Chương này đã nêu lên được những thế mạnh của IPTV khi triển khai trên phân hệ IMS, đấy cũng chính là lý do mà em sẽ nghiên cứu QoE với loại mạng IMS trên lab. Qua chương này đề cập đến khái niệm IMS và giải pháp triển khai IPTV trên IMS, kiến trúc và các thành phần của IPTV triển khai trên IMS. Để làm rõ hơn nội dung của chương sau về QoE thì chương này em cũng đã thống kê và đo đạc các thông số QoS trong mạng IPTV đang triển khai thực tế của nhà cung cấp dịch vụ Digicom-VTC.
Phan Đình Mạnh 57
CHƯƠNG IV QoE TRONG IPTV
Trong vòng hai thập kỷ vừa qua, khái niệm chất lượng dịch vụ (QoS: Quality of Service) trên nền mạng IP đã được đưa vào nhận thức của đông đảo người sử dụng (NSD) cũng như các nhà cung cấp và khai thác dịch vụ mạng. QoS cũng chính là động lực thúc đẩy mạnh mẽ sự đầu tư của các nhà khai thác dịch vụ viễn thông và sự tập trung cao độ của cộng đồng nghiên cứu lĩnh vực mạng, hướng tới các giải pháp có tính ổn định và hiệu quả cao nhằm đảm bảo chất lượng cho các dịch vụ qua mạng.
Tuy nhiên, trong bối cảnh hiện nay, khi các dịch vụ viễn thông trên nền mạng IP, đặc biệt là VoIP (Voice over IP), IPTV (Internet Protocol Television) ngày càng trở nên phổ biến và thông dụng hơn, QoS không còn là yếu tố duy nhất mang tính quyết định trong cuộc cạnh tranh chiếm lĩnh thị trường giữa các nhà cung cấp dịch vụ. Theo xu hướng chung, yếu tố dần trở nên quan trọng hơn để phân biệt mức độ và đánh giá các nhà cung cấp dịch vụ là những gói dịch vụ được thiết lập tốt đến mức nào theo nhu cầu cá nhân của NSD, có thể được tùy chỉnh theo yêu cầu cá nhân khách hàng đến đâu để thỏa mãn tối đa yêu cầu của họ. Đây chính là tiền đề dẫn đến khái niệm chất lượng trải nghiệm QoE (Quality of Experience), một khái niệm được đưa vào bức tranh cung cấp dịch vụ trong ngành công nghệ viễn thông. Một cách đơn giản nhất, chất lượng trải nghiệm QoE là nhận xét chủ quan của NSD đánh giá về dịch vụ họ đang sử dụng.
4.1.Tổng quan về QoE
4.1.1. Khái niệm QoE (Quanlity of Experiance) [8]
QoE được định nghĩa trong của ITU-T: “Khả năng chấp nhận (sự hài lòng) tổng thể của một ứng dụng hoặc dịch vụ theo cảm nhận chủ quan của người dùng”.
QoE là một người sử dụng cảm nhận như thế nào về tính khả dụng của dịch vụ khi sử dụng dịch vụ đó, người sử dụng hài lòng như thế nào với dịch vụ về tính khả
Phan Đình Mạnh 58
dụng, khả năng truy nhập và tính toàn vẹn của dịch vụ.
4.1.2. Liên quan giữa QoS và QoE
QoS đơn thuần đưa đến NSD những khái niệm kỹ thuật khá khô cứng về chất lượng dịch vụ. QoS chủ yếu tập trung vào mô tả các tiêu chí khách quan, mang tính kỹ thuật mà hạ tầng mạng hay ứng dụng cần phải đạt được để chất lượng dịch vụ được đảm bảo. Nói một cách khác QoS có thể coi là ngôn ngữ kỹ thuật chung của chất lượng mà các ứng dụng và hạ tầng mạng sử dụng.
Vấn đề nằm ở chỗ những khái niệm QoS như độ trễ, tỷ lệ mất của các gói IP không truyền tải những thông tin thiết thực cho đại đa số NSD đầu cuối. Điều mà NSD thật sự quan tâm là cảm nhận đánh giá cá nhân theo một cách diễn giải thông thường khi sử dụng dịch vụ, như chất lượng hình ảnh của đoạn phim có tốt không, hình ảnh và tiếng nói của trong phim có khớp nhau không... Xét từ góc độ thương mại cung cấp dịch vụ, mục tiêu cuối cùng của nhà cung cấp dịch vụphải là sự hài lòng của khách hàng. Đây là yếu tố để thu hút NSD và mở rộng mạng lưới phục vụ của nhà cung cấp. Để đánh giá chất lượng của dịch vụ, rất cần thiết phải đặt tâm điểm vào mức độ hài lòng, yếu tố chủ quan mang tính chất con người của NSD đầu cuối. Chỉ có như vậy thì dịch vụ mới bám sát nhu cầu thị trường và có cơ hội phát triển, mở rộng.
Thực tế đó đòi hỏi phải thiết lập một cách diễn tả chung, dễ hiểu cho người dùng đầu cuối về chất lượng dịch vụ. Đó chính là lý do đưa ra khái niệm QoE. QoE là ngôn ngữ chung để các ứng dụng và NSD đầu cuối sử dụng khi tiếp cận vấn đề chất lượng của dịch vụ. Nói cách khác, QoE là thước đo sự hài lòng của NSD với dịch vụ họ đang sử dụng, dựa trên những đánh giá chủ quan. Như vậy, cũng có thể nhìn nhận QoE được tổng hợp từ các tham số thuần túy mang tính kỹ thuật QoS và các yếu tố khác không mang tính kỹ thuật như các đặc tính của hệ thống thị giác và thính giác con người, sự đơn giản khi đăng ký sử dụng dịch vụ, giá cả dịch vụ, nội dung dịch vụ, tính sẵn sàng hỗ trợ từ nhà cung cấp. QoE thường được biểu hiện bằng những đánh giá mang tính cảm nhận cá nhân như “xuất sắc”, “tốt”, “trung bình”, “tạm chấp nhận”, “kém”.
Phan Đình Mạnh 59
Chúng ta cùng xem xét một ví dụ điển hình về vai trò của những yếu tố con người trong sự đánh giá chất lượng . Trên Hình 4.1 có hai bức tranh về cùng một phong cảnh. Tham số QoS đo tỷ lệ giữa tín hiệu và nhiễu (PSNR: Peak-Signal-to- Noise-Ratio) của hai bức tranh được giữ ở mức như nhau. Như vậy, nếu chỉ thuần túy dựa trên tham số kỹ thuật PSNR thì hai bức tranh sẽ được đánh giá có chất lượng như nhau. Nhưng với hệ giác quan của NSD đầu cuối, tức là người trực tiếp xem hai bức tranh, rõ ràng là chất lượng của bức tranh bên trái tốt hơn nhiều so với bức tranh bên phải. NSD có thể xếp bức tranh bên trái vào mức “tạm chấp nhận”, thậm chí “trung bình”, nhưng bức tranh bên phải chỉ ở mức “kém”. Tại sao lại như vậy?
Cả hai bức tranh đều bị nhiễu. Tuy nhiên, bức tranh bên trái có nhiễu tần số cao, bức tranh bên phải có nhiễu ở tần số thấp. Hệ giác quan con người không cảm nhận được tốt (nói cách khác là “không nhìn thấy”) các nhiễu ở tần số cao như đối với nhiễu ở tần số thấp, do đó NSD hài lòng với bức tranh bên trái hơn so với bức tranh bên phải. Bên cạnh đó là nội dung của bức tranh. Nhiễu của bức tranh bên trái chỉ nằm ở phần dưới bức tranh (nơi có các khối đá xám, nước biển, với nhiều góc cạnh trên hình ảnh). Trên nền nội dung như vậy mắt thường của NSD rất khó nhận ra lỗi. Ngược lại, trong bức tranh bên phải, nhiễu có ở phần trên của bức tranh, nơi chi có thuần cảnh bầu trời mây xanh. Trên nền nội dung như vậy, tác động của nhiễu dễ dàng được mắt thường quan sát thấy. Như vậy nội dung của bức tranh, địa điểm có nhiễu xuất hiện, cũng rất quan trọng và có ảnh hưởng đến đánh giá của NSD.
Phan Đình Mạnh 60
Hình 4.1. Đánh giá theo hệ thị giác chủ quan của NSD
QoS như chúng ta đều biết có thể được thực hiện bằng các giải pháp, cơ chế áp dụng trong mạng, ví dụ như như điều khiển đầu vào (CAC-Call Admisson Control), phân loại chất lượng dịch vụ, quản lý tài nguyên (resource management) hay cung ứng thừa tài nguyên (over-provisioning)... Các giải pháp QoS về bản chất là công cụ mà các nhà quản trị và khai thác mạng áp dụng để đem lại QoE. Tuy vậy, nếu chỉ đảm bảo đáp ứng tốt các tham số QoS chưa chắc chắn đã đem lại sự hài lòng về dịch vụ cho NSD vì như đã thảo luận ở trên, QoE còn bao hàm các nhân tố khác ngoài các tham số QoS. Cũng vì thế, đối với các nhà cung cấp dịch vụ, việc đo kiểm được QoE của người dùng và sau đó sửa đổi phù hợp dịch vụ để đáp ứng nhu cầu của NSD là rất quan trọng.
4.1.3. Cấu trúc và các yếu tốảnh hưởng QoE
Hình dưới đây mô tả các yếu tố cấu thành nên QoE [11] . Theo đó, các yếu tố này được phân loại thành các yếu tố liên quan đến QoS và các yếu tố liên quan đến nhân tố con người.
Phan Đình Mạnh 61
Hình 4. 2: Cấu trúc QoE [11]
Mặc dù trải nghiệm của NSD là thể hiện của các phép đo lường thuộc về tâm lý, nhưng việc thể hiện nó trong mối quan hệ với mạng và các thiệt bị có ảnh hưởng đến hành vi người dùng và kết quả trong một mức độ nào đó của QoE cũng là rất quan trọng. Bởi vậy, dữ liệu QoE được coi là tốt khi mà nó có sự kết hợp giữa trải nghiệm người dùng và các đo đạc về mặt kỹ thuật. Ví dụ, để cung cấp một trải nghiệm của NSD khi sử dụng một dịch vụ cụ thể nào đó với những hiểu biết nhất định về QoS. Số lượng biến liên quan vì vậy sẽ rất lớn, và việc có một cấu trúc cũng là rất quan trọng.
Một cấu trúc tiếp cận QoE có thể thu được khi áp dụng mệnh đề sau đây[17]: IF <communication situation>;
USING <service prescription>; WITH <technical parameters>; THEN <user experience>.
Các thuộc tính này bao gồm nhiều thông số. Một trong các thông số chính được liết kê trong ví dụ dưới đây như trong bảng 4.1. Như trong bảng, các thuộc tính <technical parameters> bao gồm các thông số QoS, và các thông số <user experience> bao gồm các thông số đo đạc QoE chủ quan và khách quan sẽ được đề cập ở các mục sau đây.
Phan Đình Mạnh 62
Bảng 4.1. Ví dụ về các thông số chính QoE
Thuộc tính Thông số Ví dụ
Communication situation
Nhiệm vụ Đưa ra hướng dẫn thương lượng Nhóm người dùng Doanh nhân, người cao tuổi, … Môi trường sử dụng Phòng hội nghị, nơi đậu xe Service
prescription
Kiểu dịch vụ Video call, audio call, video on demand, IPTV…
Loại thiết bị Laptop, điện thoại di động Technical
parameter
Bit rate 1 Mb/s, 64 Kb/s.. Media protocol H.264, MPEG-2, AAC Network prptocol TCP-IP, UDP-IP, RTSP…
Delay 50ms, 500ms, 1s
Đồng bộ video và audio 0,5 – 100ms
Jitter 50ms, 500ms, 1s
Packet loss 0.5%, 1%, 5% Video frame rate 7 fr/s, 25fr/s, 30fr/s Video resolution CIF, 1920x1080,XGA.
User experience Hiệu lực công việc Sự chính xác, giá trị thỏa thuận đàm phán
Hiệu suất công việc Thời gian thực hiện, số lần bị ngắt cuộc gọi
Sự hài lòng khách hàng Tính chấp nhận được dịch vụ, sự hài lòng về thông tin liên lạc Sự yêu thích khách hàng Mức độ cam kết và mức độ vui vẻ
4.1.4. QoE khách quan và QoE chủ quan [17]
4.1.4.1. QoE khách quan
Các khái niệm về trải nghiệm NSD hay chất lượng của trải nghiệm ban đầu được thúc đẩy bởi các nhà nghiên cứu tương tác con người- máy tính nhằm nhấn
Phan Đình Mạnh 63
mạnh mối quan tâm của các kết quả đầu ra là công nghệ. Điểm chủ yếu trong việc đo đạc trải ngiệm NSD hay QoE là quan tâm đến hiệu năng sử dụng dựa trên việc sử dụng thực tế.
Hiệu năng sử dụng sẽ khác nhau cho mỗi loại hình dịch vụ mạng khác nhau. Ví dụ, một sự phân biệt sẽ được tạo ra giữa các dịch vụ được đưa ra cho sự tương tác giữa con người- nội dung ( IPTV, Video on demand) và các dịch vụ đưa ra cho sự tương tác con người- con người (ví dụ như VoIP hay hội thảo truyền hình). Các thông số được liệt kê ở bảng 4.2 sau đây là khách quan vì nó không phụ thuộc vào quan điểm người dùng. Thay vào đó, chúng là các phép đo đạc trực tiếp các tiến trình hay kết quả của hành vi người dùng. Với mỗi phép đo, một ví dụ sẽ được đưa ra cho cả trường hợp tương tác con người- nội dung và trường hợp tương tác con người-con người. Các dữ liệu khách quan được minh họa trong bảng 4.2 có thể được thu thập theo nhiều cách khác nhau cho các lĩnh vực thử nghiệm khác nhau cũng như cho các dịch vụ khác nhau và các trường hợp sử dụng khác nhau. Lấy tính chính xác của công việc làm ví dụ, cho dịch vụ mobile TV có thể là sự nhận dạng chính xác một cầu thủ bóng đá, trong khi đối với việc sủ dụng máy trợ thính cho người khiếm thính thì tính chính xác ở đây là việc hiểu đúng đắn các thông tin được nói ra của người nói.
Bảng 4.2. Ví dụ về đo đạc khách quan hiệu suất sử dụng
Thông số Ví dụ
Tương tác con người – nội dung
Tương tác con người – con người
Tính chính xác của công việc hoàn thành
Nhận được đúng thông tin hình ảnh Mức độ chia sẻ 1 vấn đề được thực hiện đúng đắn Lợi ích hay sự mất mát của người dùng
Điểm số game Giá mua được nhờ sự đàm phán với khách hàng
Phan Đình Mạnh 64
thành mục tiêu
Số đầu vào Số lần click chuột Số từ được nói ra Thời gian giữa các
đầu vào
Thời gian giữa các lần click chuột
Thời gian tạm dừng trong cuộc đàm thoại
Số lượng các hành động đồng thời
Sử dụng đầu vào trùng với đầu ra của máy
Số lần đồng thời nói trong cuộc hội thoại
4.1.4.2. QoE chủ quan
Cho đến nay, các điểm chính của QoE khách quan có thể được thu thập từ các bài kiểm tra của NSD, từ đó các đo đạc này có thể mở rộng dựa trên cảm nhận của NSD thành trải ngiệm của họ. Tuy nhiên, hiểu biết về quan điểm người dùng vẫn rất quan trọng và một sự kết hợp giữa các biến khách quan và chủ quan sẽ phản ánh tốt hơn QoE hoàn chỉnh. Ví dụ, mặc dù nhiều hành vi giao tiếp là vô thức và cần được đo lường khách quan, thì một vài hành vi khác lại là có ý thức( ví dụ như hiệu ứng thị giác) và là kinh nghiệm chủ quan( sự hài lòng) và có thể đo lường bằng cách trực tiếp hỏi NSD. Cũng như các thông số khách quan như ở bảng 4.2, các biến chủ quan cũng được xác định để đo lường các tiến trình và kết quả của việc sử dụng dịch vụ. Bảng 4.3 sau đây sẽ liệt kê các thông số chủ quan. Cũng như các đo lường khách quan, các ví dụ cũng được đưa ra cho cả các trường hợp tương tác con người- nội dung và tương tác con người- con người và các đo lường này cũng được thực hiên theo các cách khác nhau cho các ứng dụng, dịch vụ và các trường hợp sử dụng khác nhau.
Bảng 4.3. Ví dụ về đo đạc chủ quan hiệu suất sử dụng
Thông số Ví dụ
Tương tác con người – nội dung
Tương tác con người – con người
Hiệu lực Đánh giá thông tin hình ảnh nhận được chính xác như thế nào
Đánh giá phạm vi mà các mục tiêu truyền thông đạt được
Phan Đình Mạnh 65
Hiệu suất Đánh giá nỗ lực yêu cầu để xem Mobile TV
Đánh giá nỗ lực yêu cầu để giao tiếp bằng video
Sự hài lòng Đánh giá sự hài lòng tổng thể về nội dung
Đánh giá sự hài lòng tổng thể với liên lạc
Sự yêu thích Đánh giá sự cam kết ràng buộc với một website
Đánh giá sự vui vẻ với một trò chơi thời gian thực
4.2. QoE cho dịch vụ IPTV
4.2.1. Các yếu tố của QoE cho IPTV
Muốn đo đạc IPTV QoE thì trước hết ta cần phải biết các yếu tố của nó. IPTV QoE bao gồm nhiều yếu tố, chúng mô tả trải nghiệm khách hàng về công nghệ, giá trị dịch vụ và khả năng sử dụng dịch vụ.
Các yếu tố kỹ thuật của IPTV QoE có mối quan hệ chặt chẽ với các công nghệ và thiết bị đang được áp dụng để cung cấp dịch vụ IPTV. Các yếu tố kỹ thuật của IPTV QoE bao gồm:
Hình 4.3. Các yếu tố kỹ thuật của IPTV QoE
- Chất lượng Media (Video and Audio) : Khách hàng cảm nhận về chất lượng video và audio của dịch vụ IPTV tốt như thế nào?
Phan Đình Mạnh 66