Tài liệu Đồ án: Công nghệ IPTV và khả năng phát triển ở Việt nam

Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV MỤC LỤC MỤC LỤC..........................................................................................................................i DANH MỤC HÌNH VẼ..................................................................................................iii DANH MỤC BẢNG BIỂU.............................................................................................iv THUẬT NGỮ VIẾT TẮT................................................................................................v LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................................1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ IPTV.............................................................................3 1.1 Giới thiệu chung về IPTV.........................................................................................3 1.1.1 Khái niệm IPTV.......................................................................................................3 1.1.2 Nguyên tắc hoạt động..............................................................................................5 1.1.3 IPTV và Triple-play.................................................................................................5 1.1.4 Các đặc điểm cơ bản của IPTV...............................................................................6 1.2 Cấu trúc mạng IPTV...................................................................................................8 1.2.1 Mạng tổng quát........................................................................................................9 1.2.2 Kiến trúc và các thành phần IPTV........................................................................10 1.3. Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV.................................................................13 1.3.1 Cung cấp nội dung.................................................................................................13 1.3.2 Phân phối nội dung................................................................................................13 1.3.3 Điều khiển IPTV....................................................................................................14 1.3.4 Chức năng vận chuyển IPTV.................................................................................14 1.3.5. Chức năng thuê bao..............................................................................................14 1.3.6 Bảo an.....................................................................................................................14 1.4 Một số dịch vụ cung cấp bởi IPTV.........................................................................15 1.4.1 Dịch vụ truyền hình quảng bá..............................................................................15 1.4.2. Dịch vụ theo nhu cầu............................................................................................17 1.4.3. Dịch vụ tương tác..................................................................................................18 1.4.4 Dịch vụ thông tin và truyền thông........................................................................20 1.4.5 Các dịch vụ gia tăng khác......................................................................................21 1.5. Một số giao thức mạng.............................................................................................22 1.5.1 Giao thức cho dịch vụ Multicast...........................................................................23 1.5.2.Giao thức cho dịch vụ unicast...............................................................................26 1.6 Kết luận chương I......................................................................................................28 CHƯƠNG II. PHÂN PHỐI TRONG MẠNG IPTV......................................................30 2.1. Các loại mạng truy cập băng rộng........................................................................30 2.2. IPTV phân phối trên mạng truy cập cáp quang................................................30 2.2.1. Mạng quang thụ động...........................................................................................31 2.2.1.1. BPON.................................................................................................................33 2.2.1.2. EPON.................................................................................................................34 2.2.1.3 GPON..................................................................................................................34 2.2.2. Mạng quang tích cực.............................................................................................35 GVHD : Mai Thị Kim Anh i SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV 2.3. IPTV phân phối trên mạng ADSL........................................................................35 2.3.1. ADSL.....................................................................................................................36 2.3.2. ADSL2..................................................................................................................38 2.3.3. VDSL....................................................................................................................38 2.4. IPTV phân phối trên mạng truyền hình cáp:.....................................................39 2.4.1. Tổng quan về kỹ thuật HFC.................................................................................41 2.4.2. IPTV phân phối trên mạng truyền hình cáp.........................................................42 2.5. IPTV phân phối trên mạng Internet....................................................................43 2.5.1. Các kênh truyền hình Internet streaming.............................................................44 2.5.2. Download Internet................................................................................................45 2.5.3. Chia sẻ video ngang hàng.....................................................................................46 2.6. Các công nghệ mạng lõi IPTV.............................................................................46 2.6.1. ATM và SONET/SDH..........................................................................................46 2.6.2. IP và MPLS...........................................................................................................47 2.6.3. Metro Ethernet......................................................................................................49 2.7. Kết luận chương II...................................................................................................50 CHƯƠNG III. KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN CỦA IPTV VÀ MỘT SỐ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ IPTV PHỔ BIẾN TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM HIỆN NAY.................................................................................................................................51 3.1. Tình hình phát triển dịch vụ IPTV.......................................................................51 3.1.1 Tình hình phát triển dịch vụ IPTV trên thế giới và khu vực.................................51 3.1.2. Tình hình phát triển dịch vụ IPTV tại Việt Nam..................................................53 3.1.3. Khả năng nhu cầu của thị trường..........................................................................55 3.1.4. Khả năng đáp ứng nhu cầu dịch vụ IPTV của mạng Viễn thông tại Việt Nam.. .57 3.2 Tìm hiểu một số giải pháp công nghệ IPTV phổ biến trên mạng Viễn thông Việt nam..............................................................................................................................58 3.2.1. Giải pháp IPTV của ZTE......................................................................................58 3.2.1.1. Các thành phần của hệ thống IPTV của ZTE....................................................59 3.2.1.2. Giải pháp triển khai xPON..............................................................................67 3.2.1.3. Giải pháp hội tụ không dây...............................................................................68 3.2.1.4. Các ưu điểm của giải pháp................................................................................69 3.2.2. Giải pháp IPTV của Huawei.................................................................................71 3.2.2.1. Kiến trúc giải pháp IPTV...................................................................................71 3.2.2.2. Các thành phần trong giải pháp IPTV...............................................................72 3.2.2.3. Các ưu điểm của giải pháp Huawei...................................................................74 3.3 Kết luận chương III...................................................................................................74 KẾT LUẬN.....................................................................................................................75 TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................77 GVHD : Mai Thị Kim Anh ii SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hai cách triển khai dịch vụ................................................................................4 Hình 1.2 Mạng tổng thể....................................................................................................9 Hình 1.3 Kiến trúc mạng IPTV điển hình......................................................................11 Hình 1.4 Cấu trúc chức năng các thành phần cho dịch vụ IPTV…………..…………………11 Hình 1.5 Các dịch vụ IPTV được cung cấp...................................................................15 Hình 1.6 Quá trình nhận và thông báo tới các thuê bao để join vào group G và sourse S .................................................................................................................................26 Hình 3.1. Dự báo doanh thu dịch vụ IPTV trên thế giới................................................52 Hình 3.2: Kiến trúc hệ thống IPTV của ZTE.................................................................60 Hình 3.4. Mô hình Middleware......................................................................................61 Hình 3.5. Mô hình mạng phân phối dữ liệu...................................................................62 Hình 3.6 Cấu trúc mạng gia đình số của ZTE................................................................63 Hình. 3.8 HG kiểm soát dịch vụ cung cấp điều khiển của tất cả mọi thứ xung quanh nhà...........................................................................................................................67 Hình 3.9 Mô hình giải pháp triển khai xPON................................................................68 Hình 3.10. Mô hình giải pháp hội tụ không dây............................................................69 Hình 3.11. Mô hình kiến trúc giải pháp IPTV của Huawei...........................................72 GVHD : Mai Thị Kim Anh iii SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 So sánh các công nghệ mạng PON: BPON, EPON và GPON.......................34 Bảng 2.2 So sánh các công nghệ DSL............................................................................40 Bảng 2.3 Các chuẩn OC SONET...........................47Bảng 2.4 Định dạng MPLS header .........................................................................................................................................48 GVHD : Mai Thị Kim Anh iv SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt A AS AVC AON ATM Application Server Advanced Video Coding Active Optical Network Asynchronnuos Transfer Mode Máy chủ ứng dụng Mã hoá video tiên tiến Mạng quang tích cực Mode truyền dẫn bất đồng bộ B BER B-RAS Bit Error Rate Broadband Remote Access Server Tỉ số lỗi bit Máy chủ truy nhập từ xa băng rộng C CAS CATV CBR CDMA CDN CDR CMPQM Conditional Access System Cable Television Constant Bit Rate Code Division Multiple Access Content Distribution Network Call Detail Recording Color Moving Picture Quality Metric CN CPE CSCF Core Network Customer Premise Equipment Call Session Control Function CSF CMTS CPU Contrast Sentivity Function Cable Modem Termination System Central Processing Unit Hệ thống truy cập có điều kiện Truyền hình cáp Tốc độ bit cố định Đa truy nhập phân chia theo mã Mạng phân phối nội dung Bản ghi chi tiết cuộc gọi Thông số chất lượng ảnh động có màu Mạng lõi Thiết bị phía khách hàng Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi Hàm độ nhạy tương phản Hệ thống kết cuối modem cáp Đơn vị xử lý trung tâm D DF DHCP Delay Factor Dynamic Host Configuration Protocol GVHD : Mai Thị Kim Anh v Hệ số trễ Giao thức cấu hình động SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành DRM DSL DSLAM DVB DVD DWDM DVB-C DVB-H DVB-S DVR Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV Digital Right Management Quản lý bản quyền số Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số Digital Subscriber Line Access Bộ ghép kênh truy nhập đường Multiplexer dây thuê bao số Digital Video Broadcasting Quảng bá video số Digital Video Disc Đĩa video kỹ thuật số Dense Wavelength Division Ghép kênh phân chia theo Multiplexing Mật độ bước sóng DVB-Cable DVB - cáp DVB-Handheld DVB - cầm tay DVB-Satellite DVB - vệ tinh Digital Video Recorder Bộ ghi video số E EPG ETSI EVC Electronic Program Guide Chỉ dẫn chương trình điện tử European Telecommunication Viện chuẩn viễn thông châu âu Standard Institute Ethernet Virtual Connection Kết nối ảo Ethernet F FEC FTTH FTP FTTC FTTN FTTRO FTTP Forward Error Correction Fiber to the home File Transfer Protocol Fiber To The Curd Fiber To The Neighbourhood Fiber To The Regional Office Fiber to the Premise Chỉnh lỗi chuyển tiếp Dây dẫn tới tận nhà Giao thức vận chuyển file Cáp quang tới lề đường Cáp quang tới vùng lân cận Cáp quang tới tổng đài khu vục Dây dẫn đến tận nơi G GPRS GOP GIE General Packet Radio Service Group of Picture Gigabit Ethernet Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp Nhóm hình ảnh Giao thức Gigabit Ethernet H HA HD HDTV High Availability Hight Definition High Definition Television GVHD : Mai Thị Kim Anh Khả năng sử dụng cao Chất lượng cao Truyền hình chất lượng cao vi SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV HTTP Hyper Text Transfer Protocol HTTPS HFC HG HLR HSS HTML Hyper Text Transfer Protocol Secure Hybrid Fiber Coax Home Gateway Home Location Register Home Subscriber Server Hypertext Markup Language Giao thức vận chuyển siêu văn bản Giao thức HTTP bảo đảm Cáp sợi lai Cổng nhà Bộ đăng ký định vị thường trú Máy chủ thuê bao thường trú Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản I I-CSCF IETF IMS IP IPR IPTV ITU-T IPTVCD IRD ISP ISDN IGMP Interrogating-CSCF Internet Engineering Task Force IP Multimedia Subsystem Internet Protocol Intellectual Property Rights IP Television International Telecommunications Union-Telecommunication Standardization Sector IPTV Cunsumer Device Integrated Receiver Decoder Internet Service Provider Integrated Services Digital Network Internet Group Management Protocol CSCF Truy vấn Nhóm đặc trách kỹ thuật Internet Phân hệ đa phương tiện IP Giao thức internet Quyền lợi tài sản trí tuệ TV giao thức internet Lĩnh vực tiêu chuẩn hoá viễn thông quốc tế Thiết bị khách hàng IPTV Bộ giải mã đầu thu tích hợp Nhà cung cấp dịch vụ Mạng số dịch vụ tích hợp Giao thức quản lý nhóm Internet J JVT Joint Video Team Nhóm video tổng hợp L LAN LSR LIR Local Area Network Label Switch Router Label Information Base Mạng cục bộ Router chuyển mạch nhãn Cơ sở thông tin nhãn M Middleware : Các phần mêm chức năng hoặc dịch vụ liên kết các thành phần đặc biệt (ví dụ như server các ứng dụng, VoD server và STB) và các thành phần ứng dụng (ví dụ như giám sát truy cập có điều kiện, hệ thống lập hóa đơn và các dịch vụ tương tác) MDI Media Delivery Index Chỉ số phân phối phương tiện MGCF Media Gateway Control Function Chức năng điều khiển cổng GVHD : Mai Thị Kim Anh vii SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV MLR MMD MEF MIB MOS MPEG MPTS Media Loss Rate Multimedia Domain Metro Ethernet Forum Management Information Base Mean Opinion Score Moving Picture Experts Group Multi Programme Transport Stream MPQM MRFC Moving Pictures Quality Metric Multimedia Rource Funtion Control MPLS MSE Multi-Protocol Label Switching Mean Squared Error phương tiện Tỉ lệ mất phương tiện Miền đa phương tiện Diễn đàn Metro Ethernet Cơ sở thông tin quản lý Điểm ý kiến trung bình Hội phim ảnh thế giới Luồng vận chuyển đa chương trình Thông số chất lượng ảnh động Bộ điều khiển tài nguyên đa phương tiện Chuyển mạch nhãn đa giao Lỗi trung bình bình phương N NGN NMS NTSC Next Generation Network Network Management System NationalTelevision System Committee P Mạng thế hệ kế tiếp Hệ thống quản lý mạng Ủy ban hệ thống truyền hình PAT PCR PID PMT PON PSTN Program Association Table Program Clock Reference Packet Identification Program Map Table Passive Optical Network Public Switched Telephone Network POTS Plain Old Telephone Service PC PPV PS PSI Personal Computer Pay-per-view Packet Switch Program Specific Information PSNR PSTN Peak Signal To Noise Ratio Public Switched Telephone Network PVR Personal Video Recoder Bảng liên kết chương trình Tham chiếu đồng hồ chương trình Nhận dạng gói Bảng ánh xạ chương trình Mạng quang thụ động Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Dịch vụ điện thoại truyền thống đơn giản Máy tính cá nhân Trả tiền theo lượt xem Chuyển mạch gói Thông tin riêng phần chương trình Tỉ số tín hiệu đỉnh trên nhiễu Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Máy ghi hình cá nhân Q QoS Quality of Service GVHD : Mai Thị Kim Anh Chất lượng dịch vụ viii SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành QoE QAM Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV Quality of Experience Quadrature Amplitude Modulation Chất lượng trải nghiệm Điều chế biên độ cầu phương R RTP Real time Transport Protocol RTSP Real Time Streaming Protocol RF Radio Frequency Giao thức truyền tải thời gian thực Giao thức phân luồng thời gian thực Tần số vô tuyến S Streaming : Phương thức để phân phối video hoặc nội dung khác trên mạng trong các luồng nối tiếp nhau theo một tỉ lệ phù hợp với tốc độ dữ liệu được sử dụng bởi thiết bị hiển thị SCTP Stream Control Transmission Protocol Giao thức truyền tải điều khiển luồng SDI Serial Digital Interface Giao diện dạng số chuỗi SHE Super Head End Bộ đầu cuối SD Standard Definition Định dạng chất lượng chuẩn SDH Synchronous Digital Hierarchy Ghép kênh cấp độ số đồng bộ SMIL Synchronized Multimedia Ngôn ngữ tích hợp đa phương Integrated Language tiện đồng bộ hóa SNMP Simple Network Management Giao thức quản lý mạng đơn giản Protocol SLA Service Level Agreement Thoả thuận mức dịch vụ SONET Synchronous Optical Networking Mạng quang đồng bộ SPTS Single Program Transport Stream Luồng vận tải chương trình đơn STB Set Top Box Hộp đặt trên nóc (TV) T TCP TDM Transmission Control Protocol Time Division Multiplex TDMA Time Division Multiple Access TS TTL (MPEG) Transport Stream Time to Live GVHD : Mai Thị Kim Anh ix Giao thức điều khiển truyền dẫn Ghép kênh phân chia theo thời gian Đa truy nhập phân chia theo thời gian Luồng vận tải Thời gian sống SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV U UA UE URL User Agent User Equipment Universal Resource Locator UDP User Datagram Protocol Bộ phận người dùng Thiết bị người dùng Bộ xác định địa chỉ tài nguyên toàn cầu Giao thức chương trình người dùng V VCR VoD VoIP VLAN VPN VQM Video Casette Recording Video on Demand Voice over IP Virtual Local Area Network Virtual Private Network Video Quality Metric Ghi lại băng video Video theo yêu cầu Thoại qua IP Mạng LAN ảo Mạng riêng ảo Thông số chất lượng video W WAN WLAN WDM Wide Area Network Wireless LAN Wavelength Division Multiplexing WM Windows Media GVHD : Mai Thị Kim Anh x Mạng diện rộng Mạng LAN không dây Ghép kênh phân chia theo bước sóng Phương tiện Windows SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay,chúng ta đang sống trong kỷ nguyên của truyền thông đa phương tiện,nhiều dịch vụ,công nghệ hội tụ số đã được cung cấp đến người dùng,trong đó không thể không nhắc đến công nghệ IPTV. IPTV là dịch vụ truyền tải hình ảnh kỹ thuật số tới người sử dụng dựa trên giao thức IP trên mạng Internet kết nối băng thông rộng,hiện đang phát triển mạnh mẽ và tiến tới vị trí chủ chốt trong công nghiệp truyền hình thu phí và đó cũng là dịch vụ thu hút được sự chú ý của rất nhiều các công ty Viễn thông trên thế giới.IPTV đang là cấp độ cao nhất và là công nghệ truyền hình thịnh hành của tương lai.Khác với các công nghệ của truyền hình truyền thống chỉ có khả năng cung cấp thông tin định tuyến một chiều thì IPTV lại có khả năng tạo ra tính tương tác hai chiều giữa khách hàng với dịch vụ,tạo nên sự hấp dẫn và ưu thế vượt trội.IPTV là một hệ thống nhiều tiện ích,chúng ta có thể nhận cùng lúc cả các tín hiệu truyền hình và Video song song với các dịch vụ đa phương tiện khác trên cùng một kết nối Internet.Cụ thể,IPTV sử dụng một kết nối băng thông rộng và một hệ thống mạng phân phối các chương trình truyền hình sử dụng giao thức IP. Trên thế giới IPTV đã được triển khai mạnh mẽ và thu được lợi nhuận rất lớn.Tại Việt nam,IPTV đã trở lên khá gần gũi đối với những người sử dụng Internet.IPTV được công ty FPT tiên phong cung cấp dịch vụ đầu tiên vào tháng 3/2006,đến tháng 5/2009 thì VNPT bắt đầu cung cấp IPTV tại Hải phòng.Ngày nay,đã có thêm nhiều công ty khác như SPT,VTC…đã đưa IPTV,VoD….ra thị trường.Như vậy,có thể thấy thị trường IPTV tại Việt nam mới chỉ ở giai đoạt đầu cho nên tiềm năng và xu hướng phát triển là rất lớn. Mong muốn tìm hiểu những công nghệ mới ngày càng ứng dụng rộng rãi trong đời sống,sau một thời gian tìm hiểu cộng với sự hướng dẫn tận tình của Thầy giáo Nguyễn Đình Long,em đã cố gắng để hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Công nghệ IPTV và khả năng phát triển ở Việt nam”.Nội dung của đồ án được trình bày thành 3 chương như sau: GVHD : Mai Thị Kim Anh 1 SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV Chương I : Tổng quan về IPTV Chương II : Phân phối trong mạng IPTV Chương III: Khả năng phát triển của IPTV và một số giải pháp công nghệ IPTV phổ biến trên mạng Viễn thông Việt Nam hiện nay. Do IPTV vẫn là một công nghệ mới và khả năng kiến thức còn hạn chế nên quá trình thực hiện đồ án không tránh khỏi những thiếu sót,mong các thầy cô giáo cùng các bạn thông cảm,cùng đóng góp ý kiến nhận xét bổ ích để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian học tập và làm báo cáo thực tập này ,tạo điều kiện tốt để em có thể hoàn thành báo cáo của mình một cách thành công nhất. Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn cô : Mai Thị Kim Anh đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình làm báo cáo thực tập này. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nam, ngày……tháng ……năm 2017 Sinh Viên Thực Tập Nguyễn Anh Dũng GVHD : Mai Thị Kim Anh 2 SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ IPTV 1.1 Giới thiệu chung về IPTV 1.1.1 Khái niệm IPTV Lịch sử về IPTV Năm 1994, World News Now của ABC đã có buổi trình chiếu truyền hình quảng bá qua mạng Internet đầu tiên, sử dụng phần mềm CU-SeeMe videoconferencing. Tổ chức liên quan đến IPTV đầu tiên xuất hiện là vào năm 1995, với sự thành lập Precept Software bởi Judith Estrin và Bill Carrico. Họ đã thiết kế và xây dựng một sản phầm internet video gọi là "IP/TV". IP/TV là một MBONE tương thích với các ứng dụng trên Windows và Unix, thực hiện truyền âm thanh, hình ảnh thông qua cả giao thức unicast và IP multicast RTP/RTCP. Phần mềm này được viết bởi Steve Casner, Karl Auerbach, và Cha Chee Kuan. Hệ thống này đã được Cisco Systems mua vào năm 1998 và Cisco đã giữ lại tên "IP/TV". AudioNet bắt đầu tiến hành nghiên cứu live webcasts với WFAA-TV trong tháng năm 1998, và KCTU-LP vào mùng 10 tháng 1 năm 1998. Kingston Communications, một nhà cung cấp dịch vụ viễn thông ở UK, triển khai KIT (Kingston Interactive Television), và IPTV qua mạng băng rộng DSL vào tháng 9 năm 1999 sau khi thử nghiệm dịch vụ TV và VoD. Nhà cung cấp này đã thêm dịch vụ VoD vào hệ thống trong tháng 10 năm 2001 với hệ thống Yes TV. Kingston là một trong những công ty đầu tiên trên thế giới triển khai IPTV và IP VoD qua mạng ADSL. Hiện nay, IPTV đã phát triển hầu khắp các nơi trên thế giớ, từ châu Mỹ, châu Âu, châu Á. Nhất là tại châu Á, với các thị trường như Hàn Quốc, Nhật Bản, Trung Quốc và cả Việt Nam, một trong những nước đang đi đầu đã có nhiều công ty khai thác công nghệ IPTV, dịch vụ này ngày càng phát triển với lượng thuê bao ngày càng tăng. Tại thời điểm này ở Việt Nam có ba nhà mạng cung cấp dịch vụ IPTV là www.mytv.com.vn - 1 sản phẩm của VNPT, hay www.tv.fpt.vn của FPT và cuối cùng là sản phẩn IPTV của VTC. Từ khi có khái niệm Internet, nhu cầu trong mọi ứng dụng của nó tăng lên từng ngày. Giống như mọi dịch vụ khác, truyền hình cũng ngày càng được quan tâm. Hiện nay, IPTV không còn là một khái niệm quá mới mẻ. GVHD : Mai Thị Kim Anh 3 SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV IPTV là tên viết tắt tiếng Anh Internet Protocol Television, là một loại công nghệ truyền hình mới, sử dụng mạng IP hiện thời để phân phối nội dung audio-video mức độ giải trí đến khách hàng. Nó sử dụng các kĩ thuật nén video để làm giảm dữ liệu phát đến phía khách hàng. Sau đó, phương tiện số đã nén được chuyển đến khách hàng qua mạng IP tiêu chuẩn. Người sử dụng có thể thông qua máy vi tính (PC) hoặc máy thu hình cộng với hộp phối ghép set top box để sử dụng dịch vụ IPTV. Theo định nghĩa đưa ra bởi ITU-T Focus Group lần đầu họp tại Geneva (Thụy Sĩ) tháng 7 năm 2006 : IPTV là các dịch vụ đa phương tiện phân phối truyền hình / audio / text / đồ hoạ / dữ liệu trên các mạng dựa trên nền IP được quản lý để cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) / chất lượng trải nghiệm (QoE), tính bảo mật, tính tương tác và tính tin cậy. Mạng lõi Internet Head end Set-top-box Triển khai kiểu truyền thống Triển khai IPTV Hình 1.1 Hai cách triển khai dịch vụ Thay vì nhận tín hiệu truyền hình theo kiểu truyền thống hoặc tín hiệu vệ tinh hoặc qua cáp, IPTV cho phép TV được kết nối trực tiếp vào đường mạng Internet của gia đình thu tín hiệu. Có thể thấy dịch vụ truyền hình đã được tích hợp trực tiếp với dịch vụ kết nối mạng Internet. Hiện có hai phương pháp chính thu tín hiệu truyền hình Internet. Thứ nhất, sử dụng máy tính kết nối với dịch vụ truyền hình IPTV để nhận tín hiệu sau đó chuyển đổi thành tín hiệu truyền hình truyền thống trên những chiếc TV chuẩn. Thứ hai, sử GVHD : Mai Thị Kim Anh 4 SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV dụng một bộ chuyển đổi tín hiệu (set top box - STB). Thực chất bộ chuyển đổi tín hiệu này cũng chỉ đóng vai trò như một chiếc PC như ở phương pháp thứ nhất. Cùng với sự phát triển của công nghệ chắc chắn sẽ có những sản phẩm TV có thể kết nối và thu nhận tín hiệu truyền hình trực tiếp từ đường truyền Internet. Hiện nay, việc kết nối Internet không dây không còn là điều khó, do đó các nhà cung cấp dịch vụ hi vọng trong tương lai khách hàng có thể được hưởng những dịch vụ cung cấp bởi IPTV không dây. 1.1.2 Nguyên tắc hoạt động Trong các hệ thống quảng bá tiêu chuẩn, tất cả các kênh quảng bá thông thường (ví dụ, CNN, HBO,…) được phân phối đến STB tại nhà (qua cáp, vệ tinh hoặc không trung). Có thể có đến hàng trăm kênh, tất cả đều được phân phối đồng thời. STB chỉnh đến kênh yêu cầu theo lệnh điều khiển từ xa của khách hàng. Do sự điều chỉnh cục bộ này, sự chuyển kênh diễn ra gần như ngay lập tức. Để giữ băng thông trên đường truyền cuối đến nhà, các hệ thống IPTV được thiết kế để phân phối chỉ một kênh được yêu cầu đến STB. Có thể có một vài chương trình (kênh) được truyền đến các địa chỉ IP khác nhau trong cùng một nhà (có nghĩa là các STB khác nhau hoăc các bộ nhận IP khác nhau). Để chuyển kênh, các yêu cầu đặc biệt được gửi vào mạng truy nhập, yêu cầu chuyển kênh. Về bản chất, trong các hệ thống IPTV, chuyển kênh được tạo ra trong mạng chứ không phải trên STB cục bộ. TV quảng bá sử dụng IP Multicast và IGMP để phân phối chương trình một cách hiệu quả thông qua hệ thống. Một Multicast được thiết kế để cho phép nhiều người sử dụng đồng thời truy cập phiên. VoD triển khai các dịch vụ IP unicast sử dụng cơ chế điều khiển RTSP. Khi có yêu cầu của người xem, chương trình được chọn sẽ được định vị từ trong mạng (từ một server) và phát duy nhất đến người sử dụng. Điều này hiệu quả cho một mạng có tính riêng tư giữa server và STB của người sử dụng. 1.1.3 IPTV và Triple-play Triple Play là một thuật ngữ dùng để mô tả sự phân phối các dịch vụ thoại, video và dữ liệu tới nhà khách hàng. Hiện nay vẫn tồn tại việc phân phối các dịch vụ này tới khách hàng là thông qua các công nghệ truy nhập khác nhau, nhưng Triple Play cung cấp các dịch vụ này thông qua một kết nối đơn đến nhà khách hàng (chẳng hạn như Fiber to the home). Dịch vụ Triple Play sử dụng hạ tầng IP để cung cấp các dữ liệu âm thanh, hình ảnh trong cùng một gói dịch vụ. Với người dùng, không đòi hỏi phải có đầy đủ các thiết bị kết nối riêng lẻ mà chỉ cần một modem là có thể xem phim GVHD : Mai Thị Kim Anh 5 SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV - nghe nhạc, xem lại các kênh truyền hình yêu thích, kết nối dịch vụ Internet, sử dụng điện thoại với tính tương tác trực tuyến, khả năng tùy chỉnh các phương thức, giao diện hay phương thức sử dụng phù hợp theo sở thích của từng người dùng. Điểm mấu chốt trong Triple Play là 3 nhân tố thoại, video, dữ liệu được tích hợp chung trong một gói dịch vụ duy nhất, mang đến cho người sử dụng chất lượng và sự tiện lợi cao. IPTV là một thành phần của Triple Play. IPTV được sử dụng để mô tả sự phân bố video qua mạng IP. 1.1.4 Các đặc điểm cơ bản của IPTV a. Ưu điểm của IPTV Tích hợp đa dịch vụ. Trên một đường kết nối Internet người dùng IPTV có thể được sử dụng cùng một lúc rất nhiều dịch vụ khác nhau như truy cập Internet, truyền hình, điện thoại cố định và di động, VoIP (Voice over Internet Protocol)...mang lại cho người dùng sự tiện lợi trong quá trình sử dụng. Tính tương tác cao. IPTV sẽ mang lại cho người dùng trải nghiệm xem truyền hình có tính tương tác và cá nhân hóa rất cao. Ví dụ, nhà cung cấp dịch vụ IPTV có thể tích hợp một chương trình hướng dẫn tương tác cho phép người xem có thể tìm kiếm nội dung chương trình truyền hình theo tựa đề hoặc tên diễn viên. Hoặc nhà cung cấp dịch vụ có thể triển khai chức năng “hình-trong-hình” (picture-in-picture) cho phép người dùng xem nhiều kênh cùng một lúc. Người dùng cũng có thể sử dụng TV để truy cập đến các nội dung đa phương tiện khác trên PC như hình ảnh hay video hoặc sử dụng điện thoại di động để điều khiển TV ở nhà ghi lại một chương trình ưa thích nào đó... Một phương thức tương tác khác mà nhà cung cấp dịch vụ IPTV có thể triển khai là cung cấp các thông tin mà người xem yêu cầu trực tiếp trong quá trình xem chương trình. Ví dụ, người dùng có thể nhận thông tin về đội bóng mà họ đang xem thi đấu trên màn hình. Trên thực tế tính tương tác cao hoàn toàn có thể xuất hiện ở các loại hình truyền hình số khác như truyền hình vệ tinh hay cáp. Song để triển khai được thì cần phải có sự kết nối tương tác giữa đầu phát sóng và bộ thu sóng. Đây là điều mà truyền hình vệ tinh và cáp không có được. Muốn triển khai thì hai hình thức truyền hình này buộc phải kết hợp với các hạ tầng mạng khác như Internet hoặc điện thoại di động. Công nghệ chuyển mạch IP. Hầu hết người dùng đều không biết rằng truyền hình cáp và vệ tinh thường gửi đi tất tả tín hiệu của mọi kênh cùng một lúc cùng một thời điểm nhằm cho phép người dùng chuyển đổi kênh tức thời như chúng ta vẫn thấy. Điều này dẫn tới sự lãng phí băng thông cần thiết. IPTV sử dụng công nghệ chuyển mạch IP để loại bỏ hạn chế này. Mọi dữ liệu chương trình truyền hình được lưu trữ tại GVHD : Mai Thị Kim Anh 6 SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV một vị trí trung tâm và chỉ có dữ liệu kênh mà người dùng yêu cầu xem là được truyền tải đi. Điều này sẽ cho phép nhà cung cấp dịch vụ có thể bổ sung thêm được nhiều dịch vụ cho IPTV hơn vì băng thông không còn phải là vấn đề quá khó giải quyết nữa. Mạng gia đình. Kết nối vào mạng Internet trong gia đình không chỉ có TV mà còn có các PC khác. Điều này sẽ cho phép người dùng có thể sử dụng TV để truy cập đến những nội dung đa phương tiện trên PC như ảnh số, video, lướt web, nghe nhạc... Không những thế một số màn hình TV giờ đây còn được tích hợp khả năng vận hành như một chiếc TV bình thường. Tất cả liên kết sẽ trở thành một mạng giải trí gia đình hoàn hảo. Video theo yêu cầu - Video on Demand (VOD). VOD là tính năng tương tác có thể nói là được mong đợi nhất ở IPTV. Tính năng này cho phép người xem có thể yêu cầu xem bất kỳ một chương trình truyền hình nào đó mà họ ưa thích. Ví dụ, người xem muốn xem một bộ phim đã có cách đây vài năm thì chỉ cần thực hiện tìm kiếm và dành thời gian để xem hoặc ghi ra đĩa xem sau. Truyền hình chất lượng cao HD. Xu hướng nội dung chất lượng cao hiện đã hiển hiện thực tế. Nhờ kết nối băng thông rộng nên có thể nói chỉ trong tương lai không xa IPTV sẽ chỉ phát truyền hình chất lượng cao. Điều này đồng nghĩa với việc người dùng sẽ thưởng thức các chương trình có chất lượng hình ảnh và âm thanh cao. b. Thách thức cho dịch vụ IPTV Gian lận truy cập. Gian lận truy cập là dạng gian lận lâu đời nhất trong dịch vụ truyền hình trả phí. Tình huống này xảy ra khi một cá nhân sử dụng kĩ xảo để phá vỡ các cơ chế truy cập thông thường nhằm tăng lượng truy cập trái phép đến nội dung truyền hình mà không phải trả tiền hoặc gia tăng thêm sự cho phép truy cập. Một ví dụ của loại thách thức này cho IPTV liên quan đến nhà vận hành và người sử dụng hệ thống cáp. Các modem cáp bị chỉnh sửa để mở ra truy cập đến mạng. Tình huống này xảy ra khi có ai đó truy cập chức năng cấu hình của modem cáp thông qua giao diện phần mềm hoặc, đôi khi truy cập vào cả thành phần phần cứng trong modem cáp, vì thế băng thông và các giới hạn khác bị huỷ bỏ. IPTV được phát truyền không chỉ đến các set top box mà còn đến các máy tính và các thiết bị cầm tay. Điều này tạo thuận lợi thêm cho quá trình phá vỡ an ninh về nội dung. Những kẻ trộm nội dung có thể sử dụng các phần mềm để phá hệ thống mã hoá bảo mật, thậm chí bắt và phân phối lại nội dung, sử dụng các mạng P2P. Quảng bá trái phép. Nội dung IPTV được phân phối theo định dạng số, làm đơn giản hoá công việc của một cá nhân nào đó muốn sao chép hoặc quảng bá nội dung. GVHD : Mai Thị Kim Anh 7 SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV Với các trạm quảng bá đặt tại từng PC, các hacker sẽ có thể phân phối lại nội dung đến các máy tính khác trên toàn thế giới; một số trường hợp phổ biến là các cá nhân phát lại một số sự kiện thể thao nhiều người ưa thích và thu tiền như một hình thức thương mại. Các mạng P2P giúp cho việc quảng bá nội dung dễ dàng hơn, từ đó gây khó khăn cho mô hình kinh doanh IPTV. Lỗi hỏng truy cập. Với truyền hình, người dân mong là chỉ cần bấm một cái nút là đã có được các nội dung trên màn hình. Nếu một cá nhân phá hoại cơ sở hạ tầng hoặc một trong các thành phần dịch vụ, thì các khách hàng sẽ không truy cập được dịch vụ, làm cho uy tín dịch vụ sụt giảm. Do đó, an ninh và độ tin cậy là hai yếu tố bắt buộc để đảm bảo dịch vụ luôn sẵn sàng hoạt động và mọi sự cố sẽ được nhanh chóng xử lý. Lỗi hỏng nội dung. Trong IPTV, tín hiệu được gửi đi sử dụng các giao thức IP bình thường và những kẻ phá hoại có thể kết nối thông qua web và xử lý bộ phận middleware hoặc các server. Họ cũng có thể thay đổi dữ liệu trong kho nội dung trước khi nó được mã hoá bảo mật bởi phần mềm DRM. Do đó, các bộ phim hoặc nội dung trái phép có thể được phát đi. Chất lượng của dịch vụ. Cho dù không có các cá nhân phá hoại dịch vụ như các trường hợp nêu trên, chất lượng vẫn là một thách thức lớn của IPTV khi các dịch vụ truyền hình truyền thống đang thống trị thế giới. IPTV phải đối mặt với khả năng mất dữ liệu cao và sự chậm trễ truyền tín hiệu. Nếu như đường kết nối mạng của người dùng không thật sự tốt cũng như không đủ băng thông cần thiết thì khi xem chương trình sẽ rất dễ bị giật hay việc chuyển kênh có thể tốn khá nhiều thời gian để tải về. Thêm vào nữa nếu máy chủ của nhà cung cấp dịch vụ không đủ mạnh thì khi số lượng người xem truy cập vào đông thì chất lượng dịch vụ có thể giảm sút. Tuy nhiên, hi vọng rằng công nghệ mạng Internet càng ngày càng phát triển mạnh mẽ đẩy băng thông kết nối lên cao hơn sẽ góp phần giúp IPTV khắc phục nhược điểm nói trên và biến nó trở thành công nghệ truyền hình của tương lai. 1.2 Cấu trúc mạng IPTV GVHD : Mai Thị Kim Anh 8 SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV 1.2.1 Mạng tổng quát Nội dung Head End Vệ tinh Quản lý Vận chuyển Truy nhập Nhà VoD Không dây ADSL ADSL2 VDSL Bộ nhận PON WiMax …. Đồng DRM Bộ mã hoá Middleware CPE Sợi quang Hình 1.2 Mạng tổng thể  Mạng nội dung: Mạng này cung cấp và giới thiệu nội dung gồm xử lý nội dung truyền hình trực tiếp/truyền hình VoD (theo điểm) và xử lý, giới thiệu các ứng dụng gia tăng (phục vụ tin tức, điện thoại có hình, email, nhắn tin...). Nguồn nội dung truyền hình trực tiếp/truyền hình VoD không qua hệ thống xử lý nội dung được mã hóa để phù hợp với luồng media theo yêu cầu qua mạng chuyển tải đưa các luồng này cung cấp tới các người dùng đầu cuối.  Mạng Head End: Khi triển khai cùng với hệ thống truyền hình vệ tinh số hoặc cáp số, dịch vụ IPTV yêu cầu một Video Head end. Đây là điểm trong mạng mà tại đó các nội dung tuyến tính (ví dụ: truyền hình quảng bá) hoặc theo yêu cầu (ví dụ: phim truyện) được bắt và định dạng để phân phối qua mạng IP. Thông thường, Head end sẽ nhận các chương trình quốc gia thông qua vệ tinh hoặc trực tiếp từ bộ quảng bá hoặc các bộ cài đặt chương trình, hoặc qua bộ tập hợp. Một số chương trình có thể được lấy thông qua một mạng sợi trên mặt đất. Một Head end lấy các kênh riêng và mã hoá thành dạng số. Sau khi mã hoá, mỗi kênh được đóng gói vào IP và gửi qua mạng. Các kênh này thường là luồng Multicast. IP Multicast có ưu điểm là nó cho phép nhà cung cấp dịch vụ truyền một luồng IP trên kênh quảng bá từ video GVHD : Mai Thị Kim Anh 9 SVTH ; Nguyễn Anh Dũng Thực Tập Chuyên Nghành Tìm Hiểu Công Nghệ Truyền Hình IPTV Head end đến mạng truy nhập, điều này có lợi khi nhiều khách hàng muốn chỉnh cùng vào một kênh quảng bá tại cùng một thời điểm (ví dụ hàng ngàn người cùng xem một sự kiện thể thao, văn hoá.)  Mạng quản lý bao gồm quản lý nội dung, quản lý cáp truyền, tính cước phí, quản lý các thuê bao, quản lý các hộp ghép nối STB.  Mạng truyền tải: Đây là mạng cáp IP. Đối với luồng media có thể dùng phương thức chuyển đa hướng (multicast) cũng có thể chuyển theo phương thức đơn kênh. Thông thường, truyền hình quảng bá BTV truyền đa hướng tới user đầu cuối, truyền hình theo yêu cầu VoD thông qua mạng cáp phân phát nội dung CDN (Content Distribution Network) tới địa điểm người dùng đầu cuối.  Mạng truy nhập: Mạng truy nhập là đường truyền từ nhà cung cấp dịch vụ tới từng gia đình riêng lẻ. Đôi khi mạng truy nhập còn được coi là “chặng cuối”, kết nối băng rộng giữa nhà cung cấp dịch vụ và gia đình có thể được hoàn thành, sử dụng các công nghệ khác nhau. Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đang sử dụng công nghệ DSL (đường dây thuê bao số) để phục vụ các gia đình cá nhân. Họ cũng bắt đầu sử dụng các công nghệ sợi như PON (mạng quang thụ động) để đến các nhà. Các mạng IPTV sẽ sử dụng các phiên bản ADSL và VDSL để cung cấp băng thông yêu cầu để chạy các dịch vụ IPTV tại nhà khách hàng. Nhà cung cấp dịch vụ sẽ đặt một thiết bị (như là DSL modem) tại khu vực khách hàng để phân phối kết nối Ethernet đến mạng nhà.  Mạng đầu cuối (còn gọi là mạng cáp gia đình). Theo các nhà khai thác viễn thông, thì mạng này là mạng tiếp nối băng rộng xDSL, FTTx+LAN hoặc WLAN. 1.2.2 Kiến trúc và các thành phần IPTV Các hệ thống IPTV gồm một số thành phần quan trọng (thường gọi là Ecosystem), tất cả đều ảnh hưởng đến QoS và QoE của dịch vụ IPTV. Một số thành phần quan trọng nhất là: Bộ mã hoá Video Các bộ mã hoá video có nhiệm vụ biến đổi luồng đầu vào với nhiều định dạng khác nhau thành một luồng nén số. Đầu ra video có thể là dạng MPEG-2, MPEG-4 AVC hoặc WM VC-1. Các bộ mã hoá video cũng có nhiệm vụ đóng gói các luồng video vào một định dạng vận chuyển, có thể là lớp thích ứng ATM hoặc các gói IP. Các bộ mã hoá video thời gian thực mã hoá các nguồn tín hiệu truyền hình trực tiếp đã từng có giá rất đắt đỏ. Hiện nay giá của chúng đã giảm đáng kể, do đó chúng không còn chiếm phần lớn đầu tư trong Video Head End. Hầu hết bộ mã hoá cho truyền hình GVHD : Mai Thị Kim Anh 10 SVTH ; Nguyễn Anh Dũng