đang hứa hẹn rất nhiều triển vọng trong tương lai gần
Hình 1 Mô hình mạng VoIP
1.2.Tình hình phát triển ứng dụng thoại VoIP, nhắn tin qua ứng dụng trên
di động trong nước và trên thế giới
VoIP là một công nghệ thoại được sử dụng phổ biến hiện nay, với kết nối internet qua Wifi, 3G/LTE đang có rất nhiều ứng dụng cho phép người dùng có thể thực hiện các cuộc gọi thoại VoIP chất lượng cao cả miễn phí và có phí trên di động Các ứng dụng sử dụng công nghệ thoại VoIP như Viber, Skype, Line, … đang được người dùng điện thoại sử dụng rất rộng rãi trên thế giới
Ứng dụng OTT phát triển phong phú, các ứng dụng này được cài đặt ngay trên điện thoại, sử dụng kết nối data thông qua 3G/Wifi và tương thích với phần lớn các
hệ điều hành hiện tại như iOS, Android, Windows Phone, RIM, Symbian … Ngoài phiên bản sử dụng cho điện thoại di động các nhà phát triển còn cung cấp tới người dùng các phiên bản sử dụng trên máy tính
Trang 6Bảng 1 Một số ứng dụng OTT phổ biến
Windows Phone, RIM, Bada, Nokia
App to App
Windows Phone, RIM, Bada, Nokia
Số điện thoại App to App
Phone, RIM, Bada, Nokia
Số điện thoại App to App
Windows Phone, RIM,
Số điện thoại App to App
Tại Việt Nam hiện nay có khá nhiều ứng dụng OTT được cung cấp miễn phí cho người sử dụng, phần lớn đến từ các nhà cung cấp nước ngoài như LINE, Viber, Kakao Talk, WhatsApp, WeChat… Các doanh nghiệp trong nước cũng phát triển một
số ứng dụng OTT như Zalo, Ola, Wala, FPT Chat…
Chương 2 CÁC GIAO THỨC TRUYỀN TẢI VÀ BÁO HIỆU SỬ DỤNG TRONG
CÔNG NGHỆ VOIP
Chương này tập trung giới thiệu tổng quan về các giao thức truyền tải và báo hiệu được sử dụng trong công nghệ VoIP
2.1.Các giao thức truyền tải sử dụng công nghệ VoIP
2.1.1.Giao thức IP: (Internet Protocol - Giao thức Liên mạng) là một giao thức
hướng dữ liệu được sử dụng bởi các máy chủ nguồn và đích để truyền dữ liệu trong
một liên mạng chuyển mạch gói
2.1.2.Giao thức TCP/IP: (TCP/IP protocol suite - bộ giao thức liên mạng) là giao
thức điều khiển truyền thông hướng kết nối và có độ tin cậy cao
2.1.3.Giao thức UDP: Giao thức truyền vận điều khiển dòng (Stream Control
Transmission Protocol hay viết tắt SCTP) là một giao thức truyền thông ở tầng giao vận, có vai trò tương tự giống hai giao thức phổ biến đó là TCP và UDP Giao thức này cung cấp một số tính năng dịch vụ giống hai giao thức TCP và UDP: đó là một
Trang 7thông điệp định hướng như UDP và đảm bảo tin cậy, trong chuỗi truyền tải các thông
điệp với sự điều khiển tắc nghẽn giống TCP
2.1.4.Giao thức RTP: RTP (Radl Time Protocol) là một giao thức dựa trên giao
thức IP tạo ra các hỗ trợ để truyền tải các dữ liệu yêu cầu thời gian thực
2.1.5.Giao thức RTCP: RTCP (Real-time Transport Control Protocol) là giao thức
hỗ trợ cho RTP cung cấp các thông tin phản hồi về chất lượng truyền dữ liệu
2.2.Giao thức báo hiệu VoIP:
2.2.1.Giao thức báo hiệu H.323: H.323 là chuẩn của ITU quy định về các thiết bị, giao thức và thủ tục để cung cấp các dịch vụ thông tin đa phương tiện thời gian thực trên các mạng chuyển mạch gói, bao gồm cả mạng IP
2.2.2.Giao thức H.323
Hình 2 Giao thức báo hiệu H.323
2.2.3.Giao thức SIP: SIP (Session Initiation Protcol ) là giao thức báo hiệu điều khiển lớp ứng dụng được dùng để thiết lập, duy trì, kết thúc các phiên truyền thông
đa phương tiện (multimedia)
Chương 3 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ VIỆC ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DATA VÀ
VOIP TRÊN MẠNG DI ĐỘNG 3.1 Hiện trạng sử dụng công nghệ VoIP trên mạng di động
Hiện tại Công ty di động ở Việt Nam chưa cung cấp chính thức dịch vụ VoIP nào cho khách hàng
Các dịch vụ chủ đạo trên nền data đã triển khai trên mạng di động:
Dịch vụ GPRS/MMS/WAP
Dịch vụ Mobile TV
Dịch vụ Fast Connect (Mobile Broadband)
Trang 83.2.Phân tích đánh giá ưu nhược điểm của các dịch vụ OTT so với dịch vụ tương tự do nhà mạng cung cấp
3.2.1.Ưu nhược điểm của ứng dụng OTT
‐ Ưu điểm của OTT:
Các ứng dụng OTT hiện nay hầu hết được cung cấp miễn phí cho khách hàng Khách hàng chỉ phải thanh toán cước data cho nhà mạng, hoặc thậm chí dùng miễn phí nếu sử dụng wifi
Đối với dịch vụ nhắn tin, tốc độ nhắn tin rất nhanh, có khả năng gửi file đính kèm, dung lượng ký tự cao ưu việt hơn hẳn dịch vụ nhắn tin SMS và MMS
Cách thức sử dụng dịch vụ đơn giản
Chất lượng các dịch vụ ngày càng được cải thiện
Ứng dụng được cập nhật liên tục
‐ Nhược điểm của OTT:
Chất lượng cuộc gọi còn kém so với cuộc gọi truyền thống, ngay cả khi sử dụng trên 3G
Để liên lạc, 2 bên đều phải sử dụng cùng 1 ứng dụng trong khi hiện nay có rất nhiều ứng dụng OTT đang hoạt động Tuy nhiên, đây cũng không phải là rào cản lớn
vì một người có thể cài đặt nhiều ứng dụng
Chỉ sử dụng trên smartphone, không sử dụng được đối với các loại điện thoại thông thường
Không gọi được sang cố định
Tuy nhiên với xu hướng hiện nay thì những hạn chế này sẽ có nhiều khả năng được khắc phục trong thời gian ngắn
‐ Lợi ích của các nhà phát triển ứng dụng OTT sẽ được lợi gì khi cung cấp miễn phí đến người sử dụng:
Kakao và LINE hiện cung cấp một loạt tiện ích cho người sử dụng như trò chơi, thiệp điện tử, các biểu tượng cảm xúc… và dựa vào đó kinh doanh các vật phẩm “ăn theo”
Viber hiện đang cung cấp dịch vụ gọi điện thoại quốc tế với cước phí rẻ nhằm cạnh tranh với Skype
WhatsApp cho phép người sử dụng sẽ được miễn phí trong năm đầu và đóng phí 0,99 đô la Mỹ/năm cho những năm tiếp theo
Trang 93.2.2.So sánh với các ứng dụng OTT hiện có với dịch vụ tương tự do nhà
mạng triển khai
− Ứng dụng mTalk được đề xuất đáp ứng các tính năng hiện có của các ứng dụng
OTT hiện tại, ngoài ra còn có các lợi thế nhất định cụ thê như sau:
+ Cho phép gọi thoại, nhắn tin App-to-App (Viber, Line, Kakao Talk)
+ Cho phép gọi thoại App-to-Phone (Skype)
+ Hỗ trợ các tính năng mở rộng liên kết với mạng xã hội: Liên kết nhanh đến ứng
dụng mail trên điện thoại, share link tải, đồng bộ danh bạ, cập nhật avatar …
