Tài liệu Phát triển trung tâm nhắn tin đa phương tiện - MMSC cho mạng di động Việt Nam pdf

Lĩnh vực Công nghệ thông tin
PHáT TRIểN TRUNG TÂM NHắN TIN ĐA PHƯƠNG TIệN- MMSC
CHO MạNG DI ĐộNG VIệT NAM
ThS. Nguyễn Kim Quang, KS. Nguyễn Trung Kiên,KS.Nguyễn Thanh Thủy
Trung tâm Công nghệ thông tin
Tóm tắt:
Gần đây, với sự nâng cấp mạng di động GSM lên 2,5G, một loạt dịch vụ mới cũng
đang đợc phát triển và đợc đa tới cho khách hàng. Rất nhiều hãng trên thế giới hớng tới thị
trờng sôi động này. Trung tâm CNTT CDIT cũng đã tiến hành các nghiên cứu liên quan và
gần đây đã tiến thành phát triển hệ thống nhắn tin đa phơng tiện (MMSC-Multimedia
Message Service Center). Bài báo này không có ý định giới thiệu về các lý thuyết liên quan
đến MMS, mà trực tiếp trình bày về một số vấn đề trong việc thực hiện hệ thống và các kết
quả đã đạt đợc. Các lý thuyết liên quan có thể tham khảo trực tiếp tại địa chỉ và các địa chỉ
trong phụ lục.
1.Giới thiệu chung
Đối với các nhà khai thác dịch vụ di động, doanh thu từ các dịch vụ chuyển mạch
kênh truyền thống đang mất dần u thế. Thay vào đó là các dịch vụ gia tăng và dịch vụ truyền
số liệu.
Khác với dịch vụ nhắn tin SMS, MMS là dịch vụ đợc phát triển dựa trên kênh số liệu
và đòi hỏi băng thông rộng, nó cho phép các thuê bao di động trao đổi các bản tin đa phơng
tiện bao gồm cả text, âm thanh, hình ảnh, video. Có thể nói dịch vụ nhắn tin đa phơng tiện là
một bớc tiến rất lớn trong công nghệ nhắn tin vì nó có sự đột phá rất lớn trong việc hỗ trợ
các dạng bản tin đa phơng tiện khác nhau từ chỗ các bản tin ngắn có độ dài hữu hạn của
SMS.
MMS đã đợc tổ chức 3GPP chuẩn hoá nh là một chuẩn chính thức. Nó cung cấp một
môi trờng thông minh cho dịch vụ nhắn tin đa phơng tiện nhờ sự kết nối liên mạng với các
mạng nhắn tin khác nhau để cung cấp khả năng gửi bản tin Multimedia từ máy di động ra
Email, VASP và ngợc lại.
MMS không chỉ đơn thuần cung cấp dịch vụ nhắn tin, mà còn là công nghệ nền tảng
phục vụ cho việc phát triển các dịch vụ giá trị gia tăng, đem lại doanh thu lớn đối với các nhà
khai thác nh: Dịch vụ quảng cáo sinh động trên mạng di động, dịch vụ tìm đờng, Download

Game, Video On Demain
Học viện Công nghệ BCVT
Hội nghị Khoa học lần thứ 5

Phone to Phone
Phone to Email
VASP to Phone
PLMN
PLMN
Internet
Internet
VAS
Email
Client
Email Server
Foreign MMSC
MMSC
Hình 1: Vị trí của MMSC trên mạng cung cấp dịch vụ
2. Các vấn đề việc phát triển hệ thống MMSC
Chức năng và các mặt cắt giao tiếp của một hệ thống MMSC đợc mô tả trong hình 2.

MM1
MM6
MM7
MM4
MM1
MM3

Relay
MMS User

Agent A
External
Server #1
(e.g. E-Mail)
External
Server #2
(e.g. Fax)
External
Server #N
Foreign
MMS
Relay/Server
MMS User
Agent B
Server
MMS Relay/Server
MM2
External
Server #3
(e.g. UMS)
MM5
MMS User
Databases
HLR
MMS VAS
Applications
MM8
Billing
System
Hình 2: Các mặt cắt giao tiếp của MMSC

