Luận văn tốt nghiệp Cao học XLTT&TT 2005 2007 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Hà Nội – 2007 o0o LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua mạng IP (IPTV) Ngành: Cao học Xử lý Thông tin Truyền thông Mã số: Bùi Văn Duy Người hướng dẫn khoa học : GS.TS Nguyễn Thúc Hi H Ni 2007 Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua mạng IP Luận văn tốt nghiệp Cao häc XLTT&TT 2005 – 2007 Môc lôc Danh môc Các hình vẽ, bảng biểu luận văn ThuËt ng÷ tiÕng Anh Lêi giíi thiƯu Ch−¬ng Mở đầu 1.1 Cơ sở nghiên cứu mục đích luận văn 1.2 Tổ chức luận văn Ch−¬ng công nghệ truyền hình 10 2.1 Truyền hình tơng tự 10 2.2 Trun h×nh sè 10 2.3 Truyền hình cáp 22 2.4 Truyền hình độ phân giải cao (HDTV) 23 2.5 IPTV 24 Chơng công nghệ IPTV 27 3.1 Cơ sở hạ tầng truyền thông cho IPTV 27 3.1.1 Internet 27 3.1.2 C«ng nghƯ xDSL 40 3.1.3 Sù ph¸t triĨn cđa c«ng nghƯ nÐn phim 60 3.2 Các thiết bị phần cứng 75 3.3 Các giải pháp phần mềm 81 3.3.1 Microsofts Windows Media Player 81 3.3.2 Mét sè Media Player kh¸c 88 3.4 Các dịch vụ giá trị gia tăng 90 3.5 IPTV trªn nÒn NGN 94 3.5.1 Tỉng quan vỊ NGN 94 3.5.2 Thn lỵi khó khăn triển khai IPTV NGN 96 Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua mạng IP Luận văn tốt nghiệp Cao học XLTT&TT 2005 – 2007 3.5.3 T×nh h×nh triĨn khai NGN ë ViƯt nam 99 Ch−¬ng IPTV ë viÖt nam 100 4.1 Tình hình phát triển dịch vụ IPTV 100 4.1.1 Tình hình phát triển dịch vụ IPTV khu vực 100 4.1.2 Tình hình phát triển dịch vơ IPTV t¹i ViƯt Nam 102 4.2 Khả triển khai công nghệ IPTV Việt Nam 102 4.2.1 Nhu cầu thị trờng 102 4.2.2 Kh¶ đáp ứng nhu cầu dịch vụ IPTV mạng viƠn th«ng ViƯt Nam 105 4.3 C¸c ý kiến đề xuất triển khai công nghệ IPTV t¹i ViƯt Nam 106 KÕt ln 107 Kết đạt đợc luận văn 107 H−íng ph¸t triĨn cđa ®Ị tµi 108 Tài liệu tham khảo 108 Tóm tắt luận văn 109 Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua mạng IP Luận văn tốt nghiệp Cao học XLTT&TT 2005 2007 Danh mục Các hình vẽ, bảng biểu luận văn Hình 2.1 Cấu trúc khung hệ thống 12 H×nh 2.2 Sơ đồ Trộn/Giải trộn 14 Hình 2.3 Sơ đồ trộn giải trộn xoắn 16 Hình 2.4 Chuyển đổi byte sang m-tuple cho 64-QAM 17 H×nh 2.5 VÝ dơ thùc hiƯn chun ®ỉi byte sang m-tuple m hoá vi sai MSB 18 Bảng 2.1 Chuyển đổi điểm chïm thuéc gãc phÇn t− thø 18 sang góc phần t khác biểu đồ chïm ë h×nh 2.7 18 H×nh 2.6 Biểu đồ hình cho 16-QAM, 32-QAM 64-QAM 20 Hình 2.7 Biểu đồ hình cho 128-QAM 256-QAM 21 Hình 2.8 Truyền hình tơng tác cho phép ngời xem tác động, 25 lùa chän néi dung 25 H×nh 3.1 Hệ thống tên địa mạng Internet 31 mèi liªn hƯ với tầng 31 Hình 3.2 Sơ đồ DNS 32 Hình 3.3 Cơ chế truyền liệu TCP 37 H×nh 3.4 Cơ chế truyền liệu TCP 37 Hình 3.5 Phơng thức kết nối chơng trình 39 Bảng 3.1 So sánh công nghệ ADSL, G.SHDSL VDSL 42 Hình 3.6 phát triển nhu cầu dịch vụ viễn thông 43 H×nh 3.7 CÊu h×nh tỉng thể mạng quang kết hợp với xDSL 49 Hình 3.8 Kịch triển khai FTTx 50 H×nh 3.9 TriĨn khai FTTEx kÕt hỵp DSL 51 Hình 3.10 Lịch trình tham khảo triển khai mạng truy nhập quang kết hợp với công nghÖ xDSL 52 Hình 3.11 Chi phí lắp đặt bảo dỡng cho phơng án 52 Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua mạng IP Luận văn tốt nghiệp Cao học XLTT&TT 2005 2007 Hình 3.12 Cung cấp dịch vụ thoại độc lập với dịch vụ băng rộng 55 Hình 3.13 Cung cấp dịch vụ thoại tích hợp với dịch vụ băng rộng 56 Hình3.14 Cung cấp dịch vụ thoại đờng truyền quang 56 kÕt hỵp xDSL 56 B¶ng 3.2 Số kênh tơng đơng cung cấp 56 đờng truyền xDSL 56 Hình 3.15 Dịch vụ Internet môi trờng mạng ATM 58 Hình 3.16 Dịch vụ Internet môi trờng mạng truy nhập ATM, 59 m¹ng lâi IP 59 H×nh 3.17 ThiÕt bị kết nối dịch vụ truyền hình số 59 Hình 3.18 Thiết bị kết nối dịch vụ Video theo yêu cầu 60 Hình 3.19 Quá trình phát triển tiêu chuẩn m hóa 61 Hình 3.20 Mô hình triển khai tham chiếu không đầy đủ 69 Bảng 3.3 Khả nÐn Video cña Mpeg-2 70 Hình 3.21 Hệ thống IPTV điển hình 75 H×nh 3.22 Dòng tơng tác phận phát chơng trình 80 video theo yêu cầu 80 H×nh 3.23 Windows Media Player 9, víi nót chän Media Guide , hiển thị su tập vể loại phim tuỳ chọn nghe radio 83 H×nh 3.24 Nót chän Radio tuner cho phép ngời sử dụng nghe ghi âm Audio 84 B¶ng 3.4 Windows media player 10 mặc định với kiểu file 85 Hình 3.25 Các tuỳ chọn trình cài đặt 86 Windows media player 10 86 Hình 3.26 Windows media player 10 đặt lại nút Windows media player với tab phía hình 87 Hình3.27 Tab Library cung cấp khả chọn music 84 Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua mạng IP Luận văn tèt nghiƯp Cao häc XLTT&TT 2005 – 2007 vµ video tõ c©y th− mơc (tree-type menu) 84 ThuËt ng÷ tiÕng Anh ADSL BTV Đờng thuê bao số bất đối xứng (Asymmetrical Digital Subscriber Line) Truyền hình quảng bá (Broadcast television) CDN Mạng phân phát nội dung (Content Distribution Network) DSN Hệ thống tên miền (Domain Name System) DTV Truyền hình số (Digital television) DVB Chn trun h×nh kü tht sè (Digital Video Broadcasting) FTP Giao thøc truyÒn file (File Transport Protocol) HDTV Truyền hình độ phân giải cao (High Definition Television) IAD Quảng cáo tơng tác (Interactive Advertise) IP IPTV ISP Giao thøc Internet (Internet Protocol) Trun h×nh qua giao thøc Internet (Internet Protocol Television) Nhà cung cấp dịch vụ Internet (Internet Service Provider) ITV Truyền hình Internet (Internet Television) LAN Mạng cơc bé (Local Area Network) NGN M¹ng thÕ hƯ tiÕp theo (Next Generation Networking) PC Máy tính cá nhân (Personal Computer) PVR Máy quay phim cá nhân (Personal Video Recorder) QoS RTP Chất lợng dịch vụ (Quality of Service ) Giao thøc vËn chuyÓn thêi gian thùc (Real Time Transport Protocol) Truyền hình độ phân giải tiêu chuẩn (Standard Definition Television) Bộ giải m (Set-top Box) Giao thức điều khiển trun vËn (Transmission Control Protocol) Ti vi, trun h×nh (Television) SDTV STB TCP TV Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua mạng IP Luận văn tốt nghiệp Cao häc XLTT&TT 2005 – 2007 VoD Xem phim theo yªu cầu (Video on demand) VoIP Đàm thoại qua mạng Internet (Voice over IP ) Lời giới thiệu Các công nghệ viễn thông, công nghệ thông tin truyền thông đại chúng đ hội tụ với xuất công nghệ cung cấp kết nối băng thông rộng, truyền tải viễn thông, liệu, hình ảnh video Truyền hình tơng tác, kết hội tụ thay đổi cách xem truyền hình ngời, cách mạng hoá lĩnh vực giải trí gia đình cách cho phép ngời sử dụng truyền hình "trao đổi" với Truyền hình tơng tác cách mạng hoá công nghệ truyền hình cách xây dựng khái niệm hội tụ liệu video trình cung cấp dịch vụ theo yêu cầu Truyền hình tơng tác cung cấp chất lợng video số xấp xỉ DVD, khả tơng tác nh Video-on-Demand (VoD), thơng mại qua truyền hình truy cập Internet Ngoài ra, ngời sử dụng tác động đến trình cung cấp dịch vụ truyền hình cho mình, chẳng hạn nh thời gian phát, nội dung chơng trình hay ngôn ngữ đợc sử dụng Với khả thay đổi cách xem truyền hình ngời, truyền hình tơng tác trở thành xu hớng chung Thế giới Bất chấp số khác biệt chất lợng, dịch vụ truyền hình tơng tác triển khai sở hạ tầng mạng nào, với tảng đa dạng nh mạng cáp quang, DSL, vệ tinh truyền hình số mặt đất Mục đích luận văn trình bày dịch vụ đợc cung cấp công nghệ truyền hình tơng tác (mà truyền hình sử dụng giao thức IP - IPTV) nh công nghệ phần cứng, phần mềm giải pháp để triển khai công nghệ Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua mạng IP Luận văn tốt nghiệp Cao học XLTT&TT 2005 2007 Chơng Mở đầu 1.1 Cơ sở nghiên cứu mục đích luận văn Xu hớng công nghệ hội tụ nhiều công nghệ để đa loại hình dịch vụ tổng hợp (nh kết hợp dịch vụ thoại, số liệu băng rộng) cho ngời sử dụng, đồng thời tận dụng đợc sở hạ tầng sẵn có để giảm thiểu chi phí đầu t nâng cấp Công nghệ IPTV sản phẩm hội tụ mà với thiết bị đầu cuối khách hàng sử dụng khoảng 6-7 loại hình dịch vụ (truyền hình quảng bá, truyền hình theo yêu cầu, điện thoại thông thờng, điện thoại IP, điện thoại truyền hình, truy cập Internet, v.v ) Hơn việc áp dụng công nghệ để triển khai dịch vụ với chi phí nhỏ, tối u hoá hạ tầng viễn thông sẵn có Bởi IPTV trình bày chuỗi công nghệ, tâm điểm luận văn nghiên cứu show truyền hình, phim nội dung tơng tự qua giao thức IP, để hiểu rõ giá trị nội dung truyền hình đợc truyền đến ngời sử dụng qua giao thức IP 1.2 Tổ chức luận văn Luận văn đợc trình bày thành chơng Chơng trình bày tóm tắt cở nghiên cứu mục đích nh tổ chức luận văn Chơng trình bày kiến thức công nghệ truyền hình truyền hình qua giao thức IP Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua mạng IP Luận văn tèt nghiƯp 10 Cao häc XLTT&TT 2005 – 2007 Ch−¬ng trình bày công nghệ IPTV bao gồm công nghệ giải pháp nh: sở hạ tầng truyền thông cho IPTV, thiết bị phần cứng, giải pháp phần mêm, dịch vụ giá trị gia tăng mô hình IPTV NGN Chơng tìm hiểu tình hình phát triển dịch vụ IPTV, khả triển khai số ý kiến đề xuất triển khai công nghệ IPTV Việt Nam Chơng công nghệ truyền hình Để hiểu công nghệ IPTV phụ thuộc vào kiến thức công nghệ truyền hình Sau nhìn tổng quan công nghệ truyền hình 2.1 Truyền hình tơng tự Truyền hình tơng tự dạng truyền hình truyền thống mà xem hàng ngày Dạng truyền hình đến với ngời xem ti vi qua anten qua đờng cáp, công nghệ truyền hình phổ biến đợc sử dụng rộng r i Tơng trạm thu phát thiết bị tơng tự, tín hiệu thu/phát tín hiệu tơng tự Tín hiệu đợc truyền không gian, sử dụng trạm phát cục bộ, vệ tinh mặt đất, vệ tinh địa tĩnh để phát Thiết bị đầu cuối sử dụng loại anten để thu Đặc điểm: Chất lợng âm hình ảnh không cao, phụ thuộc vào chất lợng thiết bị đầu cuối, phụ thuộc vào yếu tố địa hình thời tiết Để hiểu rõ truyền hình tơng tự, so sánh truyền hình tơng tự truyền hình số 2.2 Truyền hình số Các tín hiệu âm hình ảnh sau đợc biên tập, đợc chuyển đổi A-D, sau phát Việc truyền dẫn thực qua không trung, tơng tự nh truyền hình tơng tự, qua cáp (truyền hình cáp) Khi Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua mạng IP Luận văn tốt nghiệp Cao học XLTT&TT 2005 2007 11 đến thuê bao, phải có thiết bị để giải m chuyển đổi ngợc lại D-A Đặc điểm: sử dụng kỹ thuật số nên chất lợng âm hình ảnh tơng đối cao, nhiên chi phí mà cao Truyền hình số đời với đặc tính vợt trội dần thay truyền hình tơng tự Nó cho phép nén thông tin thành gói nhỏ thông tin cần thiết đợc tách từ nhiễu nhiễu giao thoa cách dễ dàng Truyền hình số cho phép thực chơng trình phim ảnh rộng chất lợng cao với âm dịch vụ truyền hình tích hợp với Internet Ngoài ra, truyền hình số cho phép thu truyền hình di động, điều mà truyền hình tơng tự cha làm đợc Xét khía cạnh kỹ thuật, truyền hình số cho hình ảnh rõ ràng sắc nét, loại bỏ hoàn toàn nhiễu giao thoa hiệu ứng ảnh ma mà với truyền hình tơng tự gây ảnh hởng ®Õn rÊt nhiỊu ng−êi xem ë nh÷ng khu vùc cã nhiều nhà cao tầng vùng đồi núi [5] Hiện công nghệ truyền hình số qua mạng cáp ngày phát triển đòi hỏi phải đa tiêu chuẩn cho truyền dẫn, m hoá ghép kênh Các tổ chức quốc tế nh ETSI châu Âu, ATSC Mỹ liên tục đa tiêu chuẩn cho truyền hình cáp kỹ thuật số chuẩn DVB-C ETSI đợc chấp nhận rộng r i trªn thÕ giíi cịng nh− ë ViƯt Nam CÊu tróc khung Tỉ chøc cÊu tróc khung dùa trªn cÊu tróc gãi trun t¶i MPEG-2 CÊu tróc khung HƯ thèng đợc rõ hình 2.1 Sync byte 187 Bytes Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua mạng IP ... vào kiến thức công nghệ truyền hình Sau nhìn tổng quan công nghệ truyền hình 2.1 Truyền hình tơng tự Truyền hình tơng tự dạng truyền hình truyền thống mà xem hàng ngày Dạng truyền hình đến với... thức IP Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua mạng IP Luận văn tốt nghiệp 10 Cao học XLTT&TT 2005 2007 Chơng trình bày công nghệ IPTV bao gồm công nghệ giải pháp nh: sở hạ tầng truyền thông cho IPTV,... công nghệ Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua mạng IP Luận văn tốt nghiệp Cao học XLTT&TT 2005 2007 Chơng Mở đầu 1.1 Cơ sở nghiên cứu mục đích luận văn Xu hớng công nghệ hội tụ nhiều công nghệ