Mô hình triển khai iptv của vnpt tại hà nội và giải pháp nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ

  • Số trang: 111 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 33 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 26946 tài liệu

Mô tả:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ LẠI LONG HẢI MÔ HÌNH TRIỂN KHAI IPTV CỦA VNPT TẠI HÀ NỘI VÀ GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ Ngành : Công Nghệ Điện Tử - Viễn Thông Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện Tử Mã số : 60 52 70 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Hà Nội – 2012 1 LỜI CAM ĐOAN Luận văn tốt nghiệp do chính tôi nghiên cứu, thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Ngô Thái Trị. Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi đã sử dụng những tài liệu liệt kê trong phần tài liệu tham khảo cũng như những đóng góp cá nhân. Tôi cam đoan không sao chép bất kì công trình nào khác. Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỉ luật theo quy định. Hà nội, ngày….tháng…..năm 2012 Lại Long Hải 2 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................... 1 MỤC LỤC ....................................................................................................... 2 DANH SÁCH HÌNH VẼ ................................................................................ 5 BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................... 8 LỜI NÓI ĐẦU .............................................................................................. 13 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ IPTV .............................. 14 1.1 GIỚI THIỆU VỀ IPTV .............................................................................. 14 1.1.1 Khái niệm IPTV ................................................................................. 14 1.1.2 Cấu trúc mạng IPTV .......................................................................... 15 1.1.3 Các dịch vụ và ứng dụng của IPTV ................................................... 18 1.1.3.1 Các dịch vụ của IPTV ................................................................ 18 1.1.3.2 Các ứng dụng của IPTV ............................................................. 19 1.2 Truyền tải nội dung IPTV ......................................................................... 20 1.2.1 Tổng quan về mô hình IPTV (IPTVCD) ........................................... 20 1.2.2 Mô hình IPTV và truyền tải các nội dung MPEG ............................. 21 1.2.2.1 Lớp mã hóa video....................................................................... 22 1.2.2.2 Lớp đóng gói video .................................................................... 23 1.2.2.3 Lớp cấu trúc dòng truyền tải ...................................................... 26 1.2.2.4 Lớp truyền tải thời gian thực...................................................... 30 1.2.2.5 Lớp truyền tải ............................................................................. 36 1.2.2.6 Lớp IP ......................................................................................... 39 1.2.2.7 Lớp liên kết dữ liệu .................................................................... 41 1.2.2.8 Lớp vật lý ................................................................................... 43 1.3 MỘT SỐ MÔ HÌNH TRIỂN KHAI IPTV............................................. 43 1.3.1 Mô hình triển khai IPTV trên mạng xDSL ....................................... 44 1.3.2 Mô hình triển khai IPTV trên mạng băng rộng: ................................ 46 1.3.2.1 Mô hình triển khai trên mạng FTTx: ......................................... 46 1.3.2.2 Khả năng của PON ..................................................................... 48 1.3.3 Mô hình triển khai IPTV trên mạng truyền hình cáp ........................ 50 1.3.3.1 Mô hình triển khai trên mạng HFC ............................................ 51 3 1.3.3.2 Mô hình triển khai IPTV cáp dựa trên hệ thống quảng bá DVBC: .................................................................................................... 53 1.3.4 Mô hình triển khai IPTV trên mạng Wimax: .................................... 55 CHƯƠNG 2: TRIỂN KHAI DỊCH VỤ IPTV CỦA VNPT TẠI HÀ NỘI ........................................................................................................................ 61 2.1 Hiện trạng cơ sở hạ tầng của VNPT ........................................................ 61 2.1.1 Mạng đường trục ................................................................................ 61 2.1.2 Mạng gom và mạng truy nhập ........................................................... 63 2.1.3 Mô hình đấu nối IPTV tại VNPT ...................................................... 65 2.1.4 Mạng MAN-E tại VNPT Hà nội ........................................................ 66 2.2 Triển khai IPTV trên mạng cáp đồng tại VNPT Hà Nội: .................. 68 2.2.1 Mô hình triển khai: ............................................................................ 68 2.2.2 Đo đạc thực tế: ................................................................................... 74 2.2.3 Đánh giá hoạt động của mô hình: ...................................................... 76 2.3 Triển khai IPTV trên mạng FTTx: ......................................................... 76 2.3.1 Mô hình triển khai: ............................................................................ 76 2.3.2 Đo đạc thực tế: ................................................................................... 79 2.3.3 Đánh giá hoạt động của mô hình: ...................................................... 80 2.4 Triển khai IPTV trên nền GPON: ........................................................... 81 2.4.1. Kiến trúc GPON ................................................................................ 81 2.4.2. Mô hình triển khai IPTV trên mạng GPON ...................................... 82 2.4.3. Đánh giá hoạt động của mô hình: ..................................................... 84 CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IPTV........................................................................................................ 86 3.1 Giải pháp hạn chế tắc nghẽn trên mạng truyền tải IPTV .................. 86 3.1.1 Đánh giá hoạt động của các mô hình hiện tại: ................................... 86 3.1.2 Phương án thực hiện tách VLAN VOD ............................................. 87 3.2 Quản lý QoS và QoE trong IPTV để nâng cao chất lượng dịch vụ .. 90 3.2.1 Các khái niệm đánh giá chất lượng IPTV.......................................... 91 3.2.2 Yêu cầu chất lượng trải nghiệm QoE cho IPTV ................................ 91 3.2.3 Phương pháp đánh giá QoE: .............................................................. 93 3.2.3.1 Phương pháp đánh giá QoE chủ quan: ....................................... 93 4 3.2.3.2 Phương pháp đánh giá QoE khách quan: ................................... 94 3.2.4 3.2.5 Tiêu chuẩn dịch vụ IPTV ................................................................... 96 Đề xuất mô hình quản lý QoE và QoS trong IPTV tại VNPT Hà Nội .. .......................................................................................................... 101 3.2.6 Các biện pháp đảm bảo QoS cho IPTV ........................................... 103 3.2.6.1 Các biện pháp đảm bảo QoS IPTV ở mạng nôi dung (Head-end) .................................................................................................. 104 3.2.6.2 Các biện pháp đảm bảo QoS ở mạng quản lý .......................... 104 3.2.6.3 Các biện pháp đảm bảo QoS ở mạng gia đình (Home netwok) .... .................................................................................................. 105 3.2.6.4 Các biện pháp đảm bảo QoS ở mạng truyền dẫn ..................... 105 KẾT LUẬN. ................................................................................................ 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................... 110 5 DANH SÁCH HÌNH VẼ Trang Hình 1.1: Cấu trúc mạng IPTV 15 Hình 1.2: Mô hình truyền thông IPTV 21 Hình 1.3:Đóng gói các lớp trong mô hình IPTV 22 Hình 1.4: Cấu trúc của khối NAL 23 Hình 1.5: Định dạng gói MPEG PES 24 Hình 1.6: Ứng dụng nhãn thời gian với các gói MPEG PES. 26 Hình 1.7: Ánh xạ gói truy nhập AVC sang gói MPEG PES 26 Hình 1.8: Định dạng gói MPEG TS 27 Hình 1.9: Mối liên hệ giữa PMT và PAT 29 Hình 1.10: Định dạng RTP header 31 Hình 1.11: Các gói MPEG TS 31 Hình 1.12: Ánh xạ nội dung H264/AVC (từng khối NAL riêng biệt) sang RTP Payload 32 Hình 1.13:Ánh xạ nội dung H264/AVC sang một RTP Payload 34 Hình 1.14: Ánh xạ nội dung H264/AVC NAL sang nhiều RTP Payload 35 Hình 1.15: Quá trình truyền thông trong mạng IPTV 38 Hình 1.16: Định dạng datagram dựa trên UDP 39 Hình 1.17: Định dạng gói video IPv4 41 Hình 1.18: Sơ đồ triển khai IPTV trên mạng xDSL 46 Hình 1.19: Mô hình triển khai IPTV trên mạng FTTx 48 Hình 1.20: Công nghệ mạng truy nhập FTTx 50 Hình1. 21: Mạng HFC end to end 51 Hình 1.22: Mô hình triển khai IPTV trên mạng HFC 52 Hình 1.23: IPTV cáp dựa trên hệ thống quảng bá DVB-C 54 Hình 1.24: Cấu trúc hệ thống lai DVB-C/IPTV 54 Hình 1.25: Mô hình triển khai IPTV cho các thuê bao cố định và di động 57 Hình 1.26: Ngăn xếp giao thức truyền tải IPTV qua Wimax 58 Hình 1.27: Sơ đồ khối của hệ thống Wimax cung cấp IPTV 59 6 Hình 2.1: Mạng đường trục của VNPT Hình 2.2: Mô hình kết nối từ mạng lõi đến mạng gom/mạng truy nhập tại các tỉnh thành Hình 2.3: Mô hình mạng gom và mạng truy nhập tại các tỉnh thành đã tiến hành triển khai MEN 61 63 64 Hình 2.4: Mô hình đấu nối IPTV trên mạng gom và mạng truy nhập 66 Hình 2.5: Sơ đồ mạng MAN-E tại VNPT Hà Nội Hình 2.6: Dịch vụ MyTV cung cấp đồng thời với dịch vụ truy nhập Internet MegaVNN trên cáp đồng. 67 Hình 2.7: Mô hình cung cấp dịch vụ Hình 2.8: Dịch vụ MyTV HD cung cấp đồng thời với dịch vụ truy nhập Internet FiberVNN trên cáp quang 72 Hình 2.9: Mô hình mạng điển hình của một hệ thống GPON 81 Hình 2.10: TDMA-GPON 82 Hình 2.11: Mô hình triển khai IPTV trên mạng GPON 83 Hình 3.1: Mô hình khi chưa tách VLAN 86 Hình 3.2: Mô hình sau khi chia tách VLAN-VOD 88 Hình 3.3: Mô hình HUB-SPOKES 89 Hình 3.4: QoS và QoE của dịch vụ IPTV 92 Hình 3.5: Mô hình MPQM đánh giá QoE của IPTV. 95 Hình 3.6: Mô hình MPQM. 95 Hình 3.7: Mô hình V-factor. 96 Hình 3.8: Quá trình xử lí QoE/QoS 97 Hình 3.9: Ánh xạ giữa QoE, QoS 98 Hình 3.10: Tỉ lệ mất gói liên quan tới chất lượng QoE của hình ảnh 98 Hình 3.11: Sơ đồ hệ thống quản lý chất lượng IPTV 101 Hình 3.12: Thuật toán tiến trình QoE 102 Hình 3.13: Mô hình triển khai Quản lý QoE và QoS trong thực tế 103 Hình 3.14: Các thành phần của IPTV 104 Hình 3.15: Băng thông của mạng truyền dẫn 105 Hình 3.16: Các loại trễ 106 69 77 7 Hình 3.17:Mất gói do tràn bộ đệm hàng đợi DANH SÁCH BẢNG BIỂU 107 Trang Bảng 1.1: Cấu trúc của một gói MPEG PES 24 Bảng 1.2 Cấu trúc của một TS header 27 Bảng 1.3:Cấu trúc gói NAL 32 Bảng 1.4 Cấu trúc Ethernet Header được dùng để mang nội dung MPEG-2 42 Bảng 1.5: Cấu trúc khung Ethernet được dùng để mang nội dung MPEG-2 43 Bảng 1.6: Các dạng chuẩn của ADSL 45 Bảng 2.1: Profile áp cho cổng trên IP DSLAM MA5600 và IP DSLAM ISAM 7302 73 Bảng 2.2: Các thông số đo kiểm chính tại Tổng Đài 74 Bảng 2.3: Kết quả đo kiểm IPTV trên đường cáp đồng 75 Bảng 2.4: Profile sử dụng trên Switch Cisco ME3400 và ALU OS6424 79 Bảng 2.5: Kết quả đo kiểm IPTV trên mạng FTTx 80 Bảng 3.1: Quy hoạch VLAN mới cho dịch vụ MyTV 87 Bảng 3.2: Điểm đánh giá MOS 93 Bảng 3.3: Thang điểm SAMVIQ và ánh xạ với MOS 94 Bảng 3.4: Đối với chuẩn Standard Definition MPEG-2 99 Bảng 3.5: Đối với chuẩn High Definition MPEG-2 99 Bảng 3.6: Đối với chuẩn Standard Definition MPEG-4 100 Bảng 3.7: Đối với chuẩn High Definition MPEG-4. 100 8 BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên Tiếng Anh Tên Tiếng Việt Asymmetric Digital Subscriber Line Application Programming Interface Đường dây thuê bao số bất đối xứng APON ATM Passive Optical Networks Mạng quang thụ động ATM ARPU Average revenue per unit Chỉ số doang thu bình quân của một thuê bao ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền không đồng bộ AVC Advanced Video Coding Mã Hóa video cấp cao BPON Broadband Passive Optic Network Mạng quang thụ động băng rộng B-RAS Broadband Remote Access Server Máy chủ truy nhập băng rộng từ xa BSS Business support systems Hệ thống hỗ trợ doanh nghiệp BSs Base Station Subsystem Hệ thống trạm gốc CAT Control Acess Table Bảng điều khiển truy nhập Cable Television Truyền hình cáp CO Central Office Tổng đài trung tâm CRC Cyclic Redundancy Code Kiểm tra vòng dư Data Over Cable Service Interface Specifications Kỹ thuật giao diện dịch vụ dữ liệu trên đường cáp. DRM Digital rights management Quản lý quyền nội dung số DSCP Differentiated Services Code Point Điểm mã dịch vụ phân biệt ADSL API CATV DOCSIS Giao diện ứng dụng chương trình 9 Digital Subscriber Line Access Multiplexer Bộ ghép kênh truy nhaapk đường dây thuê bao số DTS Decode time stamp Nhãn thời gian giải mã DVB Digital Video Broadcasting Truyền hình quảng bá EPG Electronic program guides Giao diện chương trình người dùng Edge - Quadrature amplitude modulation Điều chế biên độ cầu phương FEC Forward Error Correction Sửa lỗi hướng tới trước FTTC Fiber to the curd Kết nối quang đến cụm dân cư FTTH Fiber to the home Kết nối quang đến gia đình FTTN Fiber to the neighborhood Cáp quang tới vùng lân cận FTTRO Fiber to the regional office Cáp quang tới khu vực văn phòng FTTx Firber to the X Cáp quang đến nơi nào đó. GPON Gigabit Passive Optical Networks Mạng quang thụ động gigabit GPONGEM GPON Encapsulation Method Phương thức đóng gói dữ liệu GPON HDTV High Definition Television Truyền hình độ nét cao HFC Hybrid Fiber Coaxial Mạng lai cáp quang cáp đồng trục HSD High-Speed Data Dữ liệu tốc độ cao HTML HyperText Markup Language Ngôn ngữ hiển thị siêu văn bản IANA Internet Assigned Numbers Authority Tổ chức cấp phát số hiệu internet DSLAM EQAM 10 IEEE IGMP Institute of Electrical and Electronics Engineers Internet Group Management Protocol Viện các kỹ sư điện và điện tử Giao thức quản lý nhóm internet IMS IP-Multimedia Subsystem Kiến trúc đa phương tiện IP IPTV Internet Protocol Television Truyền hình theo giao thức internet ISDN ITU Integrated Service Digital Network International Telecommunication Union Mạng số tích hợp dịch vụ Tổ chức viễn thông quốc tế LOS Line of Sight Tầm nhìn thẳng MAC Medium Access Control Dđiều khiển truy nhập phương tiện MAN Metropolitan Area Networks Mạng diện rộng MPEG Moving Picture Experts Group Nhóm chuyên gia về hình ảnh động MPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MTBF Mean Time Between Failures Mức thời gian trung bình giữa hai sự cố NAL Network Abstaction Layer Lớp mạng trừu tượng NGN Next-generation network Mạng thế hệ tiếp theo NIT Network Information Table Bảng thông tin mạng NLOS Non-line of Sight Tầm nhìn không thẳng ODN Optical distribution network Mạng phân phối quang Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM 11 Orthogonal Frequency-Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OLT Optical line terminators Đầu cuối đường dây quang ONT Optical network terminals Thiết bị đầu cuối mạng quang OSS Operations support systems Hệ thống hỗ trợ hoạt động PAT Programme Association Table Bảng tổ chức chương trình PES Parketized Element Stream Phần tử luông dữ liệu được đóng gói PHY Physical layer Lớp vật lý PKI Public Key Infrastructure Hạ tầng mã khóa công cộng PMT Programme Map Table Bảng ánh xạ chương trình PON Passive Optical Networks Mạng quang thụ động PPV Pay-per-View Truyền hình trả tiền PTS Presentation time stamp Nhãn thời gian trình diễn PVR Personal Video Recorder Bộ thu video cá nhân QoE Quality of Experience Chất lượng trải nghiệm QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RTP Real Time Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian thực STB Set Top Box Hộp giải mã TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển giao vận OFDMA 12 UDP User Datagram Protocol Giao thức gói thông tin người sử dụng UNI User Network Interfaces Giao diện mạng người sử dụng VC Virtual Circuit Mạch ảo VCL Virtual Channel Links Đường kết nối kênh ảo Virtual local area networks Mạng LAN ảo Video on Demand truyền hình theo theo yêu cầu Virtual Path Đường ảo Virtual Private Network Mạng riêng ảo Worldwide Interoperability for Microwave Access Khả năng khai thác liên mạng toàn cầu đối với truy nhập viba Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số VLAN VoD VP VPN WiMAX xDSL 13 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây việc phát triển mạnh mẽ các công nghệ Viễn thông mới và khoa học kỹ thuật đã làm thay đổi hoàn toàn diện mạo ngành Viễn thông cả về chất và lượng. Cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu phát triển các loại hình dịch vụ Viễn thông, đặc biệt là các dịch vụ băng rộng đa phương tiện đang ngày một tăng. Bên cạnh đó là sự phát triển bùng nổ của Internet, đặc biệt mạng Internet băng thông rộng đã làm thay đổi cả nội dung và kỹ thuật truyền hình .Để đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin của xã hội, ngoài truyền hình vệ tinh, truyền hình cáp số thì truyền hình theo phương thức IP (IPTV) ngày càng được phát triển mạnh mẽ trên toàn thế giới. Với sự hậu thuẫn của viễn thông, IPTV dễ dàng cung cấp nhiều hoạt động tương tác hơn, cung cấp sự cạnh tranh mạnh mẽ hơn cho các doanh nghiệp kinh doanhdịch vụ truyền hình. IPTV có cơ hội lớn để phát triển nhanh chóng khi mà mạng băng rộng đã có mặt ở khắp mọi nơi. Rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông lớn trên thế giới đang triển khai dịch vụ IPTV và xem đây như một cơ hội mới để thu lợi nhuận từ thị trường hiện có của họ và coi đó như một giải pháp tự bảo vệ trước sự lấn sân của các dịch vụ truyền hình cáp. Ở Việt Nam hiện nay một số nhà cung cấp đang triển khai dịch vụ IPTV trên mạng băng rộng xDSL. Dựa trên nền tảng cơ sở hạ tầng mạnh mẽ, VNPT Hà Nội không chỉ triển khai IPTV trên mạng băng rộng xDSL mà còn triển khai IPTV trên nền FTTx để mạng đến cho khách hàng những trải nghiệm thực sự thú vị khi xem truyền hình. Nhằm mục đích tìm hiểu về thực trạng triển khai IPTV tại VNPT – Hà Nội và từ đó đưa ra phương án để nâng cao chất lượng, đồ án được xây dựng với bố cục như sau: Chương 1: Giới thiệu tổng quan về IPTV Chương 2: Triển khai dịch vụ IPTV của VNPT tại Hà Nội Chương 3: Giải pháp nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ IPTV Do nội dung kiến thức của đề tài còn mới, khả năng còn hạn chế nên quyển đồ án này chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được sự chỉ bảo góp ý của các thầy cô giáo và đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện và được áp dụng vào thực tế mang lại hiệu quả cao. 14 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ IPTV 1.1 GIỚI THIỆU VỀ IPTV 1.1.1 Khái niệm IPTV IPTV là tên viết tắt của cụm từ Internet Protocol Television (truyền hình qua giao thức Internet). ITPV được định nghĩa chính thức như sau: IPTV là các dịch vụ đa phương tiện như truyền hình ảnh, tiếng nói, văn bản, dữ liệu được phân phối qua các mạng dựa trên IP mà được quản lý để cung cấp các cấp chất lượng dịch vụ, bảo mật, tính tương tác, tính tin cậy theo yêu cầu. (theo ITU – TFG IPTV). Khi mới bắt đầu IPTV được gọi là Truyền hình giao thức Internet (Internet Protocol Television) hay Telco TV hoặc Truyền hình băng rộng (Broadband Television). Thực chất tất cả các tên đều được sử dụng để nói đến việc phân phối truyền hình băng rộng chất lượng cao hoặc nội dung âm thanh và hình ảnh theo yêu cầu trên một mạng băng rộng. IPTV là một định nghĩa chung cho việc áp dụng để phân phối các kênh truyền hình truyền thống, phim truyện, và nội dung video theo yêu cầu trên một mạng riêng. Từ góc nhìn của người sử dụng thì IPTV chỉ hoạt động như một chuẩn dịch vụ truyền hình trả tiền. Từ góc nhìn của nhà cung cấp thì IPTV bao gồm việc thu nhận, xử lý và phân phối chính xác nội dung truyền hình tới thuê bao thông qua một hạ tầng mạng sử dụng IP. Theo định nghĩa được đưa ra bởi hiệp hội viễn thông quốc tế tập trung vào nhóm IPTV thì IPTV là các dịch vụ đa phương tiện (ví dụ như dữ liệu truyền hình, video, âm thanh, văn bản, đồ họa) được phân phối trên một mạng IP có sự quản lý để cung cấp các mức yêu cầu về chất lượng của dịch vụ, an toàn, có tính tương tác và tin cậy. IPTV có một số điểm đặc trưng sau:  Hỗ trợ truyền hình tương tác: Khả năng hai chiều của hệ thống IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ phân phối toàn bộ các ứng dụng TV tương tác. Các loại dịch vụ được truyền tải thông qua một dịch vụ IPTV có thể bao gồm TV trực tiếp chuẩn, TV chất lượng cao (HDTV), trò chơi tương tác, và khả năng duyệt Internet tốc độ cao.  Sự dịch thời gian: IPTV kết hợp với một máy ghi video kĩ thuật số cho phép dịch thời gian nội dung chương trình – một cơ chế cho việc ghi và lưu trữ nội dung IPTV để xem sau.  Cá nhân hóa: Một thệ thống IPTV từ kết cuối đến kết cuối hỗ trợ truyền thông tin hai chiều và cho phép người dùng ở kết cuối cá nhân hóa những 15 thói quen xem TV của họ bằng cách cho phép họ quyết định những gì họ muốn xem và khi nào họ muốn xem.  Yêu cầu về băng thông: Thay vì phân phối trên mọi kênh để tới mọi người dùng, công nghệ IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ chỉ truyền trên một kênh mà người dùng yêu cầu. Đặc điểm hấp dẫn này cho phép nhà điều hành mạng có thể tiết kiệm băng thông của mạng.  Có thể truy xuất qua nhiều thiết bị: Việc xem nội dung IPTV bây giờ không chỉ giới hạn ở việc sử dụng TV. Người dùng có thể sử dụng máy PC hay thiết bị di động để truy xuất vào các dịch vụ IPTV. 1.1.2 Cấu trúc mạng IPTV Hình 1.1: Cấu trúc mạng IPTV Cấu trúc mạng IPTV bao gồm các thành phần như sau: - Mạng nội dung: Giống như những hệ thống truyền hình cáp và truyền hình vệ tinh, dịch vụ IPTV yêu cầu đầu cuối cung cấp nội dung, nơi mà các kênh truyền hình trực tuyến (broadcast TV) và các nội dung VOD (phim ảnh, ca nhạc…) được thu lại, định dạng để sau đó phân phối qua mạng IP. Thông thường, đầu cuối video (Video Headend) thu các chương trình Live TV, VoD từ vệ tinh, truyền hình cáp, hoặc từ các nhà phân phối tập trung… Một vài chương trình cũng có thể được thu của các đài truyền hình quảng bá mặt đất. 16 Đầu cuối video thu các kênh truyền hình, mã hóa định dạng video số. Nén tín hiệu số sử dụng các kỹ thuật nén thường dùng cho video: MPEG-2, MPEG-4…Sau đó, đóng gói và truyền qua mạng IP. Dữ liệu từ các video-headend cùng với một số chương trình khác (phim, nhạc…) cũng được chuyển vào VOD server để phục vụ cho dịch vụ VOD. - Mạng truyền dẫn: Mạng truyền tải là mạng băng rộng IP, tùy theo hình thức dịch vụ mà các luồng dữ liệu có thể được truyền bằng phương thức chuyển đa hướng (multicast) cũng có thể chuyển theo phương thức đơn kênh (unicast). Thông thường, truyền hình quảng bá BTV (Broadcast TV) dùng multicast, truyền hình theo yêu cầu VoD và các dịch vụ gia tăng dùng unicast.  Mạng lõi/biên của nhà cung cấp dịch vụ (Service Provider Core/Edge Network) Các luồng video số đã mã hóa được truyền qua mạng IP của các nhà cung cấp dịch vụ. Những mạng này thường độc lập đối với các nhà cung cấp dịch vụ IPTV và thông thường bao gồm các thiết bị của nhiều nhà sản xuất. Mạng này có thể là mạng IP đã tồn tại hoặc mạng được xây dựng cho mục đích truyền dẫn Video. Hiện nay, mạng lõi thường dùng kỹ thuật chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (Multi Protocol Label Switching) còn mạng biên thường là mạng đô thị MAN-E (Metro Access Network – Ethenet).  Mạng truy nhập Mạng truy nhập là mạng từ biên của nhà cung cấp dịch vụ đến nhà khách hàng. Mạng truy nhập băng rộng có thể được xây dựng bằng các công nghệ khác nhau: DSL – Digital Subcriber Line (đường dây thuê bao số) mà thông thường là ADSL (Asymmetrical DSL ( đường dây thuê bao số bất đối xứng) hoặc VDSL – Very-high-speed DSL (đường dây thuê bao số tốc độ rất cao), PON – Passive Optical Networking (Mạng quang thụ động)… Nhà cung cấp dịch vụ đặt một thiết bị ở nhà khách hàng (ví dụ Modem) để tạo liên kết IP tới mạng gia đình. Hiện nay, các công nghệ truy nhập vô tuyến đang phát triển rất nhanh, mạng di động thế hệ thứ ba 3G (Third Genegation) và đặc biệt là giải pháp phát triển lâu dài LTE (Long Term Evolution) hứa hẹn cung cấp dịch vụ IPTV di động, tiến tới quad-play. - Mạng gia đình (Home network): Mạng gia đình là mạng phân phối dịch vụ IPTV trong nhà. Có rất nhiều loại mạng gia đình: mạng không dây (wireless), mạng có dây (wireline)… tuy nhiên, để đáp ứng được nhu cầu băng thông rất cao của IPTV thì hiện nay, chỉ có công nghệ 17 wireline được sử dụng. STB (Set-Top Box) được xem là điểm kết thúc của mạng gia đình IPTV. - Bộ phận quản lý IPTV middleware là một gói các phần mềm phục vụ cho việc thực hiện các dịch vụ của IPTV: thực hiện quản lý nội dung, quản lý cáp truyền, tính cước phí, quản lý các thuê bao. Cũng như đối với phần cứng IPTV, mỗi nhà sản xuất phần mềm đưa ra giải pháp riêng của họ: Microsoft, Apple... Nhà cung cấp dịch vụ cần lựa chọn middleware thích hợp nhất với cấu trúc hệ thống của mình. Middleware thông thường là một cấu trúc máy khách/máy chủ (client/server), ở đây STB là client. Cấu trúc chức năng của Middleware có thể bao gồm các thành phần sau: EPG (Electronic Program Guide – Giao diện người dùng): là giao diện tương tác giữa người dùng và dịch vụ, cho phép người sử dụng có thể dùng các dịch vụ IPTV với các thao tác đơn giản, tương thích với màn hình TV. CRM (Customer Relationship Management – Quản lý quan hệ người dùng): giao diện giữa nhà cung cấp dịch vụ và người dùng. Cho phép thực hiện marketing và bán các sản phẩm dịch vụ IPTV. CA (Condition Access – Điều kiện truy nhập)/DRM (Digital Rights Management – Quản lý bản quyền số): còn được gọi là hệ thống an toàn IPTV, có tác dụng kiểm tra quyền truy nhập của khách hàng và chống lại việc đánh cắp nội dung IPTV. VOD (Quản lý VoD): cho phép quản lý việc sử dụng các dịch vụ VoD. Billing (tính cước): cho phép tính cước dịch vụ, đây là một vấn đề khá phức tạp vì IPTV là một hệ thống đa dịch vụ. Nói chung, phần mềm middleware có bốn chức năng chính:  Hỗ trợ khách hàng trong việc sử dụng dịch vụ.  Định nghĩa dịch vụ, các gói dịch vụ và tính cước.  Giao tiếp với các hệ thống ngoài như các set-top box, các máy chủ VoD và trong một số trường hợp, các phần tử mạng bên dưới.  Quản lý các giao dịch, các nguồn đa phương tiện, thuê bao và số liệu liên quan. - Bảo mật Có 2 mức bảo vệ trong mạng IPTV. Bảo mật nội dung thông tin: tránh thông tin bị xem bởi những người không được xác thực hợp lệ. Việc này được thực hiện ở chức năng của bộ CA/DRM. 18 Bảo mật mạng: là tránh các hành động phá hoại, ăn cắp các luồng thông tin ở lớp mạng. Bảo vệ các node mạng khỏi sự tấn công điều khiển từ người dùng không được phép. Khi thiết kế bảo mật cho mạng IP cần quan tâm các yếu tố sau:  Cách ly lượng thông tin trong hệ thống khỏi các thông tin khác trong tất cả các lớp mạng. Thông tin này là thông tin giữa các thành phần mạng gần nhau.  Phân tách các luồng lưu lượng: luồng OAM (Operations, Administration & Maintenancev - Điều hành, quản lý, bảo trì), luồng điều khiển, luồng báo hiệu, luồng thông tin truyền thông.  Cách ly lưu lượng có địa chỉ đích không đáng tin cậy. 1.1.3 Các dịch vụ và ứng dụng của IPTV 1.1.3.1 Các dịch vụ của IPTV IPTV cung cấp các dịch vụ:  Cung cấp các dịch vụ quảng bá: Quảng bá ti vi (Broadcast TV); kênh âm thanh (Audio Channel); truyền hình trực tuyến (Time-Shift TV); VOD băng hẹp.  Cung cấp các dịch vụ theo yêu cầu: Video theo yêu cầu (Video on Demand - VoD); âm nhạc theo yêu cầu (Music on Demand - MoD); TV theo yêu cầu (TV on Demand - TVoD).  Cung cấp các dịch vụ tương tác: thông tin tương tác (Interactive Information); truyền hình tương tác (Interactive TV); công ích, từ thiện, ... trực tuyến (Online Subscription); đánh bạc trực tuyến (Online Gambling); phỏng vấn trực tuyến (Online Bill Enquiry); trò chơi (Game); Web; Email; TV thương mại (TV-Commerce). Một số dịch vụ điển hình của IPTV:  Dịch vụ truyền hình: các nội dung truyền hình được quảng bá theo lịch trình thời gian cố định như truyền hình truyền thống. Sự lựa chọn các gói kênh theo yêu cầu của khách hàng có thể bao gồm các kênh truyền hình công cộng (public), các kênh truyền hình trả tiền (pay TV), các kênh truyền hình được ưa thích, các kênh về mua sắm, các kênh về thời trang, v.v...  Dịch vụ truyền hình theo yêu cầu: việc phát các nội dung truyền hình được lựa chọn bắt đầu khi người sử dụng lựa chọn nội dung đó. Thông thường, nội dung là các bộ phim hay các phim đã được ghi lại từ một thư viện. Dịch vụ này có thể được sử dụng trong một thời gian giới hạn. Các 19 chức năng thường giống như chức năng của máy ghi hình (VCR) hay đầu DVD (DVD player): phát hình (play), dừng hình (pause), tua hình (fast forward), v.v...  Máy ghi hình các nhân (Personal Video Recorder, PVR): PVR là một thiết bị điện tử dân dụng cho phép ghi lại các nội dung quảng bá để xem lại ở một thời điểm sau đó. Máy ghi hình cá nhân qua mạng (Network PVR, NPVR): đây là phiên bản sử dụng trên mạng của PVR. Nó có thể được xem như là một VCR ảo với việc lưu trữ và các chức năng khác cung cấp từ mạng. Nội dung truyền hình quảng bá có thể được ghi và xem lại sau đó.  Hướng dẫn chương trình điện tử (Electronic Program Guide, EPG): một hướng dẫn để cung cấp cho người sử dụng các thông tin về các chương trình IPTV đang và sắp phát. Có thể nói một EPG là phương thức để người sử dụng tìm kiếm các nội dung của nhà cung cấp.  Các dịch vụ thông tin: các dịch vụ thông tin có thể bao gồm tin tức thời sự, tin thể thao, dự báo thời tiết, thông tin về các chuyến bay, các sự kiện trong khu vực/địa phương, v.v...  Truyền hình tương tác: “kênh phụ” (back-channel) IP không chỉ cung cấp khả năng lấy thông tin mà còn cho phép tương tác với các show truyền hình hoặc khởi tạo các ứng dụng liên kết đến các chương trình đang chạy. Các ví dụ điển hình của truyền hình tương tác là tham dự vào các trò chơi truyền hình, bình chọn qua truyền hình, phản hồi của người xem truyền hình, các chương trình thương mại, v.v... 1.1.3.2 Các ứng dụng của IPTV Các ứng dụng tương tác: sự tương tác không chỉ được liên kết đến một chương trình truyền hình truyền thống. Đấu giá, mua sắm, dịch vụ ngân hàng là các ứng dụng truyền hình được sử dụng rộng rãi, tạo ra sự hội tụ của thiết bị và sự phát triển các giao diện người sử dụng mới. Truyền hình khiến cho việc sử dụng các ứng dụng tương tác (giống như việc sử dụng Internet) trở thành một trong những thành phần chiếm ưu thế của IPTV/VoD tương lai. Đây cũng là một yếu tố khác biệt chủ yểu nhất so với truyền hình quảng bá truyền thống vốn không có một “kênh phụ” nào (có chăng là một đường điện thoại). Các ứng dụng băng rộng: các ứng dụng dùng cho người tiêu dùng và doanh nghiệp cũng có thể được thực hiện thông qua hạ tầng IPTV/VoD như hội nghị truyền hình, đào tạo từ xa, giám sát an ninh, v.v...
- Xem thêm -