Kiến trỳc chức năng phỏt triển ứng dụng IPTV trờn IMS-NGN bao gồm cỏc chức năng chớnh và cỏc điểm tham chiếu được định nghĩa trong ETSI TISPAN bao gồm cỏc chức năng điều khiển dịch vụ, chức năng điều khiển và phõn phối phương tiện như trong hỡnh 3.14.
Lưu Đức Toản – Lớp KT Điện tử 2 - Khúa 2007-2009 Trang 99
Hỡnh 3.14. Kiến trỳc IPTV trờn nền IMS-NGN của TISPAN
Thiết bị người dựng (UE) cú thể giao tiếp với cỏc server ứng dụng IPTV (bao gồm cỏc chức năng điều khiển dịch vụ) thụng qua nhiều giao diện khỏc nhau thực hiện cỏc mục đớch khỏc nhau, cụ thể, thụng qua giao diện Gm tới lừi IMS để quản lý phiờn, thụng qua giao diện Ut để cấu hỡnh hồ sơ dịch vụ, hay qua giao diện Xa để tương tỏc với cỏc tớnh năng lựa chọn dịch vụ
Mỗi UE cú ớt nhất bốn giao diện dành cho việc điều khiển phương tiện thụng qua Xc và phõn phối phương tiện thụng qua Xd, cũng như giao diện Gm tới IMS- NGN và giao diện ảo Xt tới cỏc mỏy chủ ứng dụng IPTV. Cỏc giao diện Ut và Gm hoàn toàn tương thớch với cỏc đặc tớnh kỹ thuật của 3GPP IMS. Mỏy chủ ứng dụng IPTV sử dụng giao diện điều khiển dịch vụ IMS (ISC) để giao tiếp với cỏc chức năng điều khiển dịch vụ IMS-NGN. Cỏc chức năng điều khiển phương tiện (MCF)
Lưu Đức Toản – Lớp KT Điện tử 2 - Khúa 2007-2009 Trang 100 cú thểđiều khiển cỏc chức năng phõn phối năng lượng qua điểm tham chiếu Xp cho phộp xõy dựng một cơ sở hạ tầng phõn phối phương tiện được cấp phỏt và cú thể thay đổi phạm vi hạ tầng.
3.4.2. Cỏc thành phần chức năng
Cỏc thành phần chuyờn dụng cho IPTV trờn IMS-NGN bao gồm cỏc chức năng được trỡnh bày cụ thể dưới đõy.
3.4.2.1. Chức năng điều khiển dịch vụđa phương tiện (MSCF)
Chức năng này xử lý yờu cầu về IPTV, nú đúng vai trũ là phần tử điều khiển phiờn và dịch vụ của tất cả cỏc dịch vụ IPTV. Thành phần chức năng này cũng chịu trỏch nhiệm tương tỏc với lừi IMS-NGN trờn lớp điều khiển dịch vụ. Chức năng điều khiển dịch vụ chứa tất cả cỏc chức năng phục vụ cho mỗi dịch vụ IPTV và do đú cú thể sử dụng lại như cỏc chức năng server ứng dụng IPTV cụ thể, hay như cỏc phần tử cú chức năng riờng biệt phụ thuộc vào khả năng thực hiện. (Do đú, chỳng ta sử dụng thực thể chức năng riờng biệt gọi là Chức năng điều khiển dịch vụ đa phương tiện - MSCF).
Nhiệm vụ chung của MSCF là:
- Thiết lập phiờn và điều khiển dịch vụ cho cỏc ứng dụng IPTV.
- Tương tỏc với lừi IMS và S-CSCF để thực hiện cỏc yờu cầu IPTV (tiếp nhận, phờ chuẩn và thực hiện cỏc yờu cầu dịch vụ IPTV của người dựng).
- Cho phộp dịch vụ và phờ chuẩn yờu cầu người dựng về nội dung được lựa chọn dựa trờn thụng tin hồ sơ người dựng.
- Lựa chọn cỏc chức năng điều khiển/phõn phối phương tiện IPTV phự hợp. - Thực hiện điều khiển tớn dụng.
