Chương 3 :CÁC GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN IPTV TRÊN IMS-NGN

Đồ án tốt nghiệp Đại học



Các giải pháp phát triển IPTV trên IMS-NGN



3.1.1.1 Kiến trúc non-NGN-based IPTV

Kiến trúc non-NGN-based IPTV hiện đang được triển khai rộng rãi cho các dịch vụ

IPTV trên thị trường. Có thể có sự tương tác giữa kiến trúc này với các phân hệ NGN

nhưng nhìn chung các dịch vụ IPTV trên IPTV middleware được sở hữu riêng đều sử

dụng riêng một lớp ứng dụng và điều khiển dịch vụ.

3.1.1.2 Kiến trúc NGN non-IMS-based IPTV

Kiến trúc này cho phép khả năng tương tác và tương hỗ, thông qua các điểm tham

chiếu., giữa các chức năng IPTV chuyên dụng (chẳng hạn, các chức năng điều khiển

IPTV) và một số phần tử NGN sẵn có như các phần tử điều khiển truyền tải của phân hệ

điều khiển và cho phép tài nguyên (RACS) hay phân hệ gắn với mạng (NASS). Trong

bước này, phân hệ IPTV chuyên dụng được sử dụng trong NGN để cung cấp tính năng

IPTV yêu cầu (ví dụ, các chức năng giao giap tiếp client, hồ sơ người sử dụng, điều khiển

IPTV) và tích hợp các thành phần IPTV trong khung kiến trúc NGN.

3.1.1.3 Kiến trúc IMS-NGN-based IPTV

Định rõ các chức năng của IPTV trên phân hệ IMS và cho phép tái sử dụng tính năng

IMS và các cơ chế thiết lập, điều khiển dịch vụ sử dụng giao thức SIP.

3.1.1.4 Kiến trúc hội tụ của non-IMS va IMS IPTV

Đây là kết hợp và hội tụ giữa hai kiến trúc IPTV dựa trên IMS và non-IMS trong một

cấu hình chung đẻ cung cấp các kiểu hội tụ của các dịch vụ IPTV.

3.1.1.5 So sánh đánh giá các loại kiến trúc.

Ở mỗi bước phát triển đều có thêm các chức năng cũng như đặc điểm hệ thống để

cung cấp các giá trị mới cho các dịch vụ IPTV, chẳng hạn, tăng QoE (Quality of

Experience) cho người sử dụng đầu cuối để hội tụ TV với hệ thống viễn thông khác và

các dịch vụ đa phương tiện tương tác. Các thuộc tính mới được giới thiệu nhanh gọn dễ

hiểu cùng với chi phí vận hành giảm là những nhân tố quan trọng góp phần thúc đẩy sự

phát triển của các hệ thống IPTV.

So với giải pháp IPTV sử dụng riêng biệt (loại 1), NGN-based IPTV (loại 2) đã chuẩn

hoá chức năng phân phối phương tiện và điều khiển IPTV. Phân hệ NGN-based IPTV cho

phép tích họp các user profile và các giao diện của NGN với các phân hệ RACS và NASS

để thu được các thuộc tính mới và sử dụng hiệu quả hơn tài nguyên mạng.



Bùi Thị Vân Anh – lớp Đ04VT1



40



Đồ án tốt nghiệp Đại học



Các giải pháp phát triển IPTV trên IMS-NGN



Sự phát triển lên kiến trúc IMS-NGN-based IPTV (loại 3) và kiến trúc hội tụ của

NGN IMS và non-IMS-IPTV dựa trên việc nhận định IMS như một nền tảng điều khiển

dịch vụ đồng nhất làm tăng tầm quan trọng đối với các dịch vụ NGN trong tương lai.Tuy

nhiên các dịch vụ NGN trong tương lai không chỉ dựa trên nền IMS. Vì vậy có thể thấy

trước sự kết hợp và hội tụ IMS và non-IMS IPTV tới IPTV hội tụ trên nền NGN trong

tương lai.



3.1.2 Ưu điểm của kiển trúc IPTV trên nền IMS

IMS-NGN-based IPTV có rất nhiều ưu điểm như hỗ trợ tính năng di động, tương hỗ

với các dịch vụ NGN, cá nhân hoá dịch vụ, tương thích phương tiện và các dịch vụ di

động như các dịch vụ quadruple-play.

Hơn nữa, với việc ứng dụng và tái sử dụng đặc tính IMS sẵn có để hỗ trợ các dịch vụ

IPTV, chúng ta có thể tối ưu hoá và tái sử dụng các đặc tính NGN về những vấn đề sau:

- Đăng ký và nhận thực người dùng tích hợp (ví dụ, báo phát sign-on đơn, nhận dạng

người dùng đồng nhất)

- Quản lý thuê bao điện thoại của người dùng, tập trung hồ sơ người dùng, chính sách

người dùng linh hoạt và cá nhân hoá dịch vụ.

- Quản lý phiên, định tuyến, khởi đầu dịch vụ (service trigger), đánh số.

- Tương tác với các nhà cho phép dịch vụ (hiện diện, nhắn tin, quản lý nhóm…).

- Hỗ trợ Roam (chuyển vùng) và Nomadic (du cư).

- Chất lượng dịch vụ (QoS) và điều khiển ngang hàng.

- Ghi cước (billing) và tính cước đồng nhất.

Ngoài ra, IMS-NGN-based IPTV còn cho phép tương thích giữa luồng dữ liệu IPTV

với các tài nguyên mạng sẵn có và khả năng kết cuối người dùng. Do vậy, người dùng có

thể truy nhập dịch vụ IPTV không chỉ ở nhà mà cả khi di chuyển sử dụng một đầu cuối di

đông. Do đó, IMS-NGN-based IPTV cũng cho phép hội tụ giữa cố định và di động.

IMS-NGN-based IPTV cũng cho phép điều khiển linh hoạt các dịch vụ IPTV nhờ việc

điều khiển phiên sử dụng giao thức SIP. Chẳng hạn, một người dùng có thể sử dụng một

đầu cuối IMS để điều khiển bộ ghi IPTV của nó từ xa. Việc chuyển giao các phiên IPTV

tích cực (active) giữa các màn hình khác nhau, từ một laptop tới một thiết bị truyền hình

cũng là một nhân tố thu hút khách hàng sử dụng các dịch vụ IPTV.



Bùi Thị Vân Anh – lớp Đ04VT1



41



Đồ án tốt nghiệp Đại học



Các giải pháp phát triển IPTV trên IMS-NGN



3.2 Giải pháp phát triển ứng dụng IPTV trên IMS-NGN của ETSI

TISPAN

3.2.1 Sơ đồ kiến trúc TISPAN IMS IPTV

Kiến trúc chức năng của IMS-based IPTV bao gồm các chức năng chính và các điểm

tham chiếu được định nghĩa trong ETSI TISPAN IMS-based IPTV concepts (bao gồm các

chức năng điều khiển dịch vụ, chức năng điều khiển và phân phối phương tiện).



Hình 3-12: Kiến trúc IPTV trên nền IMS-NGN của TISPAN

Như biểu diễn trong hình 3.2, thiết bị người dùng (UE) có thể giao tiếp với các server

ứng dụng IPTV (bao gồm các chức năng điều khiển dịch vụ) thông qua nhiều giao diện

khác nhau thực hiện các mục đích khác nhau, cụ thể, thông qua giao diện Gm tới lõi IMS

để quản lý phiên, thông qua giao diện Ut để cấu hình hồ sơ dịch vụ, hay qua giao diện Xa

để tương tác với các tính năng lựa chọn dịch vụ.

Mỗi UE có ít nhất bốn giao diện dành cho việc điều khiển phương tiện thông qua Xc

và phân phối phương tiện thông qua Xd, cũng như giao diện Gm tới IMS-NGN và giao

diện ảo Xt tới các máy chủ ứng dụng IPTV. Các giao diện Ut và Gm hoàn toàn tương

Bùi Thị Vân Anh – lớp Đ04VT1



42



Đồ án tốt nghiệp Đại học



Các giải pháp phát triển IPTV trên IMS-NGN



thích với các đặc tính kỹ thuật của 3GPP IMS. Máy chủ ứng dụng IPTV sử dụng giao

diện điều khiển dịch vụ IMS (ISC) để giao tiếp với các chức năng điều khiển dịch vụ

IMS-based NGN. Các chức năng điều khiển phương tiện (MCF) có thể điều khiển các

chức năng phân phối năng lượng qua điểm tham chiếu Xp cho phép xây dựng một cơ sở

hạ tầng phân phối phương tiện được cấp phát và có thể thay đổi phạm vi hạ tầng.



3.2.2 Các thành phần chức năng

Các thành phần chuyên dụng cho IPTV trên IMS-NGN bao gồm các chức năng được

trình bày cụ thể dưới đây.

3.2.2.1 Chức năng điều khiển dịch vụ đa phương tiện (MSCF)

Chức năng này xử lý yêu cầu về IPTV, nó đóng vai trò là phần tử điều khiển phiên và

dịch vụ của tất cả các dịch vụ IPTV. Thành phần chức năng này cũng chịu trách nhiệm

tương tác với lõi IMS-NGN trên lớp điều khiển dịch vụ. Chức năng điều khiển dịch vụ

chứa tất cả các chức năng phục vụ cho mỗi dịch vụ IPTV và do đó có thể sử dụng lại như

các chức năng server ứng dụng IPTV cụ thể, hay như các phần tử có chức năng riêng biệt

phụ thuộc vào khả năng thực hiện. (Do đó, chúng ta sử dụng thực thể chức năng riêng biệt

gọi là Chức năng điều khiển dịch vụ đa phương tiện - MSCF).

Nhiệm vụ chung của MSCF là:

• Thiết lập phiên và điều khiển dịch vụ cho các ứng dụng IPTV.

• Tương tác với lõi IMS và S-CSCF để thực hiện các yêu cầu IPTV (tiếp nhận, phê

chuẩn và thực hiện các yêu cầu dịch vụ IPTV của người dùng).

• Cho phép dịch vụ và phê chuẩn yêu cầu người dùng về nội dung được lựa chọn

dựa trên thông tin hồ sơ người dùng.

• Lựa chọn các chức năng điều khiển/phân phối phương tiện IPTV phù hợp.

• Thực hiện điều khiển tín dụng.

MSCF có thể sử dụng hồ sơ IPTV để điều chỉnh theo yêu cầu khách hàng. Chẳng hạn,

có thể sử dụng danh sách kênh đã được đặt mua để lọc ra danh sách các kênh giới thiệu

cho khách hàng.

3.2.2.2 Chức năng điều khiển phương tiện IPTV (IMCF)

Chức năng phương tiện IPTV bao gồm chức năng điều khiển phương tiện (MCF) và

chức năng phân phối phương tiện (MDF). Một nguyên lý thiết kế quan trọng đối với chức

năng này là kiến trúc phân phối phương tiện phân cấp và linh hoạt.



Bùi Thị Vân Anh – lớp Đ04VT1



43



Đồ án tốt nghiệp Đại học



Các giải pháp phát triển IPTV trên IMS-NGN



Chức năng chính của các MCF như sau:

• Lựa chọn các MDF thích hợp.

• Truyền bá nội dung tới các mạng phân bố.

• Quản lý việc phân bố quyền sở hữu (một gói nội dung) giữa các MDF và thiết bị

người dùng.

• Chức năng điều khiển bảo vệ nội dung (chính sách cấp phép điều khiển qua

IMDF), phê chuẩn việc đăng ký nội dung đặc biệt cho người sử dụng).

• Áp dụng chính sách quản lý phân bố (theo giới hạn về không gian riêng hoặc tạm

thời).

• Quản lý lưu trữ trong hệ thống phân phối.

• Ánh xạ ID nội dung và vị trí nội dung trong IMDF riêng.

• Quản lý tương tác với UE (ví dụ, xử lý các lệnh ghi hình hay các lệnh IGMP).

• Quản lý việc giữ lại các sự kiện đang chiếu trực tiếp (Ghi hình cá nhân mạng –

PRV, dịch thời mạng TV – “time-shift”).

• Lựa chọn thông tin thống kê về việc sử dụng dịch vụ.

• Phát thông tin tính cước.

3.2.2.3 Chức năng phân phối phương tiện IPTV (IMDF)

Ban đầu MDF chỉ chịu trách nhiệm phân phối phương tiện tới thiết bị người dùng

(trong miền IPTV, phương tiện có thể là video, voice, data). Hiện nay tính năng phân phối

phương tiện được mở rộng thành 3 phần tử chức năng sau:

• Interconnect (I-IMDF): chức năng này xử lý nội dung phương tiện và nhập nội

dung CoD, metadata và nhà cung cấp dịch vụ, đồng thời tiếp nhận các luồng trực tiếp từ

đầu cuối IPTV hay tiếp nhận trực tiếp từ các nguồn tài nguyên của nhà cung cấp nội dung.

• Serving (S-IMDF): chức năng này xử lý quy trình của nội dung (mã hoá, bảo vệ

nội dung, chuyển mã sang các dạng thức khác), lưu trữ nội dung và metadata cùng với

việc truyền bá thông tin nội dung trong IPTV IMS.

• Primary (P-IMDF): chức năng này là điểm liên lạc sơ cấp, nó cung cấp các tính

năng streaming cho tất cả các dịch vụ theo định dạng, chất lượng yêu cầu với phương

thức phát cụ thể (phát đa điểm/ phát duy nhất/quảng bá).

Chức năng phân phối phương tiện có thể được phân chia theo loại dịch vụ (BC, CoD,

PVR) hoặc theo các chức năng phụ. Do đó, chức năng này bao gồm các nội dung phụ sau:



Bùi Thị Vân Anh – lớp Đ04VT1



44



Đồ án tốt nghiệp Đại học



Các giải pháp phát triển IPTV trên IMS-NGN



• Metadata: được sử dụng để cung cấp thông tin người dùng, mô tả nội dung, asset

(sở hữu) như dữ liệu SDS, EPG, hoặc VoD. Nó có thể cung cấp bất kỳ loại metadata nào,

được chuẩn hoá thích hợp.

• Assets: CoD-MDF được thiết kế để phân phối assets tới thiết bị người dùng. Các

asset này được truyền bá trước tới P-/S-IMDF nhờ IMCF phụ thuộc vào khả năng sẵn có,

tính phổ biến và vùng nội dung bao hàm trong nó.

3.2.2.4 Chức năng lựa chọn và phát hiện dịch vụ

Chức năng phát hiện và lựa chọn dịch vụ (SDF và SSF) cung cấp thông tin yêu cầu

đối với một UE để lựa chọn dịch vụ. Các chức năng này cũng chịu trách nhiệm cung cấp

thông tin về các dịch vụ IPTV có khả năng truy cập, thông tin này đi kèm với dịch vụ.

Trong IMS-NGN-based IPTV, có thể sử dụng một hay nhiều SSF để cung cấp thông tin

dịch vụ cũng như thông tin ưu tiên người dùng cá nhân. Ngoài ra còn yêu cầu thông tin

chỉ dẫn chương trình điện tử hay chỉ dẫn chương trình phục vụ chứa metadata và thông tin

về tài nguyên phân phối phương tiện.

• Nhiệm vụ của SDF

- Cung cấp thông tin đi kèm với dịch vụ

- Phát hiện dịch vụ cá nhân.

Thông tin đi kèm dịch vụ bao gồm các địa chỉ SSF dưới dạng các URI hoặc địa chỉ IP.

• Nhiệm vụ của SSF

- Cung cấp thông tin lựa chọn dịch vụ cá nhân và thông tin cần thiết để cá thể hoá

việc lựa chọn dịch vụ. SSF có thể phát thông tin này một cách tuỳ ý. Nó cũng có thể nhận

và chuyển tiếp thông tin này. Trường hợp thông tin lựa chọn dịch vụ là thông tin cá nhân

thì nó phải được phân phối qua chế độ unicast. Ngược lại, thông tin này sẽ được phân

phối qua chế độ multicast hoặc unicast.

- Cung cấp thông tin trình diễn lựa chọn dịch vụ một cách tuỳ chọn. Thông tin này

được cá thể hoá khi nó được chuyển tiếp qua chế độ unicast.

3.2.2.5 UPSF

UPSF lưu trữ hồ sơ người dùng IMS và dữ liệu hồ sơ chuyên dụng cho IPTV. Nó giao

tiếp với thực thể chức năng điều khiển dịch vụ IPTV tại điểm tham chiếu Sh và với lõi

IMS-NGN tại điểm tham chiếu Cx. Lõi IMS-NGN và ISCF có thể sử dụng các dịch vụ

của thực thể chức năng cấp phát thuê bao điện thoại để tìm địa chỉ của UPSF. SLF giao

tiếp với ISCF tại điểm tham chiếu Dh và với lõi IMS-NGN tại điểm tham chiếu Dx.

Bùi Thị Vân Anh – lớp Đ04VT1



45



Đồ án tốt nghiệp Đại học



Các giải pháp phát triển IPTV trên IMS-NGN



3.2.3 Các giao diện

Các giao diện chuyên dụng cho IPTV trên IMS-NGN bao gồm các giao diện được

trình bày dưới đây.

3.2.3.1 Điểm tham chiếu Xa

Điểm tham chiếu này nằm giữa UE và SSF. UE sử dụng điểm này để lựa chọn dịch vụ

phù hợp.

3.2.3.2 Điểm tham chiếu Xc

Xc là điểm tham chiếu end-to-end logic nằm giữa UE và thực thể chức năng điều

khiển phương tiện IPTV (IMCF) để thay đổi các bản tin điều khiển phương tiện dành cho

luồng phương tiện IPTV.

3.2.3.3 Điểm tham chiếu Xd

Xd là điểm tham chiếu end-to-end logic nằm giữa UE và thực thể chức năng phân

phối phương tiện IPTV được sử dụng để phân phối dữ liệ phương tiện.

3.2.3.4 Điểm tham chiếu y2

Điểm tham chiếu này nằm giữa S-CSCF và thực thể chức năng điều khiển phương

tiện IPTV (IMCF), nó mang các bản tin báo hiệu điều khiển dịch vụ IPTV phát từ ISCF

để điều khiển IMCF.

Trong trường hợp CSCF và MCF nằm ở các miền quản trị khác nhau thì các luồng

báo hiệu sẽ đi qua IBCF.

3.2.3.5 Điểm tham chiếu Xp

Điểm tham chiếu Xp nằm giữa MCF và MDF, nó điều khiển các phiên phân phối

phương tiện để hỗ trợ việc thiết lập phiên khi nội dung được phân phối qua một và nhiều

thực thể chức năng phân phối phương tiện.



3.2.4 Tương tác giữa các dịch vụ IPTV với IMS-NGN

3.2.4.1 Ý nghĩa của sự tương tác giữa IPTV và IMS-NGN

Phần này sẽ trình bày về cách mà các dịch vụ IPTV và IMS-NGN có thể tương tác

với nhau, và tới một mức nào đó, được tích hợp để giảm độ phức tạp của mạng và tạo ra

một mạng mới linh hoạt hơn cung cấp các dịch vụ mới, phân biệt và phối hợp.

Sự tương tác giữa IMS-NGN và IPTV có hai ưu điểm chính sau:



Bùi Thị Vân Anh – lớp Đ04VT1



46



Đồ án tốt nghiệp Đại học



Các giải pháp phát triển IPTV trên IMS-NGN



• Giảm OPEX và CAPEX bằng cách đơn giản hoá và hợp lý hoá kiến trúc

dịch vụ.

• Tạo ra lợi tức mới và phân biệt dịch vụ nhờ khả năng phối hợp dịch vụ.

a) Đơn giản hóa kiến trúc dịch vụ sử dụng IMS-NGN

Từ cái nhìn toàn mạng, kết quả của việc tăng thêm các dịch vụ giá trị gia tăng qua

DSL là tạo ra một kiến trúc dịch vụ phức tạp hơn do mỗi dịch vụ có yêu cầu riêng của nó.

Do đó tạo ra vô số các hệ thống với sự trộn lẫn các phương pháp nhận thực, và rất nhiều

cơ sở dữ liệu về thông tin người dùng, các hệ thống vận hành và tính cước (BSS/OSS),

các kiến trúc điều khiển và các phương pháp tuân theo QoS.

Việc ứng dụng và hỗ trợ các hệ thống này làm tăng chi phí OPEX và CAPEX. Hơn

nữa, căn cứ vào việc đồng nhất các hệ thống khác nhau, độ phức tạp của chúng, và các

giao diện giữa các phần tử dịch vụ bên trong, có thể thấy khả năng phối hợp các dịch vụ

hầu như không có.

Tuy nhiên, trên thực tế người ta lại tối đa hoá việc sử dụng khung OSS/BSS của nhà

cung cấp dịch vụ đang tồn tại. Do đó, cần phải duy trì nền tảng dịch vụ để đơn gian hoá

việc phân phối dịch vụ và tạo ra một mạng mới mềm dẻo cho các dịch vụ mới.

Phân hệ IMS đã được lựa chọn làm kiến trúc dịch vụ chung cho các dịch vụ tripleplay. Kiến trúc IMS được sử dụng cho các dịch vụ đàm thoại (điện thoại, điện thoại video,

hội nghị từ xa và nhắn tin), có các phần tử cần thiết và phân chia chức năng để cung cấp

dữ liệu hay các dịch vụ “web” và các dịch vụ IPTV. Cơ cấu IMS hỗ trợ cơ chế điều khiển

phiên và quản lý dịch vụ đồng nhất cho các ứng dụng trong cả mạng vô tuyến và hữu

tuyến và cung cấp nhiều phần tử chung, được biểu diễn trong sơ đồ sau.



Bùi Thị Vân Anh – lớp Đ04VT1



47



Đồ án tốt nghiệp Đại học



Các giải pháp phát triển IPTV trên IMS-NGN



Hình 3-13: Kiến trúc dịch vụ trên nền IMS

Ba thành phần quan trọng nhất đối với sự tương tác IMS.IPTV là cơ sở dữ liệu người

dùng trung tâm (có thể lưu trữ hồ sơ người dùng hiện tại và trạng thái phiên), chức năng

điều khiển và cho phép tài nguyên (RACF) và quản lý tương tác tiềm năng dịch vụ

(SCIM) hay môi giới dịch vụ, nghĩa là nó phối hợi dịch vụ động được mô tả như phần

dưới đây.

b) Phối hợp dịch vụ sử dụng IMS-NGN

Công việc chính của các nhà cung cấp dịch vụ là tăng ARPU (lợi nhuận trung bình

trên 1 thuê bao) bằng cách phát hành các dịch vụ các gói dịch vụ qua DSL. Tuy nhiên,

một gói dịch vụ đơn giản - cung cấp các dịch vụ thoại, IPTV và dữ liệu trong một gói

duy nhất với gói cước – lại có giá thấp hơn so với các dịch vụ tương được bán riêng lẻ và

do đó có thể làm ARPU giảm xuống trong tương lai xa.

Do đó nhiệm vụ đặt ra ở đây là tăng ARPU bằng cách phát hành các dịch vụ hội tụ

thực sự. Việc phối hợp đồng nhất các dịch vụ thoại (vô tuyến và hữu tuyến), IPTV và dữ

liệu sẽ tăng lợi nhuận lên đáng kể, các dịch vụ mới được tạo ra bằng cách tích hợp hoặc

xen kẽ các dịch vụ đang tồn tại để hình thành nên các gói dịch vụ mới. Xét một ví dụ đơn

giản, nếu một người dùng đang xem truyền hình và nhận được một cuộc gọi thoại, địa chỉ

Bùi Thị Vân Anh – lớp Đ04VT1



48