Nghiên cứu hệ thống truyền hình IPTV trong môi trường IMS

Nghiên cứu hệ thống truyền hình IPTV trong môi trường IMS Nghiên cứu hệ thống truyền hình IPTV trong môi trường IMS Nghiên cứu hệ thống truyền hình IPTV trong môi trường IMS luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - - Nguyễn Hải Đăng NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH IPTV TRONG MƠI TRUỒNG IMS LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kĩ thuật truyền thông Hà Nội - Năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - - Nguyễn Hải Đăng NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH IPTV TRONG MƠI TRUỒNG IMS LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kĩ thuật truyền thông NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN TÀI HƯNG Hà Nội - Năm 2014 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỊCH VỤ IPT TI CH ẨN I 10 1.1 1.2 1.3 Tổn qu n I 10 Khái niệm IPTV 14 Mô hình hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 15 1.3.1 Mơ hình kiến trúc: 15 1.3.2 Các dịch vụ cung cấp IPTV: 17 1.4 Phƣơn thức phát truyền tín hiệu IPTV 19 1.4.1 Tổng quan 19 1.4.2 Mạng tổng thể IPTV 21 CHƢƠNG 2: CH ẨN DVB-IP 26 2.1 Cấu trúc hệ thống 26 2.1.1 Mơ hình lớp (Layer model): 26 2.1.2 Mơ hình tham chiếu mạn đầu cuối (Home Reference Model) 30 2.1.3 Các module cho Home Network Element 34 2.2 Mô tả chi tiết hệ thống 36 2.2.1 Hệ thống cổng mạn phân i o đơn ( in le Delivery Network G tew y Scenario) 36 2.2.2 Các cổng mạng Phân tán 37 2.2.3 Cổng mạng phân tán HNED hộp thiết bị 37 2.3 Nhận dạng dịch vụ (Service Discovery) 38 2.3.1 Giới thiệu dịch vụ 39 2.3.2 Sự phân mảnh ghi SD&S 40 2.3.3 Các bƣớc phát dịch vụ 42 2.3.4 Các điểm tiếp nhận phát dịch vụ 43 2.3.5 Thông tin nhận dạng nhà cung cấp dịch vụ 44 2.4 Lựa chọn dịch vụ (Service Selection) 57 2.5 Phƣơn thức truyền 58 2.5.1 Giao thức quảng bá thông tin SD&S 58 2.5.2 Giao thức định (Unicast Delivery) thông tin SD&S 62 2.5.3 Yêu cầu phát chu kỳ thời gian tối đ ( ximum Cycle Time) 64 2.5.4 Tín hiệu th y đổi 66 2.6 RTSP Client 67 2.6.1 Sử dụng RTSP DVB 67 2.6.2 Phiên truyền 67 2.6.3 Thông tin dịch vụ 68 2.6.4 Vấn đề bảo mật 68 2.6.5 DVB sử dụn phƣơn thức RSTP 70 2.7 Quá trình truyền MPEG-2TS 71 2.7.1 Tóm lƣợc luồng truyền 71 2.7.2 Giao thức điều khiển truyền thời gian thực- RTCP (Real-time Transport Control Protocol ) 74 2.7.3 Ghi nhớ thông tin dịch vụ (SI) 75 2.8 Các quy luật mạng 75 2.8.1 Các ràng buộc bắt buộc 76 2.8.2 Các ràng buộc 76 2.9 Khỏi tạo điều kiểm soát dịch vụ 76 2.9.1 Đ dịch vụ 77 2.9.2 Các dịch vụ Unicast 78 2.10 Chất lƣợng dịch vụ 78 2.10.1 Tạo gói DSCP (DSCP Packet Marking) 78 2.11 Cấp phát địa IP thời gian tồn dịch vụ (IP address allocation & Network Time Service) 79 2.11.1 Thông tin chuyển tiếp DHCP 79 CHƢƠNG 3: CẤU TRÚC HỆ THỐNG IPTV ÁP DỤNG TRONG TẬP ĐO N ĐIỆN LỰC VIỆT NAM 85 3.1 Mơ hình hệ thống IPTV EVN 85 3.1.1 Hệ thống Headend 86 3.1.2 Hệ thống Middleware 88 3.1.2 Hệ thống mạng phân phối nội dung (Content Ditribution Network) 93 3.1.3 Hệ thống quản lý số (Digital Right Management) 96 3.1.4 Hệ thống Billing, VoD, STB (Set-top Box) 97 3.2 MƠ HÌNH THỰC HIỆN CÁC DỊCH VỤ TRONG IPTV 99 3.2.1 Cơ chế việc đăn ký n ƣời dùng 99 3.2.2 Cơ chế hủy bỏ đăn ký dịch vụ IPTV 100 3.2.3 Cơ chế đăn