Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Tìm hiểu về công nghệ iptv...

Tài liệu Tìm hiểu về công nghệ iptv

.DOC
109
311
117

Mô tả:

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ IPTV Sinh viên thực hiện : NGUYỄN VIỆT ANH Lớp : 48K - ĐTVT Cán bộ hướng dẫn : KS. DƯƠNG ĐÌNH TÚ Nghệ An, 01 - 2012 Tìm hiểu về công nghệ IPTV 1 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU....................................................................................................3 DANH MỤC BẢNG BIỂU...............................................................................6 DANH MỤC HÌNH VẼ.....................................................................................7 DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT...........................................................8 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IPTV....................................................................................11 1.1. Khái niệm IPTV....................................................................................11 1.2. Cấu trúc mạng IPTV.............................................................................13 1.2.1. Cơ sở hạ tầng của mạng IPTV....................................................13 1.2.2 Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV.........................................14 1.3 Vấn đề phân phối IPTV..........................................................................18 1.3.1 Unicast.........................................................................................18 1.3.2 Broadcast......................................................................................19 1.3.3 Multicast.......................................................................................20 1.4 Các công nghệ cho IPTV.......................................................................21 1.4.1 Vấn đề xử lý nội dung...................................................................21 1.4.2 VoD và Video server.....................................................................22 1.4.3 Các hệ thống hỗ trợ hoạt động.....................................................25 1.5 Các dịch vụ và ứng dụng của IPTV.....................................................26 1.5.1 Truyền hình quảng bá kỹ thuật số................................................27 1.5.2 Video theo yêu cầu VoD................................................................27 1.5.3 Quảng cáo có địa chỉ...................................................................28 TÓM TẮT....................................................................................................29 CHƯƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV..................................................31 2.1 Các loại mạng truy cập băng rộng..........................................................31 Tìm hiểu về công nghệ IPTV 2 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh 2.2 IPTV phân phối trên mạng truy cập cáp quang......................................32 2.2.1 Mạng quang thụ động..................................................................33 2.2.2 Mạng quang tích cực....................................................................38 2.3 IPTV phân phối trên mạng ADSL..........................................................38 2.3.1 ADSL............................................................................................39 2.3.2 ADSL2..........................................................................................42 2.3.3 VDSL............................................................................................43 2.4 IPTV phân phối trên mạng truyền hình cáp...........................................45 2.4.1 Tổng quan về kỹ thuật HFC.........................................................47 2.4.2 IPTV phân phối trên mạng truyền hình