Dịch vụ hội nghị truyền hình trên nền IMS

1

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG






Bùi Thị Hương



DỊCH VỤ HỘI NGHỊ TRUYỀN HÌNH TRÊN NỀN IMS


Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
Mã số: 60.52.70



TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ



HÀ NỘI - 2012

2

Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG


Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Phạm Minh Hà


Phản biện 1: ……………………………………………………………………………

Phản biện 2: …………………………………………………………………………




Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu
chính Viễn thông
Vào lúc: giờ ngày tháng năm

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

3


LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của xã hội là nhu cầu thông tin ngày càng đòi hỏi cấp bách đối
với cuộc sống con người. Hiện tại và trong tương lai nhu cầu phát triển các loại hình dịch vụ
thoại, phi thoại, 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.
Mạng phải có tổ chức đơn giản nhưng đủ chức năng. Mạng, dịch vụ và đầu cuối phải được
tích hợp thì mới có khả năng cung cấp dịch vụ băng rộng đa phương tiện cho khách hàng.
Thực tế mạng viễn thông hiện nay đã có một bước tiến dài nhờ có sự bùng nổ của các
công nghệ mới và nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông của khách hàng. Tuy nhiên trong
tương lai mạng viễn thông không những chỉ thỏa mãn cho khách hàng các dịch vụ thoại, phi
thoại, Internet và các dịch vụ băng rộng mà còn phải đáp ứng cho khách hàng các dịch vụ có
độ tích hợp cao, các dịch vụ đa phương tiện với các thuộc tính an ninh, bảo mật, đảm bảo
chất lượng, linh hoạt và thông minh nhất.
Công nghệ mạng đã trải qua các giai đoạn chuyển đổi từ tương tự sang số, từ chuyển
mạch kênh sang chuyển mạch gói IP, từ mạng số tích hợp băng hẹp sang mạng số tích hợp
băng rộng để có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng dịch vụ cho người dùng đầu cuối. Và dịch vụ
hội nghị truyền hình - dịch vụ tích hợp thoại, âm thanh, hình ảnh, và vượt trội cả về khả
năng tương tác với người dùng; cũng không nằm ngoài tiến trình phát triển đó. Với những
ưu điểm vượt trội và tính hiện đại mà nó mang tới, hội nghị truyền hình đã được một loạt
các quốc gia trên thế giới triển khai như Nga, Pháp, Anh, Trung Quốc, … Tại Việt Nam
cũng đã có nhiều nhà cung cấp triển khai dịch vụ hội nghị truyền hình như Viettel,
VNPT,… Hiện nay phân hệ đa phương tiện IP - IMS xuất hiện, đem lại khả năng cung ứng
dịch vụ đa phương tiện cho người dùng đầu cuối mà không phụ thuộc vào vị trí, công nghệ
truy nhập mạng và thiết bị đầu cuối của người dùng. IMS có thể giúp tạo ra các ứng dụng đa
phương tiện mới, nó có một lớp điều khiển nằm ngang có thể phân chia mạng truy nhập từ
lớp dịch vụ. Mỗi dịch vụ mới được phát triển không cần các chức năng điều khiển riêng mà
có thể dùng lại cơ sở hạ tầng chung được cung cấp bởi IMS.
Vì vậy, em chọn đề tài: “Dịch vụ hội nghị truyền hình trên nền IMS” nhằm đưa ra
và giải quyết các vấn đề liên quan tới hội nghị truyền hình, tập trung chủ yếu vào kiến trúc
4

IMS, các phương thức mã hóa, truyền tải và giao thức sử dụng trong IMS, đồng thời nhấn
mạnh vào kiến trúc, nguyên lý của hội nghị truyền hình và so sánh hai phương pháp báo
hiệu điều khiển trong dịch vụ hội nghị truyền hình.

Để thực hiện nội dung đó, Luận văn được chia thành 3 phần như sau:
Chương 1: Giải quyết các vấn đề liên quan tới phân hệ đa phương tiện IP – IMS,
tiến trình phát triển IMS theo thời gian và các tiêu chuẩn được hoàn thiện ra sao. Đưa ra
kiến trúc phân hệ và các khối chức năng trong đó.
Chương 2: Giới thiệu về các phương thức mã hóa và truyền tải sử dụng trong phân
hệ đa phương tiện IP - IMS. Các giao thức được sử dụng, như SIP dùng cho khởi tạo phiên
lớp ứng, giao thức mô tả phiên SDP, giao thức truyền tải thời gian thực RTP và giao thức
điều khiển RTP.
Chương 3: So sánh hai phương pháp xử lý báo hiệu điều khiển trong dịch vụ hội
nghị truyền hình trên nền phân hệ đa phương tiện IP – IMS: server – client và distributed
P2P. Nêu kiến trúc, nguyên lý và các thủ tục thực hiện dịch vụ hội nghị truyền hình trên nền
IMS.
Do có sự hạn chế về thời gian và thực tế nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót. Rất
mong được sự góp ý của các thầy cô và bạn đọc. Xin chân thành cảm ơn!
Trong quá trình hoàn thành đồ án, em xin chân thành cảm ơn PGS. TS. Phạm Minh
Hà đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian qua.

Học viên

Bùi Thị Hương
5

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ PHÂN HỆ ĐA PHƯƠNG TIỆN IP - IMS

1.1. Tiến trình phát triển IMS
1.1.1. 3GPP phiên bản 99
Truy nhập vô tuyến WCDMA là sự nâng cao có ý nghĩa nhất đối với hệ thống 3G cơ
sở GSM trong phiên bản 1999. Cùng với WCDMA, mạng truy nhập vô tuyến mặt đất
UMTS cũng đưa ra giao diện Iu. Được so sánh với các giao diện A và Gb, đó là hai điểm

khác có ý nghĩa.
1.1.2. 3GPP phiên bản 4
Chức năng mới quan trọng nhất trong 3GPP phiên bản 4 là: khái niệm trung tâm
chuyển mạch di động (MSC)–cổng đa phương tiện (MGW), các giao thức mạng lõi truyền
tải IP, nâng cao dịch vụ định vị (LCS) cho UTRAN, bản tin đa phương tiện, truyền tải IP tới
mặt phẳng người dùng Gb. 3GPP phiên bản 4 chính thức hoàn thành tháng 3 năm 2001. Yêu
cầu tương thích nền cho sự thay đổi, cần thiết cho giao diện vô tuyến, có hiệu lực cuối tháng
12 năm 2002.
1.1.3. 3GPP phiên bản 5, 6 và 7
Cuối cùng phiên bản 5 giới thiệu IMS là một trong các tiêu chuẩn 3GPP. IMS được
cho là tiêu chuẩn kiến trúc trên cơ sở IP truy nhập độc lập, kết nối với các mạng thoại và dữ
liệu đang tồn tại cho cả người dùng cố đinh (PSTN, ISDN, Internet) và di động (GSM,
CDMA). Kiến trúc IMS tạo ra khả năng thiết lập liên lạc IP ngang cấp với tất cả các khách
hàng có dịch vụ yêu cầu chất lượng dịch vụ. Thêm vào đó trong quản lý phiên, kiến trúc
IMS cũng đặt địa chỉ chức năng cần thiết cho việc hoàn thành phân phối dịch vụ (đó là,
đăng ký, bảo mật, tính cước, điều khiển biên, chuyển mạng). Tóm lại, IMS sẽ định dạng
trung tâm của mạng lõi IP.
6

1.2. Kiến trúc phân hệ đa phương tiện IMS
1.2.1. Các yêu cầu kiến trúc
- Các phiên đa phương tiện IP
Các mạng liên lạc đang tồn tại có thể yêu cầu các loại dịch vụ thoại, video và tin
nhắn sử dụng chuyển mạch kênh biên. Theo tự nhiên, yêu cầu dịch vụ của khách hàng cuối
không bị từ chối khi khách hàng chuyển từ miền chuyển mạch gói sang sử dụng IMS.
- Kết nối IP
Như tên gọi phân hệ đa phương tiện IP đã chỉ ra, yêu cầu nền tảng là thiết bị phải có
kết nối IP để có thể truy nhập. Kết nối IP có thể đạt được từ mạng nhà lẫn mạng khách. Khi
người dùng nằm trong mạng nhà thì tất cả các yếu tố cần thiết nằm trong mạng nhà và kết
nối IP đạt được trong mạng đó.

- Đảm bảo chất lượng dịch vụ cho các dịch vụ đa phương tiện IP
Trong mạng Internet công cộng, trễ có xu hướng cao và đa dạng, các gói tới bị hỏng
và một vài gói bị mất hoặc bị loại. Với IMS thì trường hợp này sẽ không còn tồn tại lâu nữa.
Các mạng truy nhập và tuyền tải cơ bản cùng với IMS cung cấp chất lượng dịch vụ đầu cuối
tới đầu cuối (QoS).
- Điều khiển chính sách IP đảm bảo sử dụng đúng nguồn phương tiện
Điều khiển chính sách IP có nghĩa là khả năng xác nhận và điều khiển cách dùng lưu
lượng biên cho môi trường IMS, dựa trên các tham số có ý nghĩa tại phiên IMS. Điều này
yêu cầu tương tác giữa mạng truy nhập kết nối IP và IMS.
- Liên lạc đảm bảo
Bảo mật là yêu cầu cơ bản trong mọi hệ thống viễn thông và IMS không phải ngoại
lệ. IMS có các cơ chế cho phép và nhận thực giữa UE và mạng IMS thêm vào thủ tục mạng
truy nhập (mạng GPRS). Hơn nữa, tính tin cậy của bản tin SIP hoặc lựa chọn được cung cấp
giữa UE, mạng IMS ảo và giữa các thực thể mạng IMS mà không quan tâm tới mạng lõi cơ
sở (đó là RAN và GPRS). Vì vậy, IMS cung cấp ít nhất mức bảo mật là GPRS tương ứng và
các mạng chuyển mạch kênh.
- Điều chỉnh tính cước
7

Nhà vận hành hoặc nhà cung cấp dịch vụ tính cước người dùng là yêu cầu trong bất
cứ mạng nào. Kiến trúc IMS cho phép sử dụng các mô hình tính cước khác nhau.
- Hỗ trợ chuyển vùng
Đặc điểm chuyển vùng làm cho người dùng có thể sử dụng dịch vụ thậm chí khi
không ở những vùng trong vùng dịch vụ của mạng nhà. Phần kết nối IP đã mô tả hai ví dụ
về chuyển vùng: chuyển vùng GPRS và chuyển vùng IMS.
- Làm việc tương tác với các mạng khác
IMS hỗ trợ liên lạc với PSTN, ISDN, khách hàng Internet và di động. Thêm vào đó,
có thể hỗ trợ các phiên với các ứng dụng Internet thực hiện không thuộc về tổ chức 3GPP.
- Mô hình điều khiển dịch vụ
Các mạng di động 2G đang sử dụng điều khiển dịch vụ mạng khách, có nghĩa là, khi

người dùng đang chuyển vùng, thực thể trong mạng khách cung cấp dịch vụ và điều khiển
lưu lượng cho người dùng. Điều khiển dịch vụ khách bị dừng lại vì là giải pháp phức tạp và
không cung cấp thêm bất cứ giá trị đáng chú ý nào được so sánh với điều khiển dịch vụ nhà.
Vì vậy, điều khiển dịch vụ nhà được lựa chọn; có nghĩa là thực thể truy cập vào cơ sở dữ
liệu thuê bao và tương tác trực tiếp với nền dịch vụ luôn luôn được đặt tại mạng nhà của
người dùng.
- Sự phát triển dịch vụ
Kiến trúc IMS gồm khung làm việc dịch vụ cung cấp khả năng hỗ trợ thoại, video, đa
phương tiện, tin nhắn, chia sẻ, truyền dữ liệu, và các dịch vụ bổ sung cơ bản trong IMS.
- Thiết kế phân lớp
3GPP quyết định tiếp cận các lớp để thiết kế kiến trúc, có nghĩa là các dịch vụ biên
và truyền tải là riêng biệt với mạng báo hiệu IMS và các dịch vụ quản lý phiên.
- Truy nhập độc lập
IMS được thiết kế để truy nhập độc lập vì vậy các dịch vụ IMS được cung cấp qua
các mạng kết nối IP (GPRS, WLAN). Tuy nhiên, các tiêu chuẩn IMS phiên bản 5 có vài đặc
điểm riêng của GPRS. Trong phiên bản 6 (GPRS) vấn đề truy nhập riêng được chia từ các
mô tả IMS và kiến trúc IMS trở lại trạng thái gốc (truy nhập độc lập).
8

1.2.2 Mô tả các chức năng và các thực thể trong IMS
Những thực thể trong IMS có thể được phân thành sáu loại: Quản lý phiên và định
tuyến (CSCFs), cơ sở dữ liệu (HSS, SLF), các dịch vụ (server ứng dụng, MRFC, MRFP),
các hàm làm việc tương tác (BGCF, MGCF, IMS – MGW, SGW), các chức năng hỗ trợ
(PDF, SEG, THIG), tính cước.
- Các chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF)
Có ba loại chức năng điều khiển phiên cuộc gọi (CSCF): đại diện–CSCF (P-CSCF),
dịch vụ-CSCF (S-CSCF) và truy vấn–CSCF (I-CSCF). Mỗi CSCF có các nhiệm vụ riêng.
o Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi ủy quyền (P-CSCF)
Khối chức năng điều khiển phiên cuộc gọi ủy quyền (P-CSCF) là điểm liên lạc đầu
tiên của người dùng trong IMS, nghĩa là tất cả lưu lượng báo hiệu SIP từ UE sẽ được gửi tới

P-CSCF. Tương tự, tất cả các đầu cuối báo hiệu SIP từ mạng được gửi từ P-CSCF tới UE.
o Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi truy vấn (I-CSCF)
Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi truy vấn (I-CSCF) là điểm liên lạc trong mạng
nhà vận hành cho tất cả các kết nối xác định đích tới thuê bao của nhà vận hành mạng đó.
o Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi dịch vụ (S-CSCF)
Chức năng điều khiển cuộc gọi dịch vụ (S-CSCF) - điểm trọng tâm của IMS là khi
chịu trách nhiệm xử lý quá trình đăng ký, tạo quyết định định tuyến, duy trì trạng thái phiên,
và lưu đặc điểm dịch vụ. S-CSCF có trách nhiệm với những quyết định định tuyến quan
trọng khi nhận sự chuyển tiếp và các phiên xuất phát từ UE và đầu cuối UE.


- Cơ sở dữ liệu
Có hai cơ sở dữ liệu chính trong kiến trúc IMS: server thuê bao thường trú (HSS) và
chức năng định vị thuê bao (SLF). HSS là bộ lưu dữ liệu chính cho tất cả các thuê bao và dữ
liệu dịch vụ liên quan của IMS. SLF được dùng như là cơ chế giải quyết cho phép I-CSCF,
S-CSCF và AS tìm kiếm địa chỉ của HSS nắm giữ dữ liệu thuê bao của thực thể người dùng
đã đưa ra khi HSS có thể xác định nhiều địa chỉ và riêng rẽ được thực hiện bởi nhà vận hành
mạng.
9

- Các chức năng dịch vụ
Có ba chức năng được đưa ra là các chức năng liên quan dịch vụ IMS là: bộ điều
khiển chức năng nguồn đa phương tiện (MRFC), bộ xử lý chức năng nguồn đa phương tiện
(MRFP), và server ứng dụng (AS).
- Các chức năng ảnh hưởng lẫn nhau
Phần này giới thiệu bốn chức năng ảnh hưởng lẫn nhau, chúng cần cho trao đổi báo
hiệu và phương tiện giữa IMS và CS CN. Để S-CSCF dừng gửi yêu cầu phiên SIP tới khối
chức năng điều khiển cổng tháo gỡ (BGCF).
- Các chức năng hỗ trợ
PDF có trách nhiệm tạo ra các quyết định chính sách trên cơ sở thông tin phiên và

liên quan tới phương tiện đạt được từ P-CSCF. Nó hoạt động như điểm quyết định chính
sách cho điều khiển SBLP.
Cổng bảo mật (SEG) có chức năng bảo vệ lưu lượng mặt phẳng điều khiển giữa các
miền bảo mật. Miền bảo mật là mạng được quản lý bởi quyền quản lý đơn
Chức năng THIG có thể được dùng để ẩn cấu hình, khả năng và cấu hình của mạng
từ nhà vận hành mạng bên ngoài.
- Các thực thể GPRS
o Node hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN)
o Node hỗ trợ cổng GPRS (GGSN)

1.3. Kết luận
Chương I của luận văn giới thiệu về khái niệm IMS do 3GPP đưa ra: IMS là 1 miền
phân hệ mạng thực hiện chức năng điều khiển, tích hợp các dịch vụ đa phương tiện. Nó thực
hiện nhiệm vụ hội tụ giữa thoại, audio, video với dữ liệu; và hội tụ truy nhập giữa mạng 2G,
3G với mạng vô tuyến. Có thể nói IMS đã kết hợp các ưu điểm của hai mô hình truyền
thông khá thành công là công nghệ chuyển mạch tế bào và Internet. Trình bày về kiến trúc
IMS bao gồm ba lớp chính: lớp ứng dụng, lớp điều khiển, và lớp truyền tải. Mỗi lớp đều có
chức năng và nhiệm vụ riêng: Lớp dịch vụ là các máy chủ ứng dụng AS là nơi chứa đựng và
vận hành các dịch vụ IMS. Lớp lõi IMS có chức năng chính là quản lý việc tạo lập phiên
10

liên lạc và dịch vụ đa phương tiện. Lớp vận tải có chức năng cung cấp linh hoạt địa chỉ IP
và các thông số cấu hình khác cho UE, xác nhận người dùng, quản lý người dùng…

11

CHƯƠNG II
CÁC PHƯƠNG PHÁP MÃ HÓA VÀ TRUYỀN TẢI TRONG IMS

2.1. Các phương pháp mã hóa

2.1.1. Mã hóa thoại
Mã hóa thoại gồm việc chuyển đổi từ tín hiệu thoại tương tự sang một tín hiệu số.
Tín hiệu số này được truyền qua mạng và giải mã tại phía nhận, như trong hình 2.1. Nếu tín
hiệu thoại gồm tiếng nói con người, quá trình gọi là mã hóa thoại.

Hình 2.1: Truyền tải số tín hiệu tương tự
Thuật toán được sử dụng để mã hóa và giải mã tín hiệu số được gọi là một bộ mã hóa
giải mã. Hai đặc điểm quan trọng của bất cứ bộ mã hóa giải mã nào là chất lượng thoại và
băng thông của nó. Thông thường, các bộ mã hóa giải mã với băng thông cao hơn có thể đạt
được chất lượng tốt hơn. Tuy nhiên, các bộ mã hóa giải mã mới đạt được chất lượng thoại
tốt với băng thông dưới 10kb/s
Điều chế mã xung
PCM sử dụng một tốc độ lấy mẫu 8000Hz. Đó là, PCM lấy 8000 mẫu mỗi giây và
mã hóa mỗi mẫu riêng biệt. Theo cách này, mỗi mã chứa 0.125 ms mỗi tín hiệu thoại, Bộ
mã hóa giải mã PCM tạo ra 8 bit mẫu trên 1 giây. Việc này mang lại môt băng thông tổng
64kbps.
12

2.1.2. Mã hóa video
Xây dựng khối mã hóa video là mã hóa ảnh. Đưa ra một bộ mã hóa ảnh tĩnh với một
đoạn ngắn giữa chúng, ta có thể sử dụng chúng tạo một video. Ta chỉ cần đưa ra các ảnh này
một cách nhanh chóng đủ để mắt người cảm nhận các ảnh đó như là một ảnh chuyển động.
Các mã hóa video phổ biến.
Trong phần này ta liệt kê một bộ các mã hóa video phổ biến và giải thích mối quan
hệ của chúng với các định dạng lưu video nổi tiếng như DVD. Cụ thể, ta nghiên cứu MPEG
(nhóm chuyên gia ảnh động) và tiêu chuẩn video H.261
2.1.3. Mã hóa ảnh
H.263 hỗ trợ 5 định dạng để mã hóa ảnh: sub-QCIF (Quarter Common Intermediate
Format), QCIF, CIF, 4CIF và 16CIF. Tất cả các định dạng mã hóa màu của các pixel sử
dụng một thành phần chói và hai thành phần mà, nhưng hỗ trợ các độ phân giải khác nhau.

Tương quan tạm thời.
H.263 hỗ trợ hai mode: inter-coding và intra-coding. Trong mode inter-coding bộ mã
hóa giải mã đòi hỏi độ dư tạm thời của các ảnh. Đó là, nó mã hóa một ảnh liên hệ với các
ảnh đã được mã hóa trước đó. Trong mode intra-coding, không có sự liên hệ với các ảnh
khác được sử dụng để mã hóa một ảnh riêng.
2.1.3. Mã hóa kí tự
Kí tự đã là thông tin số, vì vậy không cần thiết chuyển đổi tương tự sang số và ngược
lại số sang tương tự giống như cần thiết cho âm thanh và video. Có hai loại liên lạc kí tự: tin
nhắn tức thời và kí tự thời gian thực.
2.2. Các giao thức sử dụng trong IMS
2.2.1. Giao thức khởi tạo phiên SIP – Session Initiation Protocol
SIP–giao thức khởi tạo phiên là giao thức lớp ứng dụng được sử dụng để thiết lập,
thay đổi và xác định đầu cuối các phiên đa phương tiện trong giao thức Internet (IP). Các
ứng dụng gồm: thoại, hình ảnh, trò chơi, tin nhắn, điều khiển cuộc gọi và hiện diện.
- Các nguyên lý thiết kế
13

SIP dựa trên giao thức truyền tải văn bản (HTTP) và giao thức truyền thư đơn giản
(SMTP).
Kiến trúc SIP
Các yếu tố trong SIP có thể được chia thành tác nhân khách hàng (UAs) và trung
gian (server). Các phiên liên lạc giữa hai điểm đầu cuối (hoặc UAs) xảy ra mà không cần có
trung gian. Nhưng, điều này không phải luôn là trường hợp nhà quản lý mạng và nhà cung
cấp dịch vụ muốn để giữ lưu lượng trong mạng của họ.
- Định dạng bản tin
Bản tin SIP tạo ra thành 3 phần: đường bắt đầu, các mào đầu bản tin và thân. Nội
dung đường bắt đầu thay đổi phụ thuộc dù bản tin SIP là yêu cầu hay là hồi đáp. Các yêu
cầu ám chỉ tới “đường yêu cầu” và hồi đáp ám chỉ tới “đường trạng thái”.
2.2.2. Giao thức mô tả phiên SDP – Session Description Protocol
Giao thức mô tả phiên SDP-giao thức cơ sở văn bản, là giao thức lớp ứng dụng tham

gia vào mô tả các phiên đa phương tiện. Khi mô tả một phiên người gọi và người được gọi
chỉ ra các khả năng “nhận” tương ứng, các định dạng phương tiện và địa chỉ/cổng nhận.
Thay đổi khả năng có thể được thực hiện trong suốt quá trình thiết lập phiên hoặc trong suốt
phiên – đó là, trong khi phiên đang được tiến hành.
- Nội dung bản tin SDP
Một bản tin SDP chứa ba mức thông tin: mô tả mức phiên, mô tả đoạn thời gian thực, và
định dạng loại phương tiện.
2.2.3. Giao thức truyền tải thời gian thực RTP
Giao thức truyền tải thời gian thực RTP là giao thức sử dụng cho việc truyền phát dữ
liệu thực đầu cuối tới đầu cuối. Nó cũng chứa các dịch vụ truyền phát đầu cuối tới đầu cuối
cho các dữ liệu thời gian thực: định nghĩa loại tải (codec), số chuỗi, nhãn thời gian và điều
khiển truyền phát.
- RTP sử dụng cho truyền phát dữ liệu thời gian thực
o Các trường mào đầu cố định RTP
14

Các trường RTP hiện tại trong một gói RTP trình bày như sau: phiên bản (V), đệm (P), sự
mở rộng (X), đếm CSRC (CC), đánh dấu (M), loại tải (PT), số chuỗi, nhãn thời gian, nguồn
đồng bộ (SSRC), nguồn phân bổ.

Hình 2.11: Định dạng gói RTP
2.2.4. Giao thức điều khiển RTP – RTCP
Các gói giao thức điều khiển RTP được truyền định kỳ tới tất cả các thành viên tham
gia trong một phiên. Có 4 chức năng RTCP: Cung cấp hồi đáp trong QoS phân bố dữ liệu
thời gian thực, mang bộ định dạng liên tục của nguồn RTP (được gọi là CNAME), cho phép
một đoạn phân bố gói RTCP có thể thay đổi (đoạn thông báo), để khảo sát thông tin điều
khiển phiên.
RTCP thông báo đoạn truyền dẫn
Mỗi thành viên tham gia được gửi các gói RTCP. Nếu có nhiều người tham gia
(trong hội nghị), thì xuất hiện vấn đề mở rộng vì nhiều người tham gia vào. Để điều khiển

vấn đề mở rộng, tỷ lệ các gói RTCO được gửi phải được mở rộng xuống bởi sự tính toán
động đoạn giữa các truyền dẫn gói RTCP.
2.5. Kết luận
Nội dung chương II giới thiệu chung các phương thức mã hóa tiếng nói, hình ảnh cũng
như kí tự. Đồng thời đưa ra các phương thức truyền tải thông tin cũng như các phương thức
báo hiệu sử dụng trong phân hệ đa phương tiện như SIP, RTP, ….
15

CHƯƠNG III
DỊCH VỤ HỘI NGHỊ TRUYỀN HÌNH TRÊN NỀN IMS

3.1. Kiến trúc và nguyên lý hội nghị IMS
3.1.1. SIP Focus/conferencing AS/MRFC
Hình 3.1 đưa ra cái nhìn tổng quan về kiến trúc hội nghị truyền hình IMS

Hình 3.1: Kiến trúc hội nghị IMS
Điểm trung tâm được gọi là một ‘SIP focus’, điểm này được đánh địa chỉ bởi một
thực thể dịch vụ công cộng (PSI) có liên quan tới một hội nghị. Focus là điểm cuối cho tất
cả các cuộc thoại báo hiệu SIP tới tất cả các thành viên tham gia hội nghị truyền hình. Trong
IMS SIP focus là một Server ứng dụng (AS), được đặt cùng phần điều khiển chức năng
nguồn tài nguyên đa phương tiện (MRFC), phần này được biết đến như là ‘AS/MRFC hội
nghị’.
3.1.2. Bộ trộn hội nghị (Mixer) – MRFP
Trong khi tất cả báo hiệu SIP và cả điều khiển hội nghị cơ sở được thực hiện bởi
AS/MRFC hội nghị truyền hình, tất cả các luồng phương tiện có liên quan tới hội nghị được
định giới hạn trong mạng bởi một bộ được gọi là bộ trộn ‘mixer’.
Ut

Policy control
Conference

Participal
AS/MRFP

SIP focus
Mp

H.248
MRFP

Mixer
ISC/Mr

I
-
CSCF

SIP

Media & Floor C
ontrol

16

3.1.3. Thành viên tham gia hội nghị
Người dùng tham gia vào một hội nghị được gọi là các thành viên tham gia hội nghị
hoặc chỉ gọi là thành viên tham gia. Trong một mô hình cơ bản, một thành viên tham gia sẽ
có tối thiểu một hội thoại SIP được thiết lập với AS/MRFC hội nghị và một kết nối phương
tiện được thiết lập bởi MRFP.
3.1.4. Bộ điều tiết hội nghị, điều khiển quyền phát biểu ý kiến và điều khiển

chính sách hội nghị
Một bộ điều tiết hội nghị có thể quyết định quyền nói cho một thành viên tham gia
hoặc là rút quyền tạm thời từ một thành viên tham gia – việc xử lý quyền nói bởi một bộ
điều tiết được gọi là điều khiển quyền phát biểu ý kiến. Để cho phép điều khiển quyền phát
biểu ý kiến, bộ điều tiết hội nghị tạo ra cách dùng giao thức điều khiển quyền phát biểu ý
kiến nhị phân (BFCP). BFCP được sử dụng trực tiếp qua kết nối phương tiện, đó là giữa UE
của bộ điều tiết hội nghị và MRFP.
3.1.5. Sidebars
Một sidebar là một hội nghị thành phần trong một hội nghị chính đang tồn tại. trong
một sidebar một vài thành viên có thể liên lạc, những thành viên tham gia khác không biết
về việc này. Sidebars có thể xảy ra trong các hội nghị lớn, khi một vài thành viên tham gia
muốn thảo luận một vấn đề riêng không liên quan tới hội nghị chính.
3.1.6. Gói sự kiện trạng thái hội nghị
Mỗi thành viên có thể đăng ký vào gói sự kiện trạng thái hội nghị, để có thông tin về
các thành viên khác trong một hội nghị. Để làm như vậy, các thành viên gửi yêu cầu SIP
SUBSCRIBE tới URI hội nghị, cho biết gói sự kiện trạng thái hội nghị và thời gian mô tả.
AS/MRFC hội nghị chấp nhận đăng ký bằng cách gửi hồi đáp 200 (OK) tới yêu cầu
SUBCRIBE, việc này sẽ tạo một hội thoại SIP giữa thành viên đã đăng ký và AS/MRFC hội
nghị. Sau đó ngay lập tức AS/MRFC hội nghị sẽ gửi một lưu ý tới thành viên, gồm trạng
thái hội nghị hiện tại: NOTIFY sip: SIP/2.0
Việc đăng ký vào sự kiện trạng thái hội nghị tự động kết thúc mỗi lần người dùng dời
hội nghị hoặc hội nghị kết thúc.
17

3.1.7. Điều khiển quyền phát biểu ý kiến cuộc họp
Trong một hội nghị IMS, điều khiển quyến phát biểu ý kiến được thực hiện bởi
BFCP. Giả sử rằng có ba thành viên tham gia một hội nghị:
- Tobias, người điều tiết hội nghị;
- Peter, người hiện tại đang có quyền nói, đó là anh ấy giữ quyền phát biểu.
- Kevin, người muốn nói.

Ta cũng giả sử rằng tất cả ba thành viên đã gửi bản tin FloorQuery tới MRFP khi họ
tham gia hội nghị. Sau đó MRFP sẽ cập nhật các thành viên tham gia với trạng thái quyền
phát biểu bằng cách gửi các bản tin BFCP FloorStatus bất cứ khi nào trạng thái quyền phát
biểu thay đổi.
Để đạt được quyền phát biểu, Kevin gửi một bản tin BFCP FloorRequest tới MRFP.
MRFP sẽ hồi đáp một bản tin BFCP FloorRequestStatus, cho biết rằng yêu cầu quyền phát
biểu đang chờ. Đồng thời, MRFP sẽ gửi một bản tin BFCP FloorStatus mới tới Tobias và
Peter, cho biết rằng Kevin đã yêu cầu quyền phát biểu. Tobias, người điều tiết hội nghị,
chấp nhận yêu cầu từ Kevin và sau đó điện thoại của anh ấy gửi một bản tin BFCP
ChairAction tới AS/MRFC hội nghị, cho biết rằng quyền phát biểu đã được dành cho Kevin.

Hình 3.2: Quyền phát biểu với BFCP
AS/MRFC hội nghị rút quyền phát biểu từ Peter và chuyển sang cho Kevin và đồng thời gửi
ra các bản tin sau:
- Một bản tin BFCP FloorRequestStatus tới Kevin, cho biết quyền phát biểu đã được
dành riêng.
18

- Một bản tin BFCP FloorStatus tới ba thành viên còn lại, cho biết rằng quyền phát
biểu đã được chuyển từ Peter sang cho Kevin.
Sau đó các thành viên tham gia hội nghị sẽ nghe những gì Kevin đang nói vào microphone
của anh ấy. Ví dụ này được chỉ ra trong hình 3.2
3.2. Các thủ tục hội nghị truyền hình IMS
3.2.1. Tạo một tổ chức hội nghị / chính sách hội nghị
Trước khi các thành viên có thể tham gia một hội nghị, hội nghị cần được tạo ra tại
AS/MRFC hội nghị, nghĩa là, các tham số cho một hội nghị cần được cấu hình. Cấu hình
như vậy được gọi là chính sách hội nghị và nó có thể gồm nhiều tham số.
3.2.2 Tạo một hội nghị Ad-hoc
Một nhà vận hành mạng có thể cho phép một người dùng tạo một hội nghị ad-hoc,
dạng này sẽ không ấn định thời gian bắt đầu, và được tự động thiết lập ngay khi người dùng

đầu tiên tham gia vào hội nghị. Để làm việc này, người dùng tạo một hội nghị phải gọi một
cái gọi là URI conference-factory, đó là một nhận dạng dịch vụ công cộng (PSI) được sử
dụng để tạo ra một hội nghị ad-hoc.

Hình 3.3: Tạo hội nghị ad - hoc
Người dùng gọi không cần thiết làm thêm bất cứ việc gì, bằng việc nhận được hồi đáp 200
(OK), người dùng là người tham gia hoạt động đầu tiên trong một hội nghị ad-hoc mới được
thành lập. Các thành viên khác có thể tham gia ngay vào hội nghị.
3.2.3. Tạo một hội nghị ad-hoc với danh sách URI
19

Trong ví dụ trên, người dùng đã tạo một hội nghị ad-hoc và sau đó chờ các thành
viên khác tham gia. Hầu hết các trường hợp như vậy người dùng muốn các thành viên khác
tham gia ngay lập tức, một hội nghị đã được tạo và vì vậy muốn AS/MRFC hội nghị biết để
thiết lập các cuộc gọi tới các thành viên khác.
Người tạo hội nghị có thể đạt được điều này, bằng cách thêm vào một danh sách
người dùng, những người được mời tham gia vào hội nghị, bằng yêu cầu SIP INVITE. Danh
sách như vậy được gọi là “URI-list” có thể được ghép vào bản tin yêu cầu INVITE.
Không may, bản tin INVITE đã có sẵn chỉ thị SDP cho phương tiện về người dùng
gọi muốn sử dụng hội nghị. Để chuyển cả bản tin – SDP và URI list – thì yêu cầu SIP
INVITE phải chỉ ra rằng nhiều nội dung nằm trong đó:
INVITE sip: SIP/2.0
3.2.4. Tham gia vào một hội nghị
a. User Calling tham gia vào hội nghị
Người dùng có thể tham gia vào một hội nghị bằng cách gọi URI hội nghị, đó là bằng
cách gửi một yêu cầu SIP INVITE.Vì URI conference là một PSI, yêu cầu SIP INVITE sẽ
được định tuyến qua mạng nhà người dùng gọi, nơi mà tất cả các dịch vụ bắt đầu cho người
dùng gọi sẽ được thực hiện và sau đó thêm chi tiết về I-CSCF của mạng tại vị trí AS/MRFC
hội nghị. I-CSCF sẽ hỏi SLF/HSS để tìm ra làm cách nào định tuyến đến địa chỉ đích, đó là
URI hội nghị. Vì URI hội nghị là một PSI, HSS có thể hồi đáp trực tiếp với địa chỉ của

MRFC/AS hội nghị và I-CSCF có thể trực tiếp chuyển yêu cầu tới đó. Một hội thoại được
thiết lập, I-CSCF sẽ rút khỏi kết nối giữa S-CSCF của người dùng gọi và AS/MRFC hội
nghị.
20


Hình 3.4: User calling trong một hội nghị
AS/MRFC hội nghị sẽ kiểm tra chính sách hội nghị, người dùng gọi được cho phép
tham gia hay không tham gia hội nghị và ngoài ra hội nghị đang hoạt động hay không. Nếu
các kiểm tra thành thông, AS/MRFC hội nghị sẽ chấp nhận cuộc gọi bằng cách gửi hồi đáp
SIP 200 (OK) tới thành viên mới. AS/MRFC hội nghị cũng sẽ cho MRFP biết qua các thủ
tục H.248/MEGACO để thiết lập các tài nguyên phương tiện được yêu cầu cho các cuộc gọi
đến từ hội nghị
b. AS/MRFC hội nghị gọi một người dùng vào hội nghị
Ví dụ, trên cơ sở chính sách hội nghị cũng có thể là một AS/MRFC hội nghị sẽ chủ
động gọi tới một người dùng cụ thể, để mời họ tham gia hội nghị. Để làm được như vậy,
AS/MRFC sẽ gửi một yêu cầu SIP INVITE tới người dùng được gọi. Nếu người được gọi
chấp nhận cuộc gọi, người dùng sẽ được tham gia vào hội nghị như là một thành viên.
c. Chuyển một người dùng vào một Hội nghị
Nếu ta giả sử rằng Theresa đã sẵn sàng tham gia vào hội nghị được tạo ra bên trên và
đang thiếuTobias, cô ấy có thể thiết lập một cuộc gọi thứ hai từ điện thoại của cô ấy tới
Tobias và nói với anh ấy rằng hội nghị đã hoạt động. Để Tobias tham gia dễ dàng hơn,
Theresa sẽ chuyển anh ấy vào hội nghị, có nghĩa là cô ấy thay thế cuộc gọi đến giữa mình
và Tobias bằng một kết nối mới tới hội nghị.
21

Cũng có thể rằng Theresa không trực tiếp gọi Tobias, nhưng đơn giản gửi một yêu
cầu REFER tới AS/MRFC hội nghị, hỏi focus để nhận Tobias vào hội nghị, như trong hình
3.5. Như chỉ ra bên trên, header Refer-To chỉ cho AS/MRFC hội nghị thiết lập một cuộc gọi
với Tobias. Trên cơ sở chính sách hội nghị, AS/MRFC hội nghị ngay lập tức sẽ hoặc là gọi

trực tiếp cho Tobias, bằng cách gửi một yêu cầu INVITE tới điện thoại của Tobias, hoặc là
gửi một yêu cầu REFER khác tới Tobias để hướng Tobias thiết lập một cuộc gọi tới
AS/MRFC hội nghị.

Hình 3.5: Chuyển người dùng vào một hội nghị qua AS/MRFC hội nghị
REFER sip: SIP/2.0
From: “Literature Talk” <sip:>
To: “Tobias” <sip:>
Referred-By: “Theresa” <sip:>
Ta thấy ở đây header Referred-By chỉ thị tới Tobias rằng Theresa khởi tạo lời mời tới anh
ấy. Nếu Tobias chấp nhận yêu cầu SIP REFER, điện thoại của anh ấy sẽ tự động thiết lập
một cuộc gọi tới AS/MRFC hội nghị.
3.3. Phương pháp xử lý báo hiệu điều khiển P2PSIP
3.3.1 Liên kết làm việc giữa client IMS và client P2PSIP


22


Hình 3.6: Kiến trúc liên kết P2P SIP và IMS
Hình thức cơ bản nhất về khả năng làm việc giữa các client được đăng ký riêng biệt
trong mạng chồng P2P-SIP và trong mạng lõi IMS được chỉ ra trong hình 3.6.
I-CSCF S-CSCF
P-CSCF
Proxy PEER
Relay Agent
P2P SIP
SIP
RTP

p2p.org
isp.org
DNS

Hình 3.7: Khả năng làm việc giữa các máy trạm P2P-SIP và IMS
Trong trường hợp này, dựa vào khả năng của các client cả mạng IMS và mạng
P2PSIP để thiết lập các phiên với những tác nhân người dùng SIP thông thường. Với điều
kiện là các mạng có những điểm đầu vào của chúng được đăng ký trong DNS – I-CSCF đối
với IMS, các Proxy peer đối với P2PSIP - và không có những chính sách hạn chế quản lý
chúng, các hoạt động xảy ra như trong trường hợp thiết lập phiên qua các miền khác nhau.
Hình thức liên kết làm việc này rất hữu ích để cho phép truyền thông giữa những
phạm vi khác nhau nhưng không đưa ra bất kỳ một cải tiến kỹ thuật nào tới cả hai môi
trường. Ngoài ra, cần lưu ý rằng như chỉ ra trong ví dụ 3.6(a) , người dùng P2P-SIP đã đăng
23

ký trong miền mạng chồng, do đó các chính sách nhận thực trong các mạng chồng P2PSIP
là khác nhau theo từng trường hợp, hầu như không thể khẳng định một mức độ bảo mật tối
thiểu.

P2P
UA
Mạng P2P SIP
1. Get
2. IP
3. INVITE
4. INVITE
5. INVITE
6. INVITE
7. 200 OK

8. 200 OK
9. 200 OK
10. 200 OK
Gateway
AS
S-CSCF
P-CSCF
IMS
UA

Hình 3.8: Thiết lập phiên từ P2P SIP tới IMS

24

Mạng P2P SIP
P2P SIP
UA
Gateway
AS
S-CSCF
P-CSCF
IMS
UA
1.INVITE
2.INVITE
3.INVITE
4. Get
6.INVITE
7. 200 OK
8. 200 OK

9. 200 OK
10. 200 OK
5. IP

Hình 3.9: Thiết lập phiên từ IMS tới P2P SIP
3.3.2. Liên kết làm việc giữa mạng P2PSIP và mạng IMS
Một kịch bản làm việc liên mạng tiên tiến hơn được chỉ ra trong ví dụ hình 3.6 (b).
Trong trường hợp này, tác nhân người dùng P2P-SIP cũng có một đăng ký thuê bao với một
nhà cung cấp dịch vụ IMS, lợi dụng mạng phủ để đăng ký với mạng nhà IMS của nó. Sauk
hi được nhận thực, tác nhân người dùng P2P-SIP cũng có thể truy cập trong suốt tất cả các
dịch vụ IMS mà người dùng đã đăng ký (như thư thoại, push-to-talk) và có thể liên lạc với
tất cả các mạng mà nhà cung cấp IMS được kết nối tới. Trong cách này, một người dùng
IMS đã đăng ký tạm thời trên một mạng P2P-SIP sẽ xuất hiện với mạng nhà IMS vì vậy
người dùng thuộc mạng tạm trú IMS, bởi vậy các dịch vụ của người dùng và dịch vụ logic
được điều khiển và thực hiện bởi các chức năng điều khiển và máy chủ ứng dụng của mạng
nhà IMS.
3.4. So sánh hai phương pháp xử lý báo hiệu điều
3.4.1. Hệ thống hội nghị truyền hình server client
a. Kiến trúc
25

Kiến trúc đầu tiên được thảo luận gồm có một server dùng chung mà mỗi client đều
liên lạc. Luồng phương tiện gồm một luồng song công đơn đó là dòng lưu lượng giữa client
và server. Server nhận mỗi luồng từ mỗi thành viên tham gia trong hội nghị, kết hợp chúng
với sau và sau đó gửi một luồng trộn trở lại mỗi thành viên tham gia. Luồng từ client tới
server, một luồng IP unicast được yêu cầu. Luồng mà server gửi lại có thể là luồng IP
unicast hoặc một luồng multicast mà mỗi client nhận được. Nếu một bộ trộn video phức tạp
hơn được tạo ra, vài luồng multicast khác có thể được cái đặt. Điều này cho phép client
nhận mức chất lượng phù hợp cho kết nối.

Hình 3.10: Một mode server-client cho báo hiệu cũng như lưu lượng phương tiện.
b. Báo hiệu.
Trong hai kiến trúc, một SIP AS đã được phát triển. Trong kiến trúc này, nó hoạt
động như một tác nhân người dùng đầu cuối (UA). Mỗi bên tham gia khởi tạo một phiên với
server của chính nó để tham gia vào hội nghị. Việc này hoàn thành khi gửi một yêu cầu SIP
INVITE tới server hội nghị. Tại thời điểm này, mạng IMS lõi xác định nguồn mạng phù hợp
cũng như thông tin tính cước cần thiết. Một server nhận được yêu cầu INVITE nó hồi đáp
với một phản hồi 200 OK. Sau đó người dùng thêm vào danh sách thành viên tham gia
(hoặc bảng phân công) và bắt đầu nhận nguồn video người dùng. Nguồn video này có thể
được gửi trở lại client, được điều khiển theo các chính sách vận hành mạng (đó là với quảng
cáo) hoặc là nó có thể bị trễ đến tận khi có hai hoặc nhiều thành viên tham gia.

Key

Media
Signalling

Client

Server

Client

Client