Tài liệu Luận văn tốt nghiệp xây dựng hệ thông cung cấp dịch vụ iptv

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGIỆP Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Việt Hương PGĐ.KS Thái Duy Hòa Sinh viên thực hiện : Trần Quốc Tuấn Nguyễn Sỹ Lãm Lớp ĐT1 –K49 Hà nội 2/2009 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV Mục lục Mục lục.....................................................................................................................1 Danh sách các hình.................................................................................................2 Danh sách các bảng.................................................................................................2 Danh sách các từ viết tắt..........................................................................................3 Chương 1 Giới thiệu đề tài......................................................................................6 1.1 Lý do chọn đề tài............................................................................................6 1.2 Phạm vi đề tài................................................................................................8 Chương 2 Các khái niệm và kiến thức liên quan....................................................9 2.1 TCP/IP và mô hình tham chiếu OSI.............................................................9 2.2 Giới thiệu về IPTV.......................................................................................10 2.2.1 Các đặc điểm của IPTV.............................................................................11 2.2.2 Mô hình kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV................................12 2.2.3 Một số dịch vụ được cung cấp bởi IPTV..................................................15 2.3 Dịch vụ VoD và Content Delivery...............................................................17 2.3.1 Dịch vụ VoD..............................................................................................17 2.3.2 Dịch vụ Content Delivery.........................................................................35 Chương 3: Giới thiệu về Flash Media Server.......................................................35 3.1 Cài đặt Flash Media Server......................................................................35 3.1.1 Cài đặt Adobe Flash Media Server trên windows.................................36 3.1.2 Cài đặt server trên Linux........................................................................37 3.1.3 Khởi động và dừng server trong window.................................................38 3.1.4 Khởi động và dừng server trong Linux.....................................................38 3.1.5 Thẩm tra lại những file đã cài đặt.............................................................39 3.2 Cấu hình server..........................................................................................41 3.2.1 Aplications..............................................................................................42 3.2.2 Cấu trúc thư mục Configuration............................................................42 3.2.3 Thêm một adaptor..................................................................................44 3.2.4 Thêm một virtual host............................................................................46 3.3 Kiến trúc server.........................................................................................47 3.3.1 Kiến trúc client-server............................................................................47 3.3.2 Streaming media.....................................................................................48 Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 2 Báo cáo thực tập tốt nghiệp 3.3.3 3.3.4 3.3.5 3.3.6 Đề tài IPTV Các codecs mà server hỗ trợ..................................................................48 Kiểu dữ liệu............................................................................................49 Yêu cầu một phương thức ở xa..............................................................50 Kết nối đến những nguồn ở bên ngoài...................................................50 