cáp.................................48 2.5 IPTV phân phối trên mạng Internet........................................................51 2.5.1 Các kênh truyền hình Internet streaming.....................................51 2.5.2 Download Internet........................................................................53 2.5.3 Chia sẻ video ngang hàng............................................................54 2.6 Các công nghệ mạng lõi IPTV...............................................................54 2.6.1 ATM và SONET/SDH...................................................................55 2.6.2 IP và MPLS..................................................................................56 2.6.3 Metro Ethernet.............................................................................58 TÓM TẮT....................................................................................................60 CHƯƠNG 3: QUẢN LÝ MẠNG IPTV...................................................................................62 3.1 Hệ thống quản lý mạng IPTV................................................................63 3.1.1 Sử dụng giao thức SNMP để quản lý mạng IPTV........................65 3.1.2 Quản lý thiết bị bằng trình duyệt web..........................................69 3.2 Quản lý cài đặt.......................................................................................71 3.3 Giám sát thực thi và kiểm tra mạng.......................................................72 3.4 Quản lý dự phòng...................................................................................76 3.5 Quản lý không gian địa chỉ IP................................................................78 3.6 Xử lý các sự cố IPTV.............................................................................79 Tìm hiểu về công nghệ IPTV 3 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh 3.7 Quản lý quyền nội dung số.....................................................................81 3.8 Quản lý chất lượng dịch vụ QoS............................................................82 3.8.1 Độ khả dụng của mạng.................................................................83 3.8.2 Phân lớp dịch vụ.................................................................................83 3.8.3 Các cam kết cấp độ dịch vụ.................................................................86 TÓM TẮT....................................................................................................87 CHƯƠNG 4: TÌM HIỂU THIẾT BỊ PHẦN CỨNG VÀ CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM TRONG MẠNG IPTV.......................................................................................89 4.1 Thiết bị phần cứng trung tâm Headend..................................................89 4.1.1 Thiết bị tiếp nhận dữ liệu đầu vào................................................90 4.1.2 Bộ mã hóa video MPEG...............................................................91 4.1.3 Bộ đóng gói IP..............................................................................92 4.1.4 Bộ chuyển đổi mã video...............................................................93 4.1.5 Server quản lý nội dung...............................................................93 4.1.6 Kho video......................................................................................93 4.1.7 Video streaming server.................................................................94 4.1.8 Middleware server........................................................................94 4.2 Thiết bị mạng gia đình...........................................................................97 4.2.1 Mạng gia đình..............................................................................97 4.2.2 Bộ giải mã IP-STB........................................................................98 4.3 Các chương trình phần mềm................................................................101 4.3.1 Hướng dẫn chương trình EPG...................................................101 4.3.2 Hệ thống truy cập có điều kiện...................................................102 4.3.3 Hệ thống VoD.............................................................................103 4.3.4 Hệ thống quản lý quyền truy cập nội dung số............................103 4.3.5 Hệ thống quản lý thuê bao và lập hóa đơn................................104 TÓM TẮT..................................................................................................105 KẾT LUẬN.....................................................................................................106 Tìm hiểu về công nghệ IPTV 4 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................107 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đã đem lại những tiến bộ vượt bậc trong các hệ thống thông tin liên lạc. Sự ra đời của mạng Internet không những đã rút ngắn khoảng cách về không gian, thời gian mà còn mang lại cho mọi người, mọi quốc gia những lợi ích to lớn. Với sự phát triển nhanh chóng của mạng Internet băng rộng đã mang lại nhiều sự thay đổi trong khoa học kỹ thuật nói chung và truyền hình nói riêng. Hiện nay, truyền hình giao thức Internet (IPTV) đang phát triển mạnh mẽ và sẽ là công nghệ truyền hình của tương lai. Sự vượt trội của IPTV là tính năng tương tác giữa hệ thống với người xem, cho phép người xem chủ động về thời gian, khả năng triển khai nhiều dịch vụ giá trị gia tăng tiện ích khác trên hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu về giải trí, thông tin kinh tế - xã hội, học tập… Được sự hướng dẫn tận tình của thầy Dương Đình Tú, và với mong muốn được tìm hiểu công nghệ mới, nên em đã lựa chọn đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Tìm hiểu về công nghệ IPTV”. Nội dung đồ án gồm có 4 chương như sau:  Chương 1: Tổng quan về IPTV. Chương này trình bày khái niệm về IPTV, cấu trúc mạng IPTV, vấn đề phân phối IPTV, các công nghệ cho IPTV và cuối cùng là một số dịch vụ và ứng dụng của IPTV.  Chương 2: Các kỹ thuật phân phối mạng IPTV. Chương này đưa ra các giải pháp triển khai mạng phân phối nội dung IPTV. IPTV có thể được triển khai trên các mạng sau: mạng truy cập sợi quang, mạng ADSL, mạng truyền hình cáp và mạng Internet. Ngoài ra, chương này còn tìm hiểu một số công nghệ mạng lõi cho mạng IPTV.  Chương 3: Quản lý mạng IPTV. Chương này tìm hiểu về hệ thống quản lý mạng IPTV; các vấn đề về quản lý cài đặt, các sự cố, quản lý dự Tìm hiểu về công nghệ IPTV 5 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh phòng, quản lý QoS. Ngoài ra, chương này còn tìm hiểu việc giám sát, kiểm tra và xử lý các sự cố trên mạng IPTV.  Chương 4: Tìm hiểu thiết bị phần cứng và chương trình phần mềm trong mạng IPTV. Chương này tìm hiểu về các thiết bị phần cứng trong trung tâm chuyên dụng và các chương trình phần mềm trong hệ thống mạng IPTV. Do IPTV là công nghệ mới và kinh nghiệm bản thân, thời gian thực hiện còn hạn chế nên không thể tránh được những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo và góp ý của quý thầy cô trong khoa cùng toàn thể các bạn trong lớp để báo cáo được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn ! Vinh, Ngày 01 tháng 01 năm 2012 Sinh Viên: Nguyễn Việt Anh Tìm hiểu về công nghệ IPTV 6 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 So sánh các công nghệ mạng PON: BPON, EPON và GPON.......37 Bảng 2.2 So sánh các công nghệ mạng DSL..................................................45 Bảng 2.3 Các chuẩn OC SONET...................................................................56 Bảng 2.4 Định dạng MPLS header.................................................................57 Tìm hiểu về công nghệ IPTV 7 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mô hình hệ thống IPTV end-to-end................................................13 Hình 1.2 Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV............................................15 Hình 1.3 Các thành phần của cấu trúc chức năng..........................................17 Hình 1.4 Các kết nối IP unicast cho nhiều user IPTV....................................19 Hình 1.5 Các kết nối được sử dụng trong kỹ thuật multicast.........................20 Hình 1.6 Cấu trúc hệ thống VoD....................................................................23 Hình 1.7 Mô hình triển khai server................................................................24 Hình 2.1 Mạng IPTV FTTH sử dụng công nghệ PON...................................35 Hình 2.2 IPTV trên cấu trúc mạng ADSL......................................................41 Hình 2.3 Mạng HFC end-to-end.....................................................................48 Hình 2.4 Mô hình triển khai cấu trúc mạng IPTV cáp kết hợp IP và RF.......50 Hình 2.5 Cấu trúc mạng các kênh truyền hình Internet..................................52 Hình 2.6 Hạ tầng mạng lõi IPTV....................................................................55 Hình 2.7 Topology mạng lõi MPLS...............................................................58 Hình 2.8 Sử dụng các EVC để cung cấp kết nối IPTV qua lõi mạng.............59 Hình 3.1 Hệ thống SNMP đơn giản................................................................67 Hình 3.2 Liên kết hệ thống quản lý mạng IPTV............................................69 Hình 3.3 Cấu trúc quản lý dựa trên trình duyệt web......................................70 Hình 3.4 Thiết kế mạng hỗ trợ dự phòng.......................................................77 Hình 3.5 Mô hình khối hệ thống DRM đơn giản............................................81 Hình 3.6 Ví dụ sử dụng ba hàng đợi có quyền ưu tiên....................................84 Hình 4.1 Cấu trúc trung tâm Headend IPTV..................................................90 Hình 4.2 Cấu trúc hệ thống Middleware IPTV..............................................95 Hình 4.3 Cấu trúc IP-STB..............................................................................98 Hình 4.4 Tiến trình xử lý của IP-STB...........................................................101 Tìm hiểu về công nghệ IPTV 8 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Tìm hiểu về công nghệ IPTV 9 Đồ án tốt nghiệp ADSL AON ATM Asymmetric Digital Subscriber Line Active Optical Network Asynchronnuos Transfer Mode BPON Broadband Passive Optical Network CAS Conditional Access System CMTS Cable Modem Termination System CPU Central Processing Unit DHCP Dynamic Host Configuration Protocol DRM Digital Rights Management DSL Digital Subscriber Line DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer DVB Digital Video Broadcasting DVD Digital Video Disc DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing EPG Electronic Program Guide EPON Ethernet PON ETSI European Telecommunications Standard Institute EVC Ethernet Virtual Connection FTP File Transfer Protocol FTTC Fiber To The Curd FTTH Fiber To The Home FTTN Fiber To The Neighbourhood FTTRO Fiber To The Regional Office GIE Gigabit Ethernet GPON Gigabit PON HD High Definition HDTV High Definition Television HFC Hybrid Fiber Coaxial HTTP Hyper Text Transfer Protocol HTTPS IP Hyper Text Transfer Protocol Secure Internet Protocol Tìm hiểu về công nghệ IPTV Nguyễn Việt Anh Đường dây thuê bao số bất đối xứng Mạng quang tích cực Mode truyền dẫn bất đồng bộ Mạng quang thụ động băng rộng Hệ thống truy cập có điều kiện Hệ thống kết cuối modem cáp Đơn vị xử lý trung tâm Giao thức cấu hình Host động Quản lý quyền nội dung số Đường dây thuê bao số Bộ ghép kênh truy cập đường dây thuê bao số Quảng bá video số Đĩa video kỹ thuật số Ghép kênh phân chia theo mật độ bước sóng Chỉ dẫn chương trình điện tử Mạng quang thụ động Ethernet Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu Kết nối ảo Ethernet Giao thức vận chuyển file Cáp quang tới lề đường Cáp quang tới hộ gia đình Cáp quang tới vùng lân cận Cáp quang tới tổng đài khu vực Giao thức Gigabit Ethernet Mạng quang thụ động Gigabit Định dạng chất lượng cao Truyền hình chất lượng cao Hỗn hợp cáp quang/đồng trục Giao thức vận chuyển siêu văn bản Giao thức HTTP bảo đảm Giao thức Internet 10 Đồ án tốt nghiệp IPTV IPTVC D IRD ISP ITU-T LSR LIB MEF MIB MPEG MPLS NMS NTSC OC OSS OLT ONT OSI PC PON PSTN POTS QoS RF RTP RTSP SD SDH SLA SMIL Nguyễn Việt Anh Internet Protocol Television IPTV Cunsumer Device Truyền hình giao thức Internet Thiết bị khách hàng IPTV Integrated Receiver Decoder Internet Service Provider International Telecommunications Union – Telecommunication Label Switch Router Label Information Base Metre Ethernet Forum Base Information Management Moving Picture Experts Group Multi-Protocol Label Switching Network Management System National Television System Committee Optical Carrier Operational Support System Optical Line Termination Optical Network Termination Open Systems Interconnection Personal Computer Passive Optical Network Public Switched Telephone Network Plain Old Telephone Service Bộ giải mã đầu thu tích hợp Nhà cung cấp dịch vụ Internet Tổ chức viễn thông quốc tế về các tiêu chuẩn viễn thông Router chuyển mạch nhãn Cơ sở thông tin nhãn Diễn đàn Metro Ethernet Cơ sở thông tin quản lý Nhóm chuyên gia về ảnh động Chuyển mạch nhãn đa giao thức Hệ thống quản lý mạng Ủy ban hệ thống truyền hình quốc gia (Mỹ) Sóng mang quang Hệ thống hỗ trợ hoạt động Kết cuối đường quang Kết cuối mạng quang Liên kết hệ thống mở Máy tính cá nhân Mạng quang thụ động Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Dịch vụ điện thoại truyền thống đơn giản Quality of Service Chất lượng dịch vụ Radio Frequency Tần số vô tuyến Real Time Protocol Giao thức thời gian thực Real Time Streaming Protocol Giao thức streaming thời gian thực Standard Definition Định dạng chất lượng chuẩn Synchronous Digital Ghép kênh cấp độ số đồng bộ Hierarchy Service Level Agreement Cam kết cấp độ dịch vụ Synchronized Multimedia Ngôn ngữ tích hợp đa phương tiện Integrated Language đồng bộ hóa Tìm hiểu về công nghệ IPTV 11 Đồ án tốt nghiệp SNMP SONET SSL STB TCP/IP URL VoD VLAN WDM Nguyễn Việt Anh Simple Network Management Protocol Synchronous Optical Network Secure Socket Layer Set Top Box Transmission Control Protocol Internet Protocol Universal Resource Locator Video on Demand Virtual Local Area Network Wavelength Division Multiplexing Giao thức quản lý mạng đơn giản Mạng quang đồng bộ Lớp mã hóa bảo mật Bộ giải mã Giao thức điều khiển vận chuyển trên nền IP Bộ xác định địa chỉ tài nguyên Video theo yêu cầu Mạng LAN ảo Ghép kênh phân chia theo bước sóng CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IPTV Truyền hình kỹ thuật số là tiến bộ quan trọng nhất trong công nghệ truyền hình từ khi phương tiện này được tạo ra trong thế kỷ trước. Truyền hình kỹ thuật số đưa ra cho khách hàng nhiều sự lựa chọn và tạo ra nhiều tương tác hơn. Hệ thống truyền hình quảng bá tương tự đã được sử dụng rất tốt trong hơn 60 năm qua. Trong giai đoạn đó, người xem phải trải qua sự chuyển tiếp từ truyền hình đen trắng sang truyền hình màu đã yêu cầu người xem phải mua các Tivi màu mới, và các kênh quảng bá phải có các máy phát mới, các thiết bị sản xuất chương trình mới. Ngày nay, với sự phát triển của ngành công nghiệp truyền hình sẽ đưa truyền hình thông thường sang thời đại của truyền hình kỹ thuật số. Hầu hết các hoạt động của truyền hình phải được nâng cấp và triển khai dựa trên kỹ thuật số để đưa tới cho khách hàng các dịch vụ kỹ thuật số tinh vi hơn. Một kỹ thuật mới được gọi là truyền hình dựa trên giao thức Internet IPTV (Internet Protocol – based Television). Như tên gọi, IPTV được miêu tả như là một cơ chế để truyền tải luồng nội dung truyền Tìm hiểu về công nghệ IPTV 12 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh hình dựa trên nền tảng là một mạng sử dụng giao thức IP. Lợi ích của cơ chế này là khả năng phân phối nhiều loại tín hiệu truyền hình khác nhau, tăng các tính năng tương tác và cải tiến để tương thích với các mạng thuê bao đang tồn tại. Trong chương này sẽ trình bày khái niệm về IPTV, cấu trúc mạng IPTV, vấn đề phân phối IPTV, các công nghệ cho IPTV, cuối cùng là các ứng dụng và dịch vụ của IPTV. 1.1. Khái niệm IPTV IPTV là viết tắt của cụm từ “Internet Protocol Television” có nghĩa là Truyền hình giao thức Internet. IPTV được xem là một dịch vụ đa phương tiện như truyền hình ảnh, tiếng nói, văn bản, dữ liệu, … được phân phối qua các mạng dựa trên giao thức IP (Internet Protocol), đồng thời được quản lý, cung cấp các chất lượng dịch vụ (QoS), bảo mật, tính tương tác, tính tin cậy theo yêu cầu. IPTV thường được cung cấp cùng với dịch vụ Video-onDemand (VoD) và cũng có thể cung cấp cùng với các dịch vụ Internet khác như truy cập Wed và VoIP …, do đó còn được gọi là Triple Play (cao hơn là Quad play nếu thêm tính di động). Có thể thấy IPTV là một dịch vụ có khả năng cung cấp những tính năng vượt trội hơn khả năng của bất kỳ cơ chế phân phối truyền hình nào khác IPTV có một số điểm đặc trưng sau:  Hỗ trợ truyền hình tương tác: khả năng của hệ thống IPTV cho phép các nhà cung cấp dịch vụ phấn phối đầy đủ các ứng dụng của truyền hình tương tác. Các dạng dịch vụ IPTV có thể được phân phối bao gồm chuẩn truyền hình trực tiếp, truyền hình hình ảnh chất lượng cao HDTV (High Definition Television), các trò chơi tương tác và truy cập Internet tốc độ cao.  Dịch thời gian: IPTV kết hợp với một bộ ghi hình video số cho phép dịch chuyển thời gian để xem nội dung chương trình, đây là một kĩ thuật ghi hình và lưu trữ nội dung để có thể xem lại sau. Tìm hiểu về công nghệ IPTV 13 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh  Tính cá nhân: một hệ thống IPTV end-to-end hỗ trợ thông tin có tính hai chiều và cho phép các user xem các chương trình theo sở thích, thói quen… Hay cụ thể hơn là cho các user xem cái gì họ muốn vào bất kì lúc nào.  Yêu cầu băng thông thấp: để thay thếc cho việc phân phối mọi kênh cho mọi user, công nghệ IPTV cho phép các nhà cung cấp dịch vụ chỉ phân phối các kênh mà user đã yêu cầu. Đây là đặc điểm hấp dẫn cho phép các nhà khai thác mạng bảo toàn được băng thông của họ.  Nhiều thiết bị có thể sử dụng được: việc xem nôi dung IPTV không giới hạn cho Tivi. Khác hàng có thể sử dụng PC của họ và các thiết bị di động để truy cập các dịch vụ IPTV. 1.2. Cấu trúc mạng IPTV 1.2.1. Cơ sở hạ tầng của mạng IPTV Hình 1.1 Mô hình hệ thống IPTV end-to-end 1.2.1.1 Trung tâm dữ liệu IPTV Trung tâm dữ liệu IPTV (IPTV Data Center) hay Headend là nơi nhận nội dung từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm video nội bộ, các bộ tập trung nội dung, các nhà sản xuất nội dung và các kênh truyền hình vệ tinh, mặt đất, truyền hình cáp. Mỗi lần nhận như vậy, một số thành phần phần cứng khác Tìm hiểu về công nghệ IPTV 14 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh nhau như bộ giải mã, các server video, các router IP và các phần cứng bảo an chuyên dụng đều sử dụng để chuẩn bị nội dung sẽ được phân phối trên mạng IP. Cộng với một hệ thống quản lý thuê bao IPTV về thuộc tính (profile) và hóa đơn thanh toán. Chú ý rằng, vị trí vật lý của trung tâm dữ liệu IPTV sẽ được xác định bởi nhà cung cấp dịch vụ sử dụng hạ tầng mạng. 1.2.1.2 Mạng phân phối băng rộng Việc phân phối các dịch vụ IPTV theo yêu cầu kết nối one-to-one, nếu trong trường hợp việc triển khai IPTV trên diện rộng thì số kết nối one-to-one sẽ tăng lên. Do đó, yêu cầu về băng thông trên mạng là khá lớn. Những tiến bộ về công nghệ mạng cho phép nhà cung cấp viễn thông có được một số lượng lớn các mạng băng rộng. Riêng mạng truyền hình cáp thì sử dụng hỗn hợp cả cáp đồng trục và cáp quang để đáp ứng cho việc phân phối nội dung IPTV. 1.2.1.3 Thiết bị khách hàng IPTVCD Thiết bị khách hàng IPTVCD (IPTV Consumer Device) là các thành phần cho phép user truy cập dịch vụ IPTV. IPTVCD kết nối tới mạng băng rộng, chúng đảm nhiệm chức năng giải mã, xử lý các luồng tín hiệu tới từ mạng IP. IPTVCD được hỗ trợ các kỹ thuật tiên tiến để tối thiểu hóa hoặc loại trừ hoàn toàn ảnh hưởng của các vấn đề về mạng khi xử lý nội dung IPTV. Có rất nhiều dạng IPTVCD như gateway cho khu dân cư, bộ giải mã set-topboxes, bảng điều khiển trò chơi… 1.2.1.4 Mạng gia đình Mạng gia đình liên kết các thiết bị kĩ thuật số bên trong một khu vực có diện tích nhỏ. Nó cải thiện thông tin và cho phép chia sẻ tài nguyên giữa các thành viên trong gia đình. Mục đích của mạng gia đình là cung cấp quyền truy cập thông tin giữa các thiết bị kỹ thuật số xung quanh nhà thuê bao. Với mạng Tìm hiểu về công nghệ IPTV 15 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh gia đình, khác hàng có thể tiết kiệm tiền và thời gian do việc chia sẻ các thiết bị phần cứng rất tốt và dễ dàng, thông qua các kết nối Internet băng rộng. 1.2.2 Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV Một mạng IPTV có thể bao gồm Nhiều thành phần cơ bản, nó cung cấp một cấu trúc chức năng cho phép phân biệt và chuyên môn hóa các nhiệm vụ. Hình 1.2 trình bày sáu thành phần chính của cấu trúc chức năng được tạo thành bởi các chức năng sau: cung cấp nội dung, phân phối nội dung, điều khiển IPTV, truyền dẫn IPTV, thuê bao và bảo mật. 1.2.2.1 Cung cấp nội dung Tất cả nội dung được sử dụng bởi dịch vụ IPTV, bao gồm VoD và truyền hình quảng bá sẽ phải thông qua chức năng cung cấp nội dung, ở đó các chức năng tiếp nhận, chuyển mã và mã hóa sẽ tạo nên các luồng video số có khả năng được phân phối qua mạng IP. Hình 1.2 Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV Tìm hiểu về công nghệ IPTV 16 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh 1.2.2.2 Phân phối nội dung Phân phối nội dung bao gồm các chức năng chịu trách nhiệm về việc phân phối nội dung đã được mã hóa tới thuê bao. Thông tin nhận từ các chức năng vận chuyển và điều khiển IPTV sẽ giúp phân phối nội dung tới thuê bao một cách chính xác. Chức năng phân phối nội dung sẽ bao gồm cả việc lưu trữ các bản copy của nội dung để tiến hành nhanh việc phân phối, các lưu trữ tạm thời (cache) cho VoD và các bản ghi video cá nhân. Khi chức năng thuê bao liên lạc với chức năng điều khiển IPTV để yêu cầu nội dung đặc biệt, thì nó sẽ gửi tới chức năng phân phối nội dung để có được quyền truy cập nội dung. 1.2.2.3 Điều khiển IPTV Các chức năng điều khiển IPTV là trái tim của dịch vụ. Chúng chịu trách nhiệm về việc liên kết tất cả các chức năng khác và đảm bảo dịch vụ hoạt động ở cấp độ thích hợp để thoả mãn nhu cầu của khách hàng. Chức năng điều khiển IPTV nhận yêu cầu từ thuê bao, liên lạc với chức năng phân phối và vận chuyển nội dung để đảm bảo nội dung được phân phối tới thuê bao. Một chức năng khác của điều khiển IPTV là cung cấp hướng dẫn chương trình điện tử EPG (Electronic Program Guide), EPG được thuê bao sử dụng để chọn nội dung theo nhu cầu. Chức năng điều khiển IPTV cũng sẽ chịu trách nhiệm về quản lý quyền nội dung số DRM (Digital Rights Management) được yêu cầu bởi thuê bao để có thể truy cập nội dung. 1.2.2.4 Chức năng vận chuyển IPTV Sau khi nội dung yêu cầu từ thuê bao được chấp nhận, chức năng vận chuyển IPTV sẽ chịu trách nhiệm truyền tải nội dung đó tới thuê bao, và cũng Tìm hiểu về công nghệ IPTV 17 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh thực hiện truyền ngược lại các tương tác từ thuê bao tới chức năng điều khiển IPTV. 1.2.2.5 Chức năng thuê bao Chức năng thuê bao bao gồm nhiều thành phần và nhiều hoạt động khác nhau, tất cả đều được sử dụng bởi thuê bao để truy cập nội dung IPTV. Một số thành phần chịu trách nhiệm liên lạc thông tin với chức năng truyền dẫn, ví dụ như truy cập getway kết nối với DSLAM, hay trình STB sử dụng trình duyệt web để kết nối với Middleware server. Trong chức năng này, STB lưu trữ một số các thành phần quan trọng như các key DRM và thông tin xác thực user. Khối chức năng thuê bao sẽ sử dụng EPG cho phép khách hàng lựa chọn hợp đồng để truy cập và yêu cầu nó từ các chức năng điều khiển IPTV. Nó cũng nhận các giấy phép số và các key DRM để truy cập nội dung. 1.2.2.6 Bảo mật Tất cả các chức năng trong mô hình IPTV đều được hỗ trợ các cơ chế bảo mật tại các cấp độ khác nhau. Chức năng cung cấp nội dung sẽ có bộ phận mật mã được cung cấp bởi nhà cung cấp nội dung. Chức năng phân phối nội dung sẽ được đảm bảo thông qua việc sử dụng DRM. Các chức năng điều khiển và vận chuyển sẽ dựa vào các chuẩn bảo an để tránh các thuê bao không được xác thực có quyền sửa đổi và truy cập nội dung. Chức năng thuê bao sẽ bị giới hạn sử dụng các cơ chế bảo an được triển khai tại STB và Middleware server. Tóm lại, tất cả các ứng dụng và các hệ thống hoạt động trong môi trường IPTV sẽ có các cơ chế bảo an luôn sẵn sàng được sử dụng để trách các hoạt động trái phép. Tìm hiểu về công nghệ IPTV 18 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh Hình 1.3 Các thành phần của cấu trúc chức năng Các thành phần trong môi trường IPTV sẽ tương ứng với các chức năng. Ví dụ, chức năng điều khiển IPTV bao gồm các thành phần Middleware và quản lý quyền nội dung số DRM. Khi phân phối các nhiệm vụ, một nhóm phụ trách các chức năng điều khiển IPTV sẽ có khả năng sắp xếp tất cả các ứng dụng tương ứng với các thành phần cho chức năng đó. Hình 1.3 mô tả các thiết bị thực hiện các chức năng trong môi trường IPTV. 1.3 Vấn đề phân phối IPTV Các kiểu lưu lượng mạng IP thời gian thực khác nhau được tạo ra bởi các loại dịch vụ trên nền IP khác nhau như VoIP và truy cập Internet tốc độ cao. Với mỗi loại dịch vụ có những đặc điểm riêng về nội dung, vì thế cần phải có những phương thức phân phối thích hợp. Hiện nay có ba phương thức dùng để phân phối nội dung IPTV qua mạng IP là unicast, broadcast và multicast. 1.3.1 Unicast Tìm hiểu về công nghệ IPTV 19 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Việt Anh Trong truyền unicast, mọi luồng video IPTV đều được gửi tới một IPTVCD. Vì thế, nếu có nhiều hơn một user IPTV muốn nhận kênh video tương tự thì IPTVCD sẽ cần tới một luồng unicast riêng rẽ. Một trong các luồng đó sẽ truyền tới các điểm đích qua mạng IP tốc độ cao. Nguyên tắc thực thi của unicast trên mạng IP là dựa trên việc phân phối một luồng nội dung được định hướng tới mỗi user đầu cuối. Từ góc độ của kỹ thuật này, thì việc cấu hình thực thi khá dễ dàng; tuy nhiên nó không có hiệu quả về băng thông mạng. Hình 1.4 trình bày việc thiết lập các kết nối khi có 5 thuê bao IPTV truy cập một kênh broadcast trên mạng tốc độ cao hai chiều (two-way). Như trên hình 1.4, khi nhiều user IPTV truy cập cùng một kênh IPTV tại cùng một thời điểm, thì một số các kết nối định hướng được thiết lập qua mạng. Trong ví dụ này, server cần cung cấp kết nối tới mọi thuê bao có yêu cầu truy cập Kênh 10, với tổng số là năm luồng riêng rẽ bắt đầu từ server nội dung và kết thúc tại router đích. Năm kết nối này sau đó được định tuyến tới các điểm đích của nó. Các kết nối được kéo dài tới hai tổng đài khu vực (Regional Office), với ba kết nối tới tổng đài khu vực 1 và hai kết nối tới tổng đài khu vực 2. Sau đó các kết nối được thiết lập giữa các router tại tổng đài khu vực với các getway đặt trong năm hộ gia đình. Đây là phương thức truyền dẫn IP video tốt cho các ứng dụng theo yêu cầu như VoD, ở đó mỗi thuê bao nhận một luồng duy nhất. Tìm hiểu về công nghệ IPTV 20
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan