(TIỂU LUẬN) CHUYÊN đề đề tài công nghệ truyền hình internet IPTV và mô phỏng hệ thống IPTV trên OPNET

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THÔNG BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN HỌC “CHUYÊN ĐỀ” Đề tài: “Cơng nghệ truyền hình Internet IPTV mơ hệ thống IPTV OPNET” Giảng viên Nhóm mơn học : Đặng Thế Ngọc : 06 Sinh viên thực : Nguyễn Quý Chiến – B18DCVT047 : Nguyễn Huy Hoàng – B18DCVT174 : Vy Sơn Tùng – B18DCVT391 : Lê Công Tiến – B18DCVT359 Hà Nội, tháng 6/2022 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU………………………………………………………………………….3 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ IPTV……………………………………………………4 1.1 Khái niệm IPTV……………………………………………………………………4 1.2 Cấu trúc mạng IPTV……………………………………………………………….5 1.3 Vấn đề phân phối IPTV…………………………………………………………….8 1.4 Các công nghệ cho IPTV………………………………………………………….11 1.5 Các dịch vụ ứng dụng IPTV……………………………………………… 15 Chương 2: CÁC KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV……………………………17 2.1 Các loại mạng truy cập băng rộng…………………………………………………17 2.2 IPTV phân phối mạng truy cập cáp quang……………………………………17 2.3 IPTV phân phối mạng ADSL……………………………………………… 20 2.4 IPTV phân phối mạng truyền hình cáp……………………………………….23 2.5 IPTV phân phối mạng Internet……………………………………………….25 Chương 3: QUẢN LÝ MẠNG IPTV………………………………………………….28 3.1 Hệ thống quản lý mạng IPTV…………………………………………………… 28 3.2 Quản lý cài đặt…………………………………………………………………….30 3.3 Giám sát thực thi kiểm tra mạng……………………………………………….31 3.4 Quản lý dự phòng………………………………………………………………31 3.5 Xử lý cố IPTV…………………………………………………………… 32 3.6 Quản lý chất lượng dịch vụ QoS………………………………………………….32 Chương 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG IPTV TRÊN OPNET………………………….34 4.1 Mô hệ thống……………………………………………………………… 35 4.2 Đánh giá kết ……………………………………………………………… 38 KẾT LUẬN ………………………………………………………………………… 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………… 40 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Thuật ngữ viết tắt A ADSL AON ATM Asymmetric Di Line Active Optical N Asynchronnuos B Broadband BPON Network C CAS CMTS CPU DSLAM Conditiona Cable System Central Pro Digital Sub Multiplexe DRM Digital Rig DSL Digital Subs DHCP DWDM Dynamic Protocol Dense Multiplexin DVB Digital Vid EPG Electronic LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại công nghệ thông tin nay, người với trình độ dân trí ngày cao dẫn tới địi hỏi nhu cầu giải trí cao, đòi hỏi phải đáp ứng nhu cầu sở thích cá nhân người xem truyền hình Từ dịch vụ IPTV đời với tính vượt trội mang lại cho người cảm nhận truyền hình mà có dịch vụ IPTV đáp ứng so với cơng nghệ truyền hình khác Trên giới IPTV triển khai mạnh mẽ thu lợi nhuận lớn Tại Việt Nam, dịch vụ IPTV bắt đầu thử nghiệm cung cấp với số dịch vụ Cơ sở hạ tầng mạng băng rộng Việt Nam phát triển mạnh mẽ đáp ứng nhu cầu giải trí người xem truyền hình IPTV với tính vượt trội, với chi phí giá thành thấp IPTV phát triển mạnh mẽ dịch vụ truyền hình số tương lai khơng xa IPTV vấn đề nhiều người quan tâm, sau thời gian tìm hiểu, nhóm em hồn thành xong đề tài “Cơng nghệ truyền hình Internet IPTV mô hệ thống IPTV OPNET” Nội dung báo cáo bao gồm phần sau: Chương I: Tổng quan IPTV Chương trình bày IPTV, cấu trúc mạng IPTV, vấn đề phân phối IPTV, công nghệ cho IPTV cuối số dịch vụ ứng dụng IPTV Chương II: Các kỹ thuật phân phối mạng IPTV Chương đưa giải pháp triển khai mạng phân phối nội dung IPTV IPTV triển khai mạng sau: mạng truy cập sợi quang, mạng ADSL, mạng truyền hình cáp mạng Internet Ngồi chương cịn tìm hiểu số cơng nghệ mạng lõi cho mạng IPTV Chương III: Quản lý mạng IPTV Chương tìm hiểu hệ thống quản lý mạng IPTV, vấn đề quản lý cài đặt, cố, quản