+ Miễn phí cước data, chất lượng cuộc gọi không giới hạn bởi kết nối data
Bảng 2 Bảng so sánh dịch vụ tương tự và các ứng dụng OTT khác
Nhắn tin
Không cho phép nhắn tin theo nhóm, không hỗ trợ emotion
Cho phép nhắn tin theo nhóm,
internet của người dùng
3.3.Kết luận
Chương 3 đã đánh giá ưu nhược điểm các dịch vụ OTT, cũng như mức độ ảnh
hưởng các dịch vụ OTT đối với doanh thu đối với các nhà mạng Chương này đã
phân tích và đánh giá so sánh các ứng dụng OTT và dịch vụ tương tự do nhà mạng
cung cấp qua đó đưa ra kết luận về những lợi ích của dịch vụ do nhà mạng cung cấp
mạng lại như sau:
− Chất lượng dịch vụ thoại ổn định hơn
− Đảm bảo tính bảo mật thông tin các nhân cho khách hàng tốt hơn
− Có thể tích hợp truyền thông dịch vụ khác
Trang 10− Chăm sóc khách hàng tốt hơn
Vì những ưu điểm đó trong chương 4 tôi xin đưa ra giải pháp để thay thế cho các ứng dụng OTT được triển khai trên mạng mobiFone
Chương 4 GIẢI PHÁP CUNG CẤP ỨNG DỤNG TÍCH HỢP GỌI VÀ NHẮN TIN
TRÊN NỀN DATA CHO THUÊ BAO MOBIFONE
Trong chương này tôi xin đưa ra một giải pháp nghiên cứu xây dựng ứng dụng cho phép khách hàng cài đặt trên điện thoại và thực hiện các cuộc gọi thoại VoIP, nhắn tin SMS trên nền data (ứng dụng mTalk) Để sử dụng được dịch vụ điện thoại của người dùng cần có kết nối dữ liệu (GPRS, 3G, WiFi…)
4.1.Phần mềm gọi và nhắn tin trên nền data
4.1.1.Giải pháp thiết kế
− Đảm bảo tính đúng đắn, chặt chẽ và logic trong hoạt động của ứng dụng:
+ Hoạt động đúng với quy trình được đề ra khi thiết kế
+ Đảm bảo hoạt động chính xác với các dữ liệu nhận được từ Server và từ người dùng
+ Khi nhận được dữ liệu không phù hợp, cần có cơ chế xử lý để lấy lại dữ liệu đúng
+ Trong trường hợp xảy ra lỗi, cần ghi nhận và kiểm soát được lỗi xảy ra
− Client được thiết kế dưới dạng mô đun hóa, đảm bảo tính mở và dễ phát triển: + Dễ dàng bổ sung, loại bỏ các tính năng trên ứng mà không cần phải thay đổi cấu trúc ứng dụng cũng như hệ thống
+ Dễ dàng tùy biến giao diện trên ứng dụng thông qua các thao tác tại phía máy chủ và tự động cập nhật cho ứng dụng
+ Tự động kiểm tra phiên bản mới và thông báo cập nhật phiên bản mới
− Bảo mật thông tin trao đổi giữa ứng dụng và máy chủ:
+ Các thông tin trao đổi giữa ứng dụng và máy chủ cần phải được bảo mật
+ Nén dữ liệu gửi cho hệ thống và giải nén dữ liệu từ hệ thống gửi xuống
Trang 114.1.2.Tính năng ứng dụng
− Có khả năng gọi thoại giữa các người dùng cùng cài ứng dụng
− Có khả năng thực hiện cuộc gọi VoIP tới các số điện thoại, cố định nội và ngoại mạng
− Có khả năng gửi và nhận tin nhắn
− Hỗ trợ tính năng liên kết mở và soạn mail tới ứng dụng email trên điện thoại
− Hỗ trợ kiểm tra trạng thái đăng nhập (online) hay đăng xuất (offline) của các contact trong danh bạ
− Cho phép nhận biết trong danh bạ những contact nào có sử dụng ứng dụng
− Hỗ trợ đồng bộ danh bạ, avatar với Google, FaceBook
− Cho phép người dùng cập nhật trạng thái trên trang riêng ngay trên ứng dụng (bao gồm text và hình ảnh)
− Hỗ trợ ghi lịch sử cuộc gọi
− Có khả năng giao tiếp với hệ thống file của thiết bị đầu cuối, truyền file ảnh giữa
− Thực hiện lưu trữ dữ liệu download vào bộ nhớ trong hoặc ngoài của đầu cuối
− Đọc/ghi danh bạ của thiết bị đầu cuối
− Hỗ trợ tính năng nhắn tin giới thiệu ứng dụng cho thuê bao bạn bè, người thân quan mail, SMS, FaceBook
− Hỗ trợ đối với các màn hình cảm ứng
− Client phải cung cấp các nội dung phù hợp với từng loại thiết bị đầu cuối sử dụng các hệ điều hành di động hiện tại như Android, iOS
4.1.3.Xây dựng giao diện
− Giao diện phải được thiết kế phù hợp với kích thước màn hình của từng loại thiết bị đầu cuối
− Giao diện hiển thị nội dung đẹp mắt, thu hút người dùng, hỗ trợ nhiều loại nội dung như văn bản có format, có màu sắc, bảng biểu, hình ảnh,…
− Giao diện tất cả các mục cần được thiết kế động, có thể dễ dàng thay đổi từ trên hệ thống và tự động cập nhật lên Client
4.1.4.Các dòng máy hỗ trợ
Xây dựng phần mềm ứng dụng hỗ trợ cho các dòng máy chạy hệ điều hành Symbian, Android, BlackBerry, IOS; cũng như J2ME cài trên các điện thoại phổ thông
Trang 124.2.Cấu trúc và kết nối hệ thống backend
4.2.1.Giải pháp thiết kế hệ thống
Hệ thống phải được thiết kế đảm bảo các yếu tố sau:
− Thiết kế mở, mô đun hóa
− Thiết kế thành nhiều lớp: Lớp kết nối, lớp ứng dụng, lớp cơ cở dữ liệu,
− Đảm bảo tính ổn định và an toàn trong quá trình hoạt động: Các mô đun phải được thiết kế cho cơ chế phân tải, dự phòng backup cho nhau
− Khả năng chịu tải và khắc phục lỗi cao
− Dễ dàng mở rộng dung lượng, năng lực của hệ thống mà không phá vỡ kết cấu của toàn bộ hệ thống cũng như gián đoạn dịch vụ
Hình 3 Cấu trúc phần mềm
Trang 13Sơ đồ cấu trúc hệ thống theo chức năng các khối
Hình 4 Cấu trúc kết hệ thống
Về mặt chức năng, hệ thống Mtalk được chia thành 03 lớp bao gồm Các phần mềm máy khách, các phân hệ dịch vụ và thiết bị máy chủ :
Các phần mềm máy khách: Xây dựng các mô đun phục vụ riêng cho từng dòng
máy Hiện tại hệ thống hỗ trợ hai phiên bản hệ điều hành là iOS và Android, các phiên bản khác như Symbian, WindowPhone… được hỗ trợ trong pha sau
Các phân hệ dịch vụ: Được chia thành các phân hệ con bao gồm: Phân hệ báo
hiệu, phân hệ thoại và phân hệ quản trị đảm nhiệm các chức năng như sau
− Phân hệ báo hiệu: Thực hiện các chức năng bao gồm việc thiết lập cuộc gọi,
trung chuyển cuộc gọi, kết thúc cuộc gọi, âm báo, … Phân hệ này hoạt động theo giao thức SIP
− Phân hệ thoại: Thực hiện nhiệm vụ trung chuyển dữ liệu thoại hai chiều sau
khi cuộc gọi được thiết lập
− Phân hệ quản trị: Thực thi các chức năng sau:
+ Quy định mô hình sử dụng dịch vụ: Đăng ký/Hủy đăng ký dịch vụ MTalk; Xác thực người dùng;
+ Kết nối tới các hệ thống ngoài (tính cước, CSKH )
− Giám sát và vận hành: Cung cấp các ứng dụng giao tiếp quản trị hỗ trợ kỹ
thuật viên có thể giám sát và vận hành các máy chủ dịch vụ
Các thiết bị phần cứng: Thiết bị phần cứng (máy chủ) được chia thành 06 nhóm
phân theo chức năng cụ thể như sau:
