HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Vũ Hữu Hưng

NGHIÊN CỨU DỊCH VỤ IPTV TRÊN NỀN IMS VÀ ĐỀ
XUẤT PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI TRÊN MẠNG VIỄN
THÔNG HÀ NỘI
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
Mã số: 60.52.70

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội năm 2012

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn
thông
2
MỞ ĐẦU
Cùng với sự bùng nổ của các công nghệ mới và nhu cầu
sử dụng dịch vụ viễn thông của khách hàng, mạng viễn thông
đã có những bước tiến vượt bậc. Hiện tại và trong tương lai nhu
cầu phát triển các loại hình dịch vụ Internet và đặc biệt là các
loại hình dịch vụ băng rộng ngày một tăng và không thể tách rời
đời sống xã hội. Để thỏa mãn nhu cầu đó mạng viễn thông đòi
hỏi phải có cấu trúc hiện đại linh hoạt và nhất là thỏa mãn mọi
nhu cầu về dịch vụ đa phương tiện.
IPTV là dịch vụ truyền hình qua kết nối băng rộng dựa
trên giao thức Internet. Đây là một trong các dịch vụ Triple-play
mà các nhà khai thác dịch vụ viễn thông đang giới thiệu trên
phạm vi toàn thế giới. Orange/France Telecom khá thành công
với gói dịch vụ Orange TV tại Pháp, Hàn Quốc mở rộng IPTV
ra cả nước, PCCW thành công với dịch vụ IPTV tại Hồng
Kông, Nokia Siemens Networks triển khai IPTV tại Ba Lan
(4/2007), IPTV đã và đang phát triển với tốc độ rất nhanh, dự
kiến đến năm 2012 số thuê bao IPTV trên toàn thế giới sẽ đạt
92,8 triệu với tốc độ tăng trưởng hàng năm là 31%, trong khi
năm 2008 con số này chỉ là 24 triệu. Trong đó, số lượng thuê
bao của khu vực châu Á sẽ đạt gần 40 triệu thuê bao.
Xu hướng phát triển mạng thế hệ sau NGN hiện nay là

Chương 2: Công nghệ IPTV trên nền IMS
Chương 3: Đề xuất phương án triển khai IPTV trên
nền IMS tại VNPT Hà Nội.

4
CHƯƠNG 1 KIẾN TRÚC IMS
1.1. Quá trình hình thành và phát triển IMS
1.1.1 Khái niệm IMS
Phân hệ đa phương tiện IP (IMS – IP Multimedia
Subsystem) là một kiến trúc mạng lõi dựa trên nền IP gồm
nhiều chức năng được gắn kết với nhau thông qua các giao tiếp
đã được chuẩn hóa nhằm cung cấp các dịch vụ đa phương tiện
qua vùng chuyển mạch gói IP cơ bản. IMS được coi như kiến
trúc cho việc hội tụ mạng thoại, dữ liệu và di động.
Hình 1.1 Kiến trúc phân hệ IMS
1.1.2 Quá trình phát triển của IMS
IMS được dự án hợp tác về viễn thông thế hệ thứ 3
(3GPP – 3
rd
Generation Partnership Project) giới thiệu đầu tiên
trong phiên bản thứ 5 (Release 5) vào tháng 3/2002 với các tính
5
năng xử lý cuộc gọi cơ bản. Đầu năm 2004, 3GPP tiếp tục
chuẩn hóa IMS với Release 6. Những kết quả chuẩn hóa IMS
trong Release 6 của 3GPP được ETSI TISPAN sử dụng để thực
hiện chuẩn hóa phiên bản NGN R1. Đây được coi như một sự
khởi đầu cho hội tụ cố định - di động trong IMS. Release 7
được 3GPP chuẩn hóa theo 3 pha và được hoàn thiện vào
khoảng tháng 3 – 9/2007 hỗ trợ cho truy nhập với mạng băng
rộng cố định. Tháng 6/2007, ETSI TISPAN kết hợp với 3GPP

của nhà cung cấp khác.
1.2.1.1 Lớp dịch vụ
+ AS (Application Server): máy chủ ứng dụng là nơi
chứa đựng và vận hành các dịch vụ IMS.
+ SLF (Subscriber Location Function): trong trường
hợp có nhiều HSS trong cùng một mạng, chức năng định vị thuê
bao SLF sẽ được thiết lập nhằm xác định HSS nào đang chứa
hồ sơ của thuê bao tương ứng.
+ USPF (User Profile Server Function): hay còn gọi
là HSS (Home Subscriber Server) là trung tâm chứa toàn bộ dữ
liệu liên quan đến thuê bao.
+ Charging: IMS hỗ trợ cả hai phương thức tính cước
online và offline.
7
1.2.1.2 Lớp điều khiển
+ Chức năng điều khiển cuộc gọi CSCF
CSCF có 3 loại: Proxy-CSCF (P-CSCF), Serving-CSCF
(S-CSCF) và Interrogating-CSCF (I-CSCF). Mỗi CSCF có chức
năng riêng. Chức năng chung của CSCF là tham gia trong suốt
quá trình đăng kí và thiết lập phiên giữa các thực thể IMS. Hơn
nữa, những thành phần này còn có chức năng gửi dữ liệu tính
cước đến Server tính cước. Có một vài chức năng chung giữa P-
CSCF và S-CSCF trong hoạt động là cả hai có thể đại diện cho
user để kết thúc phiên và có thể kiểm tra nội dung của bản tin
trong giao thức SDP.
+ Chức năng Chức năng điều khiển cổng chuyển
mạng BGCF (Breakout Gateway Control Function)
Chức năng điều khiển cổng chuyển mạng (BGCF) Là
một máy chủ SIP chứa đựng chức năng định tuyến dựa trên số
điện thoại có nhiệm vụ lựa chọn mạng PSTN hoặc mạng

với các thành phần của mạng truyền dẫn. MRF có vai trò quan
trọng trong hội nghị đa điểm để phân bố tài nguyên hợp lý.
1.2.1.3 Lớp truyền tải
+ Thành phần cổng phương tiện IMS (IMS-
Media Gateway)
9
IMS-MGW là thành phần giao tiếp với mạng chuyển
mạch kênh, nó cung cấp mặt phẳng liên kết cho người dùng
IMS và CSN. Nó xác định kênh truyền từ CSN và dòng truyền
dẫn từ mạng, thực hiện việc chuyển đổi giữa những đầu cuối và
thực hiện giải mã và xử lý tín hiệu cho mặt phẳng người dùng
khi cần thiết.
+ SGSN (Signaling GPRS Support Node)
SGSN là thành phần liên kết giữa mạng IMS và mạng
chuyển mạch gói hiện có. Nó có thể hoạt động, điều khiển và
xử lý lưu lượng cho miền PS. Phần điều khiển có hai chức năng
chính: quản lý di động và quản lý phiên.
+ GGSN (Gateway GPRS Support Node)
Khối chức năng này cung cấp khả năng tương tác với
những mạng PS khác nhau như mạng IMS hoặc Internet. Nó
chuyển đổi những gói GPRS đến từ SGSN thành định dạng
PDP tương ứng và gửi chúng ra ngoài trên mạng ở ngoài tương
ứng. Trong hướng ngược lại, địa chỉ PDP của gói dữ liệu đến
được chuyển đổi thành địa chỉ IMS của người dùng đích.
+ NASS (Network Attachment Subsystem)
NASS là thành phần chỉ sử dụng cho các mạng truy
nhập hữu tuyến, với nhiệm vụ cung cấp kết nối đến người dùng
trong mạng truy nhập.
+ RACS (Resource and Admission Control
Subsystem)

qua giao thc Internet c nh ngha l cỏc dch v a
phng tin nh truyn hỡnh/video/audio/vn bn/
ha/s liu truyn ti trờn cỏc mng da trờn IP, c
kim soỏt nhm cung cp mc cht lng dch v, món
nguyn, bo mt v tin cy theo yờu cu.
2.1.2 Kin trỳc h thng cung cp dch v IPTV
End System
Hệ thống phân phối nội dung
Nguồn cung cấp
nội dung
latigid
Mạng truyền tải IP
hiển thị
yêu cầu
Hệ thống Middleware
Hệ thống Head-end
Quản lý bản quyền
số (DRM)
Lu trữ nội dung
(VoD server)
Điều khiển phân
phối nội dung
Cấp phát
nội dung
Xử lý đa
phơng tiện
Tơng tác dịch vụ
Điều khiển cung
cấp dịch vụ
Tơng thích nội

dung hình ảnh và âm thanh từ các nguồn khác nhau và sử dụng
các thiết bị mã hóa (encoder) để chuyển đổi nội dung này thành
các luồng dữ liệu IP ở khuôn dạng mã hóa mong muốn. Hiện
nay tín hiệu video chủ yếu được mã hóa MPEG-4 hoặc H.264
đảm bảo tốc độ khá thấp, cho phép triển khai tốt trên mạng truy
nhập xDSL.
+ Hệ thống Middleware: Thuật ngữ Middleware được
dùng để mô tả các gói phần mềm liên quan đến việc phân phát
dịch vụ IPTV. Middleware có kiến trúc client/server điển hình,
trong đó client nằm ở set top box. Nó cung cấp khả năng quản
lý thuê bao, nội dung và báo cáo hoàn chỉnh cùng với các chức
năng quản lý EPG và STB, đồng thời vẫn duy trì tính mở cho
việc tích hợp các dịch vụ trong tương lai.
+ Hệ thống phân phối nội dung: Bao gồm các cụm
máy chủ VoD và các hệ thống quản lý VoD tương ứng, cho
phép lưu trữ các nội dung đã được mã hóa và thiết lập các chính
sách phân phối nội dung một cách mềm dẻo. Hệ thống này
thường được thiết lập phân tán, cho phép nhà khai thác mở rộng
một cách kinh tế, phù hợp với tải và yêu cầu dịch vụ của các
thuê bao. Máy chủ VoD sẽ lưu nội dung thực và cung cấp cho
thuê bao khi nó nhận được sự xác thực danh tính từ
Middleware.
13
+ Hệ thống quản lý bản quyền số (DRM): DRM giúp
nhà khai thác bảo vệ nội dung của mình, như trộn các tín hiệu
truyền hình hay mã hóa nội dung VoD, khi truyền đi trên mạng
Internet và tích hợp với tính năng an ninh tại STB ở phía thuê
bao. DRM dùng để bảo mật nội dung các khóa giải mã của các
thuê bao.
+ Mạng truyền tải: Mạng truyền tải đóng vai trò quan

các dịch vụ IPTV.
 Kiến trúc IPTV dựa trên NGN non-IMS:
Kiến trúc IPTV trên cơ sở NGN. Cho phép tương tác và
hợp tác làm việc qua các điểm tham chiếu chuẩn giữa các ứng
dụng IPTV và vài thành phần NGN chung đang tồn tại. Những
thành phần này gồm các yếu tố điều khiển truyền tải cho việc
15
thừa nhận nguồn và điều khiển phân hệ (RACS) hoặc phân hệ
gắn với mạng TISPAN (NASS). Cách tiếp cận này sử dụng một
phân hệ dành cho IPTV trong NGN để cung cấp tất cả các chức
năng yêu cầu IPTV cần thiết.
 Kiến trúc IPTV dựa trên IMS-NGN
Kiến trúc IPTV trên nền IMS. Xác định các chức năng
IPTV được hỗ trợ bởi phân hệ IMS và thực hiện những chức
năng này để cho phép tái sử dụng các chức năng IMS và cũng
tạo sự khởi tạo dịch vụ và điều khiển trên cơ sở SIP.
 Kiến trúc hội tụ non-IMS và 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. Ngoài ra trong kiến trúc này
còn tích hợp các tính năng quản lý vận hành hệ thống mạng
(OSS) và quản lý khách hàng, kinh doanh, tính cước (BSS).
2.2.2 Ưu điểm của kiến trúc IPTV trên nền IMS
IPTV dựa trên IMS-NGN có nhiều ưu điểm như hỗ trợ
tính năng di động, tương hỗ với các dịch vụ NGN, cá nhân hoá
dịch vụ, tương thích phương tiện và các dịch vụ di động như
các dịch vụ quadruple-play.
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 ưu hoá và tái sử
dụng các đặc tính NGN về những vấn đề sau:

b) Chức năng điều khiển phương tiện IPTV (MCF)
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.
c) Chức năng phân phối phương tiện IPTV (MDF)
Tính năng phân phối phương tiện bao gồm ba phần tử
chức năng sau:
- Interconnect (I-MDF): 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
18
IPTV hay tiếp nhận trực tiếp từ các nguồn tài nguyên của nhà
cung cấp nội dung.
- Serving (S-MDF): 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-MDF): 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 lượng yêu cầu với phương thức phát cụ
thể (phát đa điểm/ phát duy nhất/quảng bá).
d) Chức năng lựa chọn và phát hiện dịch vụ
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.
 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.

Điểm tham chiếu Xa nằm giữa UE và SSF. Giao thức
giữa UE và SSF là HTTP.
b) Điểm tham chiếu Xc
Xc là điểm tham chiếu nằm giữa UE và MCF để thay
đổi các bản tin điều khiển phương tiện dành cho luồng phương
tiện IPTV. Giao thức giữa UE và MCF là RTSP.
c) Điểm tham chiếu Xd
Xd là điểm tham chiếu nằm giữa UE và thực thể MDF
được sử dụng để phân phối dữ liệu phương tiện. Giao thức sử
dụng là RTP.
d) Điểm tham chiếu y2
Điểm tham chiếu y2 nằm giữa S-CSCF và MCF, mang
các bản tin báo hiệu điều khiển dịch vụ IPTV phát từ CSCF để
điều khiển MCF. Sử dụng các giao thức SIP/SDP.
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. Sử dụng giao thức
Megaco/H248. 21
CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI IPTV
TRÊN NỀN IMS TẠI VNPT HÀ NỘI
3.1 Tình hình cung cấp dịch vụ IPTV hiện nay tại viễn thông
Hà Nội
Tính đến hết năm 2011 số thuê bao băng rộng cố định
của VNPT Hà Nội đạt khoảng 360.000 thuê bao các loại. Thuê
bao IPTV năm 2011 phát triển thêm 11.000 thuê bao, nâng tổng

nhập Internet.
3.3 Đề xuất phương án triển khai IPTV trên nền IMS tại
VNPT Hà Nội
3.3.1 Đề xuất xây dựng các thành phần chức năng
a, Các tiêu chí khi triển khai xây dựng: Sử dụng giao
thức SIP cho các phiên đa phương tiện , kiến trúc được mô đun
hóa, dễ dàng tích hợp với mạng viễn thông cũ và các dịch
vụ tồn tại, trung tâm hệ thống thanh toán phải dựa trên giải pháp
OSA, dễ dàng tương thích với các dịch vụ bên thứ ba
b, Phương án xây dựng các thành phần chức năng
Từ mô hình kiến trúc IPTV/IMS của TISPAN, từ kiến
trúc cung cấp dịch vụ IPTV hiện nay, đồng thời dựa trên các
tiêu chí ở trên ta có thể có xây dựng hệ thống IPTV trên nền
IMS cho VNPT Hà Nội như hình 3.6 dưới đây
23
- Đối với việc xây dựng các thành phần chức năng:
Gồm các server lựa chọn và phát hiện dịch vụ (SD&S server),
thành phần điều khiển dịch vụ (SCF), thành phần điều khiển
phân phối phương tiện (MCF) và các server phân phối nội dung
(MDF)… hiện đang sử dụng cung cấp các dịch vụ IPTV cơ bản
thì cần phải nâng cấp phần cứng, phần mềm hoặc thay mới
nhằm bổ xung, hỗ trợ các giao thức kết nối (như giao thức SIP,
Diameter ) để kết nối giữa các thành phần với nhau và để kết
nối đến lõi IMS.
Dịch vụ IPTV cơ bản
IPTV Middleware
Core IMS
IP Transport
Phân phối
phương tiện (MDF)

giảm tải lưu lượng chạy qua mạng lõi.
- Đối với hệ thống quản lý và giám sát: Đề xuất xây
dựng các Modul thực hiện các chức năng sau : Quản lý an ninh,
24
quản lý bản ghi, quản lý cảnh báo, quản lý thiết bị và mô đun
cấu hình.
- Về phía mạng khách hàng: Cần phải bổ xung thành
phần thực hiện chức năng giao thức SIP phía đầu cuối khách
hàng theo hai mô hình cung cấp: Set-top-box có hỗ trợ SIP và
Set-top-box không hỗ trợ SIP.
3.3.2 Đề xuất phương án cung cấp dịch vụ
a, Đề xuất nâng cấp,xây dưng nội dung: Hiện nay số
lượng thuê bao IPTV của Viễn thông Hà Nội còn rất hạn chế,
chỉ khoảng 4% tổng số thuê bao băng rộng cố định đang sử
dụng IPTV. Có nhiều nguyên nhân nhưng nguyên nhân chính là
vấn đề nội dung. Vì vậy để triển khai thành công MyTV trên
nền IMS, thì trước tiên phải xây dựng được các chương trình
nội dung đa dạng phong phú nhưng phải đảm bảo các yếu tố
riêng biệt, thời sự. Cụ thể VNPT Hà Nội cần hợp tác sản xuất
một số kênh truyền hình quảng bá độc quyền chỉ có ở MyTV
(Ví dụ như các kênh về sức khỏe, y tế, món ăn bài thuốc ).
b, Đề xuất triển khai bổ xung các dịch vụ mới: Theo xu
thế chung của thị trường hiện nay có ba dịch vụ đang được
khách hàng quan tâm nhiều. Một là dịch vụ an ninh nhà riêng,
an ninh trong các tòa nhà, với dịch vụ này một loạt Camera lắp
đặt trong tòa nhà sẽ được kết nối với hộp Set-top-box thông qua
phát WiFi. Hai là dịch vụ nhắn tin trực tiếp qua Tivi, dịch vụ
này đặc biệt phù hợp với lứa tuổi thanh thiếu niên, ngoài ra nó
còn được sử dụng để bầu chọn trực tiếp trong các chương
trình Live TV. Ba là truyền hình hội nghị, đây là một ứng dụng