Kiến trúc chức năng phát triển ứng dụng IPTV trên IMS-NGN bao gồm các chức năng chính và các điểm tham chiếu được định nghĩa trong ETSI TISPAN bao gồm các chức năng điều khiển dịch vụ, chức năng điều khiển và phân phối phương tiện (Hình 3).

Thiết bị người 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 tương tác với các tính năng lựa chọn dịch vụ.

Mỗi UE có ít nhất bốn giao diện dành cho việc điều khiển phương tiện thông qua Xc và phân phối phương tiện thông qua Xd, cũng như 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 tương 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 phương tiện (MCF) có thể điều khiển các chức năng phân phối năng lượng qua điểm tham chiếu Xp cho phép xây dựng một cơ sở hạ tầng phân phối phương tiện được cấp phát và có thể thay đổi phạm vi hạ tầng.

Hình 3: Kiến trúc IPTV trên nền IMS-NGN của TISPAN

Các thành phần chuyên dụng cho IPTV trên IMS-NGN bao gồm các chức năng được trình bày cụ thể dưới đây.

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 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 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 chính của các MCF như sau:

- Lựa chọn các MDF thích 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 dùng.

- 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 người sử dụng).

- Áp dụng chính sách quản lý phân bố (theo giới hạn về không gian riêng hoặc tạm thời).

- Quản lý lưu trữ trong hệ thống phân phối.

- Ánh xạ ID nội dung và vị trí nội dung trong IMDF riêng.

- Quản lý tương tác với UE (ví 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 – PRV, dịch thời mạng TV – “time-shift”).

- Lựa chọn thông tin thống kê về việc sử dụng dịch vụ.

- Phát thông tin tính 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 tính 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 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).

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 thích 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, tính phổ biến và vùng nội dung bao hàm trong nó.

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. 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. 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 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.

3.3.2 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

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.

4. Kết luận

Trước sự phát triển mạnh mẽ của của mạng thế hệ sau và các dịch vụ giá trị gia tăng trên đó,  với lộ trình chuyển đổi từ softswitch sang IMS đã trở nên rõ ràng nhằm hướng tới sự hội tụ giữa di động và cố định - cung cấp nhiều loại hình dịch vụ hội tụ khác nhau mà trong đó có IPTV, các nhà khai thác mạng nên bắt đầu đầu tư vào việc nghiên cứu và triển khai dịch vụ IPTV trên IMS-NGN để mở rộng hơn nữa khả năng đáp ứng của dịch vụ này mà trước mắt là hỗ trợ tính di động cho dịch vụ IPTV trở thành Quad-Play.  

Tài liệu tham khảo

[1] Miikka Poikselka, IP Multimedia Concepts and Services in the Mobile Domain, John Wiley&Son Publication, 2004.

[2] Gerard O’Driscoll, Next Generation IPTV Services and Technologies, John Wiley & Sons, 2007.

[3] Gilbert Held, Understanding IPTV, Auerbach Publications, 2007.

[4] ETSI TISPAN 182 027 V2.0.0, IPTV Architecture, IPTV functions supported by the IMS subsystem, February 2008.

[5] Eugen Mikocry, IPTV Services over IMS: Architecture and Standardization, IEEE Communications Magazine, May 2008.

[6] Anne Bodzinga, Interworking IPTV Services with IMS, Lucent Tecnology, 2008.

[7] Adel Al-Hezmi, Interactive Multimedia Services over Open NGN Testbed, Fraunhofer Institute FOKUS, March 2008.

[8] Adel Al-Hezmi, Towards an Interactive IPTV for Mobile Subscribers, Fraunhofer Institute FOKUS, 2008.

[9] Revishankar.G.Shiroor, IPTV and VoD Services in the Context of IMS, Wipro Technologies, India, 2008