Nghiên cứu giải pháp đảm bảo chất lượng iptv trên nền ngn (tt)

1 HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - NGUYỄN TRUNG HIẾU NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IPTV TRÊN MẠNG NGN Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 60.52.70 Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN TIẾN BAN TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2012 MỞ ĐẦU Với ưu điểm vượt trội tính tương tác hệ thống với người xem, cho phép người xem chủ động thời gian khả triển khai nhiều dịch vụ giá trị gia tăng, IPTV xứng đáng công nghệ truyền hình dẫn đầu IPTV bước phát triển, tiến lên hội tụ mạng viễn thông - xu hướng chung truyền thơng tồn cầu Để khách hàng tiếp cận chấp nhận cơng nghệ IPTV đảm bảo chất lượng dịch vụ yêu cầu quan trọng nhà cung cấp Do vậy, em chọn luận văn với đề tài: “Nghiên cứu giải pháp đảm bảo chất lượng IPTV IMS/NGN” với mục tiêu nắm bắt vấn đề liên quan tới truyền hình giao thức Internet-IPTV, dịch vụ IPTV IMS/NGN, tập trung chủ yếu vào kiến trúc IPTV theo phát triển IMS/NGN giải pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ Luận văn xây dựng theo nội dung sau: Chương 1: Tổng quan IPTV triển khai IPTV IMS/NGN Chương 2: QoS IPTV Chương 3: Nghiên cứu giải pháp đảm bảo chất lượng IPTV mạng NGN Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, TS.Nguyễn Tiến Ban - Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng nhiệt tình hướng dẫn để em hoàn thành luận văn 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IPTV VÀ TRIỂN KHAI IPTV TRÊN NỀN IMS/NGN 1.1 Tổng quan IPTV 1.1.1 Đặc điểm IPTV Hỗ trợ truyền hình tương tác: Các khả hoạt động hai chiều hệ thống IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ đưa số lượng lớn ứng dụng truyền hình tương tác Khơng phụ thuộc thời gian: IPTV kết hợp với máy thu video số cho phép tạo chương trình nội dung khơng phụ thuộc thời gian chế ghi lưu lại nội dung, sau xem lại Tăng tính cá nhân: Hệ thống IPTV từ đầu cuối-đến-đầu cuối hỗ trợ thông tin hai chiều cho phép đối tượng sử dụng lựa chọn thiết lập việc xem TV theo sở thích riêng chương trình thời gian xem ưa thích u cầu băng thơng thấp: Thay phải truyền tải tất kênh cho đối tượng sử dụng, công nghệ IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ cần phải phát kênh mà đối tượng sử dụng yêu cầu Tính hấp dẫn cho phép nhà khai thác mạng tiết kiệm băng thông Khả truy nhập nhiều loại thiết bị: Việc xem nội dung IPTV không bị giới hạn dùng cho máy thu hình Các khác hàng thường sử dụng máy tính cá nhân thiết bị di động để truy cập tới dịch vụ IPTV 1.1.2 Mơ hình kiến trúc hệ thống IPTV Hệ thống gồm khối chức sau: - Hệ thống cung cấp nội dung: cung cấp nguồn liệu thu, nhận xử lý liệu chương trình từ nguồn khác vệ tinh, truyền hình mặt đất nguồn khác để chuyển sang hệ thống Head-end - Hệ thống Head-end: Thu, điều chế giải mã nội dung hình ảnh âm từ nguồn khác sử dụng thiết bị mã hóa để chuyển đổi nội dung thành luồng liệu IP khuôn dạng mã hóa mong muốn Hiện tín hiệu video chủ yếu mã hóa MPEG-4/H.264 đảm bảo tốc độ thấp, cho phép triển khai tốt mạng truy nhập xDSL - Hệ thống Middleware: Cung cấp khả quản lý thuê bao, nội dung báo cáo hoàn chỉnh với chức quản lý EPG STB, đồng thời trì tính mở cho việc tích hợp dịch vụ tương lai - Hệ thống phân phối nội dung: Bao gồm cụm máy chủ VoD hệ thống quản lý VoD tương ứng, cho phép lưu trữ nội dung mã hóa thiết lập sách phân phối nội dung cách mềm dẻo - Hệ thống quản lý quyền số (DRM): DRM giúp nhà khai thác bảo vệ nội dung mình, trộn tín hiệu truyền hình hay mã hóa nội dung VoD, truyền mạng Internet tích hợp với tính an ninh STB phía thuê bao - Mạng truyền tải: Mạng truyền dẫn đống vai trò quan trọng toàn hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV Khả đáp ứng băng thông mạng truyền tải định đến thành công cho dịch vụ IPTV cung cấp - Hệ thống quản lý mạng tính cước: Hỗ trợ quản lí mạng tính cước cho dịch vụ IPTV khách hàng - Set-top Box (STB): Thiết bị đầu cuối phía khách hàng, cho phép thu, giải mã hiển thị nội dung hình TV 1.1.3 Các phương thức truyền dẫn tín hiệu IPTV Phát quảng bá: Video theo yêu cầu: 1.1.4 Các dịch vụ cung vấp IPTV Live TV – Dịch vụ TV Digital TV – Truyền hình số Pay-per-view Near VoD (Video On Demand) Program guide – Chỉ dẫn chương trình Bảng 1.1: Các dịch vụ IPTV Entertainment – Dịch vụ giải trí Gaming – Trị chơi Karaoke Stored TV – Dịch vụ lưu trữ Commerce – Dịch vụ thương mại Video on demand – Video theo yêu cầu Telecomerce – Hội nghị từ xa Time-Shifting Video: truyền hình định thời Targeted/interactive advesting – Quảng cáo Network PVR (Personal Video Recorder) – hướng đối tượng lưu trữ cá nhân Communictaion – Dịch vụ truyền thông ASP (Application Service Provider) – Dịch vụ VoIP (Voice over IP) khách hàng SMS/MMS mesaging Distance learning – Đào tạo từ xa Instant messaging Home automation portal – Tự động hóa gia Video conferencing – Đàm thoại thấy hình đình Converged services – Dịch vụ hội tụ Hospitality - Dịch vụ y tế 1.1.5 Ưu nhược điểm IPTV 1.1.5.1 Ưu điểm 1.1.5.2 Nhược điểm 1.2 Triển khai IPTV nên IMS/NGN 1.2.1 Phân hệ đa phương tiện IMS 1.2.1.1 Yêu cầu kiến trúc  Các phiên đa phương tiện IP: Các mạng liên lạc tồn yêu cầu loại dịch vụ thoại, video tin nhắn sử dụng chuyển mạch kênh biên Dịch vụ khách hàng cuối không bị từ chối khách hàng chuyển từ miền chuyển mạch gói sang bắt đầu sử dụng IMS IMS liên lạc với mức cách yêu cầu điều kiện liên lạc nâng cao chất lượng Người dùng tích hợp thoại, video, văn bản, chia sẻ nội dung diện phần phiên liên lạc thêm vào loại dịch vụ mà họ chọn  Kết nối IP: Yêu cầu tảng thiết bị phải có kết nối IP để truy nhập Các ứng dụng ngang hàng yêu cầu nắm bắt đầu cuối tới đầu cuối kết nối đạt dễ dàng với phiên IPv6, IPv6 khơng thiếu địa  Đảm bảo chất lượng dịch vụ cho dịch vụ đa phương tiện IP: Trong mạng Internet công cộng, trễ có xu hướng cao đa dạng, gói tới bị hỏng vài gói bị bị loại Với IMS trường hợp khơng cịn tồn lâu Các mạng truy nhập tuyền tải với IMS cung cấp chất lượng dịch vụ đầu cuối tới đầu cuối (QoS)  Bảo mật: IMS có chế cho phép nhận thực UE mạng IMS thêm vào thủ tục mạng truy nhập (mạng GPRS) Hơn nữa, tính tin cậy tin SIP lựa chọn cung cấp UE, mạng IMS ảo thực thể mạng IMS mà không quan tâm tới mạng lõi sở (đó RAN GPRS)  Điều chỉnh tính cước: Kiến trúc IMS cho phép sử dụng mô hình tính cước khác Gồm, khả tính cước bên tham gia gọi để tính cước phía gọi đến gọi sở nguồn dùng mức truyền tải Sau người gọi bị tính cước tồn phiên mức IMS: sử dụng sơ đồ tính cước khác mức IMS mức truyền tải  Hỗ trợ chuyển vùng: Người dùng truy cập vào dịch vụ mà khơng xét đến vị trí địa lý Đặc điểm chuyển vùng làm cho người dùng sử dụng dịch vụ chí không vùng vùng dịch vụ mạng nhà  Làm việc tương tác với mạng khác: IMS hỗ trợ liên lạc với PSTN, ISDN, khách hàng Internet di động Thêm vào đó, hỗ trợ phiên với ứng dụng Internet thực không thuộc tổ chức 3GPP  Sự phát triển dịch vụ: Quan trọng có dịch vụ mở rộng đưa dịch vụ nhanh chóng, nghĩa cách tiêu chuẩn hóa dịch vụ từ xa, ứng dụng dịch vụ bổ sung  Thiết kế phân lớp: 3GPP định tiếp cận lớp để thiết kế kiến trúc, có nghĩa dịch vụ biên truyền tải riêng biệt với mạng báo hiệu IMS dịch vụ quản lý phiên  Truy nhập độc lập: IMS thiết kế để truy nhập độc lập dịch vụ IMS cung cấp qua mạng kết nối IP (GPRS, WLAN) 1.2.1.2 Mô tả chức thực thể IMS a Các chức điều khiển phiên gọi (CSCF) Có ba loại chức điều khiển phiên gọi (CSCF): đại diện–CSCF (P-CSCF), dịch vụ-CSCF (S-CSCF) truy vấn–CSCF (I-CSCF) Mỗi CSCF có nhiệm vụ riêng Thông thường tất CSCF thực vai trị suốt tiến trình thiết lập phiên đăng ký tạo máy định tuyến SIP Chức điều khiển phiên gọi ủy quyền (P-CSCF): điểm liên lạc người dùng IMS, có nghĩa tất lưu lượng báo hiệu SIP từ UE gửi tới P-CSCF Tương tự, tất đầu cuối báo hiệu SIP từ mạng gửi từ P-CSCF tới UE Có bốn nhiệm vụ riêng đăng ký cho PCSCF: nén SIP, kết hợp bảo mật IPSec, tương tác với chức định sách (PDF) phát phiên khẩn cấp P-CSCF chịu trách nhiệm trì kết hợp bảo mật (SAs) áp dụng bảo vệ toàn tin cậy cho báo hiệu SIP Điều thực suốt phiên đăng ký SIP UE P-CSCF điều chỉnh IPSec SAs Sau bắt đầu đăng ký P-CSCF áp dụng bảo vệ toàn tin cậy báo hiệu SIP Chức điều khiển phiên gọi truy vấn (I-CSCF): Chức điều khiển phiên gọi truy vấn (I-CSCF) điểm liên lạc mạng nhà vận hành cho tất kết nối xác định đích tới th bao nhà vận hành mạng Chức điều khiển phiên gọi dịch vụ (S-CSCF): Chức điều khiển gọi dịch vụ (S-CSCF) - điểm trọng tâm IMS chịu trách nhiệm xử lý trình đăng ký, tạo định định tuyến, trì trạng thái phiên, lưu đặc điểm dịch vụ b Cơ sở liệu Có hai sở liệu kiến trúc IMS: server thuê bao thường trú (HSS) chức định vị thuê bao (SLF) HSS lưu liệu cho tất thuê bao liệu dịch vụ liên quan IMS Dữ liệu lưu HSS bao gồm định dạng người dùng, thông tin đăng ký, tham số truy nhập thông tin bắt đầu dịch vụ SLF dùng chế giải cho phép I-CSCF, S-CSCF AS tìm kiếm địa HSS nắm giữ liệu thuê bao thực thể người dùng đưa HSS xác định nhiều địa riêng rẽ thực nhà vận hành mạng c Các chức dịch vụ Có ba chức đưa chức liên quan dịch vụ IMS là: điều khiển chức nguồn đa phương tiện (MRFC), xử lý chức nguồn đa phương tiện (MRFP), server ứng dụng (AS) d Các thực thể GPRS Node hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN): Node hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) liên kết RAN tới mạng lõi gói, có nhiệm vụ thực chức điều khiển xử lý lưu lượng cho miền PS Phần điều khiển chứa hai chức chính: quản lý động quản lý phiên Quản lý động giải vị trí, trạng thái UE, nhận thực thuê bao UE Phần điều khiển quản lý phiên giải điều khiển thừa nhận kết nối thay đổi kết nối liệu tồn Nó quản lý dịch vụ nguồn mạng 3G SGSN đảm bảo kết nối nhận QoS phù hợp Thêm vào đó, SGSN phát thơng tin tính cước Node hỗ trợ cổng GPRS (GGSN): Node hỗ trợ cổng GPRS (GGSN) cung cấp ảnh hưởng với mạng liệu gói ngồi Chức gốc GGSN để kết nối UE tới mạng liệu ngoài, nơi ứng dụng dựa sở IP dịch vụ cư trú Mạng liệu ngoại IMS Internet Nói cách khác, GGSN định tuyến gói IP chứa báo hiệu SIP từ UE tới P-CSCF, ngược lại Thêm vào, GGSN quan tâm tới việc định tuyến gói IP phương tiện IMS tới mạng đích (ví dụ, để GGSN mạng đầu cuối) Ngồi GGSN đưa sách giám sát việc sử dụng nội dung PDP cho lưu lượng phương tiện IMS phát thông tin tính cước 1.2.1.3 Các giao thức sử dụng IMS * Giao thức khởi tạo phiên SIP - Session Initiation Protocol SIP-giao thức khởi tạo phiên giao thức lớp ứng dụng sử dụng để thiết lập, thay đổi xác định đầu cuối phiên đa phương tiện giao thức Internet (IP) Các ứng dụng gồm: thoại, hình ảnh, trị chơi, tin nhắn, điều khiển gọi diện * Giao thức mô tả phiên SDP – Session Description Protocol Giao thức mô tả phiên SDP-giao thức sở văn bản, giao thức lớp ứng dụng tham gia vào mô tả phiên đa phương tiện Khi mô tả phiên người gọi người gọi khả “nhận” tương ứng, định dạng phương tiện địa chỉ/cổng nhận Thay đổi khả thực suốt trình thiết lập phiên suốt phiên - là, phiên tiến hành * Giao thức truyền tải thời gian thực RTP Giao thức truyền tải thời gian thực RTP giao thức sử dụng cho việc truyền phát liệu thực đầu cuối tới đầu cuối Nó chứa dịch vụ truyền phát đầu cuối tới đầu cuối cho liệu thời gian thực: định nghĩa loại tải (codec), số chuỗi, nhãn thời gian điều khiển truyền phát RTP không cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS); nhiên cung cấp điều khiển QoS sử dụng giao thức điều khiển RTP (RTCP) * Giao thức điều khiển RTP – RTCP Các gói giao thức điều khiển RTP truyền định kỳ tới tất thành viên tham gia phiên Có chức RTCP: Cung cấp hồi đáp QoS phân bố liệu thời gian thực Mang định dạng liên tục nguồn RTP (được gọi CNAME) Cho phép đoạn phân bố gói RTCP thay đổi (đoạn thông báo) Để khảo sát thông tin điều khiển phiên 1.2.2 Sự phát triển kiến trúc IPTV theo hướng IMS - NGN Nền IPTV sở IMS định nghĩa sau: IPTV sở IMS kiến trúc dịch vụ cho phép cung cấp dịch vụ IPTV điều khiển xử lý phân hệ lõi IMS truyền phát độc lập với mạng truyền tải IP sở Tồn mức phát triển kiến trúc IPTV Hình 1.12: Các bước phát triển IPTV  Kiến trúc non-NGN-based IPTV : Các giải pháp IPTV sở non-NGN (hầu hết giải pháp có giá trị có mặt thị trường) Vài hoạt động tương tác với NGN, hầu hết lớp điều khiển dịch vụ ứng dụng riêng biệt thực cho dịch vụ IPTV (IPTV middleware)  Kiến trúc IPTV dựa NGN non-IMS: Kiến trúc IPTV sở NGN Cho phép tương tác hợp tác làm việc qua điểm tham chiếu chuẩn ứng dụng IPTV vài thành phần NGN chung tồn Những thành phần gồm yếu tố điều khiển truyền tải cho việc thừa nhận nguồn điều khiển phân hệ (RACS) phân hệ gắn với mạng TISPAN (NASS) Cách tiếp cận sử dụng phân hệ dành cho IPTV NGN để cung cấp tất chức yêu cầu IPTV cần thiết  Kiến trúc IPTV dựa IMS-NGN: Kiến trúc IPTV IMS Xác định chức IPTV hỗ trợ phân hệ IMS thực chức phép tái sử dụng chức IMS tạo khởi tạo dịch vụ điều khiển sở SIP (giao thức khởi tạo phiên) 1.2.2.1 Kiến trúc IPTV non-NGN non-IMS * Kiến trúc IPTV non-NGN * Kiến trúc IPTV NGN non-IMS 1.2.2.2 Kiến trúc IPTV IMS/NGN IPTV sở IMS có số ưu điểm, hỗ trợ tính di động, tương tác với dịch vụ NGN, dịch vụ cá nhân, thích nghi phương tiện, tích hợp dịch vụ thoại, liệu, hình ảnh di động dịch vụ quadruple play a Kiến trúc chức sở IMS/ NGN sử dụng cho dịch vụ IPTV: Kiến trúc chức IPTV IMS trình bày phần chứa khối chức điểm tham chiếu định nghĩa nội dung IPTV IMS/NGN ETSI TISPAN Hình 1.15: Kiến trúc IPTV IMS/NGN Thiết bị người dùng (UE) giao tiếp với server ứng dụng IPTV (bao gồm chức điều khiển dịch vụ) thông qua nhiều giao diện khác thực mục đích khác nhau, cụ thể, thơng 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 tính lựa chọn dịch vụ b Các thành phần chức o Chức điều khiển dịch vụ đa phương tiện (MSCF) Chức xử lý yêu cầu IPTV, đóng vai trị phần tử điều khiển phiên dịch vụ tất dịch vụ IPTV Thành phần chức chịu trách nhiệm tương tác với lõi IMS-NGN lớp điều khiển dịch vụ Chức điều khiển dịch vụ chứa tất chức phục vụ cho dịch vụ IPTV sử dụng lại chức server ứng dụng IPTV cụ thể, hay phần tử có chức riêng biệt phụ thuộc vào khả thực o Chức điều khiển phương tiện IPTV (IMCF) Chức phương tiện IPTV bao gồm chức điều khiển phương tiện (MCF) chức phân phối phương tiện (MDF) Một nguyên lý thiết kế quan trọng chức kiến trúc phân phối phương tiện phân cấp linh hoạt o Chức phân phối phương tiện IPTV (IMDF) Ban đầu MDF chịu trách nhiệm phân phối phương tiện tới thiết bị người dùng (trong miền IPTV, phương tiện video, voice, data) o Chức lựa chọn phát dịch vụ Chức phát lựa chọn dịch vụ (SDF SSF) cung cấp thông tin yêu cầu UE để lựa chọn dịch vụ o Chức điều khiển dịch vụ Chức điều khiển dịch vụ (SCF) ứng dụng máy chủ SIP c Các giao diện: Có giao diện chuyên dụng cho IPTV IMS-NGN Điểm tham chiếu Xa: Điểm tham chiếu Xa nằm UE SSF UE sử dụng điểm để lựa chọn dịch vụ phù hợp Điểm tham chiếu Xc: Xc điểm tham chiếu end-to-end logic nằm UE thực thể chức điều khiển phương tiện IPTV (IMCF) để thay đổi tin điều khiển phương tiện dành cho luồng phương tiện IPTV Điểm tham chiếu Xd: Xd điểm tham chiếu xuyên suốt (end-to-end) logic nằm UE thực thể chức phân phối phương tiện IPTV sử dụng để phân phối liệu phương tiện 8 Điểm tham chiếu y2: Điểm tham chiếu y2 nằm S-CSCF thực thể chức điều khiển phương tiện IPTV (IMCF), mang tin báo hiệu điều khiển dịch vụ IPTV phát từ ISCF để điều khiển IMCF Trong trường hợp CSCF MCF nằm miền quản trị khác luồng báo hiệu qua IBCF Điểm tham chiếu Xp: Điểm tham chiếu Xp nằm MCF MDF, điều khiển phiên phân phối phương tiện để hỗ trợ việc thiết lập phiên nội dung phân phối qua nhiều thực thể chức phân phối phương tiện d Phân hệ đa phương tiện IP lõi Đặc điểm IMS tương tác với yếu tố từ mạng hệ thống viễn thông chung (UMTS) IMS điều khiển QoS hiệu đặc biệt thích hợp cho ứng dụng với yêu cầu QoS nghiêm ngặt, gọi A/V người dùng IPTV Yếu tố IMS proxy/server SIP, biết IMS với tên CSCF Để tương tác proxy này, thiết bị người dùng phải thực chức tác nhân người dùng SIP CSCFs xử lý tất phiên tín hiệu SIP khơng tham gia không nằm hướng liệu ứng dụng e Các chức điều khiển dịch vụ IPTV SCFs IPTV xử lý yêu cầu liên quan tới IPTV, thực dịch vụ điều khiển phiên cho tất dịch vụ IPTV Những chức chịu trách nhiệm hoạt động tương tác với IMS lõi lớp điều khiển dịch vụ f Các chức phương tiện IPTV Các chức phương tiện IPTV gồm chức điều khiển phương tiện chức truyền phát phương tiện Nguyên lý thiết kế quan trọng chức phương tiện để nhận kiến trúc truyền phát phương tiện linh hoạt đồng nội dung truyền phát hiệu môi trường phân bố 1.2.2.3 Mơ hình giao thức IPTV IMS/NGN Hình 1.18: Mơ hình IPTV IMS Đầu tiên, cần thiết bắt đầu khởi động UE (như hộp phối ghép set-top box thiết bị khách hàng IPTV) thực gắn kết mạng để đạt tham số mạng (như địa IP địa đại diện CSCF [P-CSCF]) Sau đó, UE bắt đầu tiến trình đăng ký IMS với IMS lõi thực chức gắn kết dịch vụ IPTV, gồm khám phá dịch vụ để thực nhiệm vụ SDF Sau UE cho phép bắt đầu tiến trình lựa chọn dịch vụ (sử dụng HTTP qua Xa) Thiết bị người dùng IPTV IMS cần biết thông tin lựa chọn dịch vụ để thiết lập phiên đa phương tiện xác cách phát tin SIP INVITE dịch vụ khởi tạo (qua Gm tới chức điều khiển phiên gọi dịch vụ nhà S-CSCFs) IMS lõi cho phép khởi tạo tiến trình dành riêng nguồn cho nguồn mạng cần thiết luồng IPTV theo khả UE Sự dành riêng thực sử dụng chức điều khiển truyền tải tiêu chuẩn hóa NGN RACS phân hệ NASS kết nối với IMS lõi Sau khởi tạo phiên thành công, qua IMS lõi, SCF thông báo MCF truyền phát phương tiện (chứa chức truyền phát phương tiện phân bố điều khiển phương tiện), sử dụng mặt phẳng y2, để bắt đầu luồng nội dung phương tiện lựa chọn Sau thiết lập luồng liệu khởi tạo, người dùng điều khiển qua giao diện Xc UE server thực chức điều khiển phương tiện Giao thức RTSP dùng giao diện để điều khiển truyền phát phương tiện với đặc điểm bật thiết bị, dừng, chuyển tới, lùi lại, nhanh chậm sử dụng phương pháp RTSP PLAY PAUSE MDF thực truyền phát phương tiện qua giao diện Xd dựa việc truyền luồng RTP Giao thức mô tả cách dùng SIP/phiên (SDP) theo điểm tham chiếu:  Các điểm tham chiếu Gm, ISC, y2  Các thực thể chức có khả SIP/SDP: UE, SCF, SDP, MCF, IMS lõi  Phương pháp nâng cao SIP cho IMS: thủ tục đăng ký IMS, khởi tạo phiên, thay đổi, đầu cuối; phương pháp SIP thêm vào sử dụng IPTV IMS: REGISTER, INVITE, UPDATE, PUBLISH, NOTIFY, MESSAGE, … Giao thức sử dụng HTTP theo điểm tham chiếu:  Các điểm tham chiếu Xa, Ut  Các thực thể chức có khả HTTP: UE, SCF, SSF Giao thức sử dụng RTSP/SDP theo điểm tham chiếu:  Các điểm tham chiếu Xc (qua tiến trình truyền tải Di, Dj, Ds, lz)  Các chức có khả RTSP: UE, MCF  UE MCF cần để hỗ trợ vài phương pháp RTSP: PLAY, PAUSE, GET_PARAMETER, SET_PARAMETER (yêu cầu) OPTION (lựa chọn)  UE MCF cần hỗ trợ phương pháp RTSP trường hợp phương pháp sử dụng cho CoD: DESCRIBE, SETUP, PLAY, PAUSE, TEARDOWN (bắt buộc) 1.3 Kết luận chương Chương giới thiệu tổng quan IPTV, đặc điểm, kiến trúc mạng IPTV, mơ hình IMS phần tử CSCF, HSS, MRCF… Các giao thức quan trọng sử dụng IMS khởi tạo phiên SIP, mô tả phiên SDP, truyền tải thời gian thực RTP điều khiển RTP Tiến trình phát triển IPTV theo hướng NGN từ IPTV non NGN , IPTV - NGN, đặc biệt IPTV IMS/GN Trình bày chức IPTV sở IMS/NGN cho phép cung cấp dịch vụ IPTV điều khiển xử lý IMS truyền phát dịch vụ IPTV độc lập với lớp mạng truyền tải IP Đưa ưu điểm dịch vụ IPTV triển khai IMS 10 CHƯƠNG 2: QoS TRONG IPTV 2.1 Tổng quan chất lượng dịch vụ - QoS (Quality of Service) 2.1.1 Khái niệm QoS 2.1.1.1 Định nghĩa Theo khuyến nghị E.800 tiêu chuẩn ngành viễn thông thuộc Tổ chức viễn thông quốc tế ITU-T: “QoS tập hợp yếu tố tác động đến hài lòng khách hàng dịch vụ viễn thông đó” IEEE định nghĩa QoS là: “tập hợp đặc trưng định tính định lượng hệ thống truyền dẫn đa phương tiện nhằm đạt chức yêu cầu dịch vụ cụ thể” Nhà sản xuất thiết bị mạng hàng đầu Cisco đưa khái niệm: “QoS thuật ngữ dùng để xác định khả đảm cung cấp cấp độ dịch vụ khác với hình thức lưu lượng khác mạng” QoS định nghĩa “là tập hợp công cụ cho phép người quản trị mạng đảm bảo cấp độ tối thiểu dịch vụ cung cấp lưu lượng xác định” ” Một cách đơn giản, QoS hiểu “khả phân biệt đối xử gói tin truyền qua mạng vào nội dung gói tin đó” 2.1.1.2 Ý nghĩa Các tham số QoS dùng để đo lường chất lượng dịch vụ, đánh giá khả cung cấp dịch vụ hệ thống mạng viễn thông… Đặc biệt, việc theo dõi tham số QoS giúp nhà cung cấp dịch vụ đưa giải pháp thích hợp nhằm đảm bảo cung cấp QoS cho khách hàng( QoS mechanisms) 2.1.2 Các tham số QoS 2.1.2.1 Tham số QoS QoS phụ thuộc vào chất lượng hỗ trợ dịch vụ, chất lượng khai thác dịch vụ, chất lượng phục vụ chất lượng an toàn Chất lượng hỗ trợ dịch vụ: khả cung cấp dịch vụ hỗ trợ việc sử dụng tính dịch vụ Ví dụ cung cấp tính hỗ trợ cung cấp dịch vụ bổ trợ Chất lượng khai thác dịch vụ: khả user sử dụng dịch vụ thành công cách dễ dàng Chất lượng phục vụ: khả thực dịch vụ user điều kiện cụ thể, khả trì dịch vụ khơng xảy suy yếu, gián đoạn suốt thời gian yêu cầu Chất lượng phục vụ chia nhỏ thành: khả truy nhập, khả trì mức độ hoàn hảo dịch vụ Chất lượng an toàn: đảm bảo tính an tồn thơng tin cho khách hàng, chống lại việc giám sát trái phép sử dụng gian lận dịch vụ, an toàn cho hệ thống thiết bị an tồn cho người sử dụng 2.1.2.2 QoS nhìn từ khía cạnh khác QoS nhìn từ góc độ khác nhau, khuyến nghị G.1000 đưa quan điểm cho QoS bao gồm: yêu cầu QoS khách hàng, QoS nhà cung cấp đưa ra, QoS nhà cung cấp đạt cảm nhận QoS khách hàng Các quan điểm có quan hệ nhân với sở yêu cầu khách hàng điểm khởi đầu (starting point) 2.1.3 QoS mạng IP 2.1.3.1 Mơ hình tham chiếu QoS IP Có hai thành phần quan trọng ảnh hưởng đến QoS mạng IP: phương tiện truyền dẫn thiết bị chuyển mạch QoS mạng IP hiểu QoS chuyển vận dịch vụ, xét từ NI đến NI, thiết bị khách hàng (Customer Installation) mang tính chất tham khảo mơ hình Mạng IP bao gồm nhiều phân đoạn mạng NS (Network Section), NS có đặc tính riêng giao thức, cấu hình sách QoS Mỗi NS tham gia gây trễ, tổn thất lỗi QoS NI-NI tổng hợp thông số QoS tất NS mạng 2.1.3.2 Tham số QoS mạng IP Theo khuyến nghị I.380 ITU-T, tham số đánh giá hiệu truyền gói tin IP bao gồm: - Trễ truyền gói tin IP IPTD (IP Packet Transfer Delay): thời gian gói tin truyền từ đầu phát đến đầu thu - Biến động trễ gói tin IP IPDV (IP packet Delay Variation): biến động trễ gói tin, định nghĩa khoảng chênh lệch độ trễ gói tin 11 - Tỷ lệ lỗi gói tin IP IPER (IP Packet Error Ratio): tham số tính theo tỷ lệ gói tin IP lỗi tổng số gói tin IP nhận - Tỷ lệ tổn thất gói IP IPLR (IP Packet Loss Ratio): Tỷ số gói tin bị tổng gói tin truyền - Tỷ lệ xếp lại gói tin IP IPRR (IP Packet Reordering Ratio): việc xếp lại xảy có tổn thất gói tin TCP, IPRR đưa để đánh giá tổng số gói bị TCP 2.1.3.3 Phân lớp QoS cho mạng IP Bảng 2.1: Lớp dịch vụ theo đề xuất ETSI Lớp QoS Thành phần Các đăc tính QoS Hội thoại thời gian Thoại, audio, video, đa Nhạy cảm với trễ biến động trễ, có giới hạn thực phương tiện lỗi tổn thất, tốc độ bit thay đổi cố định Luồng thời gian Audio, video, đa phương Trễ biến động trễ có dung sai định, thực tiện dung sai nhỏ lỗi tổn thất, tốc độ bit thay đổi Tương tác cận thời Dữ liệu Nhạy cảm với trễ, biến động trễ tổ thất, tốc gian thực độ bit thay đổi Phi thời gian thực Dữ liệu Không nhạy cảm với trễ biến động trễ, nhạy cảm với lỗi Bảng 2.2: Phân lớp dịch vụ theo ITU-T Y.1541 Lớp QoS Các đặc tính QoS Thời gian thực, nhạy cảm với jitter, tương tác cao Thời gian thực, nhạy cảm với jitter, tương tác Dữ liệu chuyển giao, tương tác cao Dữ liệu chuyển giao, tương tác Tổn hao thấp (chuyển giao ngắn, video) Các ứng dụng nguyên thủy mạng IP Tốc độ cao, nhạy cảm với gói, nhạy cảm với jitter, thời gian thực, tương tác cao Tốc độ cao, nhạy cảm với gói, nhạy cảm với jitter, thời gian thực, tương tác Từ lớp dịch vụ này, ITU-T đưa phân lớp QoS cho mạng IP với yêu cầu cụ thể QoS IP cho lớp dịch vụ Bảng 2.2: Lớp QoS giá trị NP mạng IP (ITU-T Y.1541) QoS Classes Tham số NP Class Class Class Class Class Class Class Class 100 ms 400 ms 100 ms 400 ms 1s U 100 ms 400 ms IPTD 50 ms 50 ms U U U U 1.10-6 1.10-6 IPDV -3 -3 -3 -3 -3 -6 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 U 1.10 1.10-6 IPLR -4 -4 1.10 U 1.10 1.10-4 IPER -6 U U 1.10 1.10-6 IPRR U: Unspecial, không định, dịch vụ thuộc lớp khơng có yêu cầu đặc biệt tham số NP tương ứng Class class xem lớp tạm thời, u cầu khơng thể xác định chưa đặt vào trường hợp thực tế 2.1.4 QoS khái niệm liên quan 2.1.4.1 Chất lượng trải nghiệm QoE (Quality of Experience) QoE định nghĩa P.10/G100 ITU-T: “Khả chấp nhận (sự hài lòng) tổng thể ứng dụng dịch vụ theo cảm nhận chủ quan người dùng” QoE QoS hai thuật ngữ có liên hệ gần gũi thường gây nhầm lẫn Có thể phân biệt sau: QoS yếu tố tác động đến hài lòng khách hàng dịch vụ, QoE cảm nhận thực khách hàng dịch vụ QoS tác động đến QoE, QoE mục đích QoS 2.1.4.2 Cấp độ dịch vụ GoS (Grade of Service) GoS xem khía cạnh QoS Cấp độ dịch vụ định nghĩa sau: “Khi mạng phần mạng, lưu lượng phát sinh vượt khả xử lý mạng mà không giới 12 hạn dẫn đến tắt nghẽn Việc giới hạn tác động đến dịch vụ cung cấp cho khách hàng, mức độ giới hạn thể thơng số GoS thích hợp (ví dụ xác suất gói, trễ trung bình, tỉ lệ lỗi…) Cấp độ dịch vụ coi cung cấp thơng tin khía cạnh lưu lượng QoS” GoS phụ thuộc lớn vào kiến trúc chuyển mạch phương diện phần cứng phần mềm điều khiển, đồng thời phụ thuộc vào lưu lượng đưa tới hệ thống Với kiến trúc xử lý, với loại lưu lượng khác có cấp độ dịch vụ khác 2.1.4.3 Kiểu dịch vụ ToS (Type of Service) lớp dịch vụ CoS (Class of Service) ToS CoS trường nhằm xác định cấp độ ưu tiên xử lý liệu, vào đặc tính dịch vụ chia vào lớp dịch vụ mà có cách cư xử thích hợp với liệu dịch vụ ToS: Là trường tiêu đề (header) gói tin IP, thể mức độ ưu tiên gói tin CoS: CoS trường bit nằm header frame Ethernet Trường thuộc tag VLAN Với bit, đánh dấu mức độ ưu tiên ứng với lớp dịch vụ 2.2 QoS cho dịch vụ IPTV 2.2.1 Các yêu cầu chung Yêu cầu định hướng người dùng: IPTV thực chất loại hình đa dịch vụ, hướng tới hội tụ, đó, chức hướng dẫn vô cần thiết để tạo điều kiện thuận lợi cho khách hàng sử dụng dịch vụ IPTV Yêu cầu phân phối nội dung đến khách hàng: thời điểm, có hàng loạt user yêu cầu truy cập đến lượng lớn nội dung media, nội dung phải đảm bảo cung cấp cho khách hàng theo yêu cầu Yêu cầu quản lý nội dung: với tính đa dạng nội dung, việc quản lý nội dung IPTV cần thiết Yêu cầu quản lý dịch vụ: IPTV thường tích hợp với nhiều dịch vụ khác, đó, chức quản lý dịch vụ yêu cầu quan trọng Yêu cầu khía cạnh an toàn dịch vụ: cho phép thực xác thực xác nhận quyền truy cập Yêu cầu nhà cung cấp dịch vụ IPTV nhà cung cấp hạ tầng mạng: 2.2.2 Yêu cầu chất lượng trải nghiệm QoE cho IPTV QoE thước đo xác khả cạnh tranh IPTV thể rõ chất lượng dịch vụ IPTV Tìm hiểu yêu cầu khía cạnh quan trọng lớp dịch vụ ứng dụng ảnh hưởng trực tiếp đến QoE sở đánh giá QoS IPTV Yêu cầu chức điều khiển: Bao gồm yêu cầu thời gian chuyển kênh cho TV yêu cầu khả play/pause/reward VoD (VoD trick mode) Thời gian chờ phải ngắn tốt, điều phụ thuộc vào khả xử lý độ trễ hệ thống Yêu cầu dịch vụ cộng thêm hỗ trợ: Bao gồm yêu cầu siêu liệu (metadata), trình duyệt (browser) khả thay đổi hướng dẫn nội dung 2.2.3 Yêu cầu chất lượng mạng IP cho dịch vụ IPTV Yêu cầu chất lượng mạng IP đơi cịn xem u cầu QoS cho IPTV, QoS thơng thường hiểu lớp mạng, chế QoS tập trung lớp QoS cho mạng IP chia thành lớp (theo ITU-T Y.1541), FG IPTV C-0127 tài liệu liên kết thành phần dịch vụ IPTV với lớp QoS IP Các dịch vụ IPTV chia thành nhóm (categories): nỗ lực tốt BE (Best Effort), thơng tin LL (Low Loss), Tương tác I (Interactive), tương tác thời gian thực RTI (Real-Time Interactive) thời gian thực multicast & unicast RTMU (Real-Time Multicast & Unicast) Mỗi dịch vụ IPTV có yêu cầu QoS khác nhau, việc đối xử với liệu dịch vụ phải khác nhằm cung cấp chất lượng tốt tận dụng tốt tài nguyên mạng 2.3 Kết luận chương Chương trình bầy vấn đề liên quan đến QoS: khái niệm, tham số đánh giá Các tham số QoS dùng để đo lường chất lượng dịch vụ, đánh giá khả cung cấp dịch vụ hệ thống mạng viễn thông… Bên cạnh đó, chương đề cập tới khái niệm chất lượng trải nghiệm (QoE), kiểu dịch vụ (ToS) lớp dịch vụ Từ đưa yêu cầu QoS cho dịch vụ IPTV 13 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IPTV TRÊN MẠNG NGN 3.1 Đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV 3.1.1 Mơ hình đo lường QoS ITU-T Một mơ hình IPTV đơn giản bao gồm phần: Head-end, mạng truyền dẫn thiết bị đầu cuối khách hàng CPE (Customer Premise Equipment) + Head-end: bao gồm tất thiết bị ứng dụng cần thiết để tạo tín hiệu video đưa chúng vào mạng truyền dẫn + Mạng truyền dẫn: truyền tín hiệu video đến CPE + CPE: Là kết thúc mạng IP (thường STB), giải mã tín hiệu video hiển thị video hình TV thơng thường Mơ hình đo lường chất lượng xây dựng dựa ba thành phần Hình 3.1: Mơ hình đo lường chất lượng hệ thống IPTV 3.1.2 Đo lường chất lượng Head-end Chất lượng video đầu vào trước hết phụ thuộc vào chất lượng nguồn video (độ phân giải, kích thước ảnh, tốc độ frame… đưa chuẩn video) Việc đo lường thông số head-end giúp khoanh vùng vấn đề QoS Mạng IP chịu trách nhiệm đảm bảo cấp độ chất lượng thích hợp luồng video truyền tới khách hàng 3.1.3 Đo lường chất lượng end-to-end Việc xác định chất lượng video STB cho phép đánh giá gần chất lượng mà user thật nhận Một số nhà cung cấp dịch vụ tích hợp chương trình đo lường chất lượng STB Dựa vào phản hồi (feedback) STB gửi định kỳ mà thu thập thông tin nhằm quản lý chất lượng dịch vụ 3.1.4 Đo lường QoS mạng IP Mạng IP mạng đa điểm, phức tạp với kỹ thuật truyền dẫn khác Trong chồng giao thức TCP/IP, mạng IP gồm giao lớp Internet Network Access Đo lường tham số chất lượng lớp IP cho phép xác định giá trị u cầu mạng từ tìm cơng nghệ truyền dẫn thích hợp để cung cấp chất lượng end-to-end Việc đo lường lớp IP không liên quan đến FEC hay kỹ thuật sửa lỗi lớp trên, thơng số khả mạng trước thực biện pháp sửa lỗi tầng 3.1.5 Một số khái niệm thường dùng để đánh giá chất lượng IPTV Các khái niệm thường gặp V-Factor, điểm trung bình chất lượng MOS số truyền thông MDI (Media Delivery Index) V-Factor: MPQM nghiên cứu nhằm mô cảm nhận người dịch vụ video MOS đánh giá người xem chất lượng video Cả hai khái niệm dựa vào đo lường chất lượng video, độc lập với môi trường truyền dẫn dùng để thể QoE dịch vụ Tuy nhiên, dựa vào giá trị này, người ta phần dự đoán QoS hệ thống 14 MDI khái niệm đưa để đánh giá riêng cho dịch vụ video IP, đo lường MDI xem biện pháp đo lường chất lượng sử dụng phổ biến cho IPTV MDI gồm hai tham số chính: tỉ lệ mát truyền thông MLR (Media Loss Rate) yếu tố trễ DF (Delay Factor) Giá trị MDI thường biểu diễn “DF:MLR” MLR số gói đơn vị thời gian DF jitter hệ thống Các tham số MDI tham số NP, tham số QoS IP có ảnh hưởng lớn đến dịch vụ video, đó, việc đo lường MDI cho phép đánh giá khả mạng để dùng cho dịch vụ IPTV Kết hợp MDI với MOS V-Factor cho phép kiểm soát chất lượng dịch vụ, giám sát, phát định vị lỗi gây giảm chất lượng dịch vụ 3.2 Các giải pháp đảm bảo QoS IPTV Head-end Sử dụng kỹ thuật nén phương pháp quan trọng sử dụng head-end, vừa đảm bảo chất lượng video, vừa đảm bảo lưu lượng luồng video/audio không lớn Nhà cung cấp dịch vụ cần lựa chọn kỹ thuật nén cấu hình phù hợp với yêu cầu dịch vụ khả mạng truyền dẫn Kỹ thuật nén thường sử dụng video MPEG part H.264 Với ưu có tỉ lệ nén cao, nhiều cấu hình lựa chọn, H.264 giải pháp sử dụng rộng rãi Về nén audio, kỹ thuật sử dụng bao gồm: Dolby Digital (AC-3) cho HDTV AAC cho SDTV 3.3 Các giải pháp đảm bảo QoS mạng quản lý Middle ware phần vô quan trọng để đảm bảo chất lượng dịch vụ khách hàng, middle ware phải cung cấp tính bảo mật, xác nhận, tính cước, giám sát hệ thống, đồng thời phải cung cấp EPG đầy đủ tiện ích thân thiện với người dùng Mạng quản lý phải đảm bảo cung cấp đa dịch vụ khả mở rộng Sử dụng software thích hợp để biện pháp hữu hiệu để đạt yêu cầu 3.4 Các giải pháp đảm bảo QoS Home network Yếu tố ảnh hưởng lớn đến chất lượng IPTV mạng gia đình STB Chất lượng STB định mà khách hàng xem Một STB có chất lượng tốt phải có khả xử lý nhanh, chạy mượt, lướt lỗi, giải mã chuẩn video khác nhau, hỗ trợ giải kỹ thuật giải nén, cung cấp khả sửa lỗi, hoạt động ổn định, ngồi ra, cịn phải có khả đáp ứng EPG, dễ sử dụng, dễ điều khiển… Khả STB tỉ lệ với giá thành, đó, nhà cung cấp dịch vụ cần phải lựa chọn STB cho đáp ứng yêu cầu hệ thống mà có tính kinh tế Tuy nhiên, đơi khi, STB khách hàng tự lựa chọn, trường hợp này, nhà cung cấp dịch vụ cần tiến hành tư vấn để khách hàng có lựa chọn tốt 3.5 Các giải pháp đảm bảo QoS mạng truyền dẫn 3.5.1 NP biện pháp cải thiện NP Băng thông: Các biện pháp nhằm tăng băng thơng dùng cho dịch vụ:  Nâng cấp đường truyền: xem phương pháp hiệu phương pháp tốn  Sử dụng QoS class để phân luồng ưu tiên lưu lượng Đây xem biện pháp hữu hiệu nhất, nhiều chế khác đưa để thực phương pháp  Nén frame liệu layer 2: biện pháp có hiệu nhiên làm tăng thời gian trễ tính phức tạp giải thuật nén  Nén Header, phương pháp hiệu trường hợp gói tin có tỉ số liệu/header nhỏ (RTP) Trễ đầu cuối đến đầu cuối (end-to-end delay): Trễ bao gồm trễ mạng cố định trễ mạng biến đổi Để giảm trễ người ta dùng biện pháp:  Nâng cấp đường truyền, phân lớp lưu lượng, nén frame nén header  Nâng cấp đường truyền, nâng cao băng thông giúp giảm thời gian trễ gói tin khơng phải chờ đợi để đưa vào đường truyền  Phân lớp lưu lượng: ứng dụng nhạy cảm với trễ ưu tiên truyền trước  Nén frame nén header: giảm kích thước file, kích thước gói thời gian truyền giảm xuống Mất gói (Packet Loss): 15 Nghẽn nguyên nhân gây gói, biện pháp giảm gói chủ yếu tập trung ngăn chặn nghẽn:  Nâng cấp đường truyền: băng thơng đường truyền tăng nghẽn xảy ra, gói giảm  Sử dụng pháp phân lớp lưu lượng đảm bảo băng thông cho dịch vụ nhạy cảm với gói  Tăng kích thước đệm hàng đợi: giảm gói lại làm tăng trễ  Sử dụng phương pháp quản lý hàng đợi tích cực AQM (Active Queue Management):bao gồm kỹ thuật loại bỏ gói sớm ngẫu nhiên RED (Random Early Detection) kỹ thuật loại bỏ gói sớm ngẫu nhiên theo trọng số WRED (Weight Random Early Detection)  Định hình lưu lượng (Traffic Shaping): tương tự WRED gói tin không bị loại bỏ mà gây trễ  Chính sách lưu lượng: giới hạn tốc độ dịch vụ quan trọng nhằm phục vụ tốt cho dịch vụ nhạy cảm với gói Biến động trễ (Jitter): Phương pháp tốt để giảm jitter dùng đệm giảm jitter, nơi mà gói tin trễ bị giữ lại để “chờ” gói tin bị trễ nhiều Kết việc làm tăng thời gian trễ Với biện pháp này, jitter khơng cịn ảnh hưởng dịch vụ không tương tác, nhiên, dịch vụ mang tính tương tác, thời gian thực cận thời gian thực IPTV áp dụng phương pháp cần phải có cân nhắc jitter delay Phải lựa chọn kích thước đệm cho cân hai giá trị 3.5.2 Các biện pháp đảm bảo QoS liên quan đến xử lý lưu lượng Các biện pháp đảm bảo QoS liên quan đến xử lý lưu lượng biện pháp xem hiệu sử dụng rộng rãi Đôi khi, khái niệm QoS định nghĩa là: “Khả phân biệt đối xử với lưu lượng khách nhau” (theo Cisco) Các biện pháp gọi chế QoS hay kỹ thuật QoS 3.5.2.1 Sự cần thiết kỹ thuật QoS dịch vụ IPTV Trước diễn hội tụ, truyền hình điện thoại có mạng truyền dẫn dành riêng, với chi phí đầu tư lớn, giá thành cao, bù lại đảm bảo chất lượng dịch vụ cung cấp cho khách hàng Sau hội tụ, IPTV VoIP dịch vụ có yêu cầu chất lượng mạng đặt biệt cao (về thời gian trễ, băng thông…) liệu khác truyền qua chung mạng, tất liệu mạng phục vụ theo “best effort” chất lượng IPTV VoIP khơng đảm bảo Vì vậy, các chế QoS u cầu khơng thể thiếu để việc triển khai dịch vụ 3.5.2.2 Các bước thực QoS Quá trình thực kỹ thuật QoS gồm giai đoạn: Xác định lưu lượng yêu cầu ứng với lưu lượng đó: việc xác định xét mạng, mục đích kinh doanh dựa vào SLA (Service Levels Agreement) Chia lưu lượng thành lớp QoS: ứng với yêu cầu loại lưu lượng Xác định sách QoS cho lớp lưu lượng: đặt chế độ bảo vệ băng thông nhỏ nhất, thiết lập giá trị băng thông lớn nhất, xác định ưu tiên cho lớp, sử dụng chế QoS (ví dụ: chế xếp hàng) để kiểm soát nghẽn 3.5.3 Các chế QoS 3.5.3.1 Chia lớp Xác định chia lưu lượng thành lớp khác nhau, việc chia lớp dựa nhiều yếu tố, công cụ chia lớp thông thường công nhận ứng dụng sở mạng NBAR (Network-Based Application Recognition), định tuyến theo sách lưu lượng PBR (Policy-based routing), chia lớp dịch vụ dựa vào giao diện lệnh CLI ( Command-line Interface) 3.5.3.2 Đánh dấu Đánh dấu gọi “tơ màu” cho gói tin, đánh dấu gói tin thành phần lớp QoS nhờ gói tin nhanh chóng nhận truyền qua phần lại mạng Việc đánh dấu thực cách thay đổi bit DSCP, bit trường tham chiếu IP bit CoS 16 3.5.3.3 Quản lý nghẽn Phương pháp sử dụng chủ yếu dùng hàng đợi, dựa vào đánh dấu lớp QoS gói tin mà xác định hàng đợi phù hợp 3.5.3.4 Tránh lỗi Cơ chế tránh lỗi thực cách loại bỏ số gói tin từ hàng đợi chọn trước lưu lượng tăng cao theo gây nghẽn Có hai chế tránh lỗi phổ biến loại bỏ gói ngẫu nhiên RED (Random Early Detection) loại bỏ gói ngẫu nhiên theo trọng số WRED (Weighted Random Early Detection) cảnh báo lỗi ECN (Explicit Congestion Notification) 3.5.3.5 Lập sách (policy) định hình lưu lượng Cơ chế lập sách định hình lưu lượng thường dùng để thay đổi điều kiện lưu lượng trước truyền sau nhận Policy: khống chế lưu lượng mạng để đảm bảo loại lưu lượng nhận băng thơng Cơng cụ để thực policy bao gồm policing phân lớp cam kết tốc độ truy nhập CAR( Committed Access Rate) Định hình: chế dùng để giới hạn tốc độ luồng liệu cách sử dụng hàng đợi, thường sử dụng liệu từ đường truyền có tốc độ cao đến đường truyền có tốc độ thấp 3.5.3.6 Nâng cao hiệu đường truyền Các chế nén header, đặc biệt hiệu header RTP, đó, thích hợp với IPTV Mơ hình ứng dụng đảm bảo QoS mạng IP:  Mơ hình nỗ lực tốt (Best Effort): mơ hình khơng có chế QoS áp dụng, chất lượng hoàn toàn phụ thuộc vào khả truyền dẫn mạng  Mơ hình tích hợp dịch vụ IntServ (Intergrated Services): ứng dụng thông báo với mạng yêu cầu QoS  Mơ hình phân biệt dịch vụ DiffServ (Difference Services): mạng nhận dạng liệu yêu cầu QoS ứng với liệu  Mơ hình kết hợp: Thực tế, người ta dùng kết hợp Intserv Diffserv: Mơ hình vừa tận dụng khả bảo đảm QoS end-to-end IntServ vừa cho phép mở rộng giảm chi phí 3.6 Kết luận chương Việc đo lường QoS việc đánh giá chất lượng dịch vụ cịn có ý nghĩa quan trọng giúp theo dõi, phát hiện, định vị xử lý có cố xảy làm ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ Đối với IPTV giai đoạn tại, dịch vụ chủ yếu triển khai dịch vụ liên quan đến video Do đó, nội dung chương xuất phát từ việc đo lường chất lượng dịch vụ để từ đưa số giải pháp nhằm đảm bảo nâng cao QoS dịch vụ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Phân hệ đa phương tiện IP (IMS) xây dựng nhằm cung cấp, kết hợp dịch vụ đa phương tiện hội tụ di đông-cố định Trong IPTV dịch vụ phát triển IMS đặc trưng cho hội tụ thoại, số liệu băng rộng Luận văn làm rõ số vấn đề sau: 17  Tìm hiểu khái niệm IPTV, cấu trúc thành phần mạng IPTV với phương thức truyền phát tín hiệu IPTV  Tổng hợp khái niệm IMS Cấu trúc chức phần tử IMS, giao thức quan trọng sử dụng IMS, IMS/NGN  Tìm hiểu khái niệm QoS, tham số để đánh giá QoS đưa số giải pháp để đảm bảo QoS cho dịch vụ IPTV Hiện phân hệ đa phương tiện IP-IMS, tảng IMS/NGN dịch vụ IPTV giới Việt Nam tiến trình phát triển hồn thiện sở hạ tầng giao thức sử dụng hệ thống QoS khái niệm phức tạp, biện pháp đánh giá đảm bảo QoS có nhiều nghiên cứu phát triển, biện pháp nêu đề tài phần nhỏ khơng thể mang tính đầy đủ Hướng mở đề tài: Đi sâu phân tích yếu tố dịch vụ IPTV Tìm hiểu sâu chế QoS mới, cách kết hợp vận dụng chế QoS Sử dụng cơng cụ mơ phỏng, tính tốn tìm kiếm đưa phương pháp xác định tham số dùng cho việc khai báo sách QoS  ... cho dịch vụ IPTV 13 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IPTV TRÊN MẠNG NGN 3.1 Đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV 3.1.1 Mơ hình đo lường QoS ITU-T Một mơ hình IPTV đơn giản... nội dung sau: Chương 1: Tổng quan IPTV triển khai IPTV IMS /NGN Chương 2: QoS IPTV Chương 3: Nghiên cứu giải pháp đảm bảo chất lượng IPTV mạng NGN Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, TS.Nguyễn... nhận cơng nghệ IPTV đảm bảo chất lượng dịch vụ yêu cầu quan trọng nhà cung cấp Do vậy, em chọn luận văn với đề tài: ? ?Nghiên cứu giải pháp đảm bảo chất lượng IPTV IMS /NGN? ?? với mục tiêu nắm bắt vấn