Nghiên cứu và đặc tính hóa lưu lượng của các dịch vụ đa phương tiện trong các mạng IMS 3g

Khái niệm chất lượng dịch vụ QoS đã được đưa ra bao gồm một bộ các thông số chất lượng mạng nhằm đảm bảo dịch vụ của nhà cung cấp đối với người sử dụng.. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-TRẦN CÔNG SƠN

NGHIÊN CỨU VÀ TÍNH HÓA LƯU LƯỢNG CỦA CÁC DỊCH VỤ

ĐA PHƯƠNG TIỆN TRONG CÁC MẠNG IMS/3G, TỪ ĐÓ ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH QOE (QUALITY OF EXPERINENCE) CHO CÁC

DỊCH VỤ TƯƠNG ỨNG

Chuyên ngành : Kỹ thuật truyền thông

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật truyền thông

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS NGUYỄN TÀI HƯNG

Hà Nội –2013

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Trần Công Sơn

Sinh ngày 11 tháng 11 năm 1986

Học viên lớp cao học khoá 2011B – Kỹ thuật truyền thông – Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

Hiện đang công tác tại: Tập đoàn viễn thông quân đội Viettel

Xin cam đoan: Đề tài “Nghiên cứu và đặc tính hóa lưu lượng của các dịch vụ đa phương tiện trong các mạng IMS/3G từ đó đề xuất mô hình QoE (Quality of Experience) cho các dịch vụ tương ứng” do thầy giáo, TS Nguyễn Tài Hưng hướng dẫn là công trình

nghiên cứu của riêng tôi Tất cả các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng

Tác giả xin cam đoan tất cả những nội dung trong luận văn đúng như nội dung trong đề cương và yêu cầu của thầy giáo hướng dẫn Nếu sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng khoa học và trước pháp luật

Hà Nội, ngày 31 tháng 12 năm 2013

Tác giả luận văn

Trần Công Sơn

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 2

MỤC LỤC 3

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 9

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 9

MỞ ĐẦU 11

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC IMS VÀ CÁC KỸ THUẬT NHẮM ĐẢM BẢO DỊCH VỤ NHÀ CUNG CẤP QOS CŨNG NHƯ CHẤT LƯỢNG TRẢI NGHIỆM NGƯỚI SỬ DỤNG QOE 12

1.1 Tổng quan IMS 12

1.1.1 Chức năng các phần tử trong IMS 15

1.1.1.1 P-CSCF (Proxy-CSCF) 15

1.1.1.2 I-CSCF (Interrogating-CSCF ) 16

1.1.1.3 S-CSCF (Serving-CSCF) 16

1.1.1.4 BGCF (Breakout Gateway Control Function) 17

1.1.1.5 HSS (Home subscriber Server) 18

1.1.1.6 MGCF (Media Gateway Control Function) 18

1.1.1.7 MRF (Multimedia resource function) 18

1.1.1.8 IMS-MGW (IP multimedia sbsystem-Media gateway function) 19

1.1.1.9 SGW (Signalling gateway function) 19

1.1.2 Các giao diện trong IMS 20

1.1.3 IMS của một số tổ chức tiêu chuẩn khác 21

1.2 Chất lượng dịch vụ QoS và chất lượng trải nghiệm QoE 24

1.2.1.1 Băng thông 25

1.2.1.2 Độ trễ 25

1.2.1.3 Jiiter (Độ biến đổi trễ) 25

1.2.1.4 Tỉ lệ lỗi/mất gói 25

1.2.1.5 Độ tin cậy 25

1.2.1.6 Tính bảo mật 25

1.2.2 QoE 26

1.2.3 Mối quan hệ giữa QoS và QoE 26

1.2.4 Đo đạc và kiểm soát QoE 30

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ DỊCH VỤ MOBITV 34

2.1 Giới thiệu chung: 34

2.2 Giới thiệu về hệ thống MobiTV: 35

2.2.1 Tổng quan về hệ thống MobiTV: 35

2.2.2 Tính năng hệ thống 35

2.2.3 Kiến trúc hệ thống 37

2.2.4 Mô hình mạng 38

2.2.5 Mô hình phân tải 39

2.3 Chức năng dịch vụ với người dùng 39

2.3.1 Đăng ký, truy vấn thông tin dịch vụ 39

2.3.2 Sử dụng dịch vụ qua WAP 40

2.3.3 Sử dụng dịch vụ qua ứng dụng client 41

2.3.4 Streaming server 42

2.3.5 Live TV streaming server 42

2.3.7 Xem trạng thái của streaming server 43

2.3.8 VOD offline encoder 44

2.3.9 Database and web server 45

2.3.9.1 Database 45

2.3.9.2 Web server 45

2.4 Lưu đồ dịch vụ hệ thống MobiTV: 45

2.4.1 Lưu đồ tương tác người dùng 45

2.4.2 Đăng ký dịch vụ qua SMS 46

2.4.3 Xem, tải VOD 47

2.4.4 Xem LiveTV 48

2.4.5 Đăng ký kênh bổ sung 49

2.4.6 Mua thêm giờ 50

2.4.7 Lưu đồ xử lý VOD 51

2.4.8 Lưu đồ luồng data VOD 52

2.4.9 Quá trình xử lý LiveTV 52

2.4.10 Lưu đồ SMS Gateway 53

CHƯƠNG III: MIDDLEWARE CỦA HỆ THỐNG MOBITV 54

3.1 Giới thiệu về Web Service: 54

3.1.1 Giới thiệu công nghệ 54

3.1.2 Đặc điểm của dịch vụ web 55

3.1.1.1 Đặc điểm 55

3.1.1.2 Ưu điểm của dịch vụ web 56

3.1.1.3 Nhược điểm của dịch vụ web 56

3.1.3 Kiến trúc của dịch vụ web 56

3.2 Giới thiệu về SOAP 58

3.2.1 Đặc trưng SOAP 58

3.2.2 Cấu trúc một message theo dạng SOAP 60

3.2.3 Những kiểu truyền thông 60

3.2.4 Mô hình dữ liệu 61

3.3 Webservice cho MobiTV 61

3.3.1 Thông số kỹ thuật 61

3.3.2 Danh sách các hàm 61

3.3.3 Danh sách các lỗi 62

3.3.4 Đặc tả các hàm sử dụng 63

3.3.4.1 Đăng ký dịch vụ 63

3.3.4.2 Đăng ký dịch vụ không trả về SMS 64

3.3.4.3 Đăng ký dịch vụ không trả về SMS và không check 3G 65

3.3.4.4 Cập nhật dịch vụ 67

3.3.4.5 Đăng ký dịch vụ dành cho BCCS 69

3.3.4.6 Hủy đăng ký dịch vụ 70

3.3.4.7 Tạm ngừng dịch vụ 71

3.3.4.8 Lấy thông tin gói cơ bản 73

3.3.4.9 Thêm kênh Add-on 75

3.3.4.10 Bỏ kênh Add-on 76

3.3.4.11 Lấy thông tin kênh 77

3.3.4.12 Lấy thông tin người dùng 79

3.3.4.13 Lấy lịch sử giao dịch của người dùng 81

3.3.4.14 Gia hạn thời gian sử dụng 84

3.3.4.15 Đăng ký khuyến mại theo chương trình khuyến mại của VAS 85

CHƯƠNG IV: TRIỂN KHAI HỆ THỐNG MOBILE TV TRÊN NỀN TẢNG MẠNG SỬ DỤNG KIẾN TRÚC IMS VÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ VỚI VIỆC HỖ TRỢ QOE TRONG HỆ THỐNG

MOBILE TV TRÊN NỀN TẢNG IMS 87

4.1 Những ưu điểm và thách thức khi chuyển hệ thống Mobile TV 3G lên sử dụng trong các mạng có nền tảng là kiến trúc IMS và tiến tới kiến trúc hệ thống TV trên nền IMS 87

4.1.1 Triển khai chuyển hệ thống Mobile TV lên sử dụng trong mạng có nền tảng là kiến trúc khung IMS 87

4.1.2 Hệ thống TV trên nền hệ thống IMS 88

4.1.3 Xây dựng hệ thống TV tương tác và cá nhân hóa 90

4.1.3.1 Tổng quan mạng lưới – Từ hệ thống IPTV cơ bản đến trải nghiệm hệ thống TV cá nhân 90

4.1.3.2 Tổng quan mạng lưới – Từ hệ thống Mobile TV đến trải nghiệm hệ thống TV cá nhân 92 4.1.3.3 Tổng quan phân lớp dịch vụ – sự tiến hóa lên middleware IPTV trên nền IMS 92