ký kiểu thuê bao 101 3.2.4 Cơ chế hủy thuê bao 103 3.2.5 Cơ chế phân phối nội dung 104 3.2.6 Cơ chế lấy nội dung 105 3.2.7 Cơ chế xuất nội dung 107 3.2.8 Cơ chế xuất EPG 108 3.2.9 Cơ chế VoD 109 CHƢƠNG 4: PH T T IỂN DỊCH Ụ IPT T N NỀN I 112 KẾT LUẬN 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO 119 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ADSL Asymetric Digital Subcriber Line Đường thuê bao số không đối xứng ATM Asynchronous Transfer Mode Kiểu truyền không đồng API Application Programming Giao diện lập trình ứng dụng Interface BSS Billing Support System Hệ thống hỗ trợ tính cước CDN Content Distribution Network Mạng phân phối nội dung CA Certificate of Authority Chứng nhận thực CMS Content Management System Hệ thống quản lý nội dung CPS Content Processing System Hệ thống xử lý nội dung OMM Operation and Maintenance Module vận hành bảo trì Module DSM- Digital Storage Media – Lệnh điều khiển – Phương tiện CC Command and Control lưu trữ số DVB Digital Video Broadcasting Quảng bá Video số DRM Digital Rights Management Quản lý quyền số ISDN Integrated Service Digital Mạng số tích hợp đa dịch vụ Network IPTV Internet Protocol Television Dịch vụ truyền hình Internet QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RTP Real Time Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian thực RTSP Real Time Streaming Protocol Giao thức luồng thời gian thực RTCP Real Time Transport Control Giao thức điều khiển truyền tải thời Protocol gian thực SL Synchronization layer Lớp đồng hóa SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu nhiễu STB Set-top Box Thiết bị thu nhận dịch vụ IPTV TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải TML Transport Multiplexer Lớp ghép kênh dòng truyền tải UDP User Datagram Protocol Giao thức liệu đồ người sử dụng VoD Video on Demand Dịch vụ Video theo yêu cầu DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 hình đơn iản kiến trúc phân lớp IMS 10 Hình 1.2 iến tr c chức năn I củ TI P N .11 Hình 1.3 Mơ hình kết nối hệ thống IPTV 14 Hình 1.4 Mơ hình mạng IPTV 15 Hình 1.5 đố khối dịch vụ IPTV 16 Hình 1.6 Nguyên lý hoạt động hệ thống quảng bá 20 Hình 1.7 Nguyên lý hoạt động IPTV thực chức VoD 21 Hình 1.8 Biểu diễn luồng tín hiệu 23 Hình 2.1 Mơ hình lớp 26 Hình 2.2 Mơ hình tham chiếu mạn đầu cuối 31 Hình 2.3 Biểu đồ khối giao thức n ăn xếp dịch vụ DVB-IP 35 Hình 2.4 Mạn đơn 36 Hình 2.5 Các cổng mạng phân tán 37 Hình 2.6 Mối quan hệ hi, p ylo d ID đoạn tin 42 Hình 2.7 Các bƣớc cung cấp dịch vụ 42 Hình 2.8 Cú pháp giao thức phân phát SD&S multicast 58 Hình 2.9 Quan hệ hi, đoạn tin phần tin 62 Hình 2.10 Định dạng nhỏ gói (Ipv4) 72 Hình 2.11 Định dạn tiêu đề RTP 73 Hình 3.1 Mơ hình tổng thể hệ thống IPTV 85 Hình 3.2 Cấu trúc hệ thống Headend 87 Hình 3.3 Vai trò Middleware hệ thống IPTV 89 Hình 3.4 Chức năn SMS 89 Hình 3.5 Chức năn CMS 90 Hình 3.6 Chức năn EPG 91 Hình 3.7 Cấu trúc hệ thống CDN 93 Hình 3.8 Cấu trúc mạng hai lớp 94 Hình 3.9 Cấu trúc mạn đ lớp 95 Hình 3.10 Cơ chế đăn ký ser 99 Hình 3.11 Cơ chế huỷ bỏ User 100 Hình 3.12 .Cơ chế đăn ký thuê b o 101 Hình 3.13 Cơ chế huỷ thuê bao 103 Hình 3.14 Cơ chế phân phối nội dung 105 Hình 3.15 Cơ chế lấy nội dung 106 Hình 3.16 Cơ chế xuất nội dung 107 Hình 3.17 Cơ chế