Nghiên cứu triển khai dịch vụ game tương tác trên mạng NGN IMS

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG NGUYỄN ĐỨC HOÀNG NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI DỊCH VỤ GAME TƯƠNG TÁC TRÊN MẠNG NGN-IMS Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60.52.70 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2013 Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: …TS. Hoàng Văn Võ ……………… 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 1 MỞ ĐẦU Trong thời đại hiện nay, nhu cầu của con người ngày càng phong phú và đa dạng. Các loại hình dịch vụ viễn thông cơ bản chỉ thỏa mãn một phần rất nhỏ trong những nhu cầu về thông tin và giải trí của người sử dụng. Người sử dụng mong muốn được chơi game, nghe nhạc, xem phim, và thực hiện nhiều dịch vụ tương tác hơn nữa. Các dịch vụ này hiện được những nhà cung cấp dịch vụ nội dung trên Internet thỏa mãn phần nào. Điều này đang kéo dần thị phần của những nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đi xuống, biến các nhà cung cấp dịch vụ viễn thống đơn thuần chỉ là những nhà cung cấp dịch vụ hạ tầng. Hiện nay việc tiến lên mạng NGN-IMS đã trở thành xu thế tất yếu và được thừa nhận bởi hầu hết các tổ chứ c nghiên cứu, nhà cung cấp thiết bị và nhà cung cấp dịch vụ viễn thông trên toàn Thế giới. Việc áp dụng mạng NGN-IMS mang lại cho không chỉ nhà cung cấp dịch vụ viễn thông những giá trị to lớn về mặt kinh tế và kỹ thuật mà còn mang lại cho người sử dụng những cơ hội trải nghiệm dịch vụ ngày một phong phú với chất lượng được đảm bảo hơn. Mạng NGN-IMS cũng đang được nghiên cứu và triển khai tại Việt Nam. Trong xu thế phát triển của hạ tầng mạng và nhu cầu thúc bách từ thị trường, những loại hình dịch vụ mới trên NGN-IMS đã được nghiên cứu và triển khai thử nghiệm ở nhiều quốc gia, bước đầu cho thấy thành công của mình. Dịch vụ Game tương tác trên nền NGN-IMS là một trong số đó. Trong luận văn này, học viên sẽ trình bày những nghiên cứu về dịch vụ Game tương tác trên NGN-IMS, các yêu cầu kỹ thuật và phương án triển khai tại Việt Nam với mong muốn phong phú hóa các dịch vụ trên nền mạng viễn thông Việt Nam và đáp ứng xu thế phát triển tất yếu của khoa họ c công nghệ và thị trường. Cấu trúc luận văn gồm bốn chư ơng. Chương 1 trình bày tổng quan về khái niệm Game tương tác, phân loại game tương tác và các ưu nhược điểm khi triển khai trên mạng viễn thông. Chương 2 giới thiệu tổng quan về mạng NGN-IMS và khả năng triển khai Game tương tác trên mạng NGN-IMS. Chương 3 trình bày khái quát được các vấ n đề kỹ thuật triển khai game trên nền IMS, với các mô hình game tương tác khác nhau. Chương 4 của luận văn sẽ trình bày việc khảo sát mạng NGN-IMS trong thực tế tại Việt Nam, các yêu cầu kỹ thuật và mục tiêu thiết kế cho việc triển khai Game tương tác trên hệ thống IMS. Trên cơ sở đó sẽ đề xuất mô hình và kiến trúc chức năng cho việc cung cấp game tương tác cho mạng NGN- IMS. 2 Do hạn chế về thời gian cũng như kiến thức bản thân, luận văn không thể tránh khỏi các khiếm khuyết. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô, các học viên quan tâm để luận văn được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn TS Hoàng Văn Võ đã hướng dẫn em hoàn thành luận văn này. 3 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ GAME TƯƠNG TÁC I.1. Khái niệm game tương tác I.1.1. Hoạt động tương tác Tương tác là một dạng hành động xảy ra giữa hai hay nhiều đối tượng và gây ảnh hưởng tác động qua lại lẫn nhau. Tác động hai chiều là mộ t đặc điể m của khái niệm tương tác, tạo ra sự khác biệt với mối quan hệ nhân quả một chiều. Truyền thông tương tác là hoạt đồng truyền thông mà người làm truyền thông và người tiếp nhận nó có thể tương tác qua lại lẫn nhau. I.1.1. Game tương tác Game tương tác là trò chơi mà nhiều người chơi có thể tương tác với nhau và tương tác với các đối tượng trong game thông qua nhân vật đại diện. Do yêu cầu phải có nhiều người chơi nên game tương tác thường được triển khai dạng game online. I.2. Phân loại game tương tác Trong luận văn game tương tác sẽ đượ c phân loại theo hai quan điểm để phục vụ cho mục đích của luậ n văn: triển khai dịch vụ game tương tác trên mạng viễn thông và cụ thể ở đây là mạng NGN-IMS. I.2.1. Phân loại theo mô hình triển khai Theo mô hình triển khai thì có ba mô hình triển khai game tương tác phổ biến hiện nay là: Mô hình Client–Server, người chơi (client) tương tác với nhau thông qua máy chủ (Server); mô hình Peer–To–Peer: là mô hình game ở đó người chơi tương tác trực tiếp với nhau, vai trò của các người chơi như nhau và mô hình lai (Hybrid) có sự lai ghép giữa hai mô hình trên. I.2.2. Phân loại theo cách chơi Theo cách chơi thì có ba thể loại game tương tác chính như sau: Game tương tác trực tiếp giữa người với người: Là các trò chơi trương tác giữa các người chơi với nhau. 4 Game tương tác giữa người với máy: là game tương tác giữa người với máy. Hoạt động trong trò chơi phụ thuộc chủ yếu vào tương tác giữa người chơi và logic thực hiện trò chơi. Game lai giữa hai loại trên: Kết hợp hai hình thức tương tác giữa người chơi với người chơi và giữa người với máy. Game chiến thuật tương tác: Game này chú trọng tới việc quản lý nguồn tài nguyên và xây dựng các đơn vị có tính năng và số lượng khác nhau. I.2.3. Phân loại theo yêu cầu kỹ thuật của hạ tầng Tuy nhiên, đối với nhà cung cấp game, ngoài yếu tố nội dung game thì phải tính toán đến băng thông cần thiết trong môi trường truyền tải có thể đáp ứng được yêu cầu của thể loại game đó. Do đó, đố i với nhà cung cấp mạng truyền tải thì sẽ có các yêu cầ u truyền tải khác nhau có thể chia thành một số thể loại game tương tác như sau: • Game hành động, nhập vai thời gian thực. • Game chiến thuật thời gian thực. • Game theo lượt. Bảng các tham số yêu cầu chất lượng truyền tải cho các thể loại game này như sau: Bảng I-1: Tham số chất lượng truyền tải – trễ cho các game tương tác Thể loại game tương tác Yêu cầu trễ toàn trình (RTT) Game hành động, nhập vai thời gian thực Tốt RTT < 200ms Chấp nhận được 200ms<RTT<600ms Game chiến thuật thời gian thực 600ms< RTT<900ms Game theo lượt RTT>900ms 5 I.3. Đặc điểm của game tương tác Xét tới các đặc điểm của game tương tác, học viên có thể kể đến rất nhiều tham số. Nhưng trong tài liệu này, học viên sẽ chỉ đề cập đế n những đặc điểm của game tương tác ảnh hưởng đến việc triển khai game tương tác trên mạng truyền thông nhằm đảm bảo chất lượng của dịch vụ trò chơi cung cấp tới khách hàng. Hành động tương tác: Gồm tất cả các game có liên quan đến hành động, đề cao khả năng chiến đấu của