4.1.3.4 Các dịch vụ đi kèm với hệ thống TV hội tụ 95

4.2 Kiến trúc IMS đảm bảo QoE cho dịch vụ Mobile IPTV ứng dụng trong mạng Viettel 96

4.2.1 Kiến trúc IMS đảm báo QoE đề xuất 97

4.2.1.1 Kiến trúc MCMS đề xuất và sự tích hợp IMS NGN 98

4.2.1.2 Các đặc tính kỹ thuật của kiến trúc MCMS đề xuất 101

4.2.1.3 Định nghĩa ra các ngưỡng quan sát cảnh báo đỏ 105

4.2.2 Đánh giá mẫu phạm vi hẹp 105

4.2.3 Lưu đồ cuộc gọi dịch vụ Mobile TV hỗ trợ QoE trên nền IMS 111

4.2.3.1 Lưu đồ một cuộc gọi dịch vụ Mobile TV thông thường trong mạng IMS 111

4.2.3.2 Lưu đồ cuộc gọi đảm bảo QoE của các dịch vụ Mobile IPTV trên nền IMS 113

TỔNG KẾT ĐÁNH GIÁ CUỐI CÙNG 116

TÀI LIỆU THAM KHẢO 117

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

STT Từ viết tắt Tên đầy đủ

01 3GPP Third Generation Partnership Project

02 3GPP2 Third Generation Partnership Project 2

03 ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line

04 ADSL2+ Asymmetric Digital Subscriber Line 2+

07 B2BUA Back-to-back User Agent

08 BGCF Breakout Gateway Control Function

09 BICC Bearer Independent Call Control

10 COPS Common Open Policy Service

11 CSCF Call Session Control Function

12 DHCP Dynamic Host Configuration Protocol

16 GPRS General Packet Radio Service

17 GSM Global System for Mobile Communications

20 HTTP Hypertext Transfer Protocol

21 I-CSCF Interrogating-CSCF

22 IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

23 IETF Internet Engineering Task Force

24 IM-SSF IP Multimedia Service Switching Function

26 IMSI International Mobile Subscriber Identifier

Mobile Subscriber Identifier

29 ISC IMS Service Control

30 ISIM IP Multimedia Services Identity Module

Services Identity Module

32 ITU-T International Telecommunication Union-Telecommunications

33 MAP Mobile Application Part

34 MEGACO Media Gateway Control

35 MGCF Media Gateway Control Function

37 MIME Multipurpose Internet Mail Extensions

39 MRFC Media Resource Function Controllers

40 MRFP Media Resource Function Processors

41 MSISDN Mobile Subscriber ISDN Number

42 NAI Network Access Identifier

43 OSA-SCS Open Service Access–Service Capability Server

46 PDF Policy Decision Function

47 PEP Policy Enforcement Point

48 PIDF Presence Information Data Format

50 PSI Public Service Identity

51 PSTN Public Switched Telephone Network

52 QoE Quality of Experience

53 QoS Quality of Service

54 RTP Real-Time Transport Protocol

Time Protocol

55 RTCP RTP Control Protocol

56 RTSP Real-Time Streaming Protocol

58 SCTP Stream Control Transmission Protocol

59 SDP Session Description Protocol

60 SFC Subsequent Filter Criteria

61 SGSN Serving GPRS Support Node

63 SIM Subscriber Indetity Module

64 SIP Session Initiation Protocol

65 SLF Subscriber Location Function

66 SPT Service Point Trigger

68 TCP Transmission Control Protocol

69 THIG Topology Hiding Inter-network Gateway

74 UDP User Datagram Protocol

77 UICC Universal Integrated Circuit Card

78 UMTS Universal Mobile Telecommunication System

79 URI Uniform Resource Identifier

80 URL Uniform Resource Locator

81 USIM Universal Subscriber Identity Module

84 WAP Wireless Application Protocol

86 WSDL Web Service Description Language

87 XML Extensible Markup Language

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 So sánh kiến trúc IMS của các tổ chức viễn thông

Bảng 1.2: Ánh xạ từ các tham số QoS sang QoE của dịch vụ truy nhập web sử dụng WAP/ xHTML trong mạng di động

Bảng 4.1 Đánh giá chủ quan

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Sơ đồ kiến trúc IMS của 3GPP

Hình 1.2: Kiến trúc IMS trong NGN

Hình 1.3: Kiến trúc các CSCF

Hình 1.4: Kiến trúc MRF

Hình 1.5: Mô hình IMS của ETSI

Hình 1.6: Mô hình IMS của ITU-T

Hình 1.7: Minh họa hai khái niệm QoS và QoE

Hình 1.8 Đánh giá theo hệ thị giác chủ quan của NSD

Hình 1.9 Mô hình đánh giá QoE cần sự so sánh giữa hình ảnh gốc và hình ảnh đầu nhận

Hình 1.10 Mô hình MPQM đánh giá QoE của IPTV

Hình 1.11 Mô hình MPQM

Hình 1.12 Mô hình V-factor

Hình 2.20 Lưu đồ tương tác với hệ thống SMS Gateway

Hình 2.19 Lưu đồ quá trình xử lý LiveTV

Hình 2.18 Lưu đồ luồng data VOD

Hình 2.17 Lưu đồ upload nội dung VOD

Hình 2.16 Lưu đồ mua thêm giờ xem MobiTV

Hình 2.15 Lưu đồ đăng ký kênh bổ sung

Hình 2.14 Lưu đồ xem LiveTV

Hình 2.13 Lưu đồ xem, tải VOD

Hình 2.12 Lưu đồ đăng ký dịch vụ qua SMS

Hình 2.11 Lưu đồ tương tác người dùng MobiTV

Hình 2.10 Thông số hệ thống streaming server

Hình 2.9 Logon to Streaming server

Hình 2.8 VOD Streamingserver

Hình 2.6 Giao diện ứng dụng client

Hình 2.5 Giao diện WAP

Hình 2.4 Mô hình hệ thống MobiTV

Hình 2.3 Mô hình hệ thống MobiTV

Hình 2.2 Kiến trúc hệ thống

Hình 2.1 Tổng quan dịch vụ

Hình 3.1 Kiến trúc cơ bản của dịch vụ web

Hình 3.2 Chồng giao thức trong dịch vụ web

Hình 3.3 Một SOAP Operation đơn giản

Hình 3.4 Cấu trúc thông điệp SOAP

Hình 3.5 Cấu trúc message SOAP

Hình 4.1 Kiến trúc dịch vụ băng rộng với hệ thống TV trên nền IMS (cái nhìn chi tiết)

Hình 4.2 TV trên nền IMS mang lại cho các mạng nhà và các mạng của nhà khai thác lại cùng nhau

Hình 4.3 Sự tiến hóa về mặt hội tụ giữa hệ thống Mobile TV và IPTV về phía hệ thống TV trải nghiệm cá nhân

Hình 4.4 Sự hội tụ về mặt công nghệ các hệ thống về phía IMS-TV

Hình 4.5 Tổng thể kiến trúc IMS đảm bảo QoE đề xuất

Hình 4.6 Kiến trúc MCMS đề xuất và sự tương tác IMS NGN

Hình 4.7 Ví dụ về việc tiếp nhận cảnh báo dự báo sớm

Hình 4.8 Ví dụ về việc tiếp nhận cảnh báo đỏ

Hình 4.9 Các bước cảnh báo sớm và cảnh báo đỏ trên dịch vụ Mobile IPTV

Hình 4.10 Các kết quả kiểm tra chủ quan về ngưỡng quan sát hệ thống Mobile TPTV

Hình 4.11 Các thực thể cơ bản hệ thống Testbed trong phòng thì nghiệm

Hình 4.12 Cấu trúc mạng nguyên mẫu phạm vi hẹp

Hình 4.13 Chấm điểm chủ quan dành cho dịch vụ IPTV

Hình 4.14 Lưu đồ cuộc gọi dịch vụ trong mạng IMS

Hình 4.15 Lưu đồ cuộc gọi hỗ trợ QoE của các dịch vụ Mobile IPTV trên nền IMS

MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của xã hội là nhu cầu thông tin ngày càng đòi hỏi cấp bách đối với cuộc sống con người Hiện tại và trong thời gian tới 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 Mạng, dịch vụ và đầu cuối phải được tích hợp thì mới có khả năng cung cấp dịch vụ băng rộng đa phương tiện cho khách hàng Thực tế mạng viễn thông hiện nay đã có một bước tiến dài nhờ có sự bùng nổ của các công nghệ mới và nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông của khách hàng Tuy nhiên trong tương lai mạng viễn thông không những chỉ thỏa mãn cho khách hàng các dịch vụ thoại, phi thoại, Internet và các dịch vụ băng rộng mà còn phải đáp ứng cho khách hàng các dịch vụ có độ tích hợp cao, các dịch vụ

đa phương tiện với các thuộc tính an ninh, bảo mật, chất lượng, linh hoạt và thông minh nhất Chính

vì vậy cần có một tổ chức mạng mới tập hợp được tất cả các ưu điểm của mạng viễn thông hiện tại

và phải đáp ứng được các nhu cầu truyền thông trong tương lai Kiến trúc IMS ra đời nhằm giải quyết các vấn đề trên và là một thành phần không thể thiếu để xây dựng nên mạng thế hệ mới NGN Ngoài ra, một mạng viễn thông hoạt động ổn định cũng phải đảm bảo các tiêu chí về mặt dịch

vụ đối với người sử dụng Điều này thể hiển bởi sự hài lòng của khách hàng khi sử dụng các dịch

vụ viễn thông được cung cấp ra thị trường Khái niệm chất lượng dịch vụ QoS đã được đưa ra bao gồm một bộ các thông số chất lượng mạng nhằm đảm bảo dịch vụ của nhà cung cấp đối với người

sử dụng Tuy nhiên, khi đánh giá dịch vụ ở phía người sử dụng cụ thể ở đây thể hiện ở sự hài lòng thì QoS chưa đánh giá được vấn đề này Khái niệm chất lượng trải nghiệm QoE ra đời nhằm giải quyết vấn đề trên và đưa ra các thông số chỉ tiêu cho QoS nhằm cung cấp dịch vụ thỏa mãn sự hài lòng của khách hàng đối với dịch vụ được cung cấp

Trong bối cảnh như vậy việc triển khai đề tài “Nghiên cứu và đặc tính hóa lưu lượng của các dịch vụ đa phương tiện trong các mạng IMS/3G từ đó đề xuất mô hình QoE (Quality of Experience) cho các dịch vụ tương ứng” là rất cần thiết Nội dung của đề tài này giải quyết một số

vấn đề cụ thể về phân hệ đa phương tiện IP (IMS), đưa ra khái niệm chất lượng trải nghiệm QoE đối với nhà cung cấp dịch vụ Dịch vụ đa phương tiện được đề xuất ở đây là dịch vụ MobiTV đã và đang được triển khai trên hệ thống mạng 3G của nhà mạng Viettel Cuối cùng, đề tài sẽ đề cập đến việc chuyển giao hệ thống MobiTV lên hạ tầng mạng có sử dụng kiến trúc IMS và đề xuất mô hình nhằm đảm bảo QoE cho hệ thống này

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC IMS VÀ CÁC KỸ THUẬT NHẮM ĐẢM BẢO DỊCH VỤ NHÀ CUNG CẤP QOS CŨNG NHƯ CHẤT LƯỢNG TRẢI NGHIỆM NGƯỚI SỬ

DỤNG QOE

Hệ thống con đa phương tiện IP (IMS) là phần mạng được xây dựng bổ sung cho các mạng hiện tại nhằm thực hiện nhiệm vụ hội tụ mạng và cung cấp dịch vụ đa phương tiện cho khách hàng đầu cuối

IMS là một phần của kiến trúc mạng thế hệ kế tiếp được cấu thành và phát triển bởi tổ chức 3GPP và 3GPP2 để hỗ trợ truyền thông đa phương tiện hội tụ giữa thoại, video, audio với dữ liệu và hội tụ truy nhập giữa 2G, 3G và 4G với mạng không dây

IMS được thiết kế dựa trên SIP cho phép truyền bất kì phương tiện truyền thông nào như thoại, video hay dữ liệu qua bất kì mạng nào

Phân hệ mạng lõi đa phương tiện IP bao gồm tất cả các thành phần mạng lõi (CN) để cung cấp các dịch vụ đa phương tiện IP Các thành phần này bao gồm tất cả các thành phần liên quan đến mạng báo hiệu và mạng mang như đã xác định ở 3GPP TS 23 002: "Network Architecture" Dịch

vụ đa phương tiện IP được dựa trên khả năng điều khiển phiên, các mạng mang đa phương tiện, các tiện ích của miền chuyển mạch gói (PS) do IETF xác định

Để các đầu cuối đường dây có thể truy nhập độc lập với vận hành và bảo dưỡng qua mạng Internet, phân hệ đa phương tiện IP đã cố gắng tương thích với các chuẩn IETF (chuẩn Internet) Trong một số trường hợp là lấy chuẩn giao thức của IETF do đó các giao diện này tương thích hợp

lý với các chuẩn Internet ví dụ như giao thức SIP

Phân hệ mạng lõi đa phương tiện IP cho phép các nhà vận hành mạng di động mặt đất PLMN sẵn sàng phục vụ các dịch vụ đa phương tiện cho khách hàng của họ bằng cách xây dựng lên các ứng dụng, các dịch vụ với các giao thức Internet Ở đây không có mục đích là để chuẩn hóa các dịch vụ trong phạn vi của phân hệ IM CN, mà mục đích chính là để các dịch vụ sẽ được phát triển

do các nhà khai thác mạng PLMN và hiệp hội các nhà cung cấp thứ ba khác bao gồm cả không gian Internet đang sử dụng và phân hệ IM CN Phân hệ IM CN có thể cho phép hội tụ để truy nhập thoại, hình ảnh, video, bản tin, dữ liệu và web dựa trên các công nghệ cho người dùng đầu cuối không dây, và có thể phối hợp sự phát triển về Internet với sự phát triển của truyền thông di động

Giải pháp cuối cùng để có thể hỗ trợ các ứng dụng đa phương tiện IP gồm có các đầu cuối, mạng truy nhập vô tuyến GERAN hoặc UTRAN, mạng lõi GPRS tiên tiến, và các thành phần chức năng đặc biệt của phân hệ IM CN được mô tả trong đồ án này

Sự khác biệt của IMS với kiến trúc mạng truyền thống là lớp ứng dụng và chuyển mạch rất gần với mạng truy nhâp, với kiến trúc này nó có thể áp dụng cho bất kì mạng truy nhập nào như 3G, Wifi, DSL, cable …

Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đang chuyển dịch vụ thoại truyền thống sang VoIP để tối

ưu cho giá thành đầu tư và giá thành dịch vụ Tuy nhiên nếu chỉ chuyển sang mỗi mạng VoIP thì vẫn không đủ để giải quyết hết những lo âu về giá thành đầu tư, giá cước thu nhập và còn phải tăng nhiều chi phí mới Khi dịch vụ thoại chuyển sang mạng IP, nó sẽ trở thành một phần của bộ các dịch vụ truyền thông hướng kết nối đa phương tiện thời gian thực chạy trên mạng IP và cùng chia

sẽ một sự sắp xếp client-server chung như dịch vụ tin khẩn, cuộc gọi khẩn, hội nghị mạng và các dịch vụ VoIP, 3G … Thêm vào đó để VoIP có thể hỗ trợ lớp các dịch vụ mới như dich vụ đa phương tiện, dịch vụ tích hợp thì cần có một nền tảng chuyển tiếp dịch vụ mới Nền tảng ở đây được chọn chính là IMS (IP Multimedia Subsystem) do 3GPP định nghĩa và phát triển Giải pháp của họ là thoại thế hệ kế tiếp với hệ thống dữ liệu, phần mềm và các dịch vụ chuyên nghiệp, để đáp ứng mạng cần hoạt động cả mạng đường dây và mạng không dây

Tuy nhiên để các thành phần này hội tụ với các lớp dịch vụ mới và đảm bảo QoS thì mạng phải

có một kiến trúc dịch vụ phù hợp và có khả năng để hỗ trợ cho:

 Tách lớp đầu cuối và truyền tải khỏi lớp điều khiển phiên

 Quản lí phiên qua các dịch vụ thời gian thực

 Tương thích với dịch vụ mạng thông minh tiên tiến

 Tương tác trong suốt với các mạng TDM trước đây

 Hội tụ dịch vụ mạng không dây và dịch vụ mạng đường dây

 Pha trộn thoại với các dịch vụ thời gian thực

 Thống nhất kĩ thuật để chia sẻ thông tin thuộc tính người dùng qua dịch vụ

 Thống nhất kĩ thuật để nhận thực và quảng bá người dùng đầu cuối

 Mở ra giao diện chuẩn và giao diện lập trình ứng dụng

3GPP, ETSI và diễn đàn Parlay định nghĩa kiến trúc dịch vụ IMS để hỗ trợ các yêu cầu đã nói đến trước đây qua phiên bản sau:

M p

PSTN PSTN

Hình 1.1: Sơ đồ kiến trúc IMS của 3GPP

Và kiến trúc IMS mức cao khi nó được đặt trong mạng cùng với các giao diện tương ứng như sau:

UE

UE

BSS GERAN RNC UTRAN SGSN

Mj

Mw Mw

Mm Mm

Mk

Mp Dx

Hình 1.2: Kiến trúc IMS trong NGN

TÓM LẠI: IMS trong NGN thực hiện 3 chức năng chính:

 Hội tụ mạng di động và mạng cố định

 Hội tụ dịch vụ Cung cấp dịch vụ truyền thông đa phương tiện trên nền gói IP

 Hội tụ đầu cuối

1.1.1 Chức năng các phần tử trong IMS

CSCF có thể có một số vai trò khác nhau khi được sử dụng trong phân hệ đa phương tiện IP Nó

có thể hoạt động như một Proxy-CSCF (P-CSCF), như một Serving-CSCF (S-CSCF), và có thể như một Interrogating-CSCF (I-CSCF) Hình sau thể hiện kiến trúc CSCF với các giao diện của nó

Chức năng điều khiển chính sách (PCF) là một thực thể logic của P-CSCF

P-CSCF thực hiện các chức năng sau:

 Chuyển tiếp yêu cầu đăng kí SIP nhận được từ UE tới một I-CSCF đã xác định sử dụng tên miền mạng nhà khi được UE cung cấp

 Chuyển tiếp một bản tin SIP nhận được từ UE tới một Server SIP (e.g S-CSCF) với tên của P-CSCF đã nhận được từ thủ tục đăng kí

 Gửi đáp ứng hoặc yêu cầu tới UE

Phát hiện hoặc điều khiển các yêu cầu thiết lập phiên khẩn cấp như các thủ tục điều khiển lỗi

 Phát ra các CDRs

 Bảo dưỡng hệ thống bảo mật giữa nó và UE

 Thực hiện nén hoặc giải nén các bản tin SIP

 Trao quyền quản lí mạng mang và quản lí QoS

1.1.1.2 I-CSCF (Interrogating-CSCF )

I-CSCF là điểm giao tiếp trong phạm vi mạng của nhà khai thác cho tất cả các kết nối tới thuê bao của nhà khai thác mạng, hoặc một thuê bao chuyển mạng hiện tại nằm trong phạm vi vùng phục

vụ của nhà khai thác mạng Trong một mạng có thể có nhiều I-CSCF

I-CSCF thực hiện các chức năng sau:

 Đăng kí

 Phân bổ một S-CSCF cho một người dùng thực hiện đăng kí SIP

 Các luồng liên quan đến phiên và không liên quan đến phiên

 Định tuyến yêu cầu SIP nhận được từ mạng khác tới S-CSCF

 Nhận địa chỉ của S-CSCF từ HSS

 Gửi yêu cầu hoặc đáp ứng SIP tới S-CSCF đã xác định trong bước trên

 Sử dụng tài nguyên và thanh toán

 Cổng liên mạng ẩn cấu hình (THIG): trong việc thực hiện các chức năng trên nhà khai thác

có thể sử dụng chức năng cổng liên mạng ẩn cấu hình (THIG) trong I-CSCF hoặc kĩ thuật khác để

ẩn cấu hình và khả năng của mạng khỏi các mạng ngoài Khi một I-CSCF được chọn để ẩn cấu hình thì để truyền phiên qua các miền mạng khác nhau I-CSCF(THIG) sẽ gửi yêu cầu hoặc đáp ứng SIP tới I-CSCF(THIG) khác được phép vận hành và bảo dưỡng độc lập cấu hình

S-CSCF thực hiện dịch vụ điều khiển phiên cho UE Nó bảo dưỡng trạng thái một phiên khi cần thiết để nhà khai thác mạng hỗ trợ các dịch vụ Trong phạm vi mạng của nhà khai thác các S-CSCF khác nhau có thể có các chức năng khác nhau S-CSCF thực hiện các chức năng như sau:

 Đăng kí

 Có thể xử lí như một REGISTRAR, nó tiếp nhận yêu cầu đăng kí và thiết lập thông tin khả dụng cho nó qua server vị trí (e.g HSS)

 Lưu lượng liên quan đến phiên và không liên quan đến phiên

 Điều khiển phiên cho các đầu cuối đã đăng kí Nó sẽ từ chối truyền thông IMS từ/ tới nhận dạng người dùng chung đã bị ngăn chặn khỏi IMS sau khi đã hoàn thành các thủ tục đăng

 Cung cấp cho các điểm đầu cuối bằng việc cung cấp các thông tin

 Thay mặt cho một điểm đầu cuối khởi tạo (e.g thuê bao khởi tạo hoặc UE)

o Nhận địa chỉ của I-CSCF từ cơ sở dữ liệu để nhà khai thác mạng phục vụ thuê bao đích từ tên người dùng đích (e.g Số điện thoại được quay hoặc URL SIP), khi thuê bao đích là khách từ một nhà khai thác mạng khác gửi yêu cầu hoặc đáp ứng SIP tới I-CSCF đó

o Khi tên của thuê bao đích (số điện thoại được quay hoặc URL SIP) và thuê bao khởi tạo là khách của cùng một nhà khai thác mạng gửi yêu cầu hoặc đáp ứng SIP tới một I-CSCF trong phạm vi mạng của nhà khai thác

o Phụ thuộc vào chính sách của nhà khai thác mà yêu cầu hoặc đáp ứng SIP gửi tới server SIP khác đặt trong phạm vi một miền ISP bên ngoài phân hệ IM CN

o Gửi yêu cầu hoặc đáp ứng SIP tới BGCF để định tuyến cuộc gọi tới miền PSTN hoặc miền chuyển mạch kênh

 Thay mặt điểm đầu cuối đích (thuê bao kết cuối hoặc UE)

o Gửi đáp ứng hoặc yêu cầu SIP tới một P-CSCF cho thủ tục MT tới một thuê bao nhà trong phạm vi mạng nhà, hoặc cho một thuê bao chuyển mạng trong phạm vi mạng khách mà ở

đó mạng nhà không có một I-CSCF trong tuyến

o Gửi đáp ứng hoặc yêu cầu SIP tới một I-CSCF trong thủ tục MT cho thuê bao chuyển mạng trong phạm vi một mạng khách mà ở đó mạng nhà không có I-CSCF trong tuyến này

o Gửi đáp ứng hoặc yêu cầu SIP tới một BGCF để định tuyến cuộc gọi tới PSTN hoặc miền chuyển mạch kênh

 Sử dụng tài nguyên và thanh toán

Chức năng điều khiển cổng chuyển mạng (BGCF) lựa chọn mạng PSTN hoặc mạng chuyển mạch kênh (CSN) mà lưu lượng sẽ được định tuyến sang Nếu BGCF xác định được rằng lưu lượng chuyển mạng đó sẽ tới mạng PSTN hay CSN nằm trong cùng mạng với BGCF thì nó sẽ lựa chọn một MGCF để đáp ứng cho liên mạng với PSTN hay CSN Nếu lưu lượng chuyển sang mạng không nằm cùng với BGCF thì BGCF sẽ gửi báo hiệu phiên này tới BGCF đang quản lí mạng đích

đó

BGCF thực hiện các chức năng như sau:

 Nhận yêu cầu từ S-CSCF để lựa chọn một điểm chuyển lưu lượng phù hợp sang PSTN hay CSN

 Lựa chọn mạng đang tương tác với PSTN hay CSN Nếu như sự tương tác ở trong một mạng khác thì BGCF sẽ gửi báo hiệu SIP tới BGCF của mạng đó Nếu như sự tương tác nằm trong

một mạng khác và nhà khai thác yêu cầu ẩn cấu hình mạng đó thì BGCF gửi báo hiệu SIP thông qua một I-CSCF(THIG) về phía BGCF của mạng đó

 Lựa chọn MGCF trong mạng đang tương tác với PSTN hoặc CSN và gửi báo hiệu SIP tới MGCF đó Điều này không thể sử dụng khi tương tác nằm trong một mạng khác

 Đưa ra các CDRs

BGCF có thể sử dụng thông tin nhận được từ các giao thức khác hoặc sử dụng thông tin quản lí khi lựa chọn mạng sẽ tương tác

Đây là cơ sở dữ liệu chung cho tất cả các người dùng, nó chứa cả HLR trong thể thức mạng GPRS Nó chịu trách nhiệm lưu trữ danh sách các đặc điểm và thuộc tính dịch vụ của người dùng đầu cuối Danh sách này được sử dụng để kiểm tra vị trí và các biện pháp truy nhập thuê bao Nó cung cấp thông tin thuộc tính người dùng một cách trực tiếp hoặc thông qua các server Thuộc tính thuê bao lưu trữ gồm: nhận dạng người dùng, dịch vụ đã thuê bao, thông tin trao quyền HSS chứa các chức năng đa phương tiện IP để truyền tải thông tin tới các thực thể thích hợp trong mạng lõi

để thiết lập cuộc gọi/ phiên, an ninh, trao quyền vv Nó cũng truy nhập vào các server nhận thực như AUC, AAA

Thành phần này là điểm kết cuối cho PSTN/ PLMN cho một mạng xác định

MGCF thực hiện các chức năng sau:

 Điều khiển trạng thái cuộc gọi gắn liền với điều khiển kết nối cho các kênh phương tiện trong một MGW

 Truyền thông với CSCF

 MGCF lựa chọn CSCF phụ thuộc vào số định tuyến cho các cuộc gọi lối vào từ các mạng kế thừa

 Thực hiện chuyển đổi giao thức giữa mạng kế thừa (ví dụ ISUP, R1/ R2 vv) và các giao thức điều khiển cuộc gọi mạng R00

 Giải sử MGCF nhận được thông tin ngoài băng thì nó có thể chuyển tiếp thông tin này tới CSCF/ MGW

Kiến trúc liên quan đến chức năng tài nguyên đa phương tiện (MRF) được thể hiện trong hình như sau:

Hình 1.4: Kiến trúc MRF

MRF được phân tách thành bộ điều khiển chức năng tài nguyên đa phương tiện MRFC và bộ xử

lí chức năng tài nguyên đa phương tiện MRFP như hình vẽ trên thể hiện

Nhiệm vụ của của MRFC như sau:

 Điều khiển tài nguyên phương tiện trong MRFP

 Dịch thông tin đến từ AS và S-CSCF (Ví dụ nhận dạng phiên) để điều khiển MRFP một cách phù hợp

Nhiệm vụ của MRFP như sau:

 Điều khiển phần mang giữa MRFP và GGSN

 Cung cấp tài nguyên để MRFC điều khiển

 Trộn các luồng phương tiện lối vào

 Tài nguyên luồng phương tiện

 Xử lí luồng phương tiện

1.1.1.8 IMS-MGW (IP multimedia sbsystem-Media gateway function)

Một IMS-MGW có thể kết thúc các kênh mang từ mạng chuyển mạch kênh và các luồng phương tiện từ mạng chuyển mạch gói (ví dụ dòng RTP trong mạng IP) IMS-MGW có thể hỗ trợ chuyển đổi phương tiện điều khiển mang và xử lí tải trọng (ví dụ mã hóa, triệt vọng, cầu hội nghị)

Nó có thể:

 Tương tác với MRCF để điều khiển tài nguyên

 Tự nó điều khiển tài nguyên như triệt tiếng vọng…

 Có thể cần phải mã hóa

IMS-MGW sẽ được cung cấp tài nguyên cần thiết để hỗ trợ các phương tiện truyền tải UMTS/ GSM Hơn nữa IMS-MGW còn phải bổ sung thêm nhiều bộ mã hóa và các giao thức khung và hỗ trợ các chức năng đặc tả di động

Chức năng cổng báo hiệu được sử dụng để kết nối các mạng báo hiệu khác nhau ví dụ mạng báo hiệu SCTP/ IP và mạng báo hiệu SS7 Chức năng cổng báo hiệu có thể triển khai như một thực thể đứng một mình hoặc bên trong môj thực thể khác Các luồng phiên trong đặc tả này không thể hiện

SGW nhưng khi làm việc với PSTN hay miền chuyển mạch kênh thì cần có một SGW để chuyển đổi truyền tải báo hiệu SGW được triển khai như hai node logic sau:

Cổng báo hiệu chuyển mạng (R-SGW)

Vai trò của R-SGW liên quan đến chuyển mạng từ/ tới miền chuyển mạch kênh 2G/ R99 và miền GPRS tới/ từ miền dịch vụ thoại MUTS R00 và miền GPRS UMTS Để chuyển mạng đúng cách R-SGW thực hiện chuyển đổi báo hiệu tại lớp transport

Cổng báo hiệu truyền tải T-SGW (Transport Singnalling Gateway)

Thành phần này trong mạng R4/5 là các điểm kết cuối PSTN/ PLMN trong một mạng xác định

Nó ánh xạ báo hiệu cuộc gọi từ/ tới PSTN/ PLMN lên mạng mang IP và gửi nó từ/ tới MGCF

1.1.2 Các giao diện trong IMS

Để các loại dịch vụ đa phương tiện được chuyển qua miền chuyển mạch gói (PS) trong phạm vi kiến trúc IMS thì một giao thức điều khiển phiên đơn cần phải được sử dụng giữa thiết bị người dùng (UE) và CSCF qua giao diện Gm

Các giao thức được sử dụng trên giao diện Gm giữa UE và CSCF trong kiến trúc này sẽ dựa trên SIP

Giao thức điều khiển một phiên đơn được sử dụng để điều khiển phiên giữa các giao diện như sau:

 Giữa MGCF và CSCF là giao diện Mg

 Giữa các CSCF là giao diện Mw

 Giữa một CSCF và mạng IP bên ngoài là Mm

 Giữa CSCF và BGCF là giao diện Mi

 Giữa BGCF và MGCF là giao diện Mj

 Giữa BGCF và BGCF là giao diện Mk

 Giữa một CSCF và một MRCF là giao diện Mr

Giao thức điều khiển phiên được sử dụng trên các giao diện Mg, Mw, Mm, Mi, Mj, Mk, sẽ dựa trên SIP

Báo hiệu SIP tương tác giữa các phần tử mạng lõi của IMS và có thể khác so với báo hiệu SIP giữa UE và CSCF

SIP được 3GPP lựa chọn làm giao thức báo hiệu trong phần lõi IMS còn trên các giao diện giữa phần lõi IMS và các phần tử ngoài không được chuẩn hóa, 3GPP chỉ khuyến cáo sử dụng các giao thức H.248 và DIAMETER

Để cấu hình mạng độc lập thì mạng phải có khả năng ẩn cấu hình khỏi các nhà khai thác mạng khác Để mạng có thể hạn chế các luồng thông tin sau không được chuyển ra ngoài khỏi mạng của

nhà khai thác: Số lượng chính xác các S-CSCF, các khả năng của các S-CSCF hoặc các khả năng của mạng

Để hạn chế truy nhập từ các mạng bên ngoài, giải pháp báo hiệu cũng sẽ cho phép nhà khai thác mạng hạn chế truy nhập từ các mạng bên ngoài (mức ứng dụng)

Với truy nhập HSS, nhà khai thác mạng cũng có thể điều khiển truy nhập tới HSS

1.1.3 IMS của một số tổ chức tiêu chuẩn khác

Bên cạnh 3GPP, các tổ chức khác như IETF, ITU-T, ARIB, ETSI và các công ty điện tử-viễn thông như NEC, MOTOROLA,SIEMEN cũng nghiên cứu và đưa ra các phát hành của mình

Mô hình IMS trong NGN của ETSI đưa ra như sau:

Hình 1.5: Mô hình IMS của ETSI

Với kiến trúc IMS của ETSI, so với kiến trúc của 3GPP thì một số khối chức năng được thêm vào để thực hiện chức năng tương tác với các mạng IP khác như IWF, SPDF, I-BCF, SGF Còn lại các thành phần cơ sở dữ liệu HSS, thành phần điều khiển IMS gồm P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF; thành phần điều khiển tương tác như MGCF, BGCF, SGW; các thành phần tương tác như OSA-SCS, OSA-AS, IM-SSF, CSE; các thành phần tài nguyên MRF; thành phần tương tác phương tiện MGW; và các giao diện trong mạng đều tương tự như kiến trúc của 3GPP

ITU-T cũng đưa ra mô hình IMS của mình, mô hình này như sau:

P-CSCF MGCF

Cx Mw Mk

Mi Mg PSTN

Mp

Mw Mr

Mn

Mj

Hình 1.6: Mô hình IMS của ITU-T

Các đặc điểm giống và khác nhau trong kiến trúc IMS của ba tổ chức ITU-T, IETF và 3GPP có thể được tổng kết như bảng 1.1:

Phần tử chức năng

trong kiến trúc

Thành phần cơ sở dữ liệu HSS

Các thành phần điều khiển IMS: P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF Các thành phần điệu khiển tài nguyên và điều khiển tương tác BGCF, MGCF, SGW Các thành phần tài nguyên và tương tác phương tiện MGF, MGW

Thành phần cơ sở dữ liệu HSS

Các thành phần điều khiển IMS: P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF Các thành phần điệu khiển tài nguyên và điều khiển tương tác BGCF, MGCF, SGW Các thành phần tài nguyên và tương tác phương tiện MGF, MGW

Có các phần tử chức năng như 3GPP và ITU-T nhưng bổ sung thêm phân hệ điều khiển chấp nhận và tài nguyên (RACS) chứa các khối chức năng IWF, I-BCF, SGF, SPDF để thực hiện tương tác với các mạng trước đây

Quan điểm xây dựng Cung cấp dịch vụ đa

phương tiện cho các đầu cuối 3G

Cung cấp dịch vụ đa phương tiện cho các đầu cuối PSTN/

Cung cấp dịch vụ đa phương tiện cho các trạm (host)

ISDN

Bảng 1.1 So sánh kiến trúc IMS của các tổ chức viễn thông

Cách tiếp cận IMS của mỗi tổ chức khác nhau là khác nhau, ITU-T định hướng xây dựng mạng NGN của mình từ nền tảng mạng cố định, IETF lại xây dựng NGN với nền tảng là mạng Internet còn 3GPP xây dựng NGN với nền tảng mạng di động 3G Dù lựa chọn nền tảng nào đi nữa, khi xây dựng NGN thì tất cả các mạng hiện tại như 3G, Internet, hay PSTN/ISDN đều hội tụ chung thành một mạng duy nhất để cung cấp đa loại hình dịch vụ tới người dùng đầu cuối

Tuy nhiên vấn đề lựa chọn nền tảng để xây dựng NGN sẽ quyết định tốc độ thành công khi xây dựng NGN

PSTN/ ISDN hiện nay đã phát triển toàn cầu, số lượng thuê bao hiện đang chiếm ưu thế hơn hẳn

so với các thuê bao di động hay internet Nhưng với cơ sở công nghệ mạng thì vẫn dựa trên nền mạng chuyển mạch kênh và đầu cuối cố định không có khả năng đáp ứng các dịch vụ thông minh, hơn nữa mạng truy nhập vẫn chưa số hóa hoàn toàn do vậy khả năng truyền tải tốc độ cao băng thông lớn với mạng cố định đã bộc lộ nhiều khuyết điểm

Internet hiện nay có tốc độ phát triển nhanh nhất, chỉ trong khoảng thời gian cỡ 10 năm, internet

đã phát triển toàn cầu Nền tảng công nghệ cho Internet dựa trên công nghệ gói IP do vậy Internet được coi là mạng dữ liệu có khả năng truyền tài lớn nhất Tuy nhiên, mong muốn của người dùng không phải là chỉ truyền dữ liệu, họ còn cần các dịch vụ thời gian thực và hướng kết nối Khi yêu cầu này đặt ra với internet rõ ràng Internet không thể đáp ứng

Từ hiện trạng mạng như vậy, giải pháp để cải thiện mạng viễn thông là kết hợp ưu điểm tốc độ bit cố đinh, hướng kết nối và đảm bảo tính thời gian thực cao của PSTN/ ISDN với những ưu điểm khả năng truyển tải lớn, tiết kiệm tài nguyên mạng, đầu cuối thông minh của mạng internet và loại

bỏ những nhược điểm của các mạng này cho đến nay vẫn là một giải pháp tốt

Mạng 3G hiện nay có tốc độ phát triển vượt bậc, mắc dù ra đời sau PSTN/ ISDN và Internet nhưng 3G đã phát triển mức toàn cầu (UMTS) 3G được xây dựng trên nền mạng thông minh PLMN, 3G còn thông minh hơn nữa Với các công nghệ truy nhập tiên tiến như TDMA, CDMA và đầu cuối thông minh, 3G đã cho phép người dùng đầu cuối vừa có khả năng sử dụng dịch vụ thời gian thực lại có khả năng truyền tải và truy nhập dữ liệu

Như vậy so với PSTN/ ISDN và Internet thì 3G đã thực hiện được bước đầu trong tiến trình hội nhập dịch vụ thoại và dữ liệu Điều này đã tạo cơ hội rất thuận tiện để 3G tiến đến NGN

1.2 Chất lượng dịch vụ QoS và chất lượng trải nghiệm QoE

Khi thiết kế, xây dựng và vận hành một hệ thống truyền thông đa phương tiện, yếu tố tiên quyết cần thực thi là đảm bảo cho các dịch vụ thực hiện trên hệ thống có thể vận hành đúng theo các tiêu chí đặt ra, nhằm cung cấp chất lượng không thấp hơn mức tối thiểu nào đó Khái niệm chất lượng nhằm

mô tả cho sự vận hành của chính hệ thống hay cho chính người đang sử dụng những dịch vụ mà hệ thống cung cấp Căn cứ vào đó chúng ta có hai khái niệm là chất lượng dịch vụ (QoS) và chất lượng trải nghiệm (QoE)

Trong vòng hai thập kỷ vừa qua, khái niệm chất lượng dịch vụ (QoS: Quality of Service) trên nền mạng IP đã được đưa vào nhận thức của đông đảo người sử dụng (NSD) cũng như các nhà cung cấp

và khai thác dịch vụ mạng QoS cũng chính là động lực thúc đẩy mạnh mẽ sự đầu tư của các nhà khai thác dịch vụ viễn thông và sự tập trung cao độ của cộng đồng nghiên cứu lĩnh vực mạng, hướng tới các giải pháp có tính ổn định và hiệu quả cao nhằm đảm bảo chất lượng cho các dịch vụ qua mạng

Trong nhận thức chung của cộng đồng chuyên ngành mạng, cũng như đã được chuẩn hóa bởi các tổ chức quốc tế có uy tín như Liên minh Viễn thông quốc tế ITU (ITU), QoS trong mạng viễn thông được định nghĩa cụ thể qua các tham số kỹ thuật được lượng hóa rõ ràng Trên nền mạng IP, QoS được định nghĩa theo mức gói IP hoặc theo mức kết nối Ở mức gói IP, các tham số QoS điển hình bao gồm độ trễ của các gói IP, độ biến thiên trễ của các gói IP, tỷ lệ mất gói IP Ở mức kết nối/cuộc gọi, QoS có thể được đánh giá qua các tham số như tỷ lệ cuộc gọi/kết nối bị chặn, tỷ lệ các cuộc gọi/kết nối bị rớt giữa chừng

Tuy nhiên, trong bối cảnh hiện nay, khi các dịch vụ viễn thông trên nền mạng IP, đặc biệt là VoIP (Voice over IP), IPTV (Internet Protocol Television) ngày càng trở nên phổ biến và thông dụng hơn, QoS không còn là yếu tố duy nhất mang tính quyết định trong cuộc cạnh tranh chiếm lĩnh thị trường giữa các nhà cung cấp dịch vụ Theo xu hướng chung, yếu tố dần trở nên quan trọng hơn để phân biệt mức độ và đánh giá các nhà cung cấp dịch vụ là những gói dịch vụ được thiết lập tốt đến mức nào theo nhu cầu cá nhân của NSD, có thể được tùy chỉnh theo yêu cầu cá nhân khách hàng đến đâu để thỏa mãn tối đa yêu cầu của họ Đây chính là tiền đề dẫn đến khái niệm chất lượng trải nghiệm QoE (Quality of Experience), một khái niệm được đưa vào bức tranh cung cấp dịch vụ trong ngành công nghệ viễn thông Một cách đơn giản nhất, chất lượng trải nghiệm QoE là nhận xét chủ quan của NSD đánh giá về dịch vụ họ đang sử dụng

1.2.1 QoS

Về cơ bản QoS bao gồm tất cả các chức năng, cơ chế và thủ tục trong mạng và thiết bị đầu cuối, để đảm bảo hiệu suất chất lượng cao cho việc cung cấp dịch vụ giữa thiết bị người sử dụng và mạng lõi Mục đích của Qos là cung cấp dịch vụ cho các ứng dụng bằng cách đảm bảo đủ băng thông,

kiểm soát độ trễ, kiểm soát jitter và giảm mất dữ liệu Đây cũng chính là các yếu tố then chốt ảnh hưởng đến QoS một cách tổng thể QoS được xác định bởi các giá trị trung bình, được thiết lập tại phân lớp mạng và chỉ trải rộng đến phần mạng truy nhập

Đây là sự thay đổi trễ giữa các gói liên tiếp nhau trong cùng một luồng lưu lượng Chất lượng các ứng dụng thời gian thực như voice, video rất nhạy với jiiter

Mất gói có thể xảy ra do ảnh hưởng bởi các phương tiện truyền dẫn vật lý, hoặc có thể xảy ra tại các nút mạng khi bị nghẽn mạch Một số giao thức mạng (như TCP/IP) đưa ra giải pháp bảo vệ mất gói bằng cách phát lại các gói bị mất trong quá trình truyền Nếu nghẽn mạch xảy ra liên tục thì hiệu suất mạng giảm đáng kể do bằng thông bị tiêu tốn cho việc truyền lại các gói bị mất

Nhìn từ khía cạnh mạng, để xác định tính ổn định của hệ thống, độ tin cậy đồng nghĩa với tính khả dụng Độ khả dụng là thời gian hệ thống hoạt động để cung cấp dịch vụ Tổn thất khi mạng ngưng trệ là rất lớn Độ khả dụng của mạng càng cao nghĩa là độ tin cậy của mạng càng lớn, do đó tính ổn định của hệ thống càng cao Độ khả dụng thường được tính trên cơ sở thời gian ngừng hoạt động và tổng số thời gian hoạt độdụng Ví dụ độ khả dụng của các mạng chuyển mạch gói hiện nay là 99.995% tức là một năm ngừng hoạt động khoảng 26 phút, kết nối khôi phục nhỏ hơn 4 giờ

Bảo mật là một thông số mới trong danh sách QoS, nhưng lại là một thông số quan trọng Thực tế, trong một số trường hợp độ bảo mật có thể được xét ngay sau băng thông Gần đây, do sự đe doạ rộng rãi của các hacker và sự lan tràn của virus trên mạng Internet toàn cầu đã làm cho bảo mật trở thành vấn đề hàng đầu Hầu hết vấn đề bảo mật liên quan tới các vấn đề như tính riêng tư, sự tin

cẩn và xác nhận khách và chủ Các vấn đề liên quan đến bảo mật thường được gắn với một vài hình thức của phương pháp mật mã, như mã hoá và giải mã Các phương pháp mật mã cũng được sử dụng trên mạng cho việc xác nhận (authentication), nhưng những phương pháp này thường không liên quan chút nào đến vấn đề giải mã

1.2.2 QoE

Mức độ hài lòng của khách hàng đối được hiểu là sự thỏa mãn các nhu cầu: tính tiện lợi, tính toàn vẹn, khả năng tiếp cận và khả năng duy trì Tính toàn vẹn của dịch vụ liên quan đến băng thông, độ trễ, jiiter và mất dữ liệu; khả năng tiếp cận liên quan đến tính sẵn sàng, vấn đề bảo mật (quá trình nhận thực, quá trình cấp phép và quá trình thanh toán), kích hoạt, truy cập, độ bao phủ của dịch vụ, việc ngăn chặn và thời gian thiết lập của các dịch vụ truyền tải; khả năng duy trì là năng lực duy trì kết nối QoE được xác định một cách khách quan hay chủ quan, mang tích cá nhân và nằm ở đầu cuối, thuộc phân lớp ứng dụng

1.2.3 Mối quan hệ giữa QoS và QoE

Từ những phân tích trên, có thể nhận thấy rằng QoE và QoS trên thực tế có liên quan chặt chẽ với nhau Về bản chất QoS là một khái niệm kỹ thuật thuần túy, được đo đạc, biểu thị và hiểu theo các thuật ngữ liên quan đến mạng và các thành phần trong mạng, điều mà thường ít khi được người sử dụng biết đến QoS đơn thuần đưa đến NSD những khái niệm kỹ thuật khá khô cứng về chất lượng dịch vụ QoS chủ yếu tập trung vào mô tả các tiêu chí khách quan, mang tính kỹ thuật mà hạ tầng mạng hay ứng dụng cần phải đạt được để chất lượng dịch vụ được đảm bảo Nói một cách khác QoS có thể coi là ngôn ngữ kỹ thuật chung của chất lượng mà các ứng dụng và hạ tầng mạng sử dụng

Vấn đề nằm ở chỗ những khái niệm QoS như độ trễ, tỷ lệ mất của các gói IP không truyền tải những thông tin thiết thực cho đại đa số NSD đầu cuối Điều mà NSD thật sự quan tâm là cảm nhận đánh giá cá nhân theo một cách diễn giải thông thường khi sử dụng dịch vụ, như chất lượng hình ảnh của đoạn phim có tốt không, hình ảnh và tiếng nói của trong phim có khớp nhau không vv Xét

từ góc độ thương mại cung cấp dịch vụ, mục tiêu cuối cùng của nhà cung cấp dịch vụ phải là sự hài lòng của khách hàng Đây là yếu tố để thu hút NSD và mở rộng mạng lưới phục vụ của nhà cung cấp Để đánh giá chất lượng của dịch vụ, rất cần thiết phải đặt tâm điểm vào mức độ hài lòng, yếu

tố chủ quan mang tính chất con người của NSD đầu cuối Chỉ có như vậy thì dịch vụ mới bám sát nhu cầu thị trường và có cơ hội phát triển, mở rộng

Biểu diễn các thông số QoS

Biểu thị kết quả theo QoE Hình 1.7: Minh họa hai khái niệm QoS và QoE

Trong khi đó QoE được thể hiện bằng cảm xúc chứ không phải bằng thước đo Thường thì khi mạng có QoS tốt sẽ cho kết quả là QoE tốt, nhưng rõ ràng việc đáp ứng đầy đủ các thông số QoS chưa chắc sẽ đảm bảo sự hài lòng của khách hàng Bởi vì chất lượng thể hiện tại thiêt bị đầu cuối có thể không tốt cho dù các thông số QoS là cao Kết quả minh họa ở hình 2 sẽ cho thấy điều đó Chúng ta có thể xem QoE là hướng nhìn từ khách hàng đến hệ thống Việc đảm bảo QoE hợp lý phụ thuộc vào sự hiểu biết các yếu tố tạo nên nhận thức của khách hàng với dịch vụ đang sử dụng,

và áp dụng các kiến thức đó để định nghĩa các yêu cầu hoạt động Phương pháp tiếp cận từ trên xuống dưới như vậy sẽ giảm chi phí phát triển và những rủi ro cho người sử dụng Trong khi đó QoS là hướng nhìn từ nhà điều hành hệ thống QoS thường được coi là một quá trình từ dưới lên, bao gồm các điểm nối thực hiện các phương pháp khác nhau với việc lưu ý đến những gì xảy ra tại đầu cuối - đầu cuối

Để đáp ứng được sự mong đợi của người sử dụng, quá trình thực hiện QoS phải được tập trung vào quan điểm của người sử dụng đầu cuối và cung cấp các mức dịch vụ có hiệu suất cần thiết để đảm bảo cho mức QoE cao Trong thực tế điều này nghĩa là tập trung vào khách hàng – người sẽ trả tiền hóa đơn cho các dịch vụ đã sử dụng – nhằm nắm bắt được mức độ kỳ vọng của người sử dụng để hướng đến các yêu cầu đối với các cơ chế QoS đặc trưng (các chức năng) cho các miền trong mạng như thiết bị người sử dụng, mạng truy nhập, mạng lõi, mạng đường trục, các mạng chuyển mạch gói bên ngoài và các giao diện tương ứng

Thực tế đó đòi hỏi phải thiết lập một cách diễn tả chung, dễ hiểu cho người dùng đầu cuối về chất lượng dịch vụ Đó chính là lý do đưa ra khái niệm QoE QoE là ngôn ngữ chung để các ứng dụng

và NSD đầu cuối sử dụng khi tiếp cận vấn đề chất lượng của dịch vụ Nói cách khác, QoE là thước

đo sự hài lòng của NSD với dịch vụ họ đang sử dụng, dựa trên những đánh giá chủ quan Như vậy, cũng có thể nhìn nhận QoE được tổng hợp từ các tham số thuần túy mang tính kỹ thuật QoS và các yếu tố khác không mang tính kỹ thuật như các đặc tính của hệ thống thị giác và thính giác con người, sự đơn giản khi đăng ký sử dụng dịch vụ, giá cả dịch vụ, nội dung dịch vụ, tính sẵn sàng hỗ trợ từ nhà cung cấp QoE thường được biểu hiện bằng những đánh giá mang tính cảm nhận cá nhân như “xuất sắc”, “tốt”, “trung bình”, “tạm chấp nhận”, “kém”

Chúng ta cùng xem xét một ví dụ điển hình về vai trò của những yếu tố con người trong sự đánh giá chất lượng Trên Hình 1.8 có hai bức tranh về cùng một phong cảnh Tham số QoS đo tỷ lệ giữa tín hiệu và nhiễu (PSNR: Peak-Signal-to-Noise-Ratio) của hai bức tranh được giữ ở mức như nhau Như vậy, nếu chỉ thuần túy dựa trên tham số kỹ thuật PSNR thì hai bức tranh sẽ được đánh giá có chất lượng như nhau Nhưng với hệ giác quan của NSD đầu cuối, tức là người trực tiếp xem hai bức tranh, rõ ràng là chất lượng của bức tranh bên trái tốt hơn nhiều so với bức tranh bên phải NSD có

thể xếp bức tranh bên trái vào mức “tạm chấp nhận”, thậm chí “trung bình”, nhưng bức tranh bên phải chỉ ở mức “kém” Tại sao lại như vậy?

Cả hai bức tranh đều bị nhiễu Tuy nhiên, bức tranh bên trái có nhiễu tần số cao, bức tranh bên phải

có nhiễu ở tần số thấp Hệ giác quan con người không cảm nhận được tốt (nói cách khác là “không nhìn thấy”) các nhiễu ở tần số cao như đối với nhiễu ở tần số thấp, do đó NSD hài lòng với bức tranh bên trái hơn so với bức tranh bên phải Bên cạnh đó là nội dung của bức tranh Nhiễu của bức tranh bên trái chỉ nằm ở phần dưới bức tranh (nơi có các khối đá xám, nước biển, với nhiều góc cạnh trên hình ảnh) Trên nền nội dung như vậy mắt thường của NSD rất khó nhận ra lỗi Ngược lại, trong bức tranh bên phải, nhiễu có ở phần trên của bức tranh, nơi chi có thuần cảnh bầu trời mây xanh Trên nền nội dung như vậy, tác động của nhiễu dễ dàng được mắt thường quan sát thấy Như vậy nội dung của bức tranh, địa điểm có nhiễu xuất hiện, cũng rất quan trọng và có ảnh hưởng đến đánh giá của NSD

Hình 1.8 Đánh giá theo hệ thị giác chủ quan của NSD

QoS như chúng ta đều biết có thể được thực hiện bằng các giải pháp, cơ chế áp dụng trong mạng, ví

dụ như như điều khiển đầu vào (CAC Call Admisson Control), phân loại chất lượng dịch vụ, quản

lý tài nguyên (resource management) hay cung ứng thừa tài nguyên (over-provisioning) Các giải pháp QoS về bản chất là công cụ mà các nhà quản trị và khai thác mạng áp dụng để đem lại QoE Tuy vậy, nếu chỉ đảm bảo đáp ứng tốt các tham số QoS chưa chắc chắn đã đem lại sự hài lòng về dịch vụ cho NSD vì như đã thảo luận ở trên, QoE còn bao hàm các nhân tố khác ngoài các tham số QoS Cũng vì thế, đối với các nhà cung cấp dịch vụ, việc đo kiểm được QoE của người dùng và sau

đó sửa đổi phù hợp dịch vụ để đáp ứng nhu cầu của NSD là rất quan trọng

1.2.4 Đo đạc và kiểm soát QoE

Mặc dù mang tính chủ quan của người đánh giá, QoE cũng nên được lượng hóa đến một mức độ nhất định để có thể được sử dụng hữu ích cho các mục đích khác nhau như đưa vào hợp đồng thống nhất mức dịch vụ (Service Level Agreement - SLA) ký kết giữa nhà cung cấp và khách hàng, NSD Phương pháp để đánh giá mức độ hài lòng QoE một mặt cần bao hàm những yếu tố mang tính tâm

lý chủ quan của NSD, mặt khác cần phải đưa ra những kết quả sát thực tiễn và có thể tái dựng lại khi có nhu cầu Điều này trước tiên đòi hỏi sự thấu hiểu về nhu cầu mà NSD đang có, nắm được yếu tố nào là nhân tố ảnh hưởng đến sự đánh giá chủ quan của NSD cho loại hình dịch vụ mà họ sử dụng

Phát triển các phương pháp để có thể đo đạc, lượng hóa QoE không phải là vấn đề đơn giản vì ngoài các yếu tố thuần túy kỹ thuật (như trong trường hợp QoS) còn cần phải xem xét những yếu tố mang tính con người Để đánh giá QoE có thể đi theo phương thức là tạo ra ánh xạ từ các thông số

kỹ thuật thuần túy QoS sang thông số mang tính chủ quan QoE Sau đó chỉ cần đo đạc và kiểm soát các thông số QoS để qua đó kiểm soát và điều chỉnh QoE Khó khăn lớn nhất của phương thức này

là tạo ra cách ánh xạ phản ánh được chân thực nhất những yếu tố mang tính chủ quan của NSD, ví

dụ như những tính chất của hệ thị giác con người Hơn thế nữa, phải tổng hợp nhiều tham số QoS mới có thể ánh xạ sang QoE một cách hợp lý Sự ánh xạ đòi hỏi phải có sự đúc kết từ nhiều thử nghiệm thực tế Bảng 1.2 là một ví dụ về cách ánh xạ từ các tham số QoS bao gồm độ trễ (end-to-end delay), tỷ lệ mất gói (packet loss ratio), thông lượng trung bình (mean throughput) sang các mức độ QoE bao gồm xuất sắc (excellent), rất tốt (very good), trung bình (average), tạm chấp nhận được (fair), và kém (poor), dùng cho dịch vụ truy nhập web sử dụng WAP/ xHTML trong mạng di động

Bảng 1.2: Ánh xạ từ các tham số QoS sang QoE của dịch vụ truy nhập web sử dụng WAP/ xHTML

trong mạng di động

Như đã đề cập, QoE được quan tâm nhiều nhất trong lĩnh vực VoIP và IPTV Đây là hai mảng dịch

vụ có thể nói là đầu tàu của các nhà khai thác viễn thông trên nền mạng IP hiện nay Khái niệm QoE cho VoIP có thể được đánh giá bằng cách thực hiện thu thập đánh giá trải nghiệm về dịch vụ VoIP của số lượng lớn NSD và sau đó lượng hóa kết quả qua khái niệm MOS (Mean Opinion Score) MOS là thang điểm từ 1 đến 5 MOS càng cao thì QoE càng tốt, tức là NSD càng hài lòng

với chất lượng dịch vụ VoIP Từ khía cạnh kỹ thuật, để đánh giá QoE cho VoIP còn có thể sử dụng

phương pháp “3SQM” được chuẩn hóa trong tài liệu ITU-T Rec P 563 (ITU-T Rec P 563: Single

ended method for objective speech quality asessment in narrow-band telephony applications), hoặc

phương pháp “model” chuẩn hóa trong tài liệu ITU-T Rec G.107 (ITU-T Rec G.107: The

E-model, a computational model for use in transmission planning) Các phương pháp này ánh xạ các

tham số kỹ thuật QoS của kết nối VoIP sang thang điểm MOS, tham số đánh giá của QoE Cả hai phương pháp này đều không yêu cầu thực hiện so sánh giữa tín hiệu âm thanh gốc với tín hiệu âm thanh nhận được

QoE cho IPTV cũng có thể được đánh giá bằng phương pháp mang tính chủ quan qua tham số

MOS, định nghĩa trong tài liệu ITU-R BT 500 (ITU-R, “Recommendation BT 500: Methodology

for the subjective assessment of the quality of television pictures”) Một nhóm NSD sẽ được chọn

lựa để cùng xem đoạn video và cho điểm chất lượng từ 1 đến 5 (5 tương ứng với chất lượng tốt nhất) Tham số MOS của đoạn video sẽ được lấy trung bình từ các kết quả cho điểm của NSD Tuy nhiên, cũng giống như trường hợp xác định MOS của VoIP qua ý kiến NSD, phương pháp này chỉ khả thi trong môi trường phòng thí nghiệm, không áp dụng được trong môi trường ứng dụng thời gian thực

Các phương pháp khác để đánh giá QoE cho IPTV dựa vào nguyên lý hoạt động truyền tải của IPTV nói riêng và của hình ảnh qua mạng IP nói chung Các gói của luồng video được chuyển từ bộ

mã hóa/nén của nguồn ảnh (compression), thành luồng dữ liệu (streaming) đi qua mạng (network) đến bộ đệm của bộ giải mã (de-compression) với tốc độ khác nhau Bộ đệm có nhiệm vụ cung cấp các gói với tốc độ đều đặn cho bộ giải mã để tái hiện hình ảnh cho người xem Tác động của mạng (network impairments) gây ra những biến đổi cho các gói trong luồng dữ liệu hình ảnh, làm cho các gói có thể đến bộ đệm với tốc độ nhanh chậm khác nhau, làm ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ hài lòng (QoE) của NSD đầu cuối Nếu các gói IP đến quá nhanh sẽ làm tràn bộ đệm, dẫn đến hiện tượng các gói bị mất do bộ đệm chỉ có dung lượng giới hạn Với người xem, ảnh sẽ bị biến dạng và những chi tiết trong ảnh bị nhòe, hoặc bị mất Ngược lại, nếu các gói IP đến quá chậm thì bộ đệm không có gì để đưa vào bộ giải mã, dẫn đến hiện tượng ngừng hình, giật hình khi xem

QoE cho IPTV có thể được đánh giá một cách lượng hóa qua tham số MDI (Media Delivery Index)

Về bản chất, MDI cũng là một tham số được ánh xạ từ các nhân tố QoS lớp mạng, cụ thể là độ trễ (Delay Factor - DF) và tỷ lệ mất nội dung (Media Loss Rate - MLR) MDI được hiển thị dưới dạng chuẩn DF:MLR Ưu điểm của MDI là đại lượng này có thể được đo kiểm tại bất cứ điểm nào trên đường truyền từ nguồn ảnh đến người xem (NSD) và từ giá trị MDI có thể ánh xạ đến QoE để có được những hành động, biện pháp xử lý kịp thời MDI đáp ứng được yêu cầu QoE về ảnh là DF vào khoảng 9-50ms, MLR tối đa là 0.004 cho SDTV (Standard Definition Television: truyền hình độ

phân giải thông thường), VOD (Video on Demand: video theo yêu cầu) và 0.0005 cho HDTV (high-definition television: truyền hình phân giải cao)

Hình 1.9 Mô hình đánh giá QoE cần sự so sánh giữa hình ảnh gốc và hình ảnh đầu nhận

Hình 1.10 Mô hình MPQM đánh giá QoE của IPTV

MPQM (Moving Picture Quality Metrics) và V-factor là hai mô hình khác để đánh giá QoE của dịch vụ IPTV MPQM là mô hình đặt nền tảng trên những tính chất của hệ thống thị giác của con người và đánh giá sự suy giảm chất lượng qua vòng đời điển hình của ảnh video (nén, truyền, giải nén) có ảnh hưởng thế nào đến chất lượng hình ảnh qua cảm nhận của NSD đầu cuối Về mặt cấu trúc hệ thống, vị trí đánh giá MPQM trên đường truyền luồng video được hiển thị trong Hình 1.10

Có thể thấy là khác với các giải pháp đánh giá chất lượng video thông thường được phát triển trong môi trường phòng thí nghiệm (xem hình 1.9), MPQM không cần đến sự so sánh giữa hình ảnh gốc

và hình ảnh nhân được Điểm cơ bản này mang lại tính khả thi và độ mở rộng cao cho MPQM trong thực tế Trong môi trường IPTV, địa điểm của hình ảnh nhận được nơi NSD đầu cuối có thể cách xa nhiều cây số so với địa điểm hình ảnh gốc Hơn thế nữa có rất nhiều kênh IPTV được truyền tải đến NSD sẽ làm cho những phương pháp đánh giá chất lượng hình ảnh cần có so sánh giữa hình ảnh gốc với hình ảnh cuối khó có thể thực hiện được trong thời gian thực (realtime operation)