xuất EPG 108 Hình 3.18 Cơ chế VoD 109 Hình 4.1 Các khối ch nh tron I 113 Hình 4.2 iến tr c chức năn dịch vụ IPT I 114 Hình 4.3 hình IPT dự I 116 LỜI NÓI ĐẦU Dịch vụ IPTV (Internet Protocol Television) IPTV (Internet Protocol Television) dịch vụ truyền tải hình ảnh kỹ thuật số tới người sử dụng qua giao thức Internet với kết nối băng thơng rộng Nó thường cung cấp kết hợp với VoIP, video theo yêu cầu nên gọi công nghệ tam giác (dữ liệu, âm hình ảnh) Khả IPTV vơ hạn hứa hẹn mang đến nội dung kỹ thuật số chất lượng cao video theo yêu cầu (VoD - Video on demand), hội thảo, truyền hình tương tác/trực tiếp, game, giáo dục từ xa, video blogging (vlog), tin nhắn nhanh qua TV Tuy nhiên Việt Nam dịch vụ chưa biết đến cách phổ biến Điểm đặc biệt IPTV tương tác người xem dịch vụ gia tăng IPTV làm thay đổi thói quen xem truyền hình truyền thống khơng cho phép khách hàng xem chương trình, mà cịn cho phép khán giả chủ động chọn nội dung muốn xem Với IPTV, khách hàng tiếp cận dịch vụ tiên tiến băng thông rộng xem TV trực tiếp qua Internet (LiveTV), mua hàng qua TV, trò chơi trực tuyến (online game), điện thoại hình v.v… Tiêu chuẩn I IMS (IP Multimedia Subsystem) định nghĩa kiến trúc chung để cung cấp thoại qua giao thức Internet (VoIP) dịch vụ đa phương tiện Nó tiêu chuẩn quốc tế, lần xác định 3GPP/3GPP2 (Third Generation Partnership Project) chấp nhận tổ chức tiêu chuẩn khác bao gồm ETSI TISPAN Tiêu chuẩn hỗ trợ nhiều loại truy cập bao gồm GSM, WCDMA, CDMA2000, truy cập hữu tuyến băng thông rộng WLAN Đối với người dùng, dịch vụ dựa IMS cho phép liên lạc người với người người với nội dung thông tin theo loạt phương thức - bao gồm giọng nói,văn bản, hình ảnh video, kết hợp phương thức cách cá nhân hóa cao kiểm sốt tốt Đối với nhà khai thác, IMS tiến thêm bước khái niệm kiến trúc nhiều lớp cách định nghĩa kiến trúc nằm ngang, nơi mà dịch vụ triển khai chức phổ biến có hể tái sử dụng cho nhiều ứng dụng Kiến trúc nằm ngang IMS xác định khả tương tác chuyển vùng, cung cấp điều khiển truyền tải, tính cước bảo mật Hơn nữa, tích hợp với mạng thoại liệu tại, áp dụng nhiều thành tựu quan trọng ngành CNTT Điều làm cho IMS trở thành khả then chốt cho hội tụ di động cố định Mục đ ch củ đề tài Nội dung luận văn “Nghiên cứu hệ thốn truyền hình IPT trƣờn I mơi ” thực với mục đích nghiên cứu cấu trúc hệ thống IPTV, dựa phân tích đánh giá từ triển khai hệ thống mạng Tập đoàn Điện lực Việt Nam, tảng công nghệ chung IMS để đưa phương án xây dựng mơ hình kiến trúc hệ thống IPTV IMS Luận văn b o ồm chƣơn : Chương Tổng quan dịch vụ IPTV v ti u hu n : Nội dung chương đưa nhìn tổng thể IMS Khái niệm IPTV, mơ hình hệ thống cung cấp dịch vụ, phương thức phát truyền tín hiệu IPTV liệt kê số dịch vụ cung cấp hệ thống IPTV Chương Chu n DVB-IP: đưa khái niệm dịch vụ truyền quảng bá tín hiệu video mạng IP Trong chương đưa khái niệm cấu trúc chung hệ thống DVB công nghệ mang tính tảng cho dịch vụ IPTV Chương Cấu trúc hệ thống IPTV áp dụng Tập đoàn Điện lực Việt Nam: Nội dung chương đưa cấu trúc mơ hình hệ thống IPTV, cấu trúc thành phần hệ thống Đồng thời đưa trình thủ tục xử lý yêu cầu mơ hình IPTV EVN CMS CDN Manager Destination CDN Agent Destination VOD sever Source VOD server Content distribution command If the