MSCF cú thể sử dụng hồ sơ IPTV để điều chỉnh theo yờu cầu khỏch hàng. Chẳng hạn, cú thể sử dụng danh sỏch kờnh đó được đặt mua để lọc ra danh sỏch cỏc
Lưu Đức Toản – Lớp KT Điện tử 2 - Khúa 2007-2009 Trang 101 kờnh giới thiệu cho khỏch hàng.
3.4.2.2. 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 phõn phối phương tiện (MDF). Một nguyờn lý thiết kế quan trọng đối với chức năng này là kiến trỳc phõn phối phương tiện phõn cấp và linh hoạt.
Chức năng chớnh của cỏc MCF như sau: - Lựa chọn cỏc MDF thớch hợp.
- Truyền bỏ nội dung tới cỏc mạng phõn bố.
- Quản lý việc phõn bố quyền sở hữu (một gúi nội dung) giữa cỏc MDF và thiết bị người dựng.
- Chức năng điều khiển bảo vệ nội dung (chớnh sỏch cấp phộp điều khiển qua IMDF), phờ chuẩn việc đăng ký nội dung đặc biệt cho người sử dụng).
- Áp dụng chớnh sỏch quản lý phõn bố (theo giới hạn về khụng gian riờng hoặc tạm thời).
- Quản lý lưu trữ trong hệ thống phõn phối.
- Ánh xạ ID nội dung và vị trớ nội dung trong IMDF riờng.
- Quản lý tương tỏc với UE (vớ dụ, xử lý cỏc lệnh ghi hỡnh hay cỏc lệnh IGMP).
- Quản lý việc giữ lại cỏc sự kiện đang chiếu trực tiếp (Ghi hỡnh cỏ nhõn mạng – PRV, dịch thời mạng TV – “time-shift”).
- Lựa chọn thụng tin thống kờ về việc sử dụng dịch vụ. - Phỏt thụng tin tớnh cước.
3.4.2.3. Chức năng phõn phối phương tiện IPTV (IMDF)
Lưu Đức Toản – Lớp KT Điện tử 2 - Khúa 2007-2009 Trang 102 dựng (trong miền IPTV, phương tiện cú thể là video, voice, data). Hiện nay tớnh năng phõn phối phương tiện được mở rộng thành 3 phần tử chức năng sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- 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 cỏc luồng trực tiếp từ đầu cuối IPTV hay tiếp nhận trực tiếp từ cỏc nguồn tài nguyờn của nhà cung cấp nội dung.
- Serving (S-IMDF): chức năng này xử lý quy trỡnh của nội dung (mó hoỏ, bảo vệ nội dung, chuyển mó sang cỏc dạng thức khỏc), lưu trữ nội dung và metadata cựng với việc truyền bỏ thụng tin nội dung trong IPTV IMS.
- Primary (P-IMDF): chức năng này là điểm liờn lạc sơ cấp, nú cung cấp cỏc tớnh năng streaming cho tất cả cỏc dịch vụ theo định dạng, chất lượng yờu cầu với phương thức phỏt cụ thể (phỏt đa điểm/ phỏt duy nhất/quảng bỏ).
Chức năng phõn phối phương tiện cú thể được phõn chia theo loại dịch vụ (Quảng bỏ: BC; Nội dung theo yờu cầu: CoD; Ghi video cỏ nhõn: PVR) hoặc theo cỏc chức năng phụ. Do đú, chức năng này bao gồm cỏc nội dung phụ sau:
- Metadata: được sử dụng để cung cấp thụng tin người dựng, mụ tả nội dung, asset (sở hữu) như dữ liệu SDS, EPG, hoặc VoD. Nú cú thể cung cấp bất kỳ loại metadata nào, được chuẩn hoỏ thớch hợp.
- Assets: CoD-MDF được thiết kế để phõn phối assets tới thiết bị người dựng. Cỏc asset này được truyền bỏ trước tới P-/S-IMDF nhờ IMCF phụ thuộc vào khả năng sẵn cú, tớnh phổ biến và vựng nội dung bao hàm trong nú.
3.4.2.4. Chức năng lựa chọn và phỏt hiện dịch vụ
Chức năng phỏt hiện và lựa chọn dịch vụ (SDF và SSF) cung cấp thụng tin yờu cầu đối với một UE để lựa chọn dịch vụ. Cỏc chức năng này cũng chịu trỏch nhiệm cung cấp thụng tin về cỏc dịch vụ IPTV cú khả năng truy cập, thụng tin này đi kốm với dịch vụ. Trong IMS-NGN-based IPTV, cú thể sử dụng một hay nhiều SSF để
Lưu Đức Toản – Lớp KT Điện tử 2 - Khúa 2007-2009 Trang 103 cung cấp thụng tin dịch vụ cũng như thụng tin ưu tiờn người dựng cỏ nhõn. Ngoài ra cũn yờu cầu thụng tin chỉ dẫn chương trỡnh điện tử hay chỉ dẫn chương trỡnh phục vụ chứa metadata và thụng tin về tài nguyờn phõn phối phương tiện.
Nhiệm vụ của SDF:
- Cung cấp thụng tin đi kốm với dịch vụ - Phỏt hiện dịch vụ cỏ nhõn.
Thụng tin đi kốm dịch vụ bao gồm cỏc địa chỉ SSF dưới dạng cỏc URI hoặc địa chỉ IP.
Nhiệm vụ của SSF:
- Cung cấp thụng tin lựa chọn dịch vụ cỏ nhõn và thụng tin cần thiết để cỏ thể hoỏ việc lựa chọn dịch vụ. SSF cú thể phỏt thụng tin này một cỏch tuỳ ý. Nú cũng cú thể nhận và chuyển tiếp thụng tin này. Trường hợp thụng tin lựa chọn dịch vụ là thụng tin cỏ nhõn thỡ nú phải được phõn phối qua chế độ unicast. Ngược lại, thụng tin này sẽđược phõn phối qua chếđộ multicast hoặc unicast.
- Cung cấp thụng tin trỡnh diễn lựa chọn dịch vụ một cỏch tuỳ chọn. Thụng tin này được cỏ thể hoỏ khi nú được chuyển tiếp qua chếđộ unicast.
3.4.2.5. UPSF
UPSF lưu trữ hồ sơ người dựng IMS và dữ liệu hồ sơ chuyờn dụng cho IPTV. Nú giao tiếp với thực thể chức năng điều khiển dịch vụ IPTV tại điểm tham chiếu Sh và với lừi IMS-NGN tại điểm tham chiếu Cx. Lừi IMS-NGN và ISCF cú thể sử dụng cỏc dịch vụ của thực thể chức năng cấp phỏt thuờ bao điện thoại để tỡm địa chỉ của UPSF. SLF giao tiếp với ISCF tại điểm tham chiếu Dh và với lừi IMS-NGN tại điểm tham chiếu Dx.
Lưu Đức Toản – Lớp KT Điện tử 2 - Khúa 2007-2009 Trang 104
3.4.3. Cỏc giao diện
Cú 5 giao diện chuyờn dụng cho IPTV trờn IMS-NGN. 3.4.3.1. Điểm tham chiếu Xa
Điểm tham chiếu Xa nằm giữa UE và SSF. UE sử dụng điểm này để lựa chọn dịch vụ phự hợp.
3.4.3.2. 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 cỏc bản tin điều khiển phương tiện dành cho luồng phương tiện IPTV.
3.4.3.3. Điểm tham chiếu Xd
Xd là điểm tham chiếu xuyờn suốt (end-to-end) logic nằm giữa UE và thực thể chức năng phõn phối phương tiện IPTV được sử dụng để phõn phối dữ liệu phương tiện.
3.4.3.4. Điểm tham chiếu y2
Điểm tham chiếu y2 nằm giữa S-CSCF và thực thể chức năng điều khiển phương tiện IPTV (IMCF), mang cỏc bản tin bỏo hiệu điều khiển dịch vụ IPTV phỏt từ ISCF đểđiều khiển IMCF.
Trong trường hợp CSCF và MCF nằm ở cỏc miền quản trị khỏc nhau thỡ cỏc luồng bỏo hiệu sẽđi qua IBCF.
3.4.3.5. Điểm tham chiếu Xp
Điểm tham chiếu Xp nằm giữa MCF và MDF, điều khiển cỏc phiờn phõn phối phương tiện để hỗ trợ việc thiết lập phiờn khi nội dung được phõn phối qua một và nhiều thực thể chức năng phõn phối phương tiện. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lưu Đức Toản – Lớp KT Điện tử 2 - Khúa 2007-2009 Trang 105
CHƯƠNG 4. DEMO DỊCH VỤ IPTV
4.1. Giới thiệu phần mềm OpenIMSCore của FOKUS
Là một dự ỏn triển khai IMS trờn mó nguồn mở của FOKUS (Fraunhofer Institute for Open Communication Systems )
Dự ỏn mó nguồn mở OPEN SOURCE IMS Core nhằm mục đớch đỏp ứng sự thiếu hụt của cỏc phần mềm mó nguồn mở cho IMS với những giải phỏp linh động và cú thể mở rộng được. Tớnh thớch nghi và khả năng của cỏc giải phỏp này đó được chứng minh trong cỏc dự ỏn nghiờn cứu và phỏt triển quốc gia và quốc tế. Mục đớch của nú trong thời gian tiếp theo là tạo ra một cộng đồng cỏc nhà phỏt triển cho phần core của mạng NGN. Phần mềm mó nguồn mở này là cho phộp sự phỏt triển của cỏc dịch vụ IMS và thử nghiệm cỏc khỏi niệm xung quanh phần core IMS
Lưu Đức Toản – Lớp KT Điện tử 2 - Khúa 2007-2009 Trang 106 Hỡnh 4.1 mụ tả cỏc thành phần chớnh của OpenIMS
- Open Source IMS Core :
Đõy là phần lừi của OpenIMS, nú gồm cú 2 thành phần chớnh : + HSS (Home Subcriber Server): Trong OpenIMS gọi là FHoSS
+ Call Session Control Functions ( CSCFs ): Là khối trung tõm của mó nguồn mở Open Source IMS Core, khối này điều khiển bất kỳ bỏo hiệu IMS nào.
OpenIMSCore được đưa ra tại website http://openimscore.org/
Được phỏt triển tại website http://developer.berlios.de/projects/openimscore/
- Đầu cuối IMS (IMS Client)
Trong tất cả cỏc thành phần của OpenIMS, IMS client là thành phần quyết định đỏnh giỏ sự thành cụng của IMS. Nú hoạt động như một mụi trường đa ứng dụng để chứng minh khả năng phỏt triển dịch vụ trờn mạng IMS. Cú nhiều phần mềm IMS Client, bộ khung OpenIMS Client của FOKUS cung cấp giao diện lập trỡnh được cho cỏc nhà phỏt triển dịch vụ của IMS. Đặc điểm của OpenIMS Client :
+ Xõy dựng cỏc IMS API chuẩn
+ Cú khả năng thay đổi một cỏch mềm dẻo theo yờu cầu + Tương thớch đa nền (Windows XP, Windows CE, Linux) + Được triển khai trờn Java hoặc .NET
+ Dễ dàng kết nối với cỏc thiết bị khỏc
Lưu Đức Toản – Lớp KT Điện tử 2 - Khúa 2007-2009 Trang 107
Hỡnh 4.2. OpenIMS Client khi chạy lần đầu tiờn
Khi OpenIMS Client khởi động lần đầu tiờn, nú sẽ hiện ra cửa sổ cho phộp cấu hỡnh.
Phần User Profile ta cú thể cấu hỡnh cỏc thụng số sau :
+ Display name: Tờn ngưởi sử dụng sẽđược dựng trong ứng dụng + Public Identity: Nhận dàng cụng cộng, vớ dụ sip:test@open-ims.test + Private Identity: Nhận dạng cỏ nhõn, vớ dụ test@open-ims.test
+ Secret Key: Chỡa khúa bảo mật, sẽ được sử dụng trong cỏc quỏ trỡnh chứng thực trờn mạng.
Phần Server profile cho phộp ta cấu hỡnh :
+ Proxy IP: địa chỉ IP của mỏy chủ P-CSCF trong mạng, vớ dụ 192.168.1.97 + Port Nr: Số cổng của P-CSCF trong mạng, vớ dụ 4060
+ Realm : Tờn miền của mạng IMS, vớ dụ open-ims.test
Lưu Đức Toản – Lớp KT Điện tử 2 - Khúa 2007-2009 Trang 108 Đõy là SIP Application Server cung cấp sự hội tụ của 2 mụi trường dịch vụ là SIP và HTTP cho việc xõy dựng cỏc dịch vụ
- Parlay X Gateway (OCS-X)
Cho phộp cỏc nhà phỏt triển dịch vụ tạo cỏc ứng dụng qua web
- IMS Management
Kiến trỳc IMS Management để quản lý và điều khiển mọi thành phần cần cho mạng lừi IMS (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- XML Document Management Server ( XDMS )
Mỏy chủ cung cấp hướng dẫn người dung về thụng tin dịch vụ và cỏch truy cập…
- Media Server :
Hỗ trợ cỏc dịch vụ như :
+ Voicemail, lưu lại bản tin rồi gửi vào mail + Hội thảo ( Conferencing )
+ Nhạc chờ + …
Lưu Đức Toản – Lớp KT Điện tử 2 - Khúa 2007-2009 Trang 109
4.2. Mụ hỡnh triển khai dịch vụ IPTV
Việc thực hiện chạy thử dịch vụ IPTV được thực hiện theo mụ hỡnh sau:
Hỡnh 4.3. Mụ hỡnh kiến trỳc thực hiện dịch vụ IPTV trờn nền IMS
Kiến trỳc trong hỡnh 4.3, bao gồm Open IMS Core, UCT IMS Client, một Indirection Application Server (AS) và một 3rd Party RTSP enabled Media Server (Darwin Streaming Server)
Quỏ trỡnh thực thi dịch vụ IPTV gồm 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: UCT IMS Client sẽ tạo một bản tin INVITE yờu cầu một kờnh và gửi yờu cầu này đến Indirection AS.
Lưu Đức Toản – Lớp KT Điện tử 2 - Khúa 2007-2009 Trang 110
Giai đoạn 2: Indirection AS kiểm tra bảng hash mà thực hiện liờn kết cỏc yờu cầu về kờnh tới cỏc địa chỉ RTSP, và trả vềđịa chỉ của RTSP cú liờn quan đến UCT IMS Client trong bản tin đỏp ứng 200 OK.
Giai đoạn 3: UCT IMS Client khởi tạo một phiờn RTSP với 3rd party media server.
Rừ ràng là cần phải cú sự phối hợp giữa kờnh được yờu cầu bởi client, bảng hash ỏnh xạ kờnh và cỏc địa chỉ RTSP và cỏc địa chỉ RTSP của media server.
4.3. Kết quả thực hiện
Đăng ký Client với tờn Alice
Trong tab IPTV chọn Channel1: Calling channel1
Hỡnh 4.3. Thiết lập thụng số trờn Client
Lưu Đức Toản – Lớp KT Điện tử 2 - Khúa 2007-2009 Trang 111
Lưu Đức Toản – Lớp KT Điện tử 2 - Khúa 2007-2009 Trang 112
KẾT LUẬN
Với nội dung đưa ra là tỡm hiểu kiến trỳc và phỏt triển dịch vụ trờn nền phõn hệ IMS, luận văn đó kiến giải được mụ hỡnh kiến trỳc IMS của 3GPP, phõn tớch được vị trớ vai trũ, nhiệm vụ, chức năng cỏc phần tử trong IMS. Trỡnh bày được cỏc thủ tục trờn cỏc giao diện IMS để nú cú thể hỗ trợ cỏc ứng dụng đa phương tiện IP.
Đõy là nội dung chứa đựng cỏc thụng tin mới về cụng nghệ mạng lừi để định hướng phỏt triển mạng viễn thụng hiện nay tiến đến cú đủ năng lực cung cấp đa loại hỡnh dịch vụ và dịch vụđa phương tiện cho người dựng đầu cuối. Để thực hiện mục tiờu đặt ra, đề tài đó thực hiện cỏc nội dung như sau: