Luận văn Hệ thống streaming cho truyền hình di động trên nền tảng 3G

HOA HỌC: PGS - TS. NGUYỄN ĐÌNH HÓA Hà Nội – 2013 iii iv LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: - Luận văn này là công trình nghiên cứu của riêng tôi. - Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực. - Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình. Tác giả Đặng Văn Sơn v MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ ....................................................................... vii CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ........................................................................... viii MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 Đặt vấn đề ......................................................................................................... 1 Mục đích nghiên cứu ........................................................................................ 1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................... 2 a) Đối tượng nghiên cứu ....................................................................... 2 b) Phạm vi nghiên cứu ........................................................................... 2 Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 2 Những đóng góp của luận văn .......................................................................... 2 Mô tả luân văn .................................................................................................. 2 CHƯƠNG 1. BÀI TOÁN XÂY DỰNG HỆ THỐNG DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG TRÊN SÓNG 3G – MOBILETV ....................................... 4 1.1 Tổng quan chung về MobileTV và Streaming ........................................ 4 1.2 Các yêu cầu của dịch vụ này ................................................................... 5 1.3 Những vấn đề kỹ thuật – công nghệ chủ yếu .......................................... 5 CHƯƠNG 2. KIẾN TRÚC TỔNG THỂ HỆ THỐNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT CHO DỊCH VỤ MOBILETV ........................................................................... 7 2.1 Kiến trúc ứng dụng .................................................................................. 7 2.2 Mô hình phân lớp .................................................................................... 8 2.2.1 Phân hệ SMS ..................................................................................... 8 2.2.2 Phân hệ Web, WAP ........................................................................... 9 2.2.3 Phân hệ người dùng cuối (Mobile Client ) ..................................... 10 2.2.4 Phân hệ Web cho người dùng (Frontend) ...................................... 11 2.2.5 Phân hệ mô đun dịch vụ MobileTV ................................................. 12 2.2.6 Phân hệ streaming .......................................................................... 12 2.2.7 Phân hệ Xử lý media (Media Process) ........................................... 14 2.2.8 Phân hệ trừ tiền dịch vụ (Billing Service) ...................................... 15 2.2.9 Phân hệ Quản lý giám sát ............................................................... 16 2.2.10 Mô hình phân rã chức năng/phân hệ .............................................. 17 2.3 Kiến trúc dữ liệu .................................................................................... 19 2.3.1 Các thành phần dữ liệu chính ......................................................... 19 2.3.2 Kiến trúc trao đổi dữ liệu với các hệ thống khác ............................ 19 2.4 Kiến trúc vật lý (Cơ sở hạ tầng) ............................................................ 