quota is full , return failure Generate the distribution plan and register the If the content exists, content information return failure in database of CMS Start the scheduled work and register in the database of nodes Return the scheduled mission completed time Start the file transfer function Status: Distributing FTP transfer request File transfer Inform “Mission is successful” Return “transfer succeed” File saved Update the content information in database of CMS Inform “distribution scheduling is successful” Inform response Update ”content is valid” in database of nodes Status: distributed Inform response H nh 3.14: Cơ h phân phối nội ung 3.2.6 Cơ chế lấy nội dung Khi máy chủ VoD hỗ trợ lấy nội dung thời gian thực xem thời điểm, EPG chuyển dịch vụ đến máy chủ VoD gần trống Do CDN manager phải tìm máy chủ VoD cịn trống phù hợp phụ thuộc vào kế hoạch lấy nội dung Nội dung đẩy tới node yêu cầu lưu đệm, lúc đo cung cấp nội dung đến STB Khi mà toàn nội dung lưu giữ node chia cho STB khác 105 H nh 3.15: Cơ ch lấy nội dung STB gửi yêu cầu nội dung đến máy chủ VoD1 bao gồm mã nhận dạng nội dung Nếu khơng có nội dung máy chủ VoD1 CDN agent1 tương ứng gửi yêu cầu nội dung đến CDN manager Tùy thuộc chế lấy nội dung, VoD manager tìm máy chủ VoD2 phù hợp để cung cấp nội dung đó, thơng báo đến CDN agent1 q trình cập nhật thông tin sở liệu phân phối nội dung CDN agent1 điều khiển VoD server1 gửi yêu cầu truyền file VoD server2 gửi file nội dung đến VoD server nội dung lưu đệm VoD server1 gửi file đến STB thực thi nội dung file 106 Khi người dùng kết thúc dịch vụ này, VoD server1 gửi yêu cầu kêt thúc nội dung đến VoD server2 Khi toàn nội dung truyền lưu VoD server1, STB khác node chia sẻ nội dung 3.2.7 Cơ chế xuất nội dung CMS CDN Manager CDN Agent VOD server Video Library Content publication command If the quota is full , return failure If the content exists, return failure Return the scheduled completed time Generate the publication plan and register the content information in database of CMS Start the scheduled work and register in the database of nodes Start the file transfer function Status: publishing FTP transfer request File transfer Inform “Mission is successful” Inform “Publication scheduling is successful” Return “transfer succeed” File saved Update the content information in database of CMS Inform response Update ”content is valid” in database of nodes Status: published Inform response H nh 3.16: Cơ h xuất nội ung CMS gửi yêu cầu xuất nội dung CDN manager kiểm tra hạn ngạch đầy hay chưa, băng thơng truyền dẫn vào khoảng trống lưu trữ cịn hay khơng nội dung có tồn hay không Nếu không thỏa mãn yêu cầu, CDN manager gửi báo lỗi lên CMS 107 Nếu thỏa mãn, CDN manager lập lịch lên kế hoạch đăng ký nội dung sở liệu CMS, gửi thời gian cần đến CMS CMS điều chỉnh trạng thái nội dung thành xuất Phụ thuộc vào thời gian biểu mẫu mà CDN agent lập kế hoạch truyền file thực chức giao diện máy chủ VoD Máy chủ VoD gửi yêu cầu FTP Máy chủ VoD lưu lại nội dung file Sau truyền file xong, VoD gửi tín hiệu thành công đến CDN agent CDN agent gửi thông báo tới manager q trình xuất thành cơng CDN manager cập nhật thông tin nội dung sở liệu CMS ghi lại thông tin dung lượng CDN manager thơng báo với CMS q trình xuất nội dung thành công CMS điều chỉnh trạng thái nội dung thành xuất 3.2.8 Cơ chế xuất EPG H nh 3.17: Cơ ch xuất EPG Nhà điều hành thực thi việc quản lý mục (thêm vào, xóa, điều chỉnh bảng giá mục), quản lý kênh, quản lý chương trình thơng qua CMS 108 CMS gửi thông báo thay đổi mục, kênh chương trình tới hệ thống EPG, hệ thống EPG cập nhật EPG phụ thuộc vào sách đảm bảo Trong nhận thông tin cập nhật, EPG gửi thông báo xuất thành công tới CMS 3.2.9 Cơ chế VoD STB EPG Order program SMS User VOD request (user ID, IP, Program ID, Program Type, etc.) Return result CDN(Manager) CDN (Agent) VOD Server User subscription authentication Check if the program is in restricted column) If user hasn’t subscribed, go to subscription flow If the program is restricted, go to “cancel restriction flow” Program URL global redirection command Program redirect, add URL authorization code Return redirected program URL Program URL According to Program URL , ask CDN agent for the VOD service Redirect among all nodes Return redirected VOD server URL VOD service require Start request Start request Start request Record the start of service Return result Return result Return result Provide the scrambled VOD stream (including EMC information) STB descramble the program User quit service End request End request End request Record the end of service Return result Return result Return result H nh 3.18: Cơ ch VoD Khách hàng đề nghị chương trình VoD thơng qua ST 109 Check user authorization code EPG gửi yêu cầu tới hệ thống quản lý dịch vụ bao gồm user ID, địa IP, program ID SMS kiểm tra khách hàng có th bao chương trình khơng chương trình có nằm mục giới hạn hay khơng SMS gửi thông báo kết kiểm tra tới EPG Nếu người d ng chưa đăng ký chương trình này, EPG quay lại bước đăng ký thuê bao EPG phân biệt chương trình có thuộc mục hạn chế hay khơng dựa vào kết trả từ SMS Nếu chương trình khơng nằm mục hạn chế người dùng không trang trạng thái hủy bỏ giới hạn, EPG đến chế hủy bỏ hạn chế Nếu người d ng đề nghị chương trình này, EPG gửi yêu cầu URL tới DSSCDN CDN chuyển hướng chương trình phụ thuộc vào chế cân tải, tạo mã nhận thực phục thuộc vào thuật tốn mã hóa DSS-CDN gửi thơng tin định hướng URL bao gồm mã nhận thực EPG gửi đường dẫn chương trình tới STB STB kiểm tra lại dịch vụ từ CDN agent phụ thuộc vào đường dẫn nhận Các Agent điều chỉnh cân tải node điều chỉnh đường dẫn tới máy chủ VoD Máy chủ VoD nhận thực lại yêu cầu này, yêu cầu không hợp lệ máy chủ VoD từ chối dịch vụ Nếu yêu cầu hợp lệ, VoD hỏi lại dịch vụ từ DSS-CDN DSS-CDN chuyển yêu cầu tới SMS Bản ghi SMS bắt đầu dịch vụ gửi kết tới DSS-CDN DSS-CDN chuyển kết tới VoD VoD cung cấp chương trình cho ST DSS-CDN gửi kết thông báo thành công Nếu DSS-CDN gửi kết lỗi, VoD cung cấp chương trình Trong trường hợp này, máy chủ ghi lại thông tin gửi thông báo tới SMS thu nhập thông tin sách đặc biệt 110 Chương trình giải mã CW (Control Word), tạo ECM với EMM Khi người dùng kết thúc dịch vụ, STB gửi thông tin kết thúc tới VoD VoD gửi yêu cầu kết thúc tới DSS-CDN DSS-CDN chuyển yêu cầu tới EPG DSS-CDN chuyển yêu cầu tới SMS SMS đưa ghi thông tin yêu cầu SMS trả lại kết cho DSS-CDN DSS-SDN gửi kết tới VoD 111 CHƢƠNG 4: PH T T IỂN DỊCH Ụ IPT T N NỀN I IMS đem lại khả cung cấp dịch vụ đa phương tiện cho người sử dụng đầu cuối mà khơng bị phụ thuộc vào vị trí, cơng nghệ truy nhập mạng vào thiết bị đầu cuối người sử dụng Nói cách khác, IMS hứa hẹn đem lại khả hội tụ cho loại hình dịch vụ, công nghệ mạng thiết bị đầu cuối Ngoài để cung cấp cho thuê bao dịch vụ truyền hình tương tác, hội tụ cá nhân hoá, nhà khai thác cần đến kiến trúc mạng linh hoạt, vững mạnh giá rẻ Một giải pháp IPTV dựa IMS có chứa tất thành phần thường thấy giải pháp IPTV, chẳng hạn hệ thống head-end, middleware, server đa phương tiện, set-top box sở hạ tầng có hỗ trợ IPTV Đồng thời giải pháp dựa vào sở hạ tầng IMS, nên bao gồm nút lõi, chẳng hạn CSCF Do IMS coi giải pháp tiêu chuẩn thích hợp để cung cấp dịch vụ IPTV 4.1 iến tr c IPT I Nền tảng kiến trúc IPTV dựa IMS nhằm cung cấp dịch vụ IPTV điều khiển xử lý IMS phân phối dịch vụ IPTV cách độc lập với mạng truyền tải IP IPTV dựa IMS có số ưu điểm hỗ trợ tính di động, khả tương tác với dịch vụ NGN, cá nhân hóa dịch vụ tích hợp thoại, liệu, video dịch vụ di động Hơn nữa, cách triển khai tái sử dụng chức IMS có sẵn để hỗ trợ dịch vụ IPTV, kiến trúc giúp tối ưu tái sử dụng đặc tính NGN Ngồi ra, IPTV dựa IMS cho phép tương thích luồng dịch vụ liệu IPTV với tài ngun mạng có sẵn tính thiết bị đầu cuối người d ng Do đó, người sử dụng truy nhập dịch vụ IPTV không nhà mà di chuyển sử dụng thiết bị đầu cuối di động Do đó, IPTV dựa IMS cho phép hội tụ dịch vụ di động cố định 112 IPTV dựa IMS cho phép điều khiển linh hoạt dịch vụ IPTV, nhờ việc điều khiển phiên thơng qua giao thức SIP Ví dụ, người sử dụng sử dụng thiết bị IMS để điều khiển ghi IPTV từ xa Hình 4.1: Các hối hính tr ng Các thành phần IMS máy chủ/proxy SIP, biết đến IMS CSCF Để tương tác với proxy này, thiết bị người sử dụng phải thực chức tác nhân người d ng SIP Các CSCF xử lý tất báo hiệu phiên SIP khơng tham gia khơng có đường liệu ứng dụng Mặc d IMS tạo khả tự điều khiển nhiều dịch vụ , cịn thiết kế để tương tác với nhà cung cấp dịch vụ thứ ba máy chủ ứng dụng (AS) Mục tiêu cuối c ng xây dựng môi trường dịch vụ phong phú, hấp dẫn người sử dụng Trong đó, dịch vụ hứa hẹn IPTV 4.2 iến tr c chức năn dịch vụ IPT dự I Kiến trúc chức dịch vụ IPTV IMS (Hình 2) gồm có chức điểm tham chiếu định nghĩa ETSI TISPAN, bao gồm chức điều khiển dịch vụ, chức điều khiển phân phối phương tiện 113 MCF: Media Control Function MDF:Media Delivery Function NASS: Network Attachment Subsystem RACS: Resource and Admission Control Subsystem SSF: Service Selection Function SDF: Service Discovery Function SCF: Service Control Function UE: User Equipment UPSF: User Profile Server Function Hình 4.2: i n tr h n ng ị h vụ T ự tr n Trong đó, thiết bị người d ng (UE) giao tiếp với máy chủ ứng dụng IPTV (bao gồm chức điều khiển dịch vụ SCF thông qua giao diện khác cho mục đích khác Cụ thể qua giao diện Gm tới lõi IMS cho quản lý phiên, qua giao diện Ut cho mục đích cấu hình hồ sơ người sử dụng hay qua giao diện Xa để tương tác với chức lựa chọn dịch vụ Mỗi UE có giao diện để điều khiển phương tiện thông qua Xc phân phối phương tiện qua Xd giao diện Gm tới IMS giao diện ảo Xt cho máy chủ ứng dụng IPTV Các giao diện Gm Ut hồn tồn tương thích với đặc tả kỹ thuật 3GPP IMS Máy chủ ứng dụng IPTV sử dụng giao diện ISC (điều khiển dịch vụ IMS) để giao tiếp với chức điều khiển dịch 114 vụ NGN dựa IMS Các chức điều khiển phương tiện MCF điều khiển chức phân phối phương tiện MDF qua điểm tham chiếu Xp mà cho phép xây dựng hạ tầng phân phối phương tiện phân tán có khả mở rộng Nội dung ngồi nhập từ nguồn đa phương tiện bên (tức nhà cung cấp nội dung hay head-end IPTV) thông qua giao diện bên tới MDF Các thành phần chức năng: h t v lự họn ị h vụ ( D & F) Chức phát lựa chọn dịch vụ (SDP SSF) cung cấp thông tin cần thiết cho UE để lựa chọn dịch vụ IPTV SDF có nhiệm vụ cung cấp thơng tin kèm với dịch vụ dịch vụ IPTV truy nhập (khám phá dịch vụ cá nhân hóa) Trong IPTV dựa IMS, sử dụng SSF để cung cấp thông tin dịch vụ thông tin ưu tiên người d ng cá nhân Ngồi ra, số thơng tin dẫn chương trình điện tử (EPG) hay dẫn chương trình dịch vụ chung chứa siêu liệu thông tin tài nguyên phân phối phương tiện cần thiết C h n ng điều hi n ị h vụ T ( CF) SCF IPTV xử lý yêu cầu liên quan đến dịch vụ IPTV thực thi dịch vụ điều khiển phiên tất dịch vụ IPTV Các chức chịu trách nhiệm khả làm việc liên mạng với lõi IMS lớp điều khiển dịch vụ C h n ng phương tiện T ( CF & DF) Các chức phương tiện IPTV bao gồm chức điều khiển phương tiện (MCF) chức phân phối phương tiện (MDF) Một nguyên tắc thiết kế quan trọng chức phương tiện thực kiến trúc phân phối phương tiện phân cấp linh hoạt để phân phối hiệu nội dung môi trường phân tán Các chức phân phối phương tiện chủ yếu chịu trách nhiệm phân phối phương tiện (video, thoại liệu) đến thiết bị người d ng Chúng phân 115 chia theo loại dịch vụ (quảng bá, nội dung theo yêu cầu CoD, ghi video cá nhân PVR) hay theo chức phụ chuyên d ng cho nội dung phụ sau: - Siêu liệu (metadata): Mô tả nội dung /asset (sở hữu) liệu SD&S, EPG hay danh mục VoD (siêu liệu mong đợi sử dụng theo định dạng chuẩn hóa) - Asset: gói nội dung phân phát tới thiết bị người d ng; asset truyền trước SCF tới MDF theo khả sẵn có, tính phổ biến v ng nội dung bao hàm 4.3 hình IPT dự I Phần đưa mơ hình đơn giản hóa giao thức IPTV dựa IMS mối tương quan Hình 4.3: h nh T ự tr n Đầu tiên, cần phải khởi động UE (một set-top box hay thiết bị với client IPTV) hoàn tất việc tham gia mạng để đạt thông số mạng (như địa IP hay địa proxy CSCF (P-CSCF)) Sau đó, UE khởi tạo q trình đăng ký IMS với lõi IMS thực chức tham gia dịch vụ IPTV, bao gồm tìm kiếm dịch vụ để thực chức SDF Tiếp theo, UE khởi tạo q trình lựa chọn dịch vụ (sử dụng HTTP qua giao diện Xa) Thiết bị người d ng IMS IPTV cần biết thông tin lựa chọn dịch vụ 116 để thiết lập phiên đa phương tiện ph hợp cách tạo tin SIP INVITE suốt trình thiết lập dịch vụ (thông qua giao diện Gm hướng tới SCSCF nhà- Chức điều khiển phiên gọi) Lõi IMS thiết lập q trình dành riêng tài ngun tài nguyên mạng cần thiết cho luồng IPTV theo tính UE Việc dành riêng thực nhờ sử dụng chức điều khiển truyền tải chuẩn hóa phân hệ NASS RACS mạng NGN kết nối tới lõi IMS Sau khởi tạo phiên thành công, thông qua lõi IMS, SCF thông báo tới MCF tảng phân phối phương tiện (mà chứa chức phân phối phương tiện phân tán điều khiển phương tiện) sử dụng giao diện y2 để bắt đầu truyền nội dung đa phương tiện lựa chọn Sau thiết lập luồng liệu ban đầu, người d ng điều khiển thơng qua giao diện Xc UE máy chủ để thực chức điều khiển phương tiện Giao thức RTSP sử dụng giao diện để điều khiển phân phối phương tiện với tính phát nội dung, tạm dừng, tiến tới, l i lại hay chậm nhanh sử dụng RTSP PLAY PAUSE MDF thực phân phối phương tiện qua giao diện Xd dựa phân phối luồng RTP 4.4 ết luận Trong dịch vụ mạng tại, hỗ trợ khách hàng nhằm mang lại trải nghiệm chất lượng dịch vụ tốt Do giao diện người d ng dịch vụ giải mã- có vai trò quan trọng việc chấp nhận dịch vụ người sử dụng Ở góc độ này, dịch vụ IPTV IMS cần bảo đảm giao diện tiện lợi khả tương tác người sử dụng với dịch vụ phần cứng phần mềm Trái ngược với dịch vụ khác, dịch vụ IPTV cần phải cạnh tranh với dịch vụ tương tự có TDT hay DVD, người sử dụng mong đợi có chất lượng tương tự xem nội dung IPTV Do đó, dịch vụ IPTV IMS phải cung cấp chế tài nguyên để đảm bảo chất lượng ngang dịch vụ video audio Cơ chế báo hiệu tiên tiến IMS nhân tố quan trọng nhằm giúp nhà cung cấp IPTV phân phối tốt dịch vụ IPTV 117 KẾT LUẬN IPTV thật hấp dẫn với người d ng với nhà khai thác dịch vụ mang tính thời cao Mặc d Việt Nam dịch vụ phát triển với khoảng gần triệu thuê bao chủ yếu thuê bao VNPT tương lai 5-10 năm tới chắn IPTV phát triển b ng nổ đem lại lợi ích lớn cho người sử dụng nhà cung cấp dịch vụ IMS đề tài quan tâm tìm hiểu tổ chức chuẩn hóa viễn thơng cơng ty điện tử tin học Phân hệ IMS xu hướng phát triển tất yếu viễn thông nước nói riêng giới nói chung Xây dựng thành công hệ thống mang lại lợi ích lớn cho nhà khai thác mạng người dùng Với nội dung đưa là: “Nghiên cứu hệ thống truyền hình IPTV mơi trường IMS” luận văn nêu khái quát chung phân hệ IMS khái niệm dịch vụ truyền hình IPTV, chuẩn DV _IP việc triển khai EVN Qua thấy mối tương quan IPTV IMS làm tiền đề để đưa giải pháp kiến trúc mơ hình triển khai IPTV IMS Đó hướng đắn để dịch vụ truyền hình IPTV ngày phát triển tương lai 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt VASC, Dự n đầu tư xây ựng IPTV, Hà Nội Trung tâm Công nghệ thông tin, hương n ung ấp nội dung IPTV, Hà nội Tiếng Anh Alcatel-Lucent, Proposed NGN/IMS Core Solution to VNPT Converged Multimedia Networks - John Wiley and Sons - 2006 DVB Ver9 2006 (E)\standards-specifications, Union Européenne de RadioTélévision IBC Aldwych House, IPTV Magazine, United Kingdom ITU-T Recommendation Y.2601 (12/2006), Fundamental characteristics and requirements of future packet based networks ITU-T Recommendation Y.2201 (4/2007), NGN release requirements 3G Americas, IP Multimedia Subsystem IMS Overview and Applications 10 The 3G IP multimedia subsystem IMS – Gonzalo Camarillo - Miguel A.GarciaMartin, - 2006 –2nd Edition 11 ZTE Corporation (2006), ZTE IPTV Solution Technical White Paper, ZTE Corporation 119 ... CHƢƠNG 3: CẤU TRÚC HỆ THỐNG IPTV ÁP DỤNG TRONG TẬP ĐO N ĐIỆN LỰC VIỆT NAM 85 3.1 Mơ hình hệ thống IPTV EVN 85 3.1.1 Hệ thống Headend 86 3.1.2 Hệ thống Middleware... 73 Hình 3.1 Mơ hình tổng thể hệ thống IPTV 85 Hình 3.2 Cấu trúc hệ thống Headend 87 Hình 3.3 Vai trò Middleware hệ thống IPTV. .. đề tài Nội dung luận văn ? ?Nghiên cứu hệ thốn truyền hình IPT trƣờn I mơi ” thực với mục đích nghiên cứu cấu trúc hệ thống IPTV, dựa phân tích đánh giá từ triển khai hệ thống mạng Tập đoàn Điện