Các tiêu chuẩn của các tổ chức trên thế giới liên quan đến chất lượng truyền hình di động (Phần 2)

4. Tiêu chuẩn của ESTI và 3GPP:

ETSI TS 102 250 “Speech Processing, Transmission and Quality Aspects (STQ) QoS aspects for popular services in GSM and 3G networks”

Đây là bộ tiêu chuẩn khá đầy đủ của ETSI được xuất bản đề cập trực tiếp đến rất nhiều loại hình dịch vụ trong mạng GSM cũng như mạng 3G, trong đó có dịch vụ truyền hình di động (phần streaming). Nội dung cụ thể của bộ tiêu chuẩn này được tóm tắt như sau:

• ETSI TS 102 250-1: Tiêu chuẩn này xác định các vấn đề về chất lượng dịch vụ đối với các mạng GSM và 3G, đồng thời cũng tóm tắt tổng quan nhất về các dịch vụ sẽ được trình bày trong các phần từ ETSI 102 250-2 đến ETSI 250-7. Tiêu chuẩn này cũng phân biệt rõ khái niệm “chất lượng dịch vụ QoS”, “Chất lượng mạng” và “Chất lượng theo đánh giá của người sử dụng QoE”;
• ETSI TS 102 250-2: Tiêu chuẩn này định nghĩa các tham số chất lượng dịch vụ phổ biến của mạng GSM, mạng 3G và cách tính toán các tham số đó. Trong bộ tiêu chuẩn này không có giá trị các điểm ngưỡng đối với từng chỉ tiêu của các dịch vụ;
• ETSI TS 102 250-3: Tiêu chuẩn này mô tả các thủ tục cơ bản khi thực hiện phép đo chất lượng dịch vụ trên mạng GSM, mạng 3G theo các thiết lập và các tham số của các phép đo đó;
• ETSI TS 102 250-4: Tiêu chuẩn này định nghĩa các yêu cầu tối thiểu đối với thiết bị đo chất lượng dịch vụ của các mạng GSM và mạng 3G theo cách mà các giá trị và điểm lật cần thiết để tính toán tham số chất lượng dịch vụ như được định nghĩa trong ETSI TS 102 250-2 để có thể đo theo các thủ tục nêu trong ETSI TS 102 250-3. Thiết bị đo đáp ứng các yêu cầu tối thiểu sẽ cho phép thực hiện các phép đo một cách tin cậy và liên tục;
• ETSI TS 102 250-5: Tiêu chuẩn này đưa ra các bài đo cụ thể cần thiết để cho phép việc đo so sánh các mạng GSM và 3G khác nhau cả bên trong và ngoài nước;
• ETSI TS 102 250-6: Tiêu chuẩn này mô tả các bước tính toán thống kê số liệu đo kiểm chất lượng dịch vụ của mạng GSM và 3G mà có sử dụng các hệ thống đo khảo sát;
• ETSI TS 102 250-7: Tiêu chuẩn này mô tả các bước đo của các phép đo chất lượng dịch vụ của mạng GSM trong đó các kết quả thu được bằng cách áp dụng cách thống kê nội suy.

3GPP TS 26.140: “Multimedia Messaging Service (MMS); Media formats and codes”: Tiêu chuẩn này bao gồm các quy định cho định dạng file và mã hóa cho dịch vụ đa phương tiện trong mạng cung cấp 3GPP. Phạm vi của tiêu chuẩn này bao hàm các mã cho thoại, hình ảnh, âm thanh, đồ họa và tích hợp đa phương tiện, các cơ chế đồng bộ.

3GPP TS 26.141: “IP Multimedia System (IMS) Messaging and Presence; Media formats and codecs”: Tiêu chuẩn này bao gồm các yêu cầu cơ bản về truyền dẫn và các mã hóa được sử dụng trong các bản tin IMS. Đồng thời tiêu chuẩn này định nghĩa tập các loại phương tiện truyền thông bắt buộc cho các dịch vụ.

3GPP TS 26.346: “Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS); Protocols and codecs”: Tiêu chuẩn này bao gồm các yêu cầu về ngôn ngữ SMIL 3GPP và mô tả phương thức cung cấp dịch vụ tải dữ liệu và streaming trong chế độ quảng bá và chế độ đa hướng cũng như mã hóa file truyền trong mạng cung cấp MBMS. MBMS là một dịch vụ điểm - đa điểm, trong đó dữ liệu được truyền từ một thực thể nguồn duy nhất đến nhiều người. Truyền cùng một luồng dữ liệu cho nhiều người, cho phép chia sẻ tài nguyên mạng. MBMS có 2 chế độ, broadcast và multicast. Mục tiêu của tài liệu này là định nghĩa một loạt các phương tiện truyền thông như các mã, các giao thức truyền tải, ứng dụng MBMS để tối đa hóa sử dụng lại các thành phần dịch vụ đã được quy định như MMS, PSS.

3GPP TS 26.234: “Transparent end-to-end Packet-switched Streaming Service (PSS); Protocols and codecs”: Định nghĩa giao thức và các bộ mã hóa cho PSS trong hệ thống 3GPP bao gồm giao thức cho điều khiển tín hiệu, chuyển mạch, truyền hình ảnh và âm thanh, tương thích tốc độ và bảo vệ. Các mã hóa âm thanh, video, hình ảnh tĩnh, ảnh và chữ được xác định.

3GPP TS 26.244: “Transparent end-to-end packet switched streaming service (PSS); 3GPP file format (3GP)”: Mô tả định dạng file 3 GPP (3GP) theo định dạng file ISO và các đặc điểm tương thích với MMS và PSS;

3GPP TR 26.950: “Technical Specification Group Services and System Aspects; Study on Surround Sound codec extension for PSS and MBMS”: Bao gồm một số nghiên cứu liên quan đến việc mã hóa âm thanh vòm, tái tạo âm thanh ở điện thoại di động trong PSS và MBMS.

3GPP TS 33.246: “3G Security; Security of Multimedia Broadcast/ Multicast Service (MBMS)”: Bao gồm các vấn đề bảo mật trong MBMS. Chức năng quản lý khoá MBMS được sử dụng để cung cấp các thiết bị đầu cuối có thẩm quyền với các khoá cần thiết để giải mã các tập tin và các luồng. BM-SC chịu trách nhiệm cho sự phát sinh và phân phối các khoá MBMS tới các đầu cuối. Một đầu cuối yêu cầu một khóa khi nó cần để giải mã dữ liệu. Các yêu cầu này cũng có thể được khởi đầu bằng một bản tin từ BM-SC để chỉ ra một khoá cập nhật. Hệ thống quản lý khoá được dựa trên việc sử dụng các thẻ SIM hay USIM. Các thẻ SIM thường được hiểu là các thẻ thông minh trong các hệ thống 2G và USIM là các thẻ thông minh trong các hệ thống 3G UMTS.

3GPP TS 22.233: “Transparent end-to-end packet-switched streaming service; Stage 1”: Tiêu chuẩn này mô tả chung về dịch vụ truyền tải luồng chuyển mạch gói và các yêu cầu chung để cung cấp dịch vụ. Giai đoạn 1 là tập hợp các yêu cầu mà nó sẽ được hỗ trợ cho việc cung cấp một dịch vụ truyền tải luồng. Những yêu cầu này sẽ áp dụng vào các nhà khai thác mạng, nhà cung cấp dịch vụ, thiết bị đầu cuối và nhà sản xuất mạng. Những yêu cầu này phần lớn là độ chính xác của các gói dịch vụ chuyển mạch streaming PSS.

3GPP TS 26.233: “End-to-end transparent streaming service; General description”: Mô tả truyền dịch vụ PSS trong suốt trong mạng, bao gồm miêu tả các kịch bản được sử dụng, khái niệm dịch vụ, các thiết bị có liên quan, các khái niệm tổng thể về end-to-end. Các giao thức PSS và các bộ codec được xác định trong tiêu chuẩn này.

3GPP TS 26.245: “Transparent end-to-end Packet switched Streaming Service (PSS); Timed text format”: Mô tả cấu trúc của phần chữ trong các file 3GPP tải xuống.

3GPP TS 26.246: “Transparent end-to-end Packet-switched Streaming Service (PSS); 3GPP SMIL language profile”: Xác định cấu hình ngôn ngữ SMIL 3GPP, dựa trên tiêu chuẩn của W3C: “W3C Recommendation: "Synchronized Multimedia Integration Language (SMIL 2.0)” để xây dựng ngôn ngữ tích hợp đa phương tiện.

3GPP TR 26.937: “Technical Specification Group Services and System Aspects; Transparent end-to-end packet switched streaming service (PSS); RTP usage model”: Mô tả đặc điểm của dịch vụ PSS bao gồm quan hệ giữa hiệu quả sử dụng đường truyền vô tuyến và chất lượng QoS của dịch vụ streaming, tối ưu hóa các gói truyền hình ảnh và âm thanh.

3GPP TS 23.246: “Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS); Architecture and functional description”: Tiêu chuẩn này mô tả giải pháp cấu trúc và chức năng cung cấp dịch vụ MBMS trong mạng GPRS và EPS và truyền tải dịch vụ MBMS. Bao gồm những khuyến nghị về cách thức mà người dùng các dịch vụ MBMS chỉ ra ở đây. Ngoài ra các đặc điểm kỹ thuật của MBMS theo TS 26.346 được tập trung hơn các khía cạnh sử dụng dịch vụ được mô tả trong TS 23.246.

3GPP TR 23.846: “Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS); Architecture and functional description”: Mô tả các yêu cầu về chức năng và kiến trúc MBMS.

Trung tâm dịch vụ broadcast/multicast (BM-SC) được bổ sung vào mạng. BM-SC thực hiện việc cung cấp và phân phát các dịch vụ quảng bá di động. BM-SC đóng vai trò là điểm vào đối với các dịch vụ phân phát nội dung muốn sử dụng BM-SC. BM-SC thiết lập và điều khiển các phần mạng truyền tải tới mạng lõi di động và có thể được sử dụng để định trình và phân phát các kênh truyền dẫn MBMS. BM-SC cung cấp hai giao diện tới mạng lõi. Qua giao diện Gmb, BM-SC trao đổi thông tin điều khiển với node hỗ trợ Gateway GPRS (GGSN). Giao diện Gi truyền tải dữ liệu nội dung tới GGSN. Các nhà cung cấp nội dung phân phát các nội dung của mình tới BM-SC (nhà cung cấp nội dung không phát nội dung tới tất cả người sử dụng qua các kênh dành riêng mà chỉ phát nội dung tới BM-SC). BM-SC sẽ phân phát các nội dung này tới người sử dụng.

3GPP TS 22.146: “Multimedia Broadcast / Multicast Service (MBMS); Stage 1”: Mô tả dịch vụ cung cấp đa hướng và đơn hướng bao gồm các yêu cầu cơ bản về dịch vụ MBMS.

3GPP TS 25.346: “Introduction of the Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS) in the Radio Access Network (RAN); Stage 2”: Mô tả các yêu cầu kỹ thuật của mạng vô tuyến để hỗ trợ dịch vụ MBMS.

Trong kiến trúc MBMS bao gồm cả hai mạng truy nhập vô tuyến (Radio Access Network - RAN) là UTRAN và GERAN. Các UTRAN/GERAN sẽ hỗ trợ các cơ chế phân phối hiệu quả dữ liệu MBMS trong chế độ multicast. Hỗ trợ việc khởi xướng và chấm dứt các truyền dẫn MBMS của mạng lõi, có thể nhận được dữ liệu MBMS từ mạng lõi qua giao diện Iu được chia sẻ bởi nhiều UE. Hỗ trợ cả tính di động intra-RNC/BSC và inter-RNC/BSC của các máy thu MBMS. Tính di động được hỗ trợ sẽ làm hạn chế sự mất mát dữ liệu. Vì vậy, những dịch vụ người sử dụng MBMS có thể đối phó với những mất mát dữ liệu tiềm tàng do tính di động của UE.

3GPP TR 25.803: “Technical Specification Group Radio Access Network; S-CCPCH performance for MBMS”: Mô tả vận hành S-CCPCH trong MBMS và vận hành theo yêu cầu của thiết bị đầu cuối.

3GPP TR 25.905: “Improvement of the Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS) in UTRAN”: Bao gồm các kết quả nghiên cứu các lộ trình chuyển đổi và khuyến nghị;

3GPP TS 43.246: “Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS) in the GERAN; Stage 2”: Mô tả các yêu cầu trong việc cung cấp dịch vụ MBMS trong GERAN.

MBMS trong mạng truy nhập GERAN có thể sử dụng tới 5 khe thời gian trong đường xuống cho một kênh MBMS đơn. Phụ thuộc vào sơ đồ điều chế và việc định cỡ mạng, tốc độ kênh có thể đạt được từ 32 Kbps tới 128 Kbps. Dung lượng tế bào tổng cộng phụ thuộc vào số lượng tần số được hỗ trợ bởi tế bào đó. MBMS phiên bản 6 (3GPP) đã giới thiệu một số phương pháp để tăng dung lượng kênh MTCH, trong đó phương pháp kết hợp mềm được đặc biệt chú ý. Phương pháp kết hợp mềm được định nghĩa là phương pháp kết hợp ở thiết bị đầu cuối các tín hiệu vô tuyến thu được từ một số máy phát trong các tế bào lân cận phát cùng loại dịch vụ. Phương pháp kết hợp mềm yêu cầu truyền dẫn tín hiệu vô tuyến cần được đồng bộ giữa các tế bào.

3GPP TR 25.992: “Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS); UTRAN/GERAN requirements”: Xác định các yêu cầu của UTRAN và GERAN MBMS trong việc hỗ trợ TSG RAN và TSG GERAN.

3GPP TS 23.107: “Technical Specification Group Services and System Aspects; Quality of Service (QoS) concept and architecture”: Mô tả các cấu trúc QoS trong hệ thống 3GPP và đưa ra các ứng dụng trong mạng cung cấp dịch vụ UMTS và truy nhập vô tuyến.

3GPP TS 25.446: “Technical Specification Group Radio Access Network; MBMS synchronisation protocol (SYNC)”: Mô tả giao thức đồng bộ trong MBMS bao gồm trong giao thức Iu trong UTRAN và M1 trong E-UTRAN.

3GPP TS 29.061: “Interworking between the Public Land Mobile Network (PLMN) supporting packet based services and Packet Data Networks (PDN)”: Mô tả kết nối mạng chuyển mạch gói giữa PLMN và mạng cung cấp dịch vụ thông qua A/Gb mode và Iu mode. Trong tiêu chuẩn này chỉ ra các yêu cầu cho việc  kết nối giữa PLMN và PDN, PLMN và PLMN. Đối với kết nối giữa EPC PLMN và các mạng bên ngoài, các tài liệu hiện nay là hợp lệ cho cả truy nhập 3GPP và truy nhập không 3GPP.

3GPP TS 33.246: “3G Security; Security of Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS)”: Mô tả quy trình bảo mật dịch vụ MBMS trong hệ thống 3GPP (UTRAN, GERAN và E-UTRAN), chỉ ra các thủ tục quản lý khóa bảo mật và nhận dạng khóa MSK. Khoá này được thay đổi thường xuyên và được phân phối, ghép xen trong các luồng broadcast thực sự. Khoá lưu lượng được bảo vệ bởi một khoá phiên MBMS (MSK), khoá này được phân phối qua chế độ unicast. Chỉ các thiết bị đã đăng ký và được nhận thực với BM-SC mới có thể thu được MSK. MSK lại được bảo vệ chống lại sự nghe trộm bằng khoá người sử dụng MBMS (MUK), khoá MUK nhận được từ một khoá bí mật được chia sẻ (Ks).

3GPP TS 22.246: “Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS) user services; Stage 1”: TS 22.146 miêu tả các yêu cầu liên quan đến tốc độ truyền dữ liệu, các yêu cầu về chất lượng dịch vụ. Ngoài ra, tiêu chuẩn này cũng định nghĩa MBMS và các kịch bản về bảo mật, tính cước, các khía cạnh về chất lượng dịch vụ. Do MBMS có thể phân chia dịch vụ tới người sử dụng với các tốc độ tải khác nhau nên tiêu chuẩn này cũng đưa ra các kịch bản cho các dịch vụ MBMS.

3GPP TS 26.237: “IP Multimedia Subsystem (IMS) based Packet Switch Streaming (PSS) and Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS) User Service; Protocols”: Tiêu chuẩn này miêu tả hai phương pháp là Streaming và download để cung cấp dịch vụ cho người sử dụng. Ngoài ra, tiêu chuẩn TS 26.237 cũng mô tả tổng quan về hệ thống MBMS và mô tả việc sử dụng IMS để khởi tạo và điều khiển dịch vụ người sử dụng PSS và MBMS.

3GPP TR 26.946: “Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS) user service guidelines”: Báo cáo kỹ thuật này mô tả mô hình mạng cung cấp dịch vụ MBMS và hướng dẫn dịch vụ người sử dụng MBMS;

3GPP TS 32.273: “Telecommunication management; Charging management; Multimedia Broadcast and Multicast Service (MBMS) charging”: Tiêu chuẩn này là một trong chuỗi về tiêu chuẩn tính cước và quản lý cước trong mạng UMTS/GSM. Mục đích chính của tiêu chuẩn này là miêu tả tính cước trong MBMS bao gồm cả tính cước online đối với các dịch vụ thời gian thực và offline đối với các bản ghi lưu dữ liệu cước CDR trong khu vực nhóm mạng, hệ thống phụ và dịch vụ đơn lẻ.

3GPP TS 22.105: “Technical Specification Group Services and System Aspects Service aspects; Services and service capabilities”: Tiêu chuẩn này tập trung chủ yếu vào miêu tả, định nghĩa các dịch vụ cung cấp cho người sử dụng.

3GPP TS 23.107: “Technical Specification Group Services and System Aspects; Quality of Service (QoS) concept and architecture”: Tiêu chuẩn này cung cấp một khung về chất lượng dịch vụ trong mạng UMTS.  Mục đích chính là liệt kê các thuộc tính có thể áp dụng được cho các dịch vụ trong UMTS và dịch vụ truy nhập vô tuyến cũng như mô tả chất lượng dịch vụ trong các phần tử mạng 3G.

5. Đánh giá chung

Hiện nay, các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế đã ban hành rất nhiều các tiêu chuẩn, và khuyến nghị xung quanh việc đánh giá mã hoá tín hiệu, phương pháp đánh giá chất lượng tín hiệu tuy nhiên lại chưa đưa ra được bộ tiêu chuẩn hoàn chỉnh quy định các chỉ tiêu về tín hiệu để đánh giá chất lượng dịch vụ truyền hình di động.

Các tổ chức mới chỉ đưa ra các khuyến nghị về yêu cầu chung, và một số một số phương pháp đo lường đánh giá chất lượng hình ảnh, âm thanh khi cung cấp sử dụng giao thức IP, các chỉ tiêu về luồng streaming của dịch vụ truyền hình di động, và một số tham số liên quan đến điểm MOS để đánh giá chất lượng hình ảnh, âm thanh.

Tài liệu tham khảo

[1]. Đề tài Nghiên cứu xây dựng Quy chuẩn kỹ thuật tín hiệu truyền hình di động, Mã số ĐT.016/17, Bộ TT&TT, 2017.

[2]. Trang web của các tổ chức ITU, ETSI, 3GPP, IETF, ISO/IEC

Nguyễn Quang Hưng