20 CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG KIẾN TRÚC HỆ THỐNG STREAMING .. 22 3.1 Mô hình tổng quan hệ thống streaming................................................. 22 3.2 Phân hệ mã hóa video – mã hóa không trực tuyến (offline encoder) ... 23 3.3 Phân hệ mã hóa trực tuyến (live encode) .............................................. 25 3.4 Phân hệ RTSP streaming ....................................................................... 28 3.5 Phân hệ streaming theo băng thông mạng - http adaptive streaming ... 33 3.6 Phân hệ streaming theo băng thông mạng - http smooth streaming ..... 35 3.7 Mô hình quy hoạch mạng ...................................................................... 36 vi 3.8 Mô hình cân bằng tải hệ thống .............................................................. 37 3.9 Mô hình triển khai hệ thống .................................................................. 38 CHƯƠNG 4. ÁP DỤNG HỆ THỐNG STREAMING CHO MOBILETV39 4.1 Giải pháp cho hệ thống MobileTV tại Việt Nam .................................. 39 4.2 Phân hệ giám sát CMS .......................................................................... 39 4.2.1 Giám sát LiveTV .............................................................................. 39 4.2.2 Trạng thái Mã hóa trực tuyến (Live Encoder) ................................ 40 4.2.3 Quản lý Máy chủ chạy streaming ................................................... 41 4.2.4 Quản lý máy chủ mã hóa trực tuyến Live Encoder ......................... 42 4.2.5 Quản lý Máy chủ mã hóa VOD (Offline Encoder) ......................... 43 4.3 Phân hệ giám sát ngầm .......................................................................... 44 KẾT LUẬN ...................................................................................................... 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 49 vii DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Figure 1 Kiến trúc tổng thể hệ thống ............................................................................... 7 Figure 2: Mô hình phân lớp phân hệ SMS ...................................................................... 8 Figure 3: Mô hình phân lớp phân hệ Web, WAP. ........................................................... 9 Figure 4: Mô hình phân lớp phân hệ Người dùng cuối (Mobile Client). ...................... 10 Figure 5: Mô hình phân lớp phân hệ Web Frontend. .................................................... 11 Figure 6: Mô hình phân lớp phân hệ Mô đun dịch vụ MobileTV. ................................ 12 Figure 8: Mô hình phân lớp phân hệ Xử lý media (Media Process). ............................ 14 Figure 9: Mô hình phân lớp phân hệ trừ tiền dịch vụ (Billing Service). ....................... 15 Figure 10: Mô hình phân hệ Quản lý giám sát. ............................................................. 16 Figure 11: Mô hình ứng dụng theo các phân hệ chính .................................................. 17 Figure 12: Mô hình các phân hệ chức năng người dùng và hệ thống quản trị. ............. 18 Figure 14: Kiến trúc vật lý hệ thống .............................................................................. 20 Figure 15: Mô hình tổng quan hệ thống streaming ....................................................... 23 Figure 17: Biểu đồ luồng sự kiện phân hệ mã hóa video (offline encoder) .................. 24 Figure 19: Mô hình luồng dữ liệu VOD Streaming ...................................................... 29 Figure 20: Biểu đồ luồng sự kiện phân hệ VOD Streaming ......................................... 30 Figure 21: Biểu đồ luồng sự kiện phân hệ xem truyền hình (Live Streaming) ............. 31 Figure 23: Mô hình quy hoạch mạng ............................................................................ 36 Figure 24: Mô hình cân bằng tải .................................................................................... 37 Figure 25: Màn hình giám sát LiveTV .......................................................................... 40 Figure 26: Màn hình cấu hình profile cho kênh ............................................................ 40 Figure 29: Màn hình quản lý Máy chủ mã hóa video (offline encoder) ....................... 43 Figure 30: Mô hình ảo hóa ............................................................................................ 46 Figure 31: Mô hình cân bằng tải .................................................................................... 46 viii CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT Tiếng Anh Thuật ngữ Định nghĩa VOD Video on demand – Video được khách hàng yêu cầu SMPP Short Message Peer to Peer – Tin nhắn được đẩy từ hệ thống MobileTV đến sms gateway để gửi tới cho khách hàng LIVETV Các kênh Chương trình truyền hình được phát trên hệ thống. SMSC Tổng đài quản lý tin nhắn iVTSS Mô đun streaming cho iPhone/iPad Offline encoder Mô đun mã hóa tệp video cho các dòng điện thoại di động 3G Live encoder Mô đun mã hóa tín hiện truyền hình thành các tín hiệu phù hợp với các dòng điện thoại di động 3G DSS Darwin máy chủ chạy Streaming – Một open source phục vụ cho việc phát triển VTSS mô đun, làm nhiệm vụ phân phát tín hiệu tới các máy điện thoại 3G VTSS Mô đun Streaming cho các dòng điện thoại sử dụng giao thức RTSP để nhận tín hiệu media. CMS Content management system – Hệ thống quản trị nội dung cho phép người quản trị quản lý hệ thống MVC Model – View – Controller: Mô hình phát triển phần mềm Wap/Wapsite Trang dành cho di động thực hiện truy cập vào hệ thống MobileTV Service Cung cấp các API giao tiếp với cơ sở dữ liệu cho các mô đun trong hệ thống SMS service Cung cấp các API giao tiếp với sms gateway Media Process Khối mã hóa – giải mã tín hiệu để chuyển thành luồng tín hiệu đến khối Streaming. Gồm có offline encoder và live encoder. Streaming Là khối thực hiện giao tiếp với client thực hiện gửi tín hiệu media đến client. HLR Home location register - Thực hiện nhận dạng thuê bao 2G/3G M&M Server Mô đun thực hiện giám sát các mô đun trong hệ thống rồi ghi log cảnh báo M&M Client Thực hiện đọc log cảnh báo của M&M Server rồi thực hiện gửi tin nhắn cảnh báo tới người vận hành hệ thống khi có sự cố. Administrator Người quản trị hệ thống Content Provider Nhà cung cấp nội dung số cho hệ thống ix Thuật ngữ Định nghĩa Profile Thông tin về các chuẩn mã hóa (codec) của các dòng máy điên thoại BCCS Billing and custumer care system – Hệ thống trừ tiền khách hàng. Tiếng Việt Thuật ngữ Định nghĩa CSDL Cơ sở dữ liệu DK Đăng ký sử dụng dịch vụ KH Người sử dụng thuê bao di động HUY Khách hàng sử dụng hủy dịch vụ CSKH Chăm sóc khách hàng NV kinh doanh Nhân viên kinh doanh dịch vụ 1 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Viễn thông Việt Nam đã đến giai đoạn bão hòa về số lượng thuê bao cùng với đó là sự phát triển rầm rộ của các dịch vụ giá trị gia tăng VAS. Hiện này các công ty viễn thông lớn ở Việt Nam đã được cấp phép để cung cấp dịch vụ 3G cho khách hàng, mở ra cho người dùng khả năng truy xuất với băng thông rộng hơn, dung lượng đường truyền cao hơn. Vấn đề đặt ra là người dùng sẽ được hưởng những dịch vụ mới gì khi sử dụng mạng 3G. Các công ty viễn thông đều có chiến lược xây dựng nội dung và phát triển các dịch vụ VAS trên mạng 3G như: Xem TV, xem phim, nghe nhạc. Video Call để đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Thị trường điện thoại di động ở Việt Nam ngày càng phát triển với nhiều dòng điện thoại thông minh và nhu cầu về điện thoại thông minh ở Việt Nam ngày càng lớn. Các dòng điện thoại thông minh nổi tiếng trên thế giới được sử dụng rất phổ biến. Bên cạnh đó xã hội ngày càng phát triển giúp cho nhu cầu giải trí trên các thiết bị di động thông minh ngày càng tăng. Đây chính là cơ hội kinh doanh tốt cho các nhà cung cấp dịch vụ giải trí trên nền tảng 3G. Hệ thống truyền hình di động qua sóng 3G là một trong những dự án chiến lược của các nhà cung cấp dịch vụ 3G. Mục tiêu của dư án là phát triển hệ thống hoàn chỉnh cho phép người dùng xem LiveTV, VOD, Radio, Istory cùng với hệ thống quản lý, giám sát và vận hành hệ thống đáp ứng nhu cầu của người dùng cuối và khách hàng. Hệ thống Streaming bao gồm các phân hệ mã hóa video – offline encode, và mã hóa trực tuyến - live encode và các phân hệ streaming theo giao thức RTSP/HTTP, tiến trình giám sát hệ thống. Hệ thống streaming xây dựng nhằm mục đích phân phối các nội dung số bao gồm cả Video và Kênh LiveTV đảm bảo phục vụ được tất cả khách hàng với các dòng điện thoại khác nhau trên thị trường với chất lượng tốt nhất theo băng thông mạng 3G. Với ý nghĩa đó, tác giả chọn đề tài “Hệ thống streaming cho truyền hình di động trên nền tảng 3G” để làm đề tài luận văn tốt nghiệp. Mục đích nghiên cứu Việc thực hiện đề tài nói trên nhằm đạt được các mục đích sau:  Nghiên cứu các chuẩn mã hóa - codec cho các dòng điện thoại, các chuẩn giao tiếp cho streaming theo giao thức RTSP, HTTP.  Nghiên cứu các thư viện encode open source và các streaming  Nghiên cứu, xây dựng nền tảng streaming để trở thành nền tảng cho các dịch vụ VAS khác.  Xây dựng mô hình tổng quát hệ thống streaming, mô hình giao tiếp của các phân hệ trong hệ thống streaming và của hệ thống streaming với các phân hệ khác bên ngoài hệ thống streaming.  Trên cơ sở nghiên cứu nền tảng streaming để có những cải tiến hệ thống để nâng cao hiệu năng và tính năng mới cho hệ thống. 2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu a) Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài chủ yếu liên quan đến việc xây dựng và phát triển nền tảng streaming cho các dịch vụ giá trị gia tăng VAS như:  Xây dựng kiến trúc ứng dụng  Xây dựng kiến trúc dữ liệu  Xây dựng kiến trúc vật lý  Xây dựng mô hình triển khai  Tích hợp hệ thống  Các giải pháp đề xuất b) Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiện cứu của đề tài chủ yếu tập trung vào dịch vụ truyền hình di động – MobileTV. Vì đây là dịch vụ mang nhiều nền tảng công nghệ streaming nhất. Các dịch vụ VAS khác thường là tập con của dịch vụ MobileTV bằng các bớt đi các tính năng của dịch vụ này. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu nền tảng công nghệ của hệ thống. Sử dụng tổng hợp các phương pháp phân tích thống kê, chuyên gia, tổng hợp, trên cơ sở sử dụng số liệu thống kê và tư liệu của ngành viễn thông nói chung và VAS nói riêng để phân tích, đánh giá, rút ra kết luận cho vấn đề nghiên cứu. Những đóng góp của luận văn Tổng kết và hệ thống hóa các vấn đề lý luận liên quan đến đề tài. Vận dụng lý luận vào phân tích hệ thống streaming từ đó đưa ra các chỉ số hệ thống. Làm cơ sở cho việc đưa ra các con số cho khách hàng. Từ lý luận và kết quả phân tích, thực tiễn, tác giả đề xuất giải pháp phát triển hệ thống nhằm nâng cao hiệu quả kinh doanh của các dịch vụ VAS. Mô tả luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn được chia thành 4 chương: Chương 1: Bài toán xây dựng hệ thống dịch vụ truyền hình di động MobileTV  Tổng quát chung về MobileTV và Streaming  Các yêu cầu của dịch vụ này  Những vấn đề kỹ thuật – công nghệ chủ yếu Chương 2: Giới thiệu về kiến trúc tổng thể hệ thống  Kiến trúc ứng dụng  Kiến trúc dữ liệu  Kiến trúc vật lý 3 Chương 3: Xây dựng kiến trúc hệ thống streaming Chương 4: Áp dụng hệ thống Streaming cho hệ thống MobileTV và kết quả  Tổng quan các bài toán nghiệp vụ, khái quát các đặc điểm hệ thống  Cài đặt thử nghiệm và đưa ra kết quả Kết luận và kiến nghị  Tổng kết các vấn đề  Đưa ra đề xuất hướng phát triển tiếp theo, ứng dụng, cải tiến Phụ lục 4 CHƯƠNG 1. BÀI TOÁN XÂY DỰNG HỆ THỐNG DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG TRÊN SÓNG 3G – MOBILETV 1.1 Tổng quan chung về MobileTV và Streaming MobileTV là dịch vụ cho phép người dùng 3G tiếp cận các phương tiện giải trí chất lượng cao mọi lúc mọi nơi như xem các kênh truyền hình trực tiếp (LiveTV), các bộ phim hay các video clip theo yêu cầu (VOD) chỉ với chiếc điện thoại hòa mạng 3G. Khách hàng có thể sử dụng dịch vụ qua wapsite của dịch vụ hay qua ứng dụng được cài đặt trực tiếp trên điện thoại. Tính năng dịch vụ: - Xem các kênh truyền hình đặc sắc trong nước và ngoài nước. - Xem video theo yêu cầu với nội dung phong phú thuộc các lĩnh vực khác nhau như ca nhạc, thời sự, hài hước, phim - Xem lịch phát sóng của các kênh trong hệ thống - Quản lý kênh yêu thích - Đăng ký/Hủy dịch vụ, các kênh đặc sắc nâng cao. Streaming trong dịch vụ MobileTV là truyền tải nội dung số một cách liên tục đến các máy điện thoại của người dùng với chất lượng cao nhất. Streaming tiết kiệm thời gian cho người dùng bằng cách sử dụng các công nghệ giải nén kết hợp với player hiển thị dữ liệu đồng thời trong lúc vẫn tiếp tục download. Quá trình này được gọi là buffering. Ban đầu máy điện thoại người dùng sẽ lấy về một phần chia nhỏ đó của dữ liệu trước khi hiển thị, đồng thời trong lúc hiển thị các gói dữ liệu còn lại sẽ lần lượt được lấy về để kịp cho việc hiển thị tiếp theo. Thay vì được gửi một lần duy nhất, dữ liệu streaming sẽ được truyền đi thành các gói nhỏ đến cho người dùng. Ngay cả các giao thức mới như adaptive streaming hay http smooth streaming thì dữ liệu cũng được chia nhỏ trước khi gửi tới các máy điện thoại. Dịch vụ streaming cho truyền hình di động có 2 loại là Streaming video theo yêu cầu và Streaming kênh truyền hình. Video theo yêu cầu (Video on demand): là các dữ liệu Video được lưu trữ trên các máy chủ lưu trữ (SAN Storage) và được truyền đến người dùng khi có yêu 5 cầu, người dùng có toàn quyền để hiển thị cũng như thực hiện các thao tác (tua, dừng, quay ) với các đoạn dữ liệu này. Xem truyền hình thời gian thực (livetv): là các tín hiệu được mã hóa trực tiếp từ các nguồn cung cấp dữ liệu theo thời gian thực (máy camera, microphone, thiết bị phát dữ liệu Video, luồng tín hiệu truyền hình). 1.2 Các yêu cầu của dịch vụ này MobileTV phục vụ cho các máy điện thoại sử dụng dịch vụ 3G. Hiện nay trên thị trường các dòng điện thoại 3G là vô cùng phong phú. Theo thống kê thì có đến 20% người dùng đang sử dụng mạng 3G. Tuy nhiên các điện thoại này lại hỗ trợ các chuẩn mã hóa (codec) khác nhau đòi hỏi hệ thống MobileTV phải hỗ trợ toàn bộ các dòng máy này. Về phía nhà cung cấp dịch vụ - content provider, các tệp video được upload lên hệ thống cũng có các chuẩn mã hóa - codec khác nhau, kích thước khác nhạu, bitrate lớn và hầu như là không thể xem được trên tất cả các dòng máy. Về phía nhà cung cấp dịch vụ, với băng thông mạng hiện có thì để người dùng xem với chất lượng tốt nhất thì đòi hỏi tệp video phải có bitrate nhỏ hơn băng thông hiện có cũng như chuẩn mã hóa (codec) hợp lý. Hệ thống cần chia tập máy điện thoại 3G trên thị trường theo tiêu chí là các chuẩn mã hóa (codec) để có thể đối xử tốt với các dòng điện thoại. Việc phân chia các dòng điện thoại theo codec này hiện tại được chia thành 6 nhóm khác nhau gọi là 6 profile. Các Profile này được đặc trưng bởi các thông tin codec như: Video codec, video bitrate, video size, audio codec, audio channel, audio birate Chính vì vậy mà các tệp video hay luồng tín hiệu từ phía đài truyền hình hay các content provider cần được encode lại theo đúng thông tin profile đã được xác định sẵn. Mặt khác, các dòng điện thoại này cũng support các chuẩn treaming khác nhau như RTSP cho các dòng máy cũ chạy android, Symbian Hay các chuẩn streaming mới được Apple, Microsoft đưa ra như: http adative streaming, http smooth streaming. Để phân phát nội dung số sau khi encode đến được người dùng cuối hệ thống cũng phân loại thành 3 hệ thống streaming hỗ trợ tất cả các chuẩn streaming hiện này. 1.3 Những vấn đề kỹ thuật – công nghệ chủ yếu 6 Công nghệ mã hóa – giải mã video, mã hóa trực tuyến luồng tín hiệu truyền hình Công nghệ streaming theo giao thức RTSP, HTTP Adaptive streaming của Apple, HTTP smooth streaming của Microsoft. Công nghệ Cache trong streaming sử dụng cho các mô đun streaming. Công nghệ load balancing sử dụng cho toàn bộ hệ thống Công nghê ảo hóa của Citrix sử dụng cho các máy chủ ngoại trừ máy chủ chạy Database và máy chủ chạy mã hóa trực tuyến (Live encoder). 7 CHƯƠNG 2. KIẾN TRÚC TỔNG THỂ HỆ THỐNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT CHO DỊCH VỤ MOBILETV 2.1 Kiến trúc ứng dụng Hệ thống MobileTV bao gồm các phân hệ là SMS, WAP/WEB, phân hệ trừ tiền (Billing service), phân hệ dịch vụ chung MobileTV (MobileTV service), phân hệ Streaming và phân hệ xử lý media (Media process). Các phân hệ được phân theo chức năng như hình vẽ dưới: Mobile TV System SMS Service Web frontend Teco core network Register 3G Streaming w s CMS Database Exchange Gateway udp HLR Charging gateway SMSC Check 2/3G Send/Receive SMS VTC, IPTV, HTVC Generate CDR S M S Player htt p Media Process Media Storage R e a d O fflin e E n c o d e MobileTV Services API Web Service Web Service ws ws WAP Service w s w s rtsp/rtp Player h tt p Trừ tiền AdministratorContent Provider Call Center NV Kinh doanh wsws rtsp/rtp, http NV Giám sát M&M server h tt p JMX JS O N Đ ă n g ký 3 G Hình 1: Kiến trúc tổng thể hệ thống - Chức năng người dùng: Bao gồm những chức năng cho phép người dùng tương tác vụ dịch vụ như đăng ký, hủy, xem truyền hình LiveTV, xem video theo yêu cầu, tải video Bao gồm hai hình thức: qua tin nhắn SMS hoặc qua WAP. - Chức năng CSKH: Cho phép nhân viên chăm sóc khách hàng có thể tra cứu giải đáp cho khách hàng hoặc hỗ trợ khách hàng đăng ký dịch vụ, hủy dịch vụ cho khách hàng. - Chức năng quản trị hệ thống: Cho phép người quản trị hệ thống có thể quản lý người dùng, quản lý kênh, quản lý lịch phát sóng - Chức năng thống kê, báo cáo: cho phép nhân viên kinh doanh biết được tình trạng sử dụng dịch vụ của khách hàng, doanh thu từ dịch vụ. - Chức năng trừ tiền dịch vụ (Billing service): là chức năng xử lý liên quan đến tiền, giờ xem của khách hàng. 8 - Chức năng dịch vụ MobileTV (MobileTV service): Cung cấp các dịch vụ cho các module chức năng khác trong hệ thống. - Chức năng streaming: Truyền tín hiệu theo giao thức RTSP hay HTTP đến cho khách hàng. - Chức năng xử lý media: Chuyển đổi luồng dữ liệu video, tín hiệu đầu vào từ các luồng khác nhau phục vụ cho người dùng đầu cuối. 2.2 Mô hình phân lớp 2.2.1 Phân hệ SMS Hệ thống hỗ trợ đăng ký dịch vụ qua tin nhắn SMS. Khách hàng cần phải nhắn tin đúng cú pháp của dịch vụ và gửi đến đầu số để đăng ký dịch vụ hoặc mua thêm kênh, mua thêm thời gian. Hệ thống cung cấp kết nối đến SMSC của các công ty dịch vụ viễn thông. SMSC Communication Layer SenderReveiver Process Layer Data Access Layer JDBC Data SMS Gateway T C P /IP S O A P MobileTV SMS System TCP/IP XML-RPC/HTTP SMPP Mobile TV Service Khách hàng SMS SMS Hình 2: Mô hình phân lớp phân hệ SMS Hệ thống chia làm 3 lớp:  Lớp giao tiếp truyền thông (Communication Layer)  Đảm nhận việc giao tiếp với SMS Gateway để nhận / gửi tin nhắn từ khách hàng. Bao gồm 2 mô đun chính:  Receiver: Nhận tin nhắn từ SMS Gateway qua giao thức TCP/IP  Sender: Gửi tin nhắn đến SMS Gateway qua giao thức SOAP.  Lớp xử lý (Process Layer)  Bao gồm các tiến trình xử lý tin nhắn. 9  Gửi yêu cầu tới Mô đun dịch vụ MobileTV để thực hiện yêu cầu của thuê bao như: đăng ký, hủy, mua thêm giờ .v.v.  Lớp dữ liệu (Data Access Layer)  Thực hiện kết nối tới hệ thống CSDL để lưu trữ giao dịch tin nhắn của khách hàng.  Cung cấp service thực thi giữa tầng process layer và comunication layer để lấy dữ liệu từ CSDL hoặc chuyển dữ liệu vào CSDL.  Sử dụng JDBC để connect tới CSDL. 2.2.2 Phân hệ Web, WAP Web server (Apache) Wap gateway Khách hàng ViewController Model (PDO) Internet Mobile TV Service XML-RPC/HTTP CSKH, Quản trị hệ thống, Quản trị nội dung CP, báo cáo thống kê Database server (MySQL) Symphony Framework Hình 3: Mô hình phân lớp phân hệ Web, WAP. Sử dụng nền tảng symfony (dựa trên mô hình MVC) phân chia thành 3 lớp như 10 sau:  Mô hình (Model): là lớp chứa các câu lệnh thao tác trực tiếp đến CSDL  Khung nhìn (View): làm nhiệm vụ thể hiện trang web từ các hành động do bộ điều hành (controller) truyền sang cùng với dữ liệu từ nhận được từ lớp mô hình (model) (có thể hiểu nó như là template render).  Trình điều khiển (Controller): chính là phần cốt lõi, điều hành trang web, giao tiếp với mô đun mô đun dịch vụ MobileTV 2.2.3 Phân hệ người dùng cuối (Mobile Client ) Android device Controler Model Android framwork Screens (displayable) View commandAction Object P o lis h Memory Card press key display JSON/HTTP Phân hệ Web frontend Hình 4: Mô hình phân lớp phân hệ Người dùng cuối (Mobile Client). Phân hệ Người dùng cuối (Mobile Client) cho phép người dùng tương tác với mô đun dịch vụ MobileTV qua ứng dụng mobile do dịch vụ cung cấp được cài đặt trên điện thoại di động. Người dùng cài đặt, chạy ứng dụng mobile do dịch vụ cung cấp. Ứng dụng hỗ trợ người dùng tương tác, sử dụng dịch vụ: đăng ký/hủy dịch vụ, thêm/xóa kênh, thêm/xem giờ, xem/tải/tặng VOD, xem LiveTV Phân hệ Người dùng cuối (Mobile Client) giao tiếp với phân hệ Web Frontend (Web Frontend sẽ giao tiếp với Mô đun dịch vụ MobileTV hoặc truy vấn trực tiếp CSDL): Lấy dữ liệu theo định dạng JSON từ API mà Website cung cấp qua giao thức HTTP (HTTP request). 11 2.2.4 Phân hệ Web cho người dùng (Frontend) Symfony Action Request Process Controler Action Model Doctrine Web server(Apache) php html Style sheets View MySQL Mobile Client Hình 5: Mô hình phân lớp phân hệ Web Frontend. Phân hệ Wapsite cho phép người dùng tương tác với mô đun dịch vụ MobileTV qua ứng dụng client được cài trên thiết bị di động. Người dùng truy cập tới website của dịch vụ bằng thiết bị di động. Hệ thống phục vụ các yêu cầu của người dùng: đăng ký/hủy dịch vụ, thêm/xóa kênh, thêm/xem giờ, xem/tải/tặng VOD, xem LiveTV Phân hệ này giao tiếp với phân hệ Người dùng cuối (Mobile Client): Cung cấp API, trả về dữ liệu JSON khi có yên cầu HTTP (HTTP request) gửi đến từ Người dùng cuối (Mobile Client). 12 2.2.5 Phân hệ mô đun dịch vụ MobileTV Mobile TV Service Web service client Bussiness Logic Layer Data Access Layer MobileTV DB Interaction service API TCP/IP XML-RPC/HTTP Billing service XML-RPC/HTTP HLR SOAP Hình 6: Mô hình phân lớp phân hệ Mô đun dịch vụ MobileTV. Hệ thống chia làm 3 lớp:  Lớp giao tiếp (Interation Service Layer):  Cung cấp các API cho các ứng dụng khác có thể tương tác với hệ thống qua các API này.  Lớp xử lý (Bussiness Logic Layer):  Là lớp trung gian thực hiện xử lý nghiệp vụ.  Gửi yêu cầu tới hệ thống trừ tiền (billing gateway) để: kiểm tra thông tin thuê bao, trừ tiền.  Gửi gửi tới HLR để kiểm tra trạng thái đăng ký 3G của thuê bao.  Lớp dữ liệu (Data Access Layer):  Thực hiện kết nối tới hệ thống CSDL của dịch vụ để truy vấn thao tác, dữ liệu.  Sử dụng Hibernate để kết nối tới CSDL. 2.2.6 Phân hệ streaming Phân hệ streaming thực hiện nhiệm vụ truyền tải nội dung số sau khi đã được mã hóa đến cho người dùng cuối theo giao thức RTSP hoặc HTTP một các ổn định để người dùng cuối có thể xem được tín hiệu trên các thiết bị di động. Nội dung số ở đây là Video theo yêu cầu hoặc tín hiệu truyền hình, từ đó hệ thống Streaming được thể hiện dưới 2 dạng: Phân hệ gồm 3 phân hệ nhỏ hoạt động độc lập là:  VTSS – thực hiện nhận luồng tín hiệu và gửi tín hiệu media theo giao thức RTSP/RTP cho người dùng cuối.  iVTSS – thực hiện nhận các tệp tín hiệu rồi gửi trả tệp tín hiệu đó đến cho người dùng cuối theo giao thực http adaptive streaming. 13  wVTSS - thực hiện nhận các tệp tín hiệu rồi gửi trả tệp tín hiệu đó đến cho người dùng cuối theo giao thức http smooth streaming. Các mô đun Streaming là một tiến trình cha thực hiện sinh ra các tiến trình con phụ thuộc. Tiến trình cha sẽ đợi cho các tiến trình con kết thúc. Nếu tiến trình con kết thúc lỗi, tiến trình cha sẽ thực hiện sinh ra một tiến trình con mới. Thành phần lõi thực hiện vai trò làm giao tiếp trung gian giữa chương trình khách (sử dụng RTP & RTSP để gửi yêu cầu và nhận kết quả). Các mô đun thành phần thực hiện xử lý các yêu cầu và gửi các gói dữ liệu trở về cho client. Để thực hiện được công việc này, thành phần lõi tạo ra 4 kiểu luồng xử lý:  Luồng xử lý chính: kiểm tra yêu cầu dừng thực thi, các thông tin lỗi được lưu lại hoặc in ra thống kê.  Luồng xử lý Idle Task: quản lý hàng đợi các tác vụ thực hiện theo định kỳ. Có 2 hàng đợi cho: các tác vụ quá giờ & các tác vụ khe cắm (socket)  Luồng sự kiện: thực hiện đợi các sự kiện của khe cắm (socket), ví dụ như các yêu cầu RTSP hay các gói tin RTP và chuyển chúng đến các luồng tác vụ  Luồng tác vụ: nhận yêu cầu RTSP và các gói dữ liệu RTP từ luồng sự kiện và gửi các yêu cầu đó tới các mô đun xử lý tương ứng, nhận kết quả và gửi lại cho người dùng cuối (client). Hiện tại, mặc định thành phần lõi tạo ra 01 luồng xử lý tác vụ trên 01 bộ vi xử lý. Khái niệm trung tâm của phân hệ Streaming đó là các tác vụ được kích hoạt bởi các sự kiện. Ví dụ, một tác vụ có gắn kèm với một đối tượng khe cắm (socket). Nếu đối tượng khe cắm(socket) này có được 1 sự kiện (xác định bằng hàm select ()) thì đối tượng tác vụ tương ứng sẽ được gọi, khi đó hàm Run đã cài đặt mã nguồn xử lý mỗi khi có một sự kiện nhận được. Bằng cách này, sử dụng lớp Task, phân hệ Streaming có thể chỉ sử dụng 01 luồng, đơn nhiệm, để xử lý tất cả các kết nối, đây cũng là cầu hình mặc định của Máy chủ chạy Streaming trên các hệ thống chỉ có 01 bộ vi xử lý. Hệ thống này bao gồm các mô đun chính:  Thiết bị đầu cuối (Client): thành phần tương ứng với các chương trình khách kết nối tới hệ thống.  Máy chủ trung gian (Core Server): thành phần lõi xử lý quản lý các thành phần khác của hệ thống, thực hiện vai trò giao tiếp trung gian giữa các thành phần khách và các thành phần xử lý yêu cầu.  Mô đun gắn thêm (Modules Plugin): các thành phần xử lý yêu cầu, đáp ứng thông tin về cho chương trình khách.  Các mô đun trên đều sử dụng m