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 -