3.4 Giới thiệu về flash......................................................................................50 3.4.1 Khái niệm..................................................................................................50 3.4.2 Đặc điểm và yêu cầu của flash..................................................................52 3.4.3 Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ flash.......................................52 3.5 Các công cụ hỗ trợ khác............................................................................53 3.5.1 Apache-HTTP server................................................................................54 3.5.2 PHP.........................................................................................................55 3.5.3 MySQL...................................................................................................56 3.5.4 Cài đặt và sử dụng..................................................................................57 Chương 4. Kết luận................................................................................................58 4.1 Các kiến thức thu nhận được......................................................................58 4.2 Phương hướng phát triển thành đồ án tốt nghiệp.....................................59 4.3 Kết luận........................................................................................................59 Danh sách các hình Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 3 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV Hình 2.1. Mô hình OSI & TCP/IP 1.............................................................................6 Hình 2.2 Kiến trúc hệ thống IPTV 1............................................................................8 Hình 2.3 Các bước thiết lập một phiên làm việc của IPTV.......................................15 Hình 2.4 Mô hình kiến trúc tập trung của VoD server..............................................17 Hình 2.5 Mô hình kiến trúc phân bố của VoD server................................................18 Hình 2.6 Quá trình thiết lập phiên với RTSP.............................................................20 Hình 2.7 Các kết nối hình thành trong phiên làm việc IPTV....................................21 Hình 2.8 Ví dụ về một phiên làm việc của IPTV dựa trên RTSP...............................22 Hình 3.1 Cấu trúc mặc định của thư mục conf..........................................................33 Hình 3.2 Thư mục conf sau khi thêm một adaptor.....................................................36 Hình 3.3 Thư mục conf sau khi thêm một virtual host www.example.com................37 Hình 3.4 Ứng dụng Flash Media Server bao gồm các thành phần cùng làm việc với nhau.............................................................................................................................38 Danh sách các bảng Bảng 2.1 Các nội dung lưu trữ trên VoD server........................................................12 Bảng 2.2 Các lệnh trong RTSP..................................................................................19 Bảng 3.1 Các thành phần sau khi cài đặt Flash Media Server.................................30 Bảng 3.2 Các codecs được hỗ trợ bởi Flash Meida Server.......................................40 Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 4 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV Danh sách các từ viết tắt STT Từ viết tắt Từ đầy đủ 1 IPTV Ý nghĩa Internet Protocol Truyền hình theo giao thức Television internet Truyền tải Video theo yêu cầu 2 VoD Video On Demand 3 RTSP Real Time Streaming Giao thức truyền tải thời gian Protocol thực , dữ liệu được truyền theo luồng 4 RTP Real Time Protocol Giao thức vận chuyển theo thời gian thực 5 RTMP Real Time Messaging Giao thức thông báo thời gian Protocol 6 RTMPT Real thực Time Messaging Giao thức thông báo thời gian Protocol Tunneled 7 RTMPS Real Time thực ẩn Messaging Giao thức thôngbáo thời gian Protocol Secure 8 RTMPE Encrypted thực có bảo mật Real Time Giao thức thông báo thời gian Messaging Protocol 9 RTMPET Encrypted Real Messaging thực có mã hóa Time Giao thức thông báo thời gian Protocol thực ẩn có mã hóa Tunneled 10 HTTP Hypertext Transfer Giao thức truyền siêu văn bản protocol 11 MPEG-2 The Moving Picture Chuẩn nén tín hiệu về âm Experts Group -2 thanh và hình ảnh phát trên các kênh truyền hình quảng Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 5 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV bá chất lượng cao được đề nghị bởi hội phim ảnh thế giới 12 MPEG-4 The Moving Picture Chuẩn nén tín hiệu với sự hỗ Experts Group -4 trợ âm thanh, hình ảnh, “vật thể”, và nội dụng3 chiều. Có một vài chức năng mới hơn (MPEG-2) với hiệu quả âm thah và hình ảnh chuẩn. Chứa cả các định dạng MPEG-2 13 IPTVCD Internet Television Protocol Thiết bị để sử dụng dịch vụ Consumer IPTV Device 14 IP Internet Protocol Giao thức internet – giao thức lớp 3 trong mô hình tham chiếu OSI 15 STB Setup Box Hộp điều khiển kết nối Tivi với mạng cung cấp dịch vụ IPTV 16 PC Personal Computer Máy tính cá nhân 17 FLV Flash Video Là tên gọi của một định dạng file được truyền tải qua mạng internet sử dụng Adobe Flash Player 18 F4V Một định dạng file của Flash 19 H264 Là một chuẩn nén tín hiệu 20 MP3 Moving Picture Experts Là một chuẩn nén âm thanh Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 6 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV Group Audio Layer III có tổn hao Advanced Audio Coding Là một thuật toán nén tín hiệu 21 22 AAC âm thanh, là một thành phần của chuẩn nén MPEG-2 và MPEG-4 23 24 MOV Là một định dạng file video được phát triển bởi Công ty American Apple. File .mov là loại file dành cho Quich Time multimedia 25 OSI Open Systems 26 RTCP Real Time Mô hình liên kết hệ thống mở Control Giao thức điều khiển thời Protocol 27 TCP Transmisstion gian thực Control Giao thức điều khiển truyền Protocol dẫn – giao thức lớp 4 trong mô hình OSI 28 UDP User Datagram Protocol Giao thức truyền tin không tin cậy lớp 4 trong mô hình OSI 29 URL Uniform Resource Địa chỉ tới một server trên Locator Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 internet hay một mạng nội bộ Page 7 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV Chương 1 Giới thiệu đề tài 1.1 Lý do chọn đề tài Trong những năm gần đây, mạng lưới internet toàn cầu phát triển ngày càng mạnh mẽ. Điều này ảnh hưởng rất lớn đến các phương thức tiếp cận thông tin của con người, trong đó có cả truyền hình. Theo truyền thống, các mô hình truyền hình phát theo kiều quảng quá đang bộc lộ những nhược điểm của nó mà quan trọng nhất là tính tương tác hai chiều giữa nhà cung cấp dịch vụ truyền hình và người xem. Theo mô hình này, nội dung của chương trình hầu như do các nhà cung cấp dịch vụ ấn định cho người xem. Đồng thời nó cũng gây ra những khó khăn đối với người xem như vấn đề thời gian, địa điểm… IPTV- Internet Protocol Television- theo định nghĩa là các nội dung thông tin về hình ảnh, âm thanh được truyền tải qua mạng IP ( mạng giao thức internet). Người dùng có thể thông qua máy tính PC hoặc máy thu hình phổ thông cộng với thiết bị đầu cuối setup box để có thể xem được IPTV. IPTV dễ dàng cung cấp nhiều hoạt động tương tác hơn, tạo nên sự cạnh tranh mạnh mẽ hơn cho các doanh nghiệp kinh doanh dịch vụ truyền hình. Hãng InStat, một hãng nghiên cứu thị trường công nghệ cao có uy tín, gần đây đã dự báo rằng thị trường các dịch vụ IP video tại khu vực châu Á – Thái Bình Dương sẽ tăng trưởng tới gần 80% mỗi năm từ nay đến năm 2010 và sẽ tạo ra một thị trường 4,2 tỷ Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 8 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV USD. Hãng này cũng dự đoán châu Á sẽ chiếm tới một nửa trong tổng số thuê bao TV của các công ty điện thoại trên toàn thế giới vào năm 2009 với tổng số thuê bao tối thiểu 32 triệu. Các số liệu này cho thấy trong những năm còn lại của thập kỷ này, IPTV sẽ trở thành một dịch vụ có thị trường rộng lớn trên toàn cầu với châu Á tiếp tục dẫn đầu trong việc thu hút khách hàng. Các con số này cũng cho thấy đây là một thị trường năng động với rất nhiều cơ hội cho các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình có mô hình kinh doanh, hình thức cung cấp dịch vụ và công nghệ hợp lý. Informa Telecoms & Media dự báo IPTV sẽ được sử dụng bởi trên 35% các hộ gia đình sử dụng dịch vụ truyền hình số ở Hồng Kông vào năm 2010, con số này sẽ gần tương đương với số hộ gia đình dùng dịch vụ truyền hình cáp (khoảng 37%). Công ty này cũng dự báo sẽ có đến 13% các hộ sử dụng dịch vụ truyền hình số ở Singapore sẽ nhận tín hiệu truyền hình số thông qua đường dây DSL của họ, điều này làm cho IPTV trở thành một nền tảng truy nhập số phổ biến hơn rất nhiều so với truyền hình số mặt đất (DDT). Informa cũng dự báo rằng DSL sẽ chiếm tới 9,2% các hộ gia đình sử dụng truyền hình số ở Úc, 6,2% ở New Zealand, 5,8% ở Đài Loan, 5,7% ở Nhật Bản và 4,2% ở Hàn Quốc. Truyền hình cáp vẫn sẽ thống trị đến năm 2010, nhưng sau đó IPTV sẽ thực sự là đối thủ cạnh tranh với truyền hình số mặt đất và vệ tinh đối với người xem truyền hình châu Á. Trong thời gian thực tập tốt nghiệp vừa qua, được sự giúp đỡ tận tình của giảng viên hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Việt Hương và tập thể các cán bộ kỹ thuật của công ty cổ phần công nghệ QIS, đặc biệt là phó giám đốc kỹ thuật Thái Duy Hòa, chúng em đã được nghiên cứu tìm hiểm về kỹ thuật triển khai, cũng như các dịch vụ mà công nghệ IPTV mang lại. Thấy đượckhả năng phát triển của công nghệ này, chúng em đã quyết định chọn đề tài “Xây dựng hệ thông cung cấp dịch vụ IPTV” làm đề tài luận văn tốt nghiệp 1.2 Phạm vi đề tài Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 9 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV Trong đề tài này, chúng em tập trung nghiên cứu và mô phỏng khả năng tương tác giữa server và client. Trong đó server được triển khai là Adobe Flash Media server. Phía client là các PC hay là các setup box. Phía client sẽ đặt ra các yêu cầu về dịch vụ như là yêu cầu phim , các chương trình tivi …Phía server khi nhận được các yêu cầu này sẽ xử lý và đáp ứng lại các yêu cầu đó. Tương tự bên phía server sẽ đưa ra các chỉ thị cho client như cập nhật phiên bản mới của phần mềm, cập nhật các hình ảnh quảng cáo có tính bắt buộc đối với gói dịch vụ đó, hiển thị danh sách các phim, các chương trình mới được cập nhật … Dựa vào nền tảng công nghệ là xử lý Flash với ngôn ngữ Action Scripts 3.0, với ngôn ngữ kịch bản bên phía server là PHP, Javascript và MySQL, chúng em đã thực hiện đề tài: “ Xây dựng hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV ” Để giải quyết bài toán trên, đồ án của em tập trung vào các vấn đề sau:  Tìm hiểu về Flash Media Server  Tìm hiểu ngôn ngữ ActionScript, PHP, JavaScript  Xây dựng hệ thống cung cấp dịch vụ VoD và Content delivery Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 10 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV Chương 2 Các khái niệm và kiến thức liên quan 2.1 TCP/IP và mô hình tham chiếu OSI Trong quá trình phát triển của các dịch vụ viễn thông, có sự phát sinh nhiều kiểu kiến trúc mạng nhưng lại không tương thích với nhau, gây trở ngại trong việc trao đổi thông tin giữa các mạng này. Để giải quyết vấn đề trên, tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế đã xây dựng một mô hình tiêu chuẩn cho các mạng gọi là mô hình tham chiếu cho việc kết nối các hệ thống mở (Reference Model for Open System Interconnection, hay gọn hơn: OSI Reference Model). Tuy nhiên mô hình trên đây chỉ mạng ý nghĩa lý thuyết, nó là chuẩn để cho các nhà phát triển viễn thông xây dựng các mô hình thực tế phù hợp. Một trong những mô hình thực tế được sử dụng phổ biến trong mạng máy tính (Internet) đó là mô hình TCP/IP. Bộ giao thức TCP/IP là tổ hợp của nhiều giao thức ở các tầng khác nhau là mô hình giản lược của OSI. Hình 2.1. Mô hình OSI & TCP/IP Giao thức IP là giao thức lớp mạng nằm trong chồng giao thức của mô hình tham chiếu OSI cũng như trong chồng giao thức TCP/IP sử dụng cho mạng máy tính. IP là một giao thức không tin cậy (unrelible) và không liên kết (Connectionless). Dữ liệu lớp ứng dụng được chia nhỏ thành các segment với môt Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 11 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV kích thước chuẩn, được đóng gói qua lớp mạng sau đó được đóng gói thành các khung dữ liệu ( frame ) tại lớp hai trước khi được chuyển đổi thành các bít được mã hóa tại lớp vật lý. Lớp IP này còn có chức năng định tuyến để tìm đường đi cho các gói tin trong mạng. Tùy vào các phương pháp định tuyến khác nhau mà lớp giao thức này sẽ xây dựng nên các bảng định tuyến khác nhau. 2.2 Giới thiệu về IPTV IPTV là tên viết tắt của cụm từ Internet Protocol Television _ truyền hình qua giao thức Internet. ITPV theo định nghĩa chính thức như sau: IPTV được định nghĩa là các dịch vụ đa phương tiện như truyền hình ảnh, tiến nói, văn bản, dữ liệu được phân phối qua các mạng dựa trên IP mà được quan lý để cung cấp các cấp chất lượng dịch vụ, bảo mật, tính tương tác, tính tin cậy theo yêu cầu. (theo ITU – T FG IPTV) IPTV là một hệ thống ở đó các dịch vụ truyền hình số cung cấp tới người tiêu dùng đăng ký thuê bao sử dụng giao thức IP trên kết nối băng rộng. IPTV được cung cấp trên Internet nên đôi khi dịch vụ này còn gọi là Internet TV hay Web TV. IPTV thường được cung cấp cùng với dịch vụ Video-on-Demand (VoD) và cũng có thể cung cấp cùng với các dịch vụ Internet khác như truy cập Web và VoIP, do đó còn được gọi là “Triple Play” và được cung cấp bởi nhà khai thác dịch vụ băng rộng sử dụng chung một hạ tầng mạng. IPTV có cơ hội rất lớn để phát triển nhanh chóng khi mà mạng băng rộng đã có mặt ở khắp mọi nơi và hiện nay đã có trên 100 triệu hộ gia đình sử dụng dịch vụ băng rộng trên toàn cầu. Rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông lớn trên thế giới đang triển khai thăm dò IPTV và xem 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. Tại thị trường cung cấp dịch vụ ở Việt Nam, dịch vụ IPTV đã bắt đầu được thử nghiệm cung cấp với một số dịch vụ cơ bản. Điều này xem như là cơ hội kinh doanh dịch vụ mới của các nhà cung cấp dịch vụ tại Việt Nam, khi mà cơ sở hạ tầng mạng băng rộng đã và đang phát triển mạnh mẽ cùng với sự đòi hỏi nhu cầu của khách hàng ngày càng cao Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 12 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV 2.2.1 Các đặc điểm của IPTV IPTV mang một số đặc điểm sau đây: 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 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 thấp 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. Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 13 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV 2.2.2 Mô hình kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV Sơ đồ khối biểu thị các chức năng của nghiệp vụ IPTV như Hình 2.1 Từ nguồn nội dung tới đầu cuối người dùng có hể chia làm: nghiệp vụ cung cấp và giới thiệu các nội dung, nghiệp vụ chuyển tải, nghiệp vụ tiếp nối đầu cuối và nghiệp vụ quản trị. Hình 2.2 Kiến trúc hệ thống IPTV 1 1. Mạng chuyển tải: Hạ tầng mạng IP băng rộng để truyền dịch vụ từ nhà cung cấp dịch vụ IPTV đến khách hàng. Mạng truy nhập sẽ tận dụng phần hạ tầng mạng xDSL có sẵn. Để cung cấp dịch vụ với chất lượng tốt và tiêu thụ ít băng thông khi có đồng thời nhiều truy nhập đến hệ thống, mạng truy nhập băng rộng (B-RAS/MSS và DSLAM) cần phải được hỗ trợ multicast. Đối với DSLAM, ngoài hỗ trợ multicast, DSLAM còn cần hỗ trợ IGMP version 2. Ngoài ra, B-RAS/MSS và DSLAM cũng cần hỗ trợ các giao tiếp Ethernet chuẩn (FE, GE). Mạng cũng phải có khả năng hỗ trợ QoS từ đầu cuối đến đầu cuối, đảm bảo được băng thông cần thiết và độ ưu tiên cho các kênh truyền hình quảng bá cũng như các phiên Video theo yêu cầu đang sử dụng (phải đạt được độ mất gói và jitter tối thiểu). Băng thông xDSL do các DSLAM cung cấp đến khách hàng phải có khả năng lên đến 4-5 Mbps. Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 14 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV 2. Mạng cung cấp nội dung: Thu, nhận và xử lý các dữ liệu chương trình từ các nguồn khác nhau như vệ tinh, truyền hình mặt đất và các nguồn khác để chuyển sang hệ thống Video Headend. 3. Hệ thống Video Headend: Thu, điều chế và giải mã nội dung hình ảnh và âm thanh từ các nguồn khác nhau và sử dụng các thiết bị mã hóa (encoder) để chuyển đổi nội dung này thành các luồng IP multicast ở khuôn dạng mã hóa mong muốn. Yêu cầu phải có thiết bị đầu cuối cho việc phát nội dung quảng bá. Thiết bị đầu cuối này có khả năng mã hoá một chuỗi các hình ảnh theo thời gian thực bằng kỹ thuật nén dùng MPEG-4 Part 10 hoặc H.264. Hình ảnh mã hoá có thể lấy từ vệ tinh, truyền hình cáp, hệ thống truyền hình mặt đất, máy chủ video, tape playout, v.v... Sau khi mã hoá, các chuỗi (định dạng ASI, SPTS) truyền MPEG sẽ được đóng gói bằng cách sử dụng IP Streamer. Sau đó sẽ truyền những chuỗi gói IP bằng cách sử dụng giao thức UDP/IP. Đầu vào của hệ thống Video Headend là các chương trình truyền hình quảng bá, các kênh truyền hình mua bản quyền thu từ vệ tinh, các kênh truyền hình cáp, các phim từ các nguồn khác như tự sản xuất, từ các thiết bị VCD/DVD player, v.v... 4. Hệ thống Middleware: Cung cấp khả năng quản lý thuê bao, nội dung và báo cáo hoàn chỉnh cùng với các chức năng quản lý EPG và STB, đồng thời vẫn duy trì tính mở cho việc tích hợp các dịch vụ trong tương lai. Middleware là một giao diện của hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV với người sử dụng, nó xác định danh tính cho người dùng. Hiển thị một danh sách các dịch vụ mà thuê bao đó có thể sử dụng và trợ giúp lựa chọn dịch vụ này sau khi đã xác thực danh tính của người dùng. Middleware lưu lại một profile cho tất cả các dịch vụ. Middleware đảm bảo các hoạt động bên trong của dịch vụ truyền hình một cách hoàn hảo. Middleware sẽ không giới hạn bất kỳ hoạt động riêng rẽ nào trong hệ thống, nhưng sẽ giao tiếp trực tiếp với mỗi thành phần được hệ thống hỗ trợ. Middleware hỗ trợ API cho phép mở rộng các chức năng mới và truyền dữ liệu giữa các hệ thống. Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 15 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV 5. Hệ thống phân phối nội dung: Bao gồm các cụm máy chủ VoD và hệ thống quản lý VoD tương ứng, cho phép lưu trữ các nội dung đã được mã hóa và thiết lập các chính sách phân phối nội dung một cách mềm dẻo. Hệ thống này cũng cho phép nhà khai thác mở rộng một cách kinh tế, phù hợp với tải và yêu cầu dịch vụ của các thuê bao. Máy chủ VoD sẽ lưu nội dung thực và cung cấp cho thuê bao khi nó nhận được sự xác thực danh tính từ Middleware. Nó cho phép các thuê bao đặt và xem những bộ phim chất lượng cao và chương trình theo yêu cầu (chương trình này được lưu trên máy dịch vụ và truyền tải theo yêu cầu). Hệ thống này cũng cung cấp những chức năng điều khiển VCR như fast-forward, pause, và rewind. 6. Hệ thống quản lý bản quyền số (DRM): DRM giúp nhà khai thác bảo vệ nội dung của mình, như trộn các tín hiệu truyền hình hay mã hóa nội dung VoD, khi truyền đi trên mạng Internet và tích hợp với tính năng an ninh tại STB ở phía thuê bao. DRM dùng để bảo mật nội dung các khóa giải mã của các thuê bao. Những nội dung được tải trên những máy chủ nội dung sẽ được mã hóa trước bằng hệ thống DRM và nó cũng cũng chỉ mã hóa nội dung broadcast để bảo mật sự phân bố đến Set-top Box (STB). Hệ thống có khả năng hỗ trợ chức năng mã hoá trong các Headend tương ứng và cung cấp khoá mật mã cho các Headend này. Hệ thống DRM chứa khoá cho phần nội dung của một cơ sở dữ liệu khoá đồng thời bí mật phân phối cơ sở dữ liệu này tới STB. Hệ thống DRM cũng sẽ hỗ trợ thêm vào phần nội dung các chức năng thủ thuật trong khi xem (tua nhanh, tua lại, v.v...). Hệ thống DRM sẽ dựa trên các khái niệm của hệ thống cơ sở hạ tầng khoá công cộng (Public Key Infrastructure, PKI). PKI dùng các thẻ kỹ thuật số X.509 để xác nhận mỗi thành tố trong hệ thống DRM đồng thời để mã hoá an toàn dữ liệu có dùng các khoá chung/riêng. 7. Hệ thống quản lý mạng và tính cước: Hệ thống này quản lý và tính cước dịch vụ truy cập của thuê bao IPTV. Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 16 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV 8. Set-top Box (STB): Thiết bị đầu cuối phía khách hàng, cho phép thu, giải mã và hiển thị nội dung trên màn hình TV. STB cần hỗ trợ các chuẩn MPEG-4/H.264. Ngoài ra, STB cũng có thể hỗ trợ HDTV, có khả năng kết nối với các thiết bị lưu trữ bên ngoài, video phone, truy nhập web (Walled garden), v.v... STB cung cấp các ứng dụng truyền thông và giải trí. STB sẽ hỗ trợ kết nối giữa thiết bị tivi và mạng điện thoại, cũng như Internet và thư viện ảnh ảo của nhà cung cấp dịch vụ. Nó có thể giải mã những chuỗi dữ liệu và hình ảnh đến dựa vào địa chỉ IP, đồng thời thể hiện các hình ảnh này trên TV. STB sẽ hỗ trợ chuẩn H.264/MPEG-4 Part 10 và phần mềm client Middleware của nó sẽ được dựa trên một cấu trúc thick client, điều đó có nghĩa là ứng dụng và dữ liệu thể hiện sẽ lưu trên STB. 2.2.3 Một số dịch vụ được cung cấp bởi 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 video on demand (VOD): 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 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 Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 17 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV 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... 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... Pay-per-View (PPV): là hình thức trả tiền để xem một phần chương trình truyền hình, ví dụ: trả tiền để xem một sự kiện thể thao hay trả tiền để nghe một bản Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 18 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV nhạc. Hệ thống cung cấp một kênh phim truyền hình theo hình thức PPV cho các thuê bao. Trò chơi theo yêu cầu (Games on Demand): dịch vụ này sẽ cung cấp nhiều loại game tùy chọn đến thuê bao từ một danh sách có sẵn. IPTV yêu cầu game đơn giản dựa trên HTML. Âm nhạc theo yêu cầu (Muics on Demand): các thuê bao có thể xem những clip ca nhạc theo yêu cầu, giống như dịch vụ VoD. Truyền hình của hôm trước (TV of Yesterday, TVoY): dịch vụ này cho phép thuê bao xem phim truyền hình đã được phát những ngày trước. Karaoke theo yêu cầu (Karaoke on Demand): các thuê bao có thể chọn và xem các bài Karaoke qua Set-top Box (STB) trên TV. Từ list các bài karaoke đã được giới thiệu, thuê bao có thể mua một hoặc nhiều bài hát cùng lúc. Dịch vụ sẽ được triển khai trong tương lai. 2.3 Dịch vụ VoD và Content Delivery 2.3.1 Dịch vụ VoD VoD là một dịch vụ mang lại cho khách hàng một sự mới mẻ trong phong cách giải trí. Người sử dụng có thể lựa chọn các nội dung mong muốn từ một danh sách giới thiệu được hiển thị trên màn hình. Khi đó nội dung yêu cầu sẽ được truyền tải từ hệ thống của nhà cung cấp dịch vụ tới màn hình TV hoặc máy tính của người sử dụng trong thời gian thực. Người sử dụng có thể điều chỉnh đoạn video tùy ý bằng các nút tác vụ như pause, fast forward, rewind hoặc có thể điều chỉnh màn hình với kích cỡ tùy ý. Các thành phần trong một hệ thống VoD VoD streaming servers Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 19 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Đề tài IPTV Server được xây dựng dựa trên máy tính và các linh kiện điện. Bộ cấp nguồn khi mất điện, hệ thống vào ra tốc độ nhanh, và số lượng lớn không gian lưu trữ là các thành phần chính của một VoD streaming server. Một cơ sở dữ liệu lớn của các file media lằm trên server. Server nhận yêu cầu streaming các file từ các IPTVCDs và streaming đến IPTVCDs đó. Bảng sau liệt kê các loại nội dung mà có thể được lưu trữ trên một VoD server. Bảng 2.1 Các nội dung lưu trữ trên VoD server Phân loại Giải trí Dành cho thiếu nhi Tin tức Thời tiết Quảng cáo Các sự kiện Thể thao Miêu tả Phim, nhạc, kịch... Hoạt hình, kid shows Kênh tin tức địa phương và thế giới Kênh thời tiết địa phương và thế giới Không tương tác và tương tác Kênh chính phủ, các nghi lễ hàng năm Các sự kiện thể thao Kích thước và khả năng của server hỗ trợ các đặc tính sau: 1. Khả năng streaming hiện đại: streaming yêu cầu việc nhận dữ liệu và truyền qua bus bên trong server và gửi ra ngoài qua một cổng mạng đến mạng IP. 2. Khả năng bền bỉ của các phần cứng và phần mềm: server hoạt động liên tục không nghỉ và phải đáp ứng lại một số lượng yêu cầu rất lớn do đó khả năng hỏng phải được tính đến phải có kiến trúc bus dự phòng bên trong, nhiều bộ xử lý để hoàn thiện khả năng của server. Phải đảm bảo được rằng các lỗi đơn xảy ra với các thành phần trong server không ảnh hưởng đến hệ thống. 3. Khả năng lưu trữ dung lượng cao: để đáp ứng được yêu cầu của dịch vụ server phải có khả năng lưu trữ nhiều terabytes và khả năng mở rộng khả năng lưu trữ khi cần. 4. Khả năng giám sát: các phần mềm được yêu cầu để theo dõi sự thực thi của các thành phần trong server và thông báo khi thành phần nào không thực thi được mức yêu cầu Trần Quốc Tuấn-Nguyễn Sỹ Lãm ĐT1-K49 Page 20