Nhiều nhà cung cấp dịch vụ đã bắt đầu triển khai các dịch vụ triple play trên DSL, trong đó IPTV là một thành phần dịch vụ quan trọng. Giải pháp phát triển dịch vụ là rất cần thiết để giữ chân khách hàng, phát triển thị trƣờng chia sẻ và tăng lợi nhuận cho các dịch vụ quảng bá trên thị trƣờng băng rộng đang cạnh tranh ngày càng dữ dội. Tuy nhiên mỗi dịch vụ trong nhóm dịch vụ triple play này (nhƣ IPTV, VoIP) lại có cơ cấu điều khiển dịch vụ, các hệ thống hỗ trợ tính cƣớc và điều hành riêng của nó, điều này làm tăng sự phức tạp của toàn thể kiến trúc dịch vụ triple play. Hơn nữa, các nhà cung cấp dịch vụ cần phải phân biệt dịch vụ của mình với các nhà cung cấp dịch vụ khác có cùng nhóm dịch vụ. Trong phần này sẽ nghiên cứu về các nền tảng tƣơng tác dịch vụ IPTV và IMS nhằm làm giảm độ phức tạp của mạng và mô hình kiến trúc của IPTV trên nền IMS.
Kiến trúc IPTV trên nền IMS có thể cung cấp các dịch vụ IPTV đƣợc điều khiển và xử lý bởi IMS và có thể chuyển tiếp độc lập các dịch vụ IPTV với mạng truyền tải IP bên dƣới. Để tìm hiểu rõ hơn về kiến trúc này, trƣớc hết ta tìm hiểu quá trình phát triển của IPTV theo hƣớng NGN.
3.2.1. Sự phát triển kiến trúc IPTV theo hƣớng NGN
Trang 59
3. IMS-NGN based IPTV Điều khiển dịch vụ IPTV trên
phân hệ đa phương tiện IP
4. NGN converged IPTV
Kết hợp kiến trúc non- IMS và IMS-based
2. NGN non-IMS IPTV Đưa ra các giao diện với RACS và Profile người dùng.
1. Non-NGN IPTV Thế hệ đầu tiên của các kiến trúc IPTV.
Hình 3.2 Các bước phát triển chính của IPTV
- Kiến trúc non-NGN-based IPTV
Kiến trúc non-NGN-based IPTV hiện đang đƣợc triển khai rộng rãi cho các dịch vụ IPTV trên thị trƣờng. Có thể có sự tƣơng tác giữa kiến trúc này với các phân hệ NGN nhƣng nhìn chung các dịch vụ IPTV trên IPTV middleware đƣợc sở hữu riêng đều sử dụng riêng một lớp ứng dụng và điều khiển dịch vụ.
- Kiến trúc IPTV dựa trên NGN non-IMS
Kiến trúc này cho phép khả năng tƣơng tác và tƣơng hỗ, thông qua các điểm tham chiếu., giữa các chức năng IPTV chuyên dụng (chẳng hạn, các chức năng điều khiển IPTV) và một số phần tử NGN sẵn có nhƣ các phần tử điều khiển truyền tải của phân hệ điều khiển và cho phép tài nguyên (RACS) hay phân hệ gắn với mạng (NASS). Trong bƣớc này, phân hệ IPTV chuyên dụng đƣợc sử dụng trong NGN để cung cấp tính năng IPTV yêu cầu (ví dụ, các chức năng giao giap tiếp client, hồ sơ NSD, điều khiển IPTV) và tích hợp các thành phần IPTV trong khung kiến trúc NGN.
- Kiến trúc IPTV dựa trên IMS-NGN
Định rõ các chức năng của IPTV trên phân hệ IMS và cho phép tái sử dụng tính năng IMS và các cơ chế thiết lập, điều khiển dịch vụ sử dụng giao thức SIP.
Trang 60
- Kiến trúc hội tụ của non-IMS va IMS IPTV
Đây là kết hợp và hội tụ giữa hai kiến trúc IPTV dựa trên IMS và non-IMS trong một cấu hình chung để cung cấp các kiểu hội tụ của các dịch vụ IPTV.
3.2.2. So sánh đánh giá các loại kiến trúc
Ở mỗi bƣớc phát triển đều có thêm các chức năng cũng nhƣ đặc điểm hệ thống để cung cấp các giá trị mới cho các dịch vụ IPTV, chẳng hạn, tăng QoE (Quality of Experience) cho NSD đầu cuối để hội tụ TV với hệ thống viễn thông khác và các dịch vụ đa phƣơng tiện tƣơng tác. Các thuộc tính mới đƣợc giới thiệu nhanh gọn dễ hiểu cùng với chi phí vận hành giảm là những nhân tố quan trọng góp phần thúc đẩy sự phát triển của các hệ thống IPTV.
So với giải pháp IPTV sử dụng riêng biệt (loại 1), NGN-based IPTV (loại 2) đã chuẩn hoá chức năng phân phối phƣơng tiện và điều khiển IPTV. Phân hệ NGN- based IPTV cho phép tích họp các user profile và các giao diện của NGN với các phân hệ RACS và NASS để thu đƣợc các thuộc tính mới và sử dụng hiệu quả hơn tài nguyên mạng.
Sự phát triển lên kiến trúc IPTV dựa trên IMS-NGN (loại 3) và kiến trúc hội tụ của NGN IMS và non-IMS-IPTV dựa trên việc nhận định IMS nhƣ một nền tảng điều khiển dịch vụ đồng nhất làm tăng tầm quan trọng đối với các dịch vụ NGN trong tƣơng lai. Tuy nhiên các dịch vụ NGN trong tƣơng lai không chỉ dựa trên nền IMS. Vì vậy có thể thấy trƣớc sự kết hợp và hội tụ IMS và non-IMS IPTV tới IPTV hội tụ trên nền NGN trong tƣơng lai.
3.2.3. Ƣu điểm của kiển trúc IPTV trên IMS-NGN
IPTV dựa trên IMS-NGN có nhiều ƣu điểm nhƣ hỗ trợ tính năng di động, tƣơng hỗ với các dịch vụ NGN, cá nhân hoá dịch vụ, tƣơng thích phƣơng tiện và các dịch vụ di động nhƣ các dịch vụ quadruple-play.
Trang 61
Hơn nữa, với việc ứng dụng và tái sử dụng đặc tính IMS sẵn có để hỗ trợ các dịch vụ IPTV, có thể tối ƣu hoá và tái sử dụng các đặc tính NGN về những vấn đề sau:
- Đăng ký và nhận thực ngƣời dùng tích hợp (ví dụ, báo phát sign-on đơn, nhận dạng ngƣời dùng đồng nhất) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Quản lý thuê bao điện thoại của ngƣời dùng, tập trung hồ sơ ngƣời dùng, chính sách ngƣời dùng linh hoạt và cá nhân hoá dịch vụ.
- Quản lý phiên, định tuyến, khởi đầu dịch vụ (service trigger), đánh số.
- Tƣơng tác với các nhà cho phép dịch vụ (hiện diện, nhắn tin, quản lý nhóm…).
- Hỗ trợ Roam (chuyển vùng) và Nomadic (Lƣu động).
- Chất lƣợng dịch vụ (QoS) và điều khiển ngang hàng.
- Ghi cƣớc (billing) và tính cƣớc đồng nhất.
Ngoài ra, IPTV dựa trên IMS-NGN còn cho phép tƣơng thích giữa luồng dữ liệu IPTV với các tài nguyên mạng sẵn có và khả năng kết cuối ngƣời dùng. Do vậy, ngƣời dùng có thể truy nhập dịch vụ IPTV không chỉ ở nhà mà cả khi di chuyển sử dụng một đầu cuối di đông. Do đó, IMS-NGN-based IPTV cũng cho phép hội tụ giữa cố định và di động.
IPTV dựa trên IMS-NGN cũng cho phép điều khiển linh hoạt các dịch vụ IPTV nhờ việc điều khiển phiên sử dụng giao thức SIP. Chẳng hạn, một ngƣời dùng có thể sử dụng một đầu cuối IMS để điều khiển bộ ghi IPTV của nó từ xa. Việc chuyển giao các phiên IPTV tích cực (active) giữa các màn hình khác nhau, từ một laptop tới một thiết bị truyền hình cũng là một nhân tố thu hút khách hàng sử dụng các dịch vụ IPTV.
Trang 62
3.2.4. Giải pháp phát triển ứng dụng IPTV trên IMS-NGN của ETSI TISPAN TISPAN
Kiến trúc chức năng phát triển ứng dụng IPTV trên IMS-NGN bao gồm các chức năng chính và các điểm tham chiếu đƣợc định nghĩa trong ETSI TISPAN bao gồm các chức năng điều khiển dịch vụ, chức năng điều khiển và phân phối phƣơng tiện.
Thiết bị ngƣời dùng (UE) có thể giao tiếp với các server ứng dụng IPTV (bao gồm các chức năng điều khiển dịch vụ) thông qua nhiều giao diện khác nhau thực hiện các mục đích khác nhau, cụ thể, thông 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 tƣơng tác với các tính năng lựa chọn dịch vụ.
Trang 63
Mỗi UE có ít nhất bốn giao diện dành cho việc điều khiển phƣơng tiện thông qua Xc và phân phối phƣơng tiện thông qua Xd, cũng nhƣ giao diện Gm tới IMS- NGN và giao diện ảo Xt tới các máy chủ ứng dụng IPTV. Các giao diện Ut và Gm
hoàn toàn tƣơng thích với các đặc tính kỹ thuật của 3GPP IMS. Máy chủ ứng dụng IPTV sử dụng giao diện điều khiển dịch vụ IMS (ISC) để giao tiếp với các chức năng điều khiển dịch vụ IMS-NGN. Các chức năng điều khiển phƣơng tiện (MCF) có thể điều khiển các chức năng phân phối năng lƣợng qua điểm tham chiếu Xp cho phép xây dựng một cơ sở hạ tầng phân phối phƣơng tiện đƣợc cấp phát và có thể thay đổi phạm vi hạ tầng.
3.2.5. Các thành phần chức năng
Các thành phần chuyên dụng cho IPTV trên IMS-NGN bao gồm các chức năng đƣợc trình bày cụ thể dƣới đây.
- Chức năng điều khiển dịch vụ đa phương tiện (MSCF)
Chức năng này xử lý yêu cầu về IPTV, nó đóng vai trò là phần tử điều khiển phiên và dịch vụ của tất cả các dịch vụ IPTV. Thành phần chức năng này cũng chịu trách nhiệm tƣơng tác với lõi IMS-NGN trên lớp điều khiển dịch vụ. Chức năng điều khiển dịch vụ chứa tất cả các chức năng phục vụ cho mỗi dịch vụ IPTV và do đó có thể sử dụng lại nhƣ các chức năng server ứng dụng IPTV cụ thể, hay nhƣ các phần tử có chức năng riêng biệt phụ thuộc vào khả năng thực hiện. (Do đó, chúng ta sử dụng thực thể chức năng riêng biệt gọi là Chức năng điều khiển dịch vụ đa phƣơng tiện - MSCF).
Nhiệm vụ chung của MSCF là:
o Thiết lập phiên và điều khiển dịch vụ cho các ứng dụng IPTV.
o Tƣơng tác với lõi IMS và S-CSCF để thực hiện các yêu cầu IPTV (tiếp nhận, phê chuẩn và thực hiện các yêu cầu dịch vụ IPTV của ngƣời dùng).
o Cho phép dịch vụ và phê chuẩn yêu cầu ngƣời dùng về nội dung đƣợc lựa chọn dựa trên thông tin hồ sơ ngƣời dùng.
Trang 64
o Lựa chọn các chức năng điều khiển/phân phối phƣơng tiện IPTV phù hợp.
o Thực hiện điều khiển tín dụng.
MSCF có thể sử dụng hồ sơ IPTV để điều chỉnh theo yêu cầu khách hàng. Chẳng hạn, có thể sử dụng danh sách kênh đã đƣợc đặt mua để lọc ra danh sách các kênh giới thiệu cho khách hàng.
- Chức năng điều khiển phương tiện IPTV (IMCF)
Chức năng phƣơng tiện IPTV bao gồm chức năng điều khiển phƣơng tiện (MCF) và chức năng phân phối phƣơng tiện (MDF). Một nguyên lý thiết kế quan trọng đối với chức năng này là kiến trúc phân phối phƣơng tiện phân cấp và linh hoạt.
Chức năng chính của các MCF nhƣ sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
o Lựa chọn các MDF thích hợp.
o Truyền bá nội dung tới các mạng phân bố.
o Quản lý việc phân bố quyền sở hữu (một gói nội dung) giữa các MDF và thiết bị ngƣời dùng.
o Chức năng điều khiển bảo vệ nội dung (chính sách cấp phép điều khiển qua IMDF), phê chuẩn việc đăng ký nội dung đặc biệt cho ngƣời sử dụng).
o Áp dụng chính sách quản lý phân bố (theo giới hạn về không gian riêng hoặc tạm thời).
o Quản lý lƣu trữ trong hệ thống phân phối.
o Ánh xạ ID nội dung và vị trí nội dung trong IMDF riêng.
o Quản lý tƣơng tác với UE (ví dụ, xử lý các lệnh ghi hình hay các lệnh IGMP).
o Quản lý việc giữ lại các sự kiện đang chiếu trực tiếp (Ghi hình cá nhân mạng – PRV, dịch thời mạng TV – “time-shift”).
Trang 65
o Phát thông tin tính cƣớc.
- Chức năng phân phối phương tiện IPTV (IMDF)
Ban đầu MDF chỉ chịu trách nhiệm phân phối phƣơng tiện tới thiết bị ngƣời dùng (trong miền IPTV, phƣơng tiện có thể là video, voice, data). Hiện nay tính năng phân phối phƣơng tiện đƣợc mở rộng thành 3 phần tử chức năng sau:
o Interconnect (I-IMDF): chức năng này xử lý nội dung phƣơng tiện và nhập nội dung CoD, metadata và nhà cung cấp dịch vụ, đồng thời tiếp nhận các luồng trực tiếp từ đầu cuối IPTV hay tiếp nhận trực tiếp từ các nguồn tài nguyên của nhà cung cấp nội dung.
o Serving (S-IMDF): chức năng này xử lý quy trình của nội dung (mã hoá, bảo vệ nội dung, chuyển mã sang các dạng thức khác), lƣu trữ nội dung và metadata cùng với việc truyền bá thông tin nội dung trong IPTV IMS.
o Primary (P-IMDF): chức năng này là điểm liên lạc sơ cấp, nó cung cấp các tính năng streaming cho tất cả các dịch vụ theo định dạng, chất lƣợng yêu cầu với phƣơng thức phát cụ thể (phát đa điểm/ phát duy nhất/quảng bá).
Chức năng phân phối phƣơng tiện có thể đƣợc phân chia theo loại dịch vụ (Quảng bá: BC; Nội dung theo yêu cầu: CoD; Ghi video cá nhân: PVR) hoặc theo các chức năng phụ. Do đó, chức năng này bao gồm các nội dung phụ sau:
o Metadata: đƣợc sử dụng để cung cấp thông tin ngƣời dùng, mô tả nội dung, asset (sở hữu) nhƣ dữ liệu SDS, EPG, hoặc VoD. Nó có thể cung cấp bất kỳ loại metadata nào, đƣợc chuẩn hoá thích hợp.
o Assets: CoD-MDF đƣợc thiết kế để phân phối assets tới thiết bị ngƣời dùng. Các asset này đƣợc truyền bá trƣớc tới P-/S-IMDF nhờ IMCF phụ thuộc vào khả năng sẵn có, tính phổ biến và vùng nội dung bao hàm trong nó.
Trang 66
Chức năng phát hiện và lựa chọn dịch vụ (SDF và SSF) cung cấp thông tin yêu cầu đối với một UE để lựa chọn dịch vụ. Các chức năng này cũng chịu trách nhiệm cung cấp thông tin về các dịch vụ IPTV có khả năng truy cập, thông tin này đi kèm với dịch vụ. Trong IMS-NGN-based IPTV, có thể sử dụng một hay nhiều SSF để cung cấp thông tin dịch vụ cũng nhƣ thông tin ƣu tiên ngƣời dùng cá nhân. Ngoài ra còn yêu cầu thông tin chỉ dẫn chƣơng trình điện tử hay chỉ dẫn chƣơng trình phục vụ chứa metadata và thông tin về tài nguyên phân phối phƣơng tiện.
Nhiệm vụ của SDF:
o Cung cấp thông tin đi kèm với dịch vụ
o Phát hiện dịch vụ cá nhân.
Thông tin đi kèm dịch vụ bao gồm các địa chỉ SSF dƣới dạng các URI hoặc địa chỉ IP.
Nhiệm vụ của SSF:
o Cung cấp thông tin lựa chọn dịch vụ cá nhân và thông tin cần thiết để cá thể hoá việc lựa chọn dịch vụ. SSF có thể phát thông tin này một cách tuỳ ý. Nó cũng có thể nhận và chuyển tiếp thông tin này. Trƣờng hợp thông tin lựa chọn dịch vụ là thông tin cá nhân thì nó phải đƣợc phân phối qua chế độ unicast. Ngƣợc lại, thông tin này sẽ đƣợc phân phối qua chế độ multicast hoặc unicast.
o Cung cấp thông tin trình diễn lựa chọn dịch vụ một cách tuỳ chọn. Thông tin này đƣợc cá thể hoá khi nó đƣợc chuyển tiếp qua chế độ unicast.
Nhiệm vụ của UPSF
UPSF lƣu trữ hồ sơ ngƣời dùng IMS và dữ liệu hồ sơ chuyên dụng cho IPTV. Nó giao tiếp với thực thể chức năng điều khiển dịch vụ IPTV tại điểm tham chiếu Sh và với lõi IMS-NGN tại điểm tham chiếu Cx. Lõi IMS-NGN và ISCF có thể sử dụng các dịch vụ của thực thể chức năng cấp phát thuê bao điện thoại để tìm địa chỉ của UPSF. SLF giao tiếp với ISCF tại điểm tham chiếu Dh và với lõi IMS-NGN tại điểm tham chiếu Dx. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trang 67
3.2.6. Các giao diện
Có 5 giao diện chuyên dụng cho IPTV trên IMS-NGN.
Điểm tham chiếu Xa
Điểm tham chiếu Xa nằm giữa UE và SSF. UE sử dụng điểm này để lựa chọn dịch vụ phù hợp.
Điểm tham chiếu Xc
Xc là điểm tham chiếu end-to-end logic nằm giữa UE và thực thể chức năng điều khiển phƣơng tiện IPTV (IMCF) để thay đổi các bản tin điều khiển phƣơng tiện dành cho luồng phƣơng tiện IPTV.
Điểm tham chiếu Xd
Xd là điểm tham chiếu xuyên suốt (end-to-end) logic nằm giữa UE và thực thể chức năng phân phối phƣơng tiện IPTV đƣợc sử dụng để phân phối dữ liệu phƣơng tiện.
Điểm tham chiếu y2
Điểm tham chiếu y2 nằm giữa S-CSCF và thực thể chức năng điều khiển phƣơng tiện IPTV (IMCF), mang các bản tin báo hiệu điều khiển dịch vụ IPTV phát từ ISCF để điều khiển IMCF.
Trong trƣờng hợp CSCF và MCF nằm ở các miền quản trị khác nhau thì các luồng báo hiệu sẽ đi qua IBCF.
Điểm tham chiếu Xp
Điểm tham chiếu Xp nằm giữa MCF và MDF, điều khiển các phiên phân phối phƣơng tiện để hỗ trợ việc thiết lập phiên khi nội dung đƣợc phân phối qua một và nhiều thực thể chức năng phân phối phƣơng tiện.