lý dự phịng, quản lý Qos Ngồi ra, chương cịn tìm hiểu việc giám sát, kiểm tra xử lý cố mạng IPTV Chương IV: Mô hệ thống IPTV OPNET CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ IPTV Truyền hình dựa giao thức Internet IPTV (Internet Protocol – based Television) - chế để truyền tải luồng nội dung truyền hình dựa tảng mạng sử dụng giao thức IP Lợi ích chế khả phân phối nhiều loại tín hiệu truyền hình khác nhau, tăng tính tương tác cải tiến để tương tác cải tiến để tương thích với mạng thuê bao tồn Sự phát triển nhanh chóng mạng Internet băng rộng làm thay đổi nội dung kỹ thuật truyền hình Sự vượt trội kỹ thuật truyền hình IPTV tính tương tác hệ thống với người xem, cho phép người xem chủ động thời gian khả triển khai dịch vụ giá trị gia tăng tiện ích khác hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu người sử dụng Đây xu hướng hội tụ mạng viễn thông giới 1.1 Khái niệm IPTV IPTV truyền hình sử dụng giao thức IP hệ thống dịch vụ truyền hình số cung cấp tới thuê bao sử dụng giao thức IP kết nối băng rộng IPTV thường cung cấp với dịch vụ VoD cung cấp cung với dịch vụ Internet khác truy cập Web VoIP Khi bắt đầu IPTV gọi truyền hình giao thức Internet hay Telco TV Truyền hình băng rộng Thực chất tất tên sử dụng để nói đến việc phân phối truyền hình băng rộng chất lượng cao nội dung âm hình ảnh theo yêu cầu mạng băng rộng IPTV định nghĩa chung cho việc áp dụng để phân phối kênh truyền hình truyền thơng, phim truyện, nội dung video theo yêu cầu mang riêng Theo tổ chức Liên Hiệp Viễn Thơng Quốc Tế ITU IPTV dịch vụ đa phương tiện bao gồm truyền hình, video, audio, văn bản, đồ họa liệu qua mạng IP quản lý để cung cấp mức độ yêu cầu chất lượng dịch vụ trải nghiệm, tính bảo mật, tính tương tác độ tin cậy IPTV có số điểm đặc trưng sau: Hỗ trợ truyền hình tương tác: Khả hệ thống IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ phân phối đầy đủ ứng dụng truyền hình tương tác Các dạng dịch vụ IPTV phân phối bao gồm chuẩn truyền hình trực tiếp, truyền hình hình ảnh chất lượng cao HDTV (High Definition Television), trò chơi tương tác truy cập Internet tốc độ cao Dịch thời gian: IPTV kết hợp với ghi hình video số cho phép dịch chuyển thời gian để xem nội dung chương trình, kỹ thuật ghi hình lƣu trữ nội dung để xem lại sau Tính cá nhân: Một hệ thống IPTV từ kết cuối đến kết cuối(end-toend) hỗ trợ thơng tin có tính hai chiều cho phép user xem chương trình theo sở thích, thói quen…Hay cụ thể cho user xem họ muốn vào lúc Yêu cầu băng thông thấp: Để thay cho việc phân phối kênh cho user, công nghệ IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ phân phối kênh mà user yêu cầu Đây điểm hấp dẫn cho phép nhà khai thác mạng bảo toàn băng thơng họ Nhiều thiết bị sử dụng được: Việc xem nội dung IPTV không giới han việc dùng Tivi Khách hàng sử dụng PC họ thiết bị di động để truy cập dịch vụ IPTV Nhưng nhược điểm lớn IPTV khả liệu cao chậm trễ truyền tín hiệu Nếu đường kết nối mạng người dùng không thật tốt không đủ băng thông cần thiết xem chương trình dễ bị giật hay việc chuyển kênh tốn nhiều thời gian để tải Thêm vào máy chủ nhà cung cấp dịch vụ khơng đủ mạnh số lượng người xem truy cập vào đông làm cho chất lượng dịch vụ giảm sút Tuy nhiên công nghệ mạng Internet ngày phát triển mạnh mẽ đẩy băng thơng kết nối lên cao góp phần giúp IPTV khắc phục nhược điểm nói biến thành cơng nghệ truyền hình tương lai 1.2 Cấu trúc mạng IPTV 1.2.1 Cơ sở hạ tầng mạng IPTV Hình 1.1 Mơ hình hệ thống IPTV end-to-end a) Trung tâm liệu IPTV Trung tâm liệu IPTV nhận nội dung từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm truyền hình địa phương, nhà tập hợp nội dung, nhà sản xuất nội dung, qua đường cáp, trạm số mặt đất hay vệ tinh Ngay nhận nội dung, số thành phần phần cứng khác từ thiết bị mã hóa máy chủ video tới định tuyến IP thiết bị bảo mật giành riêng sử dụng để chuẩn bị nội dung video cho việc phân phối qua mạng dựa IP Ngoài ra, hệ thống quản lý thuê bao yêu cầu quản lý hồ sơ phí thuê bao người sử dụng b) Mạng truy cập băng thông rộng Việc truy cập dịch vụ IPTV yêu cầu kết nối điểm-điểm (one-to- one) Việc triển khai IPTV diện rộng số lượng kết nối one-to-one tăng lên Do đó, u cầu băng thơng mạng lớn Những tiến công nghệ mạng cho phép nhà cung cấp viễn thông đáp ứng số lượng lớn độ rộng băng thơng mạng Riêng mạng truyền hình cáp sử dụng hỗn hợp cáp đồng trục cáp quang đa ứng cho việc truyền tải nội dung IPTV c) Thiết bị khách hàng IPTV (IPTVCD) IPTVCD( IPTV Consumer Device) thành phần quan trọng cho phép người sử dụng truy cập dịch vụ IPTV IPTVCD kết nối tới mạng băng rộng, chúng đảm nhiệm chức giải mã, xử lý luồng tín hiệu tới dựa gói IP IPTVCD hỗ trợ kỹ thuật tiên tiến để tối thiểu hóa loại trừ hồn toàn ảnh hưởng vấn đề mạng xử lý nội dung IPTV Các loại IPTVCD phổ biến RG, IP set-top-box Trong RG modem ADSL modem cáp mạng truyền hình cáp hai chiều HFC d) Mạng gia đình Mạng gia đình liên kết thiết bị kỹ thuật số bên khu vực có diện tích nhỏ Nó cải thiện thơng tin cho phép chia sẻ tài nguyên thành viên gia đình Mục đích mạng gia đình cung cấp quyền truy cập thơng tin tiếng nói, âm thanh, liệu, giải trí, thiết bị kỹ thuật số xung quanh nhà Với mạng gia đình, khách hàng tiết kiệm tiền thời gian việc chia sẻ thiết bị phần cứng tốt dễ dàng, thông qua kết nối Internet băng rộng 1.2.2 Cấu trúc chức cho dịch vụ IPTV Một mạng IPTV bao gồm nhiều thành phần bản, cung cấp cấu trúc chức cho phép phân biệt chuyên mơn hố nhiệm vụ Hình 1.2 Cấu trúc chức cho dịch vụ IPTV a) Cung cấp nội dung Tất nội dung sử dụng dịch vụ IPTV, bao gồm VoD truyền hình quảng bá phải thông qua chức cung cấp nội dung, chức tiếp nhận, chuyển mã mã hóa tạo nên luồng video số có khả phân phối qua mạng IP b) Phân phối nội dung Khối phân phối nội dung bao gồm chức chịu trách nhiệm việc phân phối nội dung mã hố tới th bao Thơng tin nhận từ chức vận truyển điều khiển IPTV giúp phân phối nội dung tới thuê bao cách xác Chức phân phối nội dung bao gồm việc lưu trữ copy nội dung để tiến hành nhanh việc phân phối, lưu trữ tạm thời (cache) cho VoD ghi video cá nhân Khi chức thuê bao liên lạc với chức điều khiển IPTV để u cầu nội dung đặc biệt, gửi tới chức phân phối nội dung để có quyền truy cập nội dung c) Điều khiển IPTV Các chức điều khiển IPTV trái tim dịch vụ Chúng chịu trách nhiệm việc liên kết tất chức khác đảm bảo dịch vụ hoạt động cấp độ thích hợp để thoả mãn nhu cầu khách hàng Chức điều khiển IPTV nhận yêu cầu từ thuê bao, liên lạc với chức phân phối vận chuyển nội dung để đảm bảo nội dung phân phối tới thuê bao Một chức khác điều khiển IPTV cung cấp hướng dẫn chương trình điện tử EPG (Electronic Program Guide), EPG thuê bao sử dụng để chọn nội dung theo nhu cầu Chức điều khiển IPTV chịu trách nhiệm quản lý quyền nội dung số DRM (Digital Rights Management) yêu cầu thuê bao để truy cập nội dung d) Chức vận chuyển IPTV Sau nội dung yêu cầu từ thuê bao chấp nhận, chức vận chuyển IPTV chịu trách nhiệm truyền tải nội dung tới thuê bao, thực truyền ngược lại tương tác từ thuê bao tới chức điều khiển IPTV e) Chức thuê bao Chức thuê bao bao gồm nhiều thành phần nhiều hoạt động khác nhau, tất sử dụng thuê bao để truy cập nội dung IPTV Một số thành phần chịu trách nhiệm liên lạc thông tin với chức truyền dẫn, ví dụ truy cập getway kết nối với ghép kênh truy cập đường dây thuê bao số DSLAM, hay trình STB (bộ giải mã) sử dụng trình duyệt web để kết nối với Middleware server Trong chức này, STB lưu trữ số thành phần quan trọng key DRM thông tin xác thực user Khối chức thuê bao sử dụng EPG cho phép khách hàng lựa chọn hợp đồng để truy cập yêu cầu từ chức điều khiển IPTV Nó nhận giấy phép số key DRM để truy cập nội dung Hình 1.3 Các thành phần cấu trúc chức 1.3 VẤN ĐỀ PHÂN PHỐI IPTV Hình 2.3 Mạng HFC end-to-end Hình 2.3 ta thấy cấu trúc mạng HFC gồm có đường trục cáp quang kết nối theo node quang tới mạng cáp đồng trục Node quang hoạt động giao tiếp, kết nối tín hiệu upstream downstream ngang qua mạng cáp quang cáp đồng trục Phần mạng cáp đồng trục mạng HFC sử dụng topology cây-phân nhánh, thuê bao truyền hình kết nối tới mạng HFC theo thiết bị đặc biệt gọi chia cáp Tap Tín hiệu truyền hình số phát từ trung tâm liệu tới node quang Node quang phân phối tín hiệu thơng qua cáp đồng trục, khếch đại chia cáp Tap tới khách hàng 2.4.2 IPTV phân phối mạng truyền hình cáp Do cạnh tranh thị trường kinh doanh truyền hình thu phí từ nhà cung cấp viễn thơng hiệu lớn băng thông sử dụng kỹ thuật phân phối IP, dẫn tới nhà khai thác mạng truyền hình cáp phải hướng tới sử dụng mơ hình mạng IP để phân phối nội dung tới người dùng Việc chuyển mạng dựa tần số vô tuyến RF(Radio Frequency) sang mạng chuyển mạch video số SDV (Switched Digital Video) IP, dù cách cần phải lắp đặt số thiết bị từ router tới giải mã IP STB (Set-top box) switch tốc độ cao Một số ưu việc triển khai sang mạng chuyển mạch SDV: Một số lượng lớn băng thông mạng dự trữ nhà khai thác nhận yêu cầu phát kênh truyền hình đơn lẻ tới giải mã STB Băng thông dư thừa cho phép nhà khai thác mạng cáp truyền hình phân phối dịch vụ nội dung IPTV tới thuê bao họ Những nhà khai thác mạng cáp truyền hình đo đạc giám sát cách xác nội dung xem thuê bao Đây đặc tính quan trọng cho nhà khai thác muốn tạo thêm doach thu quảng cáo 2.5 IPTV phân phối mạng Internet Lợi dụng tốc độ băng thông rộng kết hợp với tiến trong kỹ thuật nén liệu có nhiều chương trình để lựa chọn cho phép khách hàng xem truyền hình quảng bá nội dung video theo yêu cầu, lý số lượng khách hàng sử dụng Internet tăng lên IPTV triển khai mạng Internet dạng ứng dụng sau 2.5.1 Các kênh truyền hình Internet streaming 25 Việc phân phối kênh truyền hình Internet ứng dụng rộng rãi IPTV, bao gồm nội dung video streaming từ server tới thiết bị client có khả xử lý thị nội dung video Các kênh truyền hình Internet streaming đưa vào điện thoại di động giải mã STB Nội dung kênh truyền hình Internet streaming phân phối theo thời gian thực người xem xem lại theo cách xem truyền thống Quá trình kỹ thuật streaming kênh truyền hình Internet thường bắt đầu server streaming, nội dung video đóng vào gói IP, nén lại phát qua mạng Internet tới PC client PC có phần mềm, thường chương trình tìm duyệt (browser), giải nén nội dung video phát video “sống” Khoảng thời gian từ lúc chọn kênh truyền hình tới lúc xem thường ngắn phụ thuộc tốc độ kết nối có server client Mơ hình cấu trúc mạng sử dụng để phân phối kênh truyền hình Internet hình 2.5 Hình 2.5 Cấu trúc mạng kênh truyền hình Internet Việc triển khai tất kênh truyền hình Internet yêu cầu server streaming, server hỗ trợ chức sau: Lưu trữ khôi phục nội dung video nguồn Điều khiển tốc độ gói video IP phân phối tới thiết bị người xem Thực chuyển tiếp chuyển ngược lệnh yêu cầu từ người xem truyền hình Internet Một server streaming đơn làm việc tốt phân phối số lượng kênh truyền hình tới số th bao giới hạn Để hỗ trợ cho việc phân phối nhiều kênh tới 26 hàng trăm hàng ngàn thuê bao IPTV, cần phải triển khai số lượng lớn server streaming đường mạng khác Công việc streaming nội dung video hầu hết cần phải bảo mật nội dung khơng lưu trữ thiết bị truy cập khách hàng Vì thế, việc chép nội dung trái phép cần phải ngăn chặn Một lợi khác IPTV khả hoạt động hiệu kết nối có băng thơng thấp người xem có khả bắt đầu xem nội dung điểm luồng IPTV 2.5.2 Download Internet Như tên gọi, IPTV cho phép khách hàng download xem nội dung theo yêu cầu Hầu hết dịch vụ download Internet phải trả tiền trả theo dung lượng download, dịch vụ bao gồm tin tức nội tin thời tiết, phim điện ảnh, phim nội âm nhạc, dẫn giải trí quảng cáo phân loại Một số vị trí cổng Internet trực tuyến gần bắt đầu tiến hành đưa thư viện nội dung chương trình IPTV download cho người sử dụng Internet Trong hầu hết trường hợp, người sử dụng PC để xem chương trình download, nhiên, số công ty bắt đầu cung cấp thiết bị giải mã STB cho khách hàng không muốn xem PC Một số đặc điểm công nghệ IPTV end-to-end dựa dịch vụ download Internet: Các giao thức mạng: chuẩn giao thức truyền tập tin FTP giao thức truyền siêu văn HTTP thường sử dụng để truyền nội dung IPTV từ server tới client Việc sử dụng giao thức để giảm thiểu khả nội dung IPTV bị ngăn chặn firewall Công nghệ server: chuẩn phần mềm Web server thường sử dụng để đáp ứng yêu cầu nội dung video Tốc độ mạng: thời gian để download phim Internet phụ thuộc vào tốc độ kết nối băng rộng chất lượng nội dung video Các phim điện ảnh định dạng SD chương trình download tương đối nhanh so với nội dung video dạng HD Các nhu cầu lưu trữ: server client yêu cầu khả lưu trữ tiên tiến để hỗ trợ xử lý tập tin IPTV lớn Một số ứng dụng download Internet cho phép thuê bao IPTV ghi lại copy nội dung video download vào đĩa DVD xem đầu DVD 27 CHƯƠNG QUẢN LÝ MẠNG IPTV Một thách thức xuất hoạt động mạng IPTV nhà cung cấp dịch vụ cần phải có lực quản lý lưu lượng video thành phần hạ tầng mạng IP Các nhà cung cấp IPTV cần phải có hệ thống quản lý mạng NMS (Network Management System), phận giám sát nhận dạng cố ảnh hưởng tới việc phân phối dịch vụ truyền hình tới khách hàng Một thách thức khác nhà cung cấp vấn đề cài đặt dịch vụ IPTV phức tạp tạo áp lực cho tài nguyên mạng nhà cung cấp dịch vụ Vì thế, cần phải lập danh sách chun mơn hóa bước cài đặt Ngoài việc quản lý cung cấp dịch vụ, nhà khai thác mạng IPTV cần phải bảo đảm việc tiếp nhận dịch vụ khách hàng thuận lợi so với dịch vụ đưa từ nhà khai thác truyền hình thu phí khác truyền hình cáp vệ tinh Để tránh thách thức trên, phần đưa số chức hoạt động kỹ thuật để thành công việc triển khai IPTV 3.1 Hệ thống quản lý mạng IPTV Để giảm thiểu rủi ro cố mạng, nhà khai thác sử dụng hệ thống quản lý mạng NMS để giám sát cấu trúc mạng IPTV end-to-end Các chức thực thi hệ thống quản lý IPTV bao gồm: Quan sát mạng 24/7: Một hệ thống quản lý mạng NMS hiển thị thơng tin tình trạng số thành phần mạng như: Các thiết bị server trung tâm liệu IPTV, thiết bị mạng lõi IP, thiết bị mạng truy cập, thiết bị khách hàng IPTV, mạng gia đình, Hỗ trợ nhân viên kỹ thuật: NMS tập hợp tin lỗi từ thành phần hệ thống IPTV end-to-end để hỗ trợ nhân viên kỹ thuật nhận biết nhanh giải cố xảy hàng ngày mạng IPTV Tối ưu hóa mạng: NMS giúp đỡ q trình tối ưu hóa tài nguyên mạng, hỗ trợ tăng khả tích hợp dịch vụ dựa mạng IP Quản lý lỗi server trung tâm: Các server IPTV giữ vai trị chiến lược vơ quan trọng mạng truyền hình băng rộng NMS hỗ trợ việc giám sát server cách gửi thông báo cảnh báo cố tới nhân viên kỹ thuật Quản lý cấu hình: NMS lưu trữ mục thơng tin cấu hình thiết bị kết nối vào mạng IPTV sở liệu Các dạng thơng tin 28 địa IP hay phiên Middleware thiết bị giải mã STB NMS cho phép nhân viên kỹ thuật thay đổi tham số Quản lý băng thông: NMS cho phép nhà cung cấp dịch vụ giữ quyền điều khiển chặt chẽ việc sử dụng băng thơng mạng tối ưu hóa mạng họ cho ứng dụng IPTV Ưu tiên hóa lưu lượng: Để cải thiện chất lượng dịch vụ phân phối tới user đầu cuối, NMS cho phép nhà cung cấp dịch vụ ưu tiên hóa nội dung video ứng dụng không nhạy với độ trễ ứng dụng tìm kiểm Internet lưu lượng ứng dụng ngang hàng Quản lý nhật ký mạng: Đây chức chịu trách nhiệm ghi lưu trữ nhật ký kiện xuất thời gian hoạt động mạng IPTV 3.1.1 Sử dụng giao thức SNMP để quản lý mạng IPTV Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP giao thức tầng ứng dụng sử dụng để quản lý giám sát thiết bị mạng chức chúng Nó cấu trúc để xác định thông số cần quản lý thiết bị Tại cấp độ nhất, SNMP giao thức truyền tin xác định cách thức thực thi hệ thống, liệu hoạt động lệnh tập hợp từ thiết bị Các thành phần hệ thống bao gồm: Network manager: phận chịu trách nhiệm hoạt động xác mạng Management console: thành phần trang bị cho Network manager, chịu trách nhiệm tập hợp thơng tin mạng, hiển thị thông tin thực lệnh quản lý mạng Network management software: chạy manager console để thực nhiệm vụ hiển thị trạng thái mạng, cảnh báo đăng nhập gửi lệnh tới thiết bị mạng Phần mềm sử dụng quản lý SNMP để thu thập thông tin từ thiết bị mạng khác SNMP manager: chịu trách nhiệm thông tin quản lý thiết bị quản lý, giữ ghi chép trạng thái mạng sở liệu chủ gọi sở thông tin quản lý MIM (Management information base) SNMP sử dụng để truyền đạt thơng tin tới thiết bị khác hình thành mạng, số SNMP trình bày hình Thiết bị quản lý trực tiếp chúng trang bị SNMP agent module sở liệu MIB nội SNMP agent chịu trách nhiệm tập hợp lưu trữ trạng thái thiết bị vào sơ liệu MIB để trả lời 29 lệnh yêu cầu cho liệu MIB từ SNMP manager SNMP agent phát yêu cầu đặc biệt (traps) tới SNMP manager trường hợp đặc biệt, ví dụ yêu cầu khởi động lại hệ thống Thiết bị SNMP, có thiết bị đặc biệt gọi proxy agent quản lý chúng Proxy agent chứa đựng phần mềm SNMP agent module MIB biên dịch liệu từ thiết bị gắn vào Hình 3.1: Hệ thống SNMP đơn giản 3.2 Quản lý cài đặt Do phức tạp việc lựa chọn sản phẩm có mạng, việc cài đặt, quản lý cố dịch vụ số lý trực tiếp kết cuối dịch vụ thách thức đặc biệt xử lý tốn cho nhà khai thác mạng tồn cầu Việc cài đặt mạng IPTV bao gồm nhiều công việc khác nhau, phần trình bày số cài đặt chung sau: Phân phối địa chỉ: Trong thực tế, nguồn video cố định địa IP, thiết bị IPTVCD xác định chúng Cài đặt nguồn video: Đây công việc thực sớm tiến trình cài đặt thiết bị kiểm tra với video thực chúng cài đặt Các nguồn multicast thường cần băng thông thấp so với nguồn unicast để gửi luồng video tới thiết bị người xem 30 Cài đặt phần mềm client: Hầu hết phần mềm media playermất phí tự cài đặt, hầu hết PC có khả cài tay chương trình Cài đặt phần cứng client: Khi giải mã IP-STB cácthiết bị client cài đặt, số nhà cung cấp dịch vụ định đưa nhân viên kỹ thuật tới nhà khác hàng Điều cho phép công việc kiểm tra mạng thực đầy đủ hỗ trợ khác cài đặt xác Cấu hình multicast: Nếu phương thức multicast sử dụngtrong IPTV, phần tiến trình cài đặt phải kiểm tra lại tất thiết bị mạng có khả tạo luồng multicast Cấu hình hạ tầng hệ thống quản lý mạng: Một cải tiến lớn mạng IPTV IP mạng vật lý giống sử dụng để gửi nhận lệnh quản lý mạng truyền dẫn video, với điều kiện cung cấp khả thông tin hai chiều (two-way) Quản lý việc di dời lắp đặt lại thiết bị: Mỗi lần thiết bị di dời lắp đặt lại cần phải cấu hình lại hệ thống để đảm bảo khơng có thơng báo lỗi vị trí vật lý thiết bị 3.3 Giám sát thực thi kiểm tra mạng Giám sát thực thi quan sát trình vận hành mạng để có hoạt động xác Nếu tiến trình thực thi không đạt yêu cầu quy định trƣớc cảnh báo phát để phục vụ cho việc dự đoán lỗi sớm Việc giám sát thường thực nhiều thành phần Đầu tiên thiết bị thu thập số liệu hoạt động thân thiết bị, hệ thống quản lý tập trung biên dịch liệu để phân tích định kỳ Trong số hệ thống, liệu lưu trữ thiết bị sử dụng nhân viên kỹ thuật hệ thống định nhận Sau đó, xử lý tập trung phân tích liệu liệu tới thơng báo cho nhân viên kỹ thuật thiết bị lỗi Việc giám sát thực thi làm việc để ngăn ngừa cố mạng vài thiết bị có tượng giảm hiệu suất thực thi trước chúng ngừng hoạt động hoàn toàn Hệ thống trung tâm liệu IPTV tạo nên nhiều thành phần phức tạp ngày nhiều dịch vụ hơn, vấn đề mạng phải phát giải nhanh Để tăng tối đa thời gian chạy hệ thống đảm bảo dịch vụ phân phối tới khách hàng với chất lượng cao nhất, vấn đề giám sát kiểm tra cần tiến hành sở hạ tầng mạng 3.4 Quản lý dự phòng 31 Để ngăn ngừa tượng làm gián đoạn cung cấp dịch vụ thiết bị mạng thiết bị trung tâm liệu IPTV cần hỗ trợ việc thay nhanh chóng thiết bị gặp cố Thời gian cần thiết để thay vài ms để đảm bảo cố khơng ảnh hưởng tới dịch vụ Các cấp độ dự phòng phần cứng phần mềm nhà cung cấp dùng để giảm thiểu ảnh hưởng việc đứt quãng dịch vụ lên thuê bao IPTV Hình 3.4: Thiết kế mạng dự phòng Mạng dự phòng miêu tả với số đặc tính dự phịng sau: Topology mạng ring đối xứng sử dụng để truyền tải lưu lượng IPTV lõi mạng Vì liên kết bị đứt chỗ mạng ring lưu lượng IPTV định tuyến theo hướng ngược lại mạng ring Các thành phần hạ tầng mạng lắp đặt song song hai thiết bị Trong ví dụ này, VoD server, server streaming multicast IPTV mã hóa có hai thiết bị Router phân phối dự phòng lắp đặt để đảm bảo router sẵn sàng truyền tải hai thiết bị gặp cố Mỗi mã hóa có hai cổng Một số liên kết dự phòng sẵn sàng router phân phối router biên phục vụ số lượng lớn user đầu cuối 3.5 Xử lý cố IPTV Việc xử lý cố mạng IPTV tương tự xử lý cố ứng dụng IP khác Trước hết, cố cần cô lập, phụ thuộc vào chất phạm vi cố Tiếp theo sửa chữa cố, việc sữa chữa cố thường đạt kết tốt cách thay đổi cấu hình thay thành phần bị lỗi mạng Hầu hết lỗi mạng IPTV rơi vào vùng sau: Mạng, server backend, thiết bị IPTVCD, mạng nhà khách hàng, nhà cung cấp nội dung bên 3.6 Quản lý chất lượng dịch vụ QoS 32 Chất lượng dịch vụ QoS tập hợp tiêu đặc trưng cho yêu cầu loại lưu lượng cụ thể mạng bao gồm: độ trễ jitter, tỷ lệ gói… Các tiêu liên quan đến lượng băng thông dành cho mạng Để việc đồng tín hiệu thực mạng buộc phải quản lý chặt chẽ chất lượng dịch vụ Để thực việc quản lý chất lượng dịch vụ cần thiết phải có: Chính sách đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS policy) Các chế đảm bảo chất lượng dịch vụ nút mạng: Các thuật tốn xếp hàng (queuing), chế định hình lưu lượng (traffic shapping), chế tối ưu hóa đường truyền, thuật toán dự đoán tránh tắc nghẽn… Phương thức báo hiệu QoS Hình 3.6 Quản lý chất lượng dịch vụ QoS 33 CHƯƠNG MÔ PHỎNG HỆ THỐNG IPTV TRÊN OPNET 4.1 Giới thiệu OPNET Phần mềm Opnet phát triển công ty OPNET Technologies, Inc OPNET công cụ phần mềm mạnh sử dụng để mô mạng, nhà nghiên cứu khoa học giới đánh giá cao kết mô OPNET công nhận nhiều tờ báo diễn đàn công nghệ giới OPNET chứa nhiều thư viện mơ hình mạng, mơ hình node, mơ hình liên kết, bao trùm từ mạng hữu tuyến mạng vô tuyến, với nhiều giao thức mạng có sẵn Ngồi việc mơ mạng giao thức, OPNET cung cấp nhiều công cụ phân tích hiệu suất, tính tốn đương đi, khởi tạo lưu lượng, so sánh đồ thị… vô linh hoạt, từ giúp ta khơng tạp lập hệ thống mạng mà giúp ta đánh giá hoạt động hệ thống mạng Bên cạnh đó, OPNET cịn hỗ trợ cơng cụ SITL, cho phép kết nối hệ thống mạng mô hệ thống mạng thật SITL phát triển toàn diện từ phiên 14.5 OPNET 4.2 Mô hệ thống Trong truyền hình hội nghị sử dụng truyền theo kiểu Unicast nhiều host muốn nhận thông tin từ bên gửi bên gửi phải truyền nhiều gói tin đến bên nhận Điều dẫn đến gia tăng băng thơng có q nhiều bên nhận không hiệu nguồn đệm, truyền Broadcast cho phép truyền gói tin từ địa điểm tới tất host mạng mà không quan tâm đến việc số host khơng có nhu cầu nhận Kiểu truyền dẫn tốn nhiều băng thông việc sử dụng tài ngun băng thơng khơng hiệu quả, có truyền Multicast cho phép phân phối liệu tới tập hợp host cấu thành viên nhóm Multicast điều hạn chế tối đa lãng phí băng thơng mạng, cịn nhờ chế gửi gói liệu Multicast mà băng thông tiết kiệm triệt để Để làm rõ vấn đề ta mô hệ thống sau: 34 Hình 4.1 Mơ hình mơ IPTV Sơ đồ bao gồm: bên gửi IPTV_server, bên nhận gồm user (Digital Home 2, Digital Home 4, Digital Home 6), người gửi thiết lập hội nghị video với user, mạng lõi gồm router (R1, R2), sử dụng định tuyến RIP 4.3 Đánh giá kết Trong truyền Unicast hội nghị thiết lập cho user nhận, người gửi gửi gói tin video cho người nhận Hình 4.2 Tổng lưu lượng gửi tới user Unicast 35 Hình 4.3 Lưu lượng nhận user Unicast Từ kết ta thấy người gửi phải thiết lập kênh riêng biệt cho user, nên có nhiều user tham gia vào hội nghị lưu lượng gửi qua mạng nhiều, gây lãng phí băng thông, để khắc phục đặc điểm ta sử dụng truyền Multicast Hình 4.4 Tổng lưu lượng gửi tới user Multicast Hình 4.5 Lưu lượng nhận user Multicast 36 Từ kết ta thấy truyền Multicast có copy gửi đi, Unicast 3, nên giảm lưu lượng ngang qua mạng, tiết kiệm băng thơng cho mạng Hình 4.6 Độ trễ gói tin Unicast Multicast 37 KẾT LUẬN IPTV cấp độ cao công nghệ truyền hình tương lai IPTV thực có khả cạnh tranh với chương trình truyền hình vệ tinh, truyền hình cáp hay loại truyền hình thơng thường Sự vượt trội kĩ thuật truyền hình IPTV tính tương tác hệ thống với người xem, cho phép người xem chủ động thời gian khả triển khai nhiều dịch vụ giá trị gia tăng tiện ích khác hệ thồng nhằm đáp ứng nhu cầu người sử dụng IPTV xem cách mạng ngành truyền thông truyền hình với việc truyền tải nội dung mạng viễn thơng truyền hình băng rộng IPTV cịn có khả tập hợp lưu trữ nội dung điện ảnh, truyền hình dạng tư liệu số quy mơ lớn, hiệu chi phí lại thấp, tiện lợi cho cơng việc tra cứu, tìm kiếm Với chi phí thấp việc sản xuất nội dung cho phép nhà cung cấp IPTV đưa nhiều chương trình, từ thể thao, thời chương trình đào tạo Tivi, nhiều chương trình khác Với nội dung trình bày trên, đồ án đưa nhìn tổng thể công nghệ IPTV, phương thức phân phối mạng IPTV vấn đề quản lý mạng IPTV Qua đề tài phần giúp ta hiểu thêm công nghệ IPTV, công nghệ mới, công nghệ mà có IPTV đáp ứng nhu cầu giải trí người xem truyền hình Nhưng khơng tthể tránh khỏi thiếu sót trình làm bài, mong bảo thầy để nhóm em nắm kiến thức công nghệ IPTV, báo cáo chuyên đề thêm đầy đủ xác 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cisco TAC “IP QoS Introduction” Website http://www.cisco.com [2] Gerard O’Driscoll, “Next Generation IPTV Services And Technologies”, Published by John Wiley & Sons, Inc [3] Wes Simpson & Howard Greenfield (2007): IPTV and Internet Video: New Markets in Television Broadcast – First edition, Elsevier Inc [4] Các tài liệu mạng 39 ... bày trên, đồ án đưa nhìn tổng thể cơng nghệ IPTV, phương thức phân phối mạng IPTV vấn đề quản lý mạng IPTV Qua đề tài phần giúp ta hiểu thêm công nghệ IPTV, công nghệ mới, cơng nghệ mà có IPTV. .. xong đề tài “Cơng nghệ truyền hình Internet IPTV mô hệ thống IPTV OPNET? ?? Nội dung báo cáo bao gồm phần sau: Chương I: Tổng quan IPTV Chương trình bày IPTV, cấu trúc mạng IPTV, vấn đề phân phối IPTV, ... mạng IPTV Chương IV: Mô hệ thống IPTV OPNET CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ IPTV Truyền hình dựa giao thức Internet IPTV (Internet Protocol – based Television) - chế để truyền tải luồng nội dung truyền hình