Từ đầu vào là xác suất mất gói (Packet Loss Probability), phân tích lượng thông tin được hình ảnh truyền tải (entropy analysis), độ biến thiên trễ (jitter), độ xung gốc (Program Clock Reference), loại

mã hóa (MPEG2, H264), MPQM đưa ra thang điểm 5 cho chất lượng IPTV, “Excellent” tương ứng

thang điểm 5, “Good” tương ứng thang điểm 4, “Fair” tương ứng thang điểm 3, “Poor” tương ứng thang điểm 2, “Bad” tương ứng thang điểm 1 Hình 1.11 mô tả mô hình MPQM ở mức tổng quan

Hình 1.11 Mô hình MPQM

V-factor cũng là một sự triển khai dựa trên mô hình gốc MPQM Tuy nhiên, ngoài việc “cho điểm” đánh giá chất lượng của hình ảnh, V-factor còn cung cấp thêm những thông tin cần thiết cho việc theo dõi và phân tích các nguyên nhân gây ra vấn đề chất lượng, ví dụ như các tham số ở lớp mạng

được định nghĩa trong tài liệu ITU Y 1540/1541 (ITU Y 1540/1541:Network performance

objectives for IP-based services) hoặc IETF RFC2330 (RFC 2330: Framework for IP Performance Metrics) Hình 1.12 mô tả mô hình V-Factor ở mức tổng quan

Hình 1.12 Mô hình V-factor

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ DỊCH VỤ MOBITV

Công nghệ di động 3G là nền tảng kết nối băng thông rộng di động trên phạm vi lãnh thổ rộng lớn Điều này sẽ mở ra một triển vọng lớn về dịch vụ đa phương tiện cho thiết bị di động Dân số của Việt Nam là dân số trẻ có nhu cầu về giải trí cao, do vậy dịch vụ giải trí đa phương tiện là một thị trường tiềm năng đặc biệt khi 3G được triển khai rộng rãi

MobileTV là giải pháp tổng thể cung cấp các dịch vụ giải trí đa phương tiện cho người dùng thiết bị di động trên nền tảng công nghệ 3G Dựa trên nền tảng băng thông rộng, hệ thống sẽ cho phép người dùng di động tiếp cận tới các dịch vụ giải trí chất lượng cao mọi lúc mọi nơi Với MobileTV chỉ với chiếc điện thoại di động

3G người dùng có thể xem các kênh truyền hình thời sự, tin tức, giải trí âm nhạc, thể thao hay thưởng thức các đoạn clip, bộ phim với chất lượng cao mọi lúc mọi nơi

MobiTV là dịch vụ xem truyền hình trực tiếp (Live TV) và các nội dung theo yêu cầu trên điện thoại di động như: ca nhạc, phim, Video clip, Radio

Với chiếc điện thoại 3G người dùng có thể xem các kênh truyền hình đặc sắc trong và ngoài nước cũng như xem các Video, Radio âm nhạc, thời sự phim truyện … chất lượng cao ở mọi lúc mọi nơi

2.2 Giới thiệu về hệ thống MobiTV:

2.2.1 Tổng quan về hệ thống MobiTV:

Dưới đây là mô hình tổng thể của dịch vụ

Hình 2.1 Tổng quan dịch vụ

2.2.2 Tính năng hệ thống

Các tính năng chính của hệ thống bao gồm:

- Xem truyền hình: người dùng có thể xem các kênh truyền hình phổ biến trong nước cũng như các kênh truyền hình quốc tế đặc sắc

- Lịch phát sóng: Người dùng có thể dễ dàng xem lịch phát sóng của các kênh truyền hình của

hệ thống

- Xem Video theo yêu cầu chất lượng cao (VOD: Video On Demand): MobileTV cho phép người dùng di động có thể xem các bộ phim hấp dẫn, các bản tin hay các đoạn video ngắn hài hước trực tuyến

- Tải Video: Thay vì xem trực tuyến người dùng có thể tải các bộ phim hay các

đoạn video về máy di động

- Mô hình kinh doanh mở: MobileTV là một hệ thống mở cho phép thay đổi các mô

- Truy nhập hệ thống dễ dàng không cần đăng nhập: Hệ thống sẽ tự động

nhận dạng số điện thoại của khách hàng và sử dụng chúng như là định danh duy nhất trên toàn bộ dịch vụ hệ thống mà không phải đăng nhập rườm rà

- Đa dạng hóa các thức tương tác hệ thống của người dùng: Hệ thống MobileTV cung cấp các cách thức khác nhau để người dùng tương tác đăng ký/hủy đăng ký, xem thông tin sử dụng… qua đầu số SMS, WAP, ứng dụng client hay qua trung tâm chăm sóc khách hàng

- Hỗ trợ nhiều dòng điện thoại khác nhau: Hệ thống hỗ trợ hầu hết các máy điện thoại 3G hiện có trên thị trường Đỗi với mỗi dòng điện thoại hệ thống sẽ linh động trả về các định dạng phù hợp để tối ưu hóa chất lượng dịch vụ cho mỗi thiết bị đầu cuối cụ thể

- Hệ thống Billing/Report tiện lợi: Vega MobileTV cung cấp các thống kê về truy cập, chi phí của từng người dùng, từng nội dung cụ thể hay cho các nhà cung cấp nội dung Hệ thống cũng kết nối với hệ thống Billing chính của nhà cung cấp mạng viễn thông để thanh toán tiện lợi cho khách hàng Các cơ chế đối soát chính xác và thuận tiện

- Quản trị hệ thống dễ dàng: Với giao diện Web bảo mật nhưng thân thiện các CP hay quản trị

hệ thống có thể dễ dàng quản lý hệ thống ở mọi nơi thông qua Web

- Đa dạng hóa nhà cung cấp nội dung: Hệ thống MobileTV cung cấp phương thức dễ dàng cho các CP để cung cấp nội dung tiện lợi CP có thể cung cấp thêm các kênh truyền hình, Video hay music

- Hỗ trợ nhiều nguồn tín hiệu truyền hình: Hệ thống MobileTV cho phép thu tín hiệu truyền hình theo các phương thức khách nhau: Thu tín hiệu từ vệ tinh, từ truyền hình cáp, từ hệ thống IPTV, từ luồng video qua giao thức UDP, RTSP…

2.2.3 Kiến trúc hệ thống

Hình 2.2 Kiến trúc hệ thống

Các thành phần chính trong hệ thống MobileTV bao gồm:

- Live Encoder/Transcoder: là hệ thống chuyển tín hiệu truyền hình analog tư đầu thu qua video capture card (Live Encoder) hoặc là luồng video UDP/RTSP từ trung tâm truyền hình (Live Transcoder) sang các luồng video khác nhau tương thích với các loại điện thoại khác nhau Các luồng video sau khi đã chuyển định dạng phù hợp sẽ đưa đến streaming server qua giao thức RTP

- VOD Offline Encoder: là module chuyển các file video đầu vào thành các định dạng phù hợp cho các dòng điện thoại của người dùng Các file sau khi chuyển codec, định dạng sẽ được dùng bởi streaming server chuyển tới người dùng khi xem VOD Bên cạnh hệ thống này còn có hệ thống VOD Reconvert để xử lý các trường hợp bị lỗi ở lần convert đầu tiên

- Streaming Server: là hệ thống chuyển luồng video tới điện thoại đầu cuối qua

giao thức RTSP Hệ thống streaming phục vụ hai luồng đầu vào và chuyển tới người dùng là luồng video LiveTV từ Live Encoder/Transcoder và các VOD file sau khi đã converted

- VOD Storage: tất cả các nội dung VOD đều được lưu trong hệ thống với các định dạng file khác nhau phù hợp cho nhiều dòng máy Hệ thống lưu trữ sẽ được kết nối với streaming server để cung cấp nội dung VOD tới khách hàng

- Database: là nơi lưu trữ toàn bộ thông tin dữ liệu của hệ thống bao gồm thông

tin hệ thống, người dùng, thông tin VOD, Live TV…

- WAP / Client API/ CMS Admin: là các module phục vụ giao diện, tương tác cũng như quản trị hệ thống bao gồm trang WAP cho người dùng, trang CMS admin cho CP hay quản trị viên đồng thời làm nhiệm vụ kết nối với các phần tử khác trong mạng nhu SMS gateway, Radius…

- Client APP: tất cả các thành phần hệ thống phía trên đều nằm trên trung tâm

server, chỉ riêng các ứng dụng client được cài đặt trên điện thoại người dùng nhằm cung cấp một cách thức thuận tiện hơn để sử dụng dịch vụ

Hình 2.3 Mô hình hệ thống MobiTV

2.2.5 Mô hình phân tải

Hình 2.4 Mô hình hệ thống MobiTV

2.3.1 Đăng ký, truy vấn thông tin dịch vụ

Hệ thống Mobile TV cung cấp các phương thức khác nhau để người dùng đăng ký, truy vấn thông tin dịch vụ… qua đó dễ dàng quảng bá dịch vụ tới khách hàng Các phương thức tương tác với dịch

- Tương tác qua trang WAP dịch vụ: Người dùng có thể dễ dàng đăng ký, tương tác với dịch

vu trực tiếp qua trang WAP của dịch vụ một cách thuận tiện nhất

- Tương tác qua ứng dụng client: Ngoài các cách thức tương tác với hệ thống nêu trên, khách hàng còn một lựa chọn khác qua ứng dụng client cài đặt trên máy điện thoại của họ

2.3.2 Sử dụng dịch vụ qua WAP

Để sử dụng dịch vụ xem các kênh truyền hình hay video theo yêu cầu khách hàng chỉ có hai lựa chọn đó là qua trang WAP dịch vụ hay cài đặt ứng dụng client về máy điện thoại Khi vào dịa chỉ của dịch vụ, khách hàng sẽ tiếp cận với hệ thống WAP với giao diện thân thiện của hệ thống Qua trang WAP của dịch vụ khách hàng có thể:

- Tải ứng dụng client về máy điện thoại

Giao diện trang WAP của dịch vụ: