Các thành phần chuyên dụng cho IPTV trên IMS-NGN bao gồm các chức năng được trình bày cụ thể dưới đây.
Chương 3
a) 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 tương 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 như các chức năng server ứng dụng IPTV cụ thể, hay như 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 phương tiện - MSCF).
Nhiệm vụ chung của MSCF là:
- Thiết lập phiên và điều khiển dịch vụ cho các ứng dụng IPTV;
- Tương 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 người dùng);
- Cho phép dịch vụ và phê chuẩn yêu cầu người dùng về nội dung được lựa chọn dựa trên thông tin hồ sơ người dùng;
- Lựa chọn các chức năng điều khiển/phân phối phương tiện IPTV phù hợp; - Thực hiện điều khiển tắn 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 được đặt mua để lọc ra danh sách các kênh giới thiệu cho khách hàng.
b) 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 phân phối phương tiện (MDF). Một nguyên lý thiết kế quan trọng đối với chức năng này là kiến trúc phân phối phương tiện phân cấp và linh hoạt.
Chức năng chắnh của các MCF như sau: - Lựa chọn các MDF thắch hợp;
- Truyền bá nội dung tới các mạng phân bố;
- Quản lý việc phân bố quyền sở hữu (một gói nội dung) giữa các MDF và thiết bị người dung;
- Chức năng điều khiển bảo vệ nội dung (chắnh sách cấp phép điều khiển qua IMDF), phê chuẩn việc đăng ký nội dung đặc biệt cho người sử dụng);
- Áp dụng chắnh sách quản lý phân bố (theo giới hạn về không gian riêng hoặc tạm thời);
Chương 3
- Quản lý lưu trữ trong hệ thống phân phối;
- Ánh xạ ID nội dung và vị trắ nội dung trong IMDF riêng;
- Quản lý tương tác với UE (vắ dụ, xử lý các lệnh ghi hình hay các lệnh IGMP);
- Quản lý việc giữ lại các sự kiện đang chiếu trực tiếp (Ghi hình cá nhân mạng Ờ PRV, dịch thời mạng TV Ờ Ộtime-shiftỢ);
- Lựa chọn thông tin thống kê về việc sử dụng dịch vụ; - Phát thông tin tắnh cước.
c) Chức năng phân phối phương tiện IPTV (IMDF)
Ban đầu MDF chỉ chịu trách nhiệm phân phối phương tiện tới thiết bị người dùng (trong miền IPTV, phương tiện có thể là video, voice, data). Hiện nay tắnh năng phân phối phương tiện được mở rộng thành 3 phần tử chức năng sau:
- 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 các luồng trực tiếp từ đầu cuối IPTV hay tiếp nhận trực tiếp từ các nguồn tài nguyên của nhà cung cấp nội dung.
- 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), lưu trữ nội dung và metadata cùng với việc truyền bá thông tin nội dung trong IPTV IMS.
- Primary (P-IMDF): chức năng này là điểm liên lạc sơ cấp, nó cung cấp các tắnh năng streaming cho tất cả các dịch vụ theo định dạng, chất lượng yêu cầu với phương thức phát cụ thể (phát đa điểm/ phát duy nhất/quảng bá).
Chức năng phân phối phương tiện có thể được 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:
- Metadata: được sử dụng để cung cấp thông tin người dùng, mô tả nội dung, asset (sở hữu) như dữ liệu SDS, EPG, hoặc VoD. Nó có thể cung cấp bất kỳ loại metadata nào, được chuẩn hoá thắch hợp.
- Assets: CoD-MDF được thiết kế để phân phối assets tới thiết bị người dùng. Các asset này được truyền bá trước tới P-/S-IMDF nhờ IMCF phụ thuộc vào khả năng sẵn có, tắnh phổ biến và vùng nội dung bao hàm trong nó. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chương 3
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 như thông tin ưu tiên người dùng cá nhân. Ngoài ra còn yêu cầu thông tin chỉ dẫn chương trình điện tử hay chỉ dẫn chương trình phục vụ chứa metadata và thông tin về tài nguyên phân phối phương tiện.
Nhiệm vụ của SDF:
- Cung cấp thông tin đi kèm với dịch vụ; - Phát hiện dịch vụ cá nhân;
Thông tin đi kèm dịch vụ bao gồm các địa chỉ SSF dưới dạng các URI hoặc địa chỉ IP.
Nhiệm vụ của SSF:
- 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. Trường hợp thông tin lựa chọn dịch vụ là thông tin cá nhân thì nó phải được phân phối qua chế độ unicast. Ngược lại, thông tin này sẽ được phân phối qua chế độ multicast hoặc unicast;
- Cung cấp thông tin trình diễn lựa chọn dịch vụ một cách tuỳ chọn. Thông tin này được cá thể hoá khi nó được chuyển tiếp qua chế độ unicast.
e) Chức năng điều khiển dịch vụ
Chức năng điều khiển các dịch vụ (SCF) ứng dụng máy chủ SIP chắnh. Nhiệm vụ bao gồm:
- Ủy quyền cho người sử dụng yêu cầu dịch vụ IPTV; - Kiểm soát tắn dụng và nạp thông tin kế tiếp;
- Lựa chọn MCF (có thể MDF).
f) UPSF Ờ HSS của TISPAN
Trong NGN, các thông tin liên quan đến user không được lưu trong HSS, mà được lưu trong UPFS. Cả 2 giao diện ứng dụng server qua giao diện Đường kắnh/Sh và CSCF qua giao diện đường kắnh/ Cx và UPSF và HSS có giá trị tương đương nhau trong luận án. Vì vậy các thông tin liên quan đến việc áp dụng HSS cho UPSF là tốt. Như với IMS, một SLF có thể được sử dụng khi có nhiều UPSF.
UPSF lưu trữ hồ sơ người 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
Chương 3
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.
g) MF Ờ IPTV tương thắch MRF
Mặc dù MRFC và MRFP cùng cung cấp các phương tiện để chuyển mã, trộn và streaming media (MRFP) và quản lý của chúng (MRFC), Những mục tiêu của MRF trong IMS như là cho phép hội nghị truyền hình, thay vì cho phép các dịch vụ IPTV. Do đó, TISPAN đã giới thiệu chức năng mới trong kiến trúc IPTV của họ. Các chức năng này là Chức năng điều khiển Media (MCF) và chức năng phân phát media (MDF) và chúng cùng nhau tạo thành những gì được gọi là các chức năng Media (MF). Hình 3.5 cho thấy sự tương thắch MRF và MF với nhau và các giao diện chức năng khác.
Hình 3.5. Chức năng tài nguyên phương tiện IMS (trái) và chức năng phương tiện NGN (phải).
Trong khi mục đắch của Xp, y2 và điểm tham chiếu Xd cũng giống như Mp, Mr và Mb, tương ứng, các kiến trúc mạng NGN thừa nhận sự cần thiết phải kết nối trực tiếp giữa UE và MRFC / MCF. Kết nối này được thực hiện bằng cách sử dụng các điểm tham chiếu Xc. Xc cho phép người dùng kiểm soát các phương tiện truyền thông trực tuyến, trong khi các phương tiện truyền thông tự nó được phân phối sử dụng giao diện XD. Thông thường, RTSP được sử dụng để kiểm soát dòng trên Xc và RTP / RTCP.
Chương 3 3.4.1.2. Các giao diện
Có 5 giao diện chuyên dụng cho IPTV trên IMS-NGN.
a) 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.
b) 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 các bản tin điều khiển phương tiện dành cho luồng phương tiện IPTV.
c) 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 phương tiện IPTV được sử dụng để phân phối dữ liệu phương tiện.
d) Điểm tham chiếu y2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Điểm tham chiếu y2 nằm giữa S-CSCF và thực thể chức năng điều khiển phương tiện IPTV (IMCF), mang các bản tin báo hiệu điều khiển dịch vụ IPTV phát từ ISCF để điều khiển IMCF.
Trong trường hợp CSCF và MCF nằm ở các miền quản trị khác nhau thì các luồng báo hiệu sẽ đi qua IBCF.
e) Điểm tham chiếu Xp
Điểm tham chiếu Xp nằm giữa MCF và MDF, điều khiển các phiên phân phối phương tiện để hỗ trợ việc thiết lập phiên khi nội dung được phân phối qua một và nhiều thực thể chức năng phân phối phương tiện.
3.4.2. Phân hệ đa phương tiện IP lõi
ỘNền dịch vụỢ IMS được thiết kế để trợ giúp và điều khiển (đa phương tiện) các phiên được thiết lập ngang hàng. Vài node IMS là đại diện cho phiên truyền tắn hiệu của khách hàng. Những node IMS này (gọi các hàm điều khiển [CSCFs]) chỉ giải
Chương 3
quyết với phiên truyền tắn hiệu và điều khiển; chúng không giải quyết các luồng truyền dẫn dữ liệu thật hoặc luồng phương tiện của các phiên. Đặc điểm chắnh của IMS là có thể tương tác với các yếu tố từ các mạng hệ thống viễn thông chung (UMTS) Ờ vắ dụ, với GGSN (cổng GPRS [dịch vụ vô tuyến gói chung] hỗ trợ node) định tuyến các luồng. IMS điều khiển QoS hiệu quả đặc biệt thắch hợp cho các ứng dụng với yêu cầu QoS nghiêm ngặt, như là các cuộc gọi A/V giữa người dùng hoặc IPTV. Yếu tố IMS chắnh là các proxy/server SIP, được biết trong IMS với tên CSCF (hình 3.6 ).
Hình 3.6. Các khối chắnh của IMS
Để tương tác giữa các proxy này, thiết bị người dùng phải thực hiện các chức năng của tác nhân người dùng SIP. CSCFs xử lý tất cả các phiên tắn hiệu SIP nhưng không tham gia và không nằm trên hướng dữ liệu ứng dụng.
Mặc dù IMS yêu cầu tự điều khiển nhiều dịch vụ, nhưng IMS cũng được thiết kế để tương tác với các nhà cung cấp dịch vụ thứ 3 và các server ứng dụng của nó (ASs). Mục đắch cuối cùng là để xây dựng môi trường dịch vụ đa dạng thu hút người dùng. Một trong các dịch vụ chắnh được yêu cầu trong môi trường này là IPTV.
Nền dịch vụ đa dạng đạt được với các đặc điểm như là đầu vào đơn, thống nhất, không gấp đôi hóa đơn; và hoàn thiện điều khiển QoS tốt các lớp khác bao gồm trong truyền phát dịch vụ. IMS trợ giúp trở thành nền tảng sử dụng bởi nhiều dịch vụ, và một trong những dịch vụ hứa hẹn nhất là IPTV.
Chương 3
SCFs IPTV xử lý các yêu cầu liên quan tới IPTV, thực hiện dịch vụ và điều khiển phiên cho tất cả các dịch vụ IPTV. Những chức năng này cũng chịu trách nhiệm về hoạt động tương tác với IMS lõi trong lớp điều khiển dịch vụ. Các nhiệm vụ chung của SCF được tóm tắt như sau:
- Khởi tạo phiên và điều khiển dịch vụ cho các dịch vụ IPTV;
- Tương tác với IMS lõi và S-CSCF (CSCF dịch vụ) để nhận, công nhận, và thực hiện các yêu cầu dịch vụ IPTV từ người dùng;
- Cấp quyền dịch vụ và công nhận các yêu cầu người dùng cho các nội dung được lựa chọn trên cơ sở thông tin profile người dùng;
- Lựa chọn các chức năng điều khiển phương tiện IPTV liên quan/ truyền phát; - Kinh nghiệm người dùng theo yêu cầu (vắ dụ, các kênh TV hiện diện tới các thuê bao có thể được lựa chọn theo các profile người dùng).
3.4.4. Các chức năng phương tiện IPTV
Các chức năng phương tiện IPTV gồm chức năng điều khiển phương tiện và chức năng truyền phát phương tiện. Nguyên lý thiết kế quan trọng các chức năng phương tiện là để nhận ra kiến trúc truyền phát phương tiện linh hoạt và đồng bộ các nội dung truyền phát hiệu quả trong môi trường được phân bố. Nhiệm vụ chắnh của MCFs được tóm tắt như sau:
- Lựa chọn các MDFs liên quan;
- Truyền các nội dung tới các mạng phân bố và điều khiển phân bố tài sản (một gói nội dung) tới các chức năng truyền phát phương tiện và thiết bị người dùng; - Áp dụng các chắnh sách phân phối và quản lý nội dung;
- Quản lý lưu trữ trong các mạng truyền phát và phân phối; - Ánh xạ ID nội dung và định vị nội dung tới MDF tương ứng;
- Tương tác với UE (vắ dụ, xử lý các câu lệnh ghi hình giống như RTSP); - Điều khiển mạng PVR (bộ ghi hình ảnh cá nhân);
- Lựa chọn thông tin thống kê về việc sử dụng dịch vụ; - Phát thông tin về hóa đơn.
Chức năng truyền phát phương tiện chịu trách nhiệm về truyền phát phương tiện (hình ảnh, thoại và dữ liệu) tới thiết bị người dùng. Vài chức năng thêm được xác định cho MDFs:
- Xử lý truyền phát luồng phương tiện;
Chương 3
- Lưu trữ các nội dung truy nhập thường xuyên hoặc các nội dung tiêu chuẩn người dùng (vắ dụ, ghi PVR, thời gian dịch chuyển TV, các dịch vụ BC [broadcast] với mode đặc trưng, và các nội dung người dùng phát);
- Xử lý, mã hóa, hoặc chuyển đổi mã (nếu được yêu cầu) phương tiện tới các định dạng phương tiện khác nhau (vắ dụ, các độ phân giải TV khác nhau phụ thuộc vào khả năng thiết bị đầu cuối hoặc các tham chiếu người dùng); (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Bảo vệ nội dung (mã hóa nội dung); - Nội dung đi vào phương tiện IPTV;
- Chương trình của các luồng phương tiện BC trở thành luồng phương tiện.
Các luồng truyền phát phương tiện có thể được phân bố phụ thuộc vào các loại dịch vụ (BC, CoD, PVR) hoặc trên các chức năng phụ tiêu chuẩn hóa của các nội dung phụ sau:
- Metadata: mô tả nội dung/thiết bị với dữ liệu SD&S, EPG, hoặc VoD (hy vọng rằng metadata sẽ được dùng trong các định dạng chuẩn hóa);
- Các thiết bị: một gói nội dung được truyền tới thiết bị người dùng; những thiết bị này được truyền trước đó bởi SCFs tới MDFs theo các nội dung giá trị, phổ biến và phân vùng.
3.5. Mô hình giao thức IPTV trên nền IMS/NGN
Phần này cung cấp mô hình đơn giản của các giao thức IPTV trên nền IMS và các giao thức liên quan (hình 3.7).
Chương 3
Hình 3.7. Mô hình IPTV trên nền IMS
Đầu tiên, cần thiết bắt đầu hoặc khởi động UE (như hộp phối ghép set-top box hoặc bất cứ thiết bị nào của khách hàng IPTV) và thực hiện gắn kết mạng để đạt được các tham số mạng (như là địa chỉ IP hoặc địa chỉ đại diện CSCF [P-CSCF]). Sau đó, UE bắt đầu tiến trình đăng ký IMS với IMS lõi và thực hiện các chức năng gắn kết dịch vụ IPTV, gồm khám phá dịch vụ để thực hiện các nhiệm vụ SDF. Sau đó UE cho phép bắt đầu tiến trình lựa chọn dịch vụ (sử dụng HTTP qua Xa). Thiết bị người dùng