nhân vật, ít sử dụng các câu đố, thông điệp phức tạp; Mỗi người chơi là một nhân vật trong game, có các đặc tính khác nhau, tương tác trực tiếp với nhau. Nhập vai tương tác: Đây là thể loại người chơi nhập vai vào một nhân vật hoặc một nhóm nhân vật, và tương tác chủ yếu với các nhân vật phụ ở trong game, tham gia các cuộc chiến đấu với một quá trình xây dựng nhân vật thông qua việc tăng cấp độ, phát triển các kỹ năng, tính cách. I.4. Một số nhận xét về các giải pháp triển khai cung cấp game tương tác phổ biến hiện nay Một mảng lớn trong lĩnh vực game là loại hình game trực tuyến, tương tác (IAG – Interactive Game) mà ở đó các nhân vật game có sự giao tiếp với nhau, đây là dạng game có nhiều người chơi. Có ba mô hình triển khai game tương tác phổ biến: Mô hình Client–Server, người chơi (client) tương tác với nhau thông qua máy chủ (Server); mô hình Peer–To–Peer: là mô hình game ở đó người chơi tương tác trực tiếp với nhau, vai trò của các người chơi như nhau và mô hình lai (Hybrid) có sự lai ghép giữa hai mô hình trên. Dù đã có sự tương tác, tuy nhiên trong các game hiện nay sự tương tác hầu như chỉ diễn ra giữa các đối tượng trong game với nhau trong thế giới ảo, rất hiếm khi có sự tươ ng tác giữa thế giới thực của người chơi và thế giới ảo trong game nên nhiều mong muốn về tính tiện ích hướ ng đến tính “thực”của người chơi chưa thể được đáp ứng. Các kênh thanh toán, phân phối, hỗ trợ cho kinh doanh game hiện tại độc lập với nhau và với bản thân các game. Nhà cung cấp game phải tự tổ chức hệ thống bán hàng, chăm sóc khách hàng, thanh toán. (đại lý, thẻ, hỗ trợ ) làm tăng chi phí đồng thời cũng gây bất tiện cho người chơi. 6 Game online hiện phát triển khá mạnh và mang lại doanh thu lớn cho nhà kinh doanh game nhưng các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông hầu như vẫn đứng ngoài cuộc trừ việc cung cấp dịch vụ hạ tầng truyền tải IP (vốn rất rẻ ). Nhà cung cấp dịch vụ Viễn thông muốn tham gia thì trường game nhưng không dễ dàng vì việc kinh doanh game đòi hỏi tính linh hoạt cao (nội dung game, hình thức kinh doanh, quảng cáo ) mà nhiề u nhà cung cấp dịch vụ Viễn thông không thể đáp ứng được. I.5. Kết luận chương Trong CHƯƠNG I, học viên đã trình bày khái niệm về hoạt động tương tác, game tương tác, một số đặc điểm và những tiềm năng mà game tương tác mang lạ i cho thị trường ứng dụng. Qua những nội dung đ ã trình bày ở trên, họ c viên đã tìm hiểu chi tiết về ba mô hình triển khai của game tương tác và những đặc điểm nổi bật nhất của game tương tác. Đây chính là cơ sở để phân tích và chứng minh tính khả thi khi triển khai loại hình dịch vụ : Game tương tác trên mạng viễn thông. 7 CHƯƠNG II. Mạng NGN-IMS và khả năng triển khai Game tương tác II.1. Tổng quan về mạng NGN-IMS NGN là bước tiếp theo trong lĩnh vực truyền thông thế giới, truyền thông được hỗ trợ bởi ba mạng lưới: mạng thoại PSTN, mạng không dây-Wireless và mạng số liệu Internet. NGN là sự hội tụ cả ba mạng trên vào một kết cấu thống nhất để hình thành một mạng chung, thông minh, hiệu quả cho phép truy nhập mang tính toàn cầu, tích hợp nhiều công nghệ mới, ứng dụng mới và mở đường cho các cơ hội kinh doanh phát triển hơn. Thuật ngữ NGN nói chung được sử dụng để đặt tên cho một cấu trúc mạng ở đó tồn tại các cơ sở hạ tầng dịch vụ được cung cấp và hội tụ công nghệ thông tin và viễn thông trên đó. Một mạng NGN là một mạng trên cơ sở công nghệ gói, có khả năng cung cấp các dịch vụ kể cả các dịch vụ Viễn thông và có khả năng tận dụng các đường truyền băng rộng, các công nghệ truyền dẫn đảm bảo QoS và trên đó các chức năng liên quan tới dịch vụ là độc lập với các công nghệ truyền dẫn. Nó cho phép người dùng truy cập không hạn chế từ phía các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau. Mạng NGN đả m bảo tính lưu động nói chung và khả năng cung cấp dịch vụ ở khắp nơi và như nhau tới các khách hàng IMS (IP multimedia subsystem) là một kiến trúc NGN chuẩn cho các nhà điều hành mạng viễn thông khai thác đa dịch vụ cố định và di động. IMS là một chuẩn dựa trên mạng IP sử dụng cả mạng cố định và không dây, cung cấp các dịch vụ đa phương tiện bao gồm: audio, video, thoại, văn bản và dữ liệu. Các dịch vụ này có thể chia thành ba loại sau: • Dịch vụ không yêu cầu thời gian thực như tin nhắn đa phương tiên MMS. • Dịch vụ gần thời gian thực như Push to talk, dịch vụ game. • Dịch vụ thời gian thực như thoại, audio/video, hội nghị truyền hình. 8 NGN-IMS có khả năng hội tụ mạng cố định và không dây FMC. NGN-IMS thực hiện được điều này nhờ cấu trúc phân lớp ngang tức là các lớp độc lập với nhau như Hình II-1: Hình II-1: Kiến trúc 3GPP IMS II.2. Khả năng phát triển dịch vụ trên mạng NGN Kiến trúc mạng NGN cho phép triển khai các dịch vụ giá trị gia tăng trên mạng viễn thông một cách linh hoạt và phong phú hơn nhiều so với các thế hệ mạng trước đó. Theo ITU-T, bao gồm 2 tầng chính là tầng truyền tải và tầng dịch vụ. Tầng truyền tải sẽ đảm nhận trách nhiệm cung cấp đường đường truyền tốt nhất đáp ứng được yêu cầ u hoạt động của dịch vụ. Tầng dịch vụ đảm nhận việc điều khiển hoạt động của dịch vụ. Với mô hình phân lớp, tách biệt giữa dịch vụ và truyền tải của mình, NGN đã mở ra cơ hội phát triển mới cho các dịch vụ trên mạng viễn thông. Các dịch vụ nội dung đã nhìn thấy cơ sở hạ tầng để phát triển, điều cần quan tâm là một cơ chế báo hiệu, điều khiển phù hợp để các dịch vụ này có thể được triển khai. [...]... cho các loại mô hình game tương tác trên NGNIMS • Các yêu cầu kỹ thuật chung cần phải có khi triển khai game tương tác trên NGNIMS III.1 Phân loại các mô hình game tương tác trên NGN- IMS Game tương tác trên NGN- IMS là một ứng dụng trên NGN- IMS, nó có thể sử dụng các dịch vụ cơ bản của NGN- IMS để tạo một game phong phú và hấp dẫn Một phiên game tương tác sẽ sẽ bao gồm các dịch vụ như là Video, Voice,... trình bày chi tiết hơn các kỹ thuật, yêu cầu để có thể triển khai dịch vụ Game tương tác trên mạng NGN- IMS 12 CHƯƠNG III Kỹ thuật thực hiện Game tương tác trên mạng NGNIMS Các yêu cầu kỹ thuật cho hạ tầng mạng, kỹ thuật báo hiệu, đảm bảo an ninh, chất lượng dịch vụ, cần phải được phân tích chi tiết khi triển khai Game tương tác trên mạng NGN- IMS Trong chương này, học viên sẽ trình bày nội dung theo... cấp các dịch vụ giá trị gia tăng cho mạng NGN- IMS (Application/OAM Layer) 21 IV.2 Đánh giá khả năng cung cấp Game tương tác trên mạng NGN- IMS ở Việt Nam Đối với mạng NGN- IMS đã triển khai tại Việt Nam, kiến trúc và chức năng của hệ thống hoàn toàn có khả năng cung cấp dịch vụ game tương tác Việc triển khai một vài hệ thống game tương tác nhỏ lẻ, sử dụng SIP để báo hiệu đối với cấu hình mạng NGN- IMS Việt... trên các khảo sát về game tương tác, hệ thống mạng, phân tích, nghiên cứu tính khả thi và các kỹ thuật cần thiết để triển khai được dịch vụ Game tương tác trên mạng NGN- IMS Học viên cũng đã xây dựng phương án triển khai cụ thể Game tương tác trên hệ thống mạng NGN- IMS đã triển khai thực tế ở Việt Nam của VNPT để chứng minh luận điểm của mình Qua toàn bộ phần trình bày, học viên đã khẳng định được Game. .. thêm dịch vụ Game tương tác trên đó sẽ không tiêu tốn quá nhiều đầu tư, nghiên cứu và phần nào đó tăng thêm độ thỏa mãn của khách hàng đối với các dịch vụ viễn thông Để chứng minh cho tính khả thi trong việc triển khai trong thực tế dịch vụ Game tương tác, trong chương sau, học viên sẽ trình bày Phương án triển khai Game tương tác trên mạng NGN- IMS đã xây dựng tại Việt Nam Cụ thể ở đây là mạng NGN- IMS. .. cầu cho dịch vụ game tương tác trên NGN/ IMS cho mô hình P-P Game tương tác trên IMS là một ứng dụng trên IMS, sử dụng nhiều dịch vụ khác để tạo lên một loại hình game mới, phong phú và hấp dẫn Do vậy nó liên quan đến mọi dịch vụ khác trên IMS, từ tầng truyền tải tới tầng dịch vụ Do đó, yêu cầu kỹ thuật đầy đủ nhất phải bao gồm yêu cầu cho truyền tải, các yêu cầu về mặt chức năng cung cấp dịch vụ IMS, ... liên lạc có dịch vụ gia tăng là game có thể coi như cước của dịch vụ Viễn thông do vậy nhà cung cấp dịch vụ Viễn thông sẽ thu cước và phân chia doanh thu với nhà cung cấp game II.4 Tiềm năng khi triển khai Game tương tác trên mạng NGN- IMS Phối hợp được nhiều kênh truyền thông trong game tạo ra nhiều đặc tính thú vị làm cho game giàu đặc tính và gần đời thực hơn Triển khai game trên NGN- IMS mang lại... năng phát triển Game tương tác trên mạng NGN- IMS Trong mô hình game trên internet hiện nay, ta thấy cũng có 2 phần chính đó là phần dịch vụ (bao gồm Client và Server) và phần truyền tải trên môi trường internet Như vậy, nếu triển khai game trên mạng NGN thì phần truyền tải sẽ được đảm bảo và điểu khiển bởi tầng truyền tải, chắc chắn chất lượng dịch vụ game sẽ được đảm bảo Ngoài ra, các dịch vụ multimedia... Việt Nam, cụ thể là mạng NGN- IMS của VNPT là hoàn toàn khả thi IV.3 Phương án triển khai một số mô hình game tương tác trên mạng NGN- IMS ở Việt Nam IV.3.1 Đề xuất kiến trúc chung Dựa trên các yêu cầu kỹ thuật đã phân tích ở trên, nhóm thực hiện đã đề xuất kiến trúc chung cho game tương tác trên NGN- IMS của Việt Nam như Hình IV-2: Hình IV-2: Đề xuất kiến trúc chung cho game trên IMS của Việt Nam IV.3.2... game trên nền NGN- IMS, với các mô hình game tương tác khác nhau Bao gồm: yêu cầu dịch vụ, kiến trúc, kỹ thuật báo hiệu, QoS, đầu cuối, mô hình tính cước và quản lý tài khoản ảo Qua những chi tiết về kỹ thuật đã trình bày, khả năng để triển khai thành công dịch vụ game tương tác trên mạng NGN- IMS đã không phải là một viễn cảnh xa vời Đối với một hệ thống NGN- IMS tiêu chuẩn đã xây dựng, việc triển khai . cầu để có thể triển khai dịch vụ Game tương tác trên mạng NGN- IMS 12 CHƯƠNG III. Kỹ thuật thực hiện Game tương tác trên mạng NGN- IMS Các yêu cầu. tương tác trên NGN- IMS Game tương tác trên NGN- IMS là một ứng dụng trên NGN- IMS, nó có thể sử dụng các dịch vụ cơ bản của NGN- IMS để tạo một game phong