MMSC là một hệ thống chủ yếu là phần mềm nhng rất phức tạp, một số điểm quan
trọng trong phát triển hệ thống cần quan tâm nh:
2.1. Lợng thông tin trong các bản tin MMS lớn và phức tạp
Hệ thống MMSC nhận thông tin đến từ các EI với các dạng dữ liệu và độ lớn rất khác
nhau, có thể từ vài byte đến vài trăm kbyte, dữ liệu có thể là text, image , audio, video .
Các loại máy đầu cuối khác nhau có năng lực rất khác nhau về kiểu dữ liệu đợc hỗ
trợ, kích thớc màn hình, độ phân giải ảnh, dung lợng bộ nhớ MMSC cần phải biến đổi dữ
liệu phù hợp với đầu cuối trớc khi phát tới đích.
Dới đây là các dạng dữ liệu phổ biến đợc và cần phải hỗ trợ trong hệ thống MMSC:
Văn bản
Các văn bản dới dạng text plane, UTF8
Các ngôn ngữ đánh dấu (Markup Language Document):
Học viện Công nghệ BCVT
Lĩnh vực Công nghệ thông tin
xHTML, WML2.0, WML1.0, mHTML, HDML, HTML, SMIL
XSL stylesheet rule
Dữ liệu âm thanh
Do các đầu cuối của rất nhiều hãng khác nhau hỗ trợ các kiểu dữ liệu âm thanh khác
nhau, vì vậy khi dạng dữ liệu của các đầu cuối khác nhau thì cần có sự chuyển đổi (convert)
Các dạng dữ liệu Audio
MIDI, AMR, AMR-WB, MP3, WAV, AAC, G723.1
Sampling Rate / Bit-rate adaption
Dữ liệu hình ảnh
Cũng nh âm thanh, hệ thống cũng phải thực hiện chuyển đổi rất nhiều khuôn dạng dữ
liệu hình ảnh:
BMP, WBMP, GIF, JPEG, PNG
Image clipping/scaling
Ngoài ra, cần chuyển đổi giữa các dạng dữ liệu Video nh: MPEG1, MPEG2, MPEG4,
H.263, 3GPP, Bitrate adaption
2.2. Rất nhiều thủ tục và giao thức truyền thông phức tạp

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Giao thức truyền nhận mail đơn giản, đợc
làm kênh mang (bearer) trên interface MM4. MMSC phải thực hiện chức năng của cả Email
server và Client để gửi và nhận mail từ các Email server và các MMSC khác. Tại interface
MM3, SMTP đợc sử dụng trực tiếp để gửi và nhận mail từ các mail server trên Internet.
HTTP (Hyper text transfer protocol):Giao thức này đợc dùng làm kênh mang để
truyền dữ liệu trên giao tiếp MM7. MMSC cũng đóng vai trò nh Web server (để các VASP
kết nối vào) và Web client (để gửi các yêu cầu đến các Web Server hay các VASP)
PAP (push access protocol): Giao thức để kết nối hệ thống MMSC với Push Proxy
gateway để push bản tin notify tới máy di động
SNMP (Simple network management protocol): Giao thức quản lý mạng đơn giản, đ-
ợc tích hợp vào hệ thống để quản trị giám sát hệ thống MMSC.
SOAP (Simple Opject Access Protocol): Giao thức hố trợ trao đổi thông tin tại giao
tiếp MM7, cho phép gửi tin từ các VASP hay Content provider đến các đầu cuối di động và
ngợc lại
MMx: Các giao thức đợc định nghĩa bởi 3GPP, nó hoạt động phía trên các giao thức
khác nh SMTP, HTTP

2.3. Xử lý nhiều yêu cầu kết nối đồng thời vào hệ thống
Hệ thống MMSC xử lý dịch vụ đáp ứng cho một lợng lớn khách hàng đồng thời và
dữ liệu đầu vào có tính ngẫu nhiên cao
Học viện Công nghệ BCVT
Hội nghị Khoa học lần thứ 5
3.Thiết kế và phát triển hệ thống
MM3
Agent
MMSC
Kernel
Transcoding
MM4
Agent

ACSMM1
Agent
MM7
Agent
Straeming
Server
MMSC System
PULL
Gateway
Push
Gateway
WAP Gateway
Foreign
MMSC
INTERNET
VAS
Application
EMail
Server
OAM
WorkStation
OAM
WorkStation
Mobile
Network
Router
Server
Message
Store
IPC Channel

Hình 3: Cấu trúc hệ thống MMSC của CDIT
Hệ thống MMSC đã đợc Trung tâm CNTT-CDIT thiết kế và phát triển từ đầu năm
2003, cho đến nay đã cơ bản hoàn thành, thiết kế này đảm bảo giải quyết các vấn đề phức tạp
đặt ra của của hệ thống đã nêu ra ở trên
Hình vẽ 3 mô tả cấu trúc hệ thống MMSC của CDIT. Cấu trúc đợc thiết kế phân tán
và có thể chạy trên 1 hay nhiều server khác nhau tuỳ thuộc lu lợng cần đáp ứng. Một số kỹ
thuật đợc nhóm phát triển thực hiện và ứng dụng vào hệ thống gồm:
3.1 Kỹ thuật truyền thông đa điểm tốc độ cao
Hệ thống ở đây sử dụng lại modul IPC tốc độ cao đã phát triển trớc đây, IPC này có
trển truyền bản tin kích thớc 4096 byte và đạt tốc độ rất cao. IPC đợc dùng truyền các thông
tin điều khiển giữa các node của hệ thống MMSC
3.2. Kỹ thuật Realtime DB
Realtime DB đợc sử dụng trong modul kernel trong hình vẽ 3, nó liên quan đến các
cơ chế xử lý, đánh lịch phân phát bản tin, tạo cớc Đây là CSDL tự phát triển có khả năng
truy xuất tốc độ cao đã dùng trong hệ thống SMSC trớc đây.
3.3. Kỹ thuật truyền file đa điểm, linh hoạt và tốc độ cao
Do Trancoding Server và các EI có thể làm việc trên các server khác nhau, một cơ chế
truyền file phải đợc xây dựng để truyền các file giữa các EI và Trancoding server. Không thể
sử dụng FTP ở đây vì việc truyền file trong hệ thống cần đáp ứng nhanh và vừa phải truyền
Học viện Công nghệ BCVT
Lĩnh vực Công nghệ thông tin
và nhận file. Nhóm phát triển đã tự phát triển một thủ tục truyền file đa điểm sử dụng UDP
thay cho TCP.
3.4. Xử lý bài toán phục vụ đám đông
Chức năng xử lý dữ liệu đợc thiết kế trong modul transcoding server. Trancoding
server có chức năng chính là chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu và phục vụ các yêu cầu từ các
EI. Chuyển đổi dạng dữ liệu âm thanh, hình ảnh, videoclip là các công việc chiếm rất nhiều
tài nguyên hệ thống (CPU, RAM), làm việc với các loại dữ liệu này đòi hỏi rất nhiều đến các
thủ tục cấp phát và giải phóng bộ nhớ vì kích thớc bản tin không xác định trớc và tính động
của dữ liệu rất cao , vì vậy, trong thiết kế hệ thống MMSC, Trancoding Server đợc tách

riêng và chạy trên một server độc lập.
Các dữ liệu của các khách hàng này cần thời gian phân tích, chuyển đổi và xử lý khá
lớn, vì vậy, nếu xử lý tuần tự các dữ liệu này sẽ là không công bằng cho ngời dùng cuối.
Trong thiết kế này, mỗi khi một EI nào đó muốn chuyển đổi dữ liệu, nó thực hiện truyền yêu
cầu chuyển đổi (qua IPC) và truyền dữ liệu (qua thủ tục truyền file) đến Trancoding Server.
Trancoding Server sẽ khởi động một thread để xử lý riêng cho yêu cầu này. Khi công việc
chuyển đổi kết thúc, Trancoding Server sẽ truyền kết quả về EI yêu cầu và sau đó, thread
dành cho yêu cầu này sẽ tự động kết thúc. Với nguyên tắc này, Transcoding Server đảm bảo
việc xử lý công bằng cho các yêu cầu. Với những bản tin đơn giản, kích thớc nhỏ sẽ cần thời
gian xử lý ít hơn các bản tin khác.
Trancoding Server đã đợc phát triển và hỗ trợ hầu hết các dạng dữ liệu của các đầu
cuối di động đang có trên thị trờng hiện nay và vẫn tiếp tục đợc bổ sung khi có thêm các
dạng dữ liệu mới.
Kết luận
Đến nay, hầu hết các thành phần của hệ thống đã đợc phát triển và kiểm tra trực tiếp
trên mạng lới và đã có thể áp dụng trực tiếp cung cấp dịch vụ trên mạng di động.
Các dịch vụ đã đợc hỗ trợ bởi hệ thống MMSC đến thời điểm này gồm:
- Nhắn tin MMS từ đầu cuối đến đầu cuối di động
- Nhắn tin từ máy di động đén Email và ngợc lại
- Nhắn tin từ máy đi động đến VAPS và ngợc lại
Riêng chức năng roamming đang đợc tiếp tục hoàn thiện và sẽ kết thúc trong tháng 8.
Việc chế tạo thành công hệ thống MMSC trong nớc sẽ nâng cao tính chủ động trong
việc cung cấp các dịch vụ mới cho khách hàng, làm phong phú các loại hình dịch vụ tăng
doanh thu cho Ngành, đồng thời cũng kích thích các dịch vụ tốc độ cao trên các thế hệ mạng
di động 2,5 G và 3 G sau này.
Tài liệu tham khảo
- www. WapForum.com
- www. IEC.org
- www.3GPP.com
Phụ lục từ viết tắt

GRPS General Packet Radio Service
MMS Multimedia Message Service
WAP Wireless Application Protocol
WG WAP Gateway
Học viện Công nghệ BCVT
Hội nghị Khoa học lần thứ 5
XML eXtensible Markup Language
HTTP Hyper text transfer protocol
SOAP Simple Opject Access Protocol
SMTP Simple mail transfer protocol
SNMP Siple network management protocol
MMSC Multimedia message service center
IPC Inter processes communication
CSDL Cơ sở dữ liệu
PAP Push Access Protocol
SMS Short mesage service
3GPP 3nd Generation partnership project
VASP Value added service protocol
Học viện Công nghệ BCVT