các tiêu chuẩn về chất lượng dịch vụ iptv trên thế giớí

BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT BƯU ĐIỆN Giới thiệu chuyên đề: TỔNG KẾT CÁC TIÊU CHUẨN CHO IPTV Hà nội – 2009 Chuyên đề “Tổng kết các tiêu chuẩn cho IPTV ” Trang 2/36 Nội dung 1 Giới thiệu và lý do lựa chọn chuyên đề 4 2 Các chữ viết tắt 4 3 Tổng quan về hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV/VoD 7 3.1 Kiến trúc hệ thống 7 3.2 Ưu điểm của IPTV 9 3.3 Nhược điểm của IPTV 11 4 Các module chức năng cơ bản của hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV/VoD 11 4.1 Chức năng của các module 11 4.2 Các yêu cầu đối với các module trong hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV/VoD 14 4.2.1 Các yêu cầu về việc bảo vệ và quản lý nội dung IPTV 14 4.2.2 Các yêu cầu đối về chất lượng của các dịch vụ IPTV 15 4.2.3 Các yêu cầu cho hệ thống DBM (Data Broadcast Middleware) và Enhanced EPG 15 4.2.4 Các yêu cầu về Metadata của các dịch vụ IPTV 17 4.2.5 Các yêu cầu về mã hóa cho IPTV 18 4.2.6 Các yêu cầu về bảo mật nội dung ((DRM/CAS) 19 5 Phân tích những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ IPTV/VoD 21 5.1 Cơ chế mã hóa, tốc độ bít và nội dung hình ảnh 21 5.2 Giới hạn về băng thông 22 5.3 Mất gói 22 5.4 Nghẽn trên server 23 5.5 Jitter và timing drift 23 5.6 Mạng lõi, mạng truy nhập và mạng tại thuê bao 24 6 Tổng kết các tiêu chuẩn kỹ thuật về chất lượng dịch vụ IPTV/VoD trên thế giới 24 6.1 DSL Forum 24 6.2 MPEG 25 6.3 ETSI 25 6.4 ITU 26 6.5 ATIS 30 6.6 Open TV Forum 31 6.7 Broadband Services Forum (BSF) 31 6.8 IPDR 32 6.9 ISMA 32 6.10 Nghiên cứu bộ tiêu chuẩn của Châu Âu áp dụng chất lượng dịch vụ cho IPTV/VoD 32 Chuyên đề “Tổng kết các tiêu chuẩn cho IPTV ” Trang 3/36 6.11 Nghiên cứu bộ tiêu chuẩn của Mỹ áp dụng chất lượng dịch vụ cho IPTV/VoD .33 7 Tài liệu tham khảo 36 Chuyên đề “Tổng kết các tiêu chuẩn cho IPTV ” Trang 4/36 1 Giới thiệu và lý do lựa chọn chuyên đề IPTV (Internet Protocol Television) là hệ thống cung cấp dịch vụ truyền hình số bằng cách sử dụng giao thức IP qua hạ tầng mạng, có thể là thông qua một kết nối băng rộng. Định nghĩa chung về IPTV là nội dung truyền hình thay vì được truyền đi thông qua cáp hay quảng bá truyền thống thì sẽ được chuyển đến người xem thông qua các công nghệ sử dụng cho mạng máy tính. Không giống như các dịch vụ streaming sử dụng kết nối best-effort trên internet, IPTV thường được xây dựng dựa trên mạng được quản lý tốt để đảm bảo chất lượng video. IPTV thường được cung cấp kèm với dịch vụ Video on Demand và có thể cùng với các dịch vụ Internet như dịch vụ truy cập web và VoIP cho người sử dụng. Gói các dịch vụ IPTV, VoIP và truy nhập Internet được gọi là dịch vụ “Triple Play” (nếu bổ sung thêm cho di động thì gọi là “Quadruple Play”). Vì vậy dịch vụ IPTV sẽ là dịch vụ thiết yếu và quan trọng nhất cho các nhà cung cấp Triple Play đến người sử dụng. Dịch vụ IPTV đang rất thịnh hành ở các nước Châu âu và số khách hàng sử dụng dịch vụ IPTV ngày càng tăng lên. Hơn nữa nhiều nước đang có kế hoạch giới thiệu dịch vụ IPTV đến Châu âu và Nam Mỹ. Vì vậy, hiện nay IPTV vẫn đang là một chủ đề nóng được bàn luận và nghiên cứu để xây dựng tiêu chuẩn trên các diễn đàn quốc tế cũng như các tổ chức tiêu chuẩn trong đó vấn đề chất lượng dịch vụ IPTV đang được quan tâm và chú trọng nhiều nhất. Chuyên đề này tổng kết các tiêu chuẩn về chất lượng dịch vụ IPTV trên thế giới bao gồm các nội dung sau:  Tổng quan về hệ thống IPTV  Các module chức năng cơ bản  Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ IPTV  Tổng kết các tiêu chuẩn về chất lượng dịch vụ IPTV trên thế giới. 2 Các chữ viết tắt Tên tắt Tiế ng Anh Ngha AVP Audio-Visual Profile Chuyên đề “Tổng kết các tiêu chuẩn cho IPTV ” Trang 5/36 BCG Broadband Content Guide BGMP Border Gateway Multicast Protocol CDP Content Delivery Protocols DHCP Dynamic Host Configuration Protocol DNS Domain Name System DVB Digital Video Broadcasting DVB-H Digital Video Broadcasting - Handheld ESG Electronic Service Guide EPG Electronic Program Guide ETSI European Telecommunications Sdandards Institute FEC Forward Error Correction FLUTE File Delivery over Unidirectional Transport FTP File Transfer Protocol HTTP Hypertext Transfer Protocol ICMP Internet Control Message Protocol IETF Internet Engineering Task Force IGMP Internet Group Management Protocol IP Interent Protocol IPDC IP Data Cast IPTV Internet Protocol TeleVision LC Layered Coding Chuyên đề “Tổng kết các tiêu chuẩn cho IPTV ” Trang 6/36 LCT Layered Coding Transport MBMS Multimedia Broadcast/Multicast Service MLD Multicast Listener Discovery MPEG Moving Picture Experts Group MSDP Multicast Source Discovery Protocol OASIS Organization for the Advancement of Structured Information Standards PIM Protocol Independent Multicast RFC Request for Comments RP Rendevous Point RTCP Real-Time Control Protocol RTP Real Time Protocol RTSP Real Time Streaming Protocol STB Set-Top-Box SIP Session Initiation Protocol SNTP Simple Network Time Protocol SM Sparse Mode SSM Source-Specific Multicast TCP Transmission Control Protocol TLS Transport Layer Security TS Transport Stream UDP User Datagram Protocol UMTS Universal Mobile Telecommunications System Chuyên đề “Tổng kết các tiêu chuẩn cho IPTV ” Trang 7/36 WSBN Web Services Base Notification 3 Tổng quan về hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV/VoD 3.1 Kiến trúc hệ thống Hệ thống IPTV bao gồm bốn thành phần chính, tất cả các thành phần này là chung cho bất kỳ kiến trúc hệ thống của nhà sản xuất nào. Hình 1: Các thành phần của mạng IPTV Video Head End Cũng như với hệ thống truyền hình vệ tinh số hay truyền hình cáp, dịch vụ IPTV cũng cần có hệ thống video head end. Đây là nơi mà nội dung linear (ví dụ broadcast TV) và on-demand (ví dụ phim) được ghi lại và định dạng để truyền qua mạng IP. Về cơ bản thì đầu vào của bộ head end là các chương trình được thu qua vệ tinh hoặc lấy trực tiếp từ các bộ broadcast hay các chương trình qua bộ aggregator. Một head end mang một kênh riêng và mã hóa nó dưới định dạng video số, như MPEG2. Hiện nay các nhà cung cấp dịch vụ broadcast cũng bắt đầu sử dụng mã hóa MPEG4 vì nó có một số ưu điểm hơn so với MPEG2 như yêu cầu tốc bộ bit thấp cho cả tín hiệu truyền hình SD và HD. Sau khi mã hóa, mỗi kênh được đóng gói IP và được truyền qua mạng. Các kênh này là các dòng IP multicast điển hình, tuy nhiên một số nhà sản xuất cũng sử dụng luồng IP unicast. IP multicast có rất nhiều ưu điểm vì nó cho phép nhà cung cấp dịch vụ truyền một luồng IP trên kênh broadcast từ video head end đến mạng truy nhập của nhà cung cấp dịch vụ. Cách này có rất nhiều ưu điểm khi nhiều người sử dụng muốn sử dụng cùng một kênh broadcast tại cùng thời điểm (ví dụ hàng nghìn người xem cùng muốn xem một sự kiện thể thao) Mạng Core/Edge của nhà cung cấp dịch vụ Chuyên đề “Tổng kết các tiêu chuẩn cho IPTV ” Trang 8/36 Nhóm các luồng video đã mã hóa được truyền qua mạng IP của nhà cung cấp dịch vụ. Mỗi nhà cung cấp dịch vụ có một mạng riêng của họ và mạng này thường bao gồm thiết bị từ nhiều nhà sản xuất. Các mạng này có thể là một hỗn hợp của mạng IP hiện có và mục đích là xây dựng mạng IP cho việc truyền video. Tại Edge, mạng IP kết nối với mạng truy nhập. Mạng truy nhập Mạng truy nhập là liên kết từ nhà cung cấp dịch vụ đến thuê bao khách hàng. Kết nối băng rộng giữa nhà cung cấp dịch vụ và khách hàng có thể sử dụng nhiều công nghệ khác nhau. Nhà cung cấp dịch vụ viễn thông sử dụng công nghệ DSL phục vụ cho thuê bao khách hàng. Nhà cung cấp dịch vụ cũng bắt đầu sử dụng công nghệ quang như PON (passive optical network) để kết nối đến khách hàng. Mạng IPTV sử dụng đường truyền ADSL và VDSL để cung cấp băng thông đảm bảo cho hoạt động của dịch vụ IPTV đến thuê bao. Nhà cung cấp dịch vụ sẽ thay thế thiết bị (như DSL modem) tại thuê bao để phân phát kết nối Ethernet đến mạng của khách hàng. Mạng tại thuê bao Mạng tại thuê bao cung cấp dịch vụ IPTV đến khách hàng. Có rất nhiều loại mạng tại thuê bao khác nhau nhưng dịch vụ IPTV yêu cầu băng thông cao tại mạng của thuê bao. Điểm cuối trong mạng của thuê bao mà TV được kết nối đến là set top box. Middleware: bộ cho phép thực hiện dịch vụ IPTV Thuật ngữ IPTV Middleware được dùng để mô tả các gói phần mềm liên quan đến việc phân phát dịch vụ IPTV. Có rất nhiều nhà sản xuất thực thi gói phần mềm này, mỗi nhà sản xuất có cách tiếp cận riêng đối với IPTV. Middleware do nhà cung cấp dịch vụ sử dụng có thể ảnh hưởng đến kiến trúc của mạng IPTV. Middleware có kiến trúc client/server điển hình, trong đó client nằm ở STB. Middleware định nghĩa cách khách hàng tương tác với dịch vụ. Ví dụ giao diện người sử dụng và dịch vụ sẵn có cho khách hàng sử dụng (như EPG – Electronic Program Guige, VoD hay PPV) được thực hiện và điều khiển thông qua Middleware. Tính dễ dàng trong quản lý nhiều dịch vụ là một chức năng của mạng IP hai chiều. Kiến trúc IP này cung cấp tiêu chuẩn cho các ứng dụng và dịch vụ được tích Chuyên đề “Tổng kết các tiêu chuẩn cho IPTV ” Trang 9/36 hợp vào trong mạng, IPTV chỉ là một dịch vụ trong các ứng dụng này. Nhân tố phân biệt trong mô hình dịch vụ IP là tính hội tụ. Bởi vì cấu trúc chung cho các ứng dụng và dịch vụ, tính hội tụ có thể được hiện thực hóa cho các thành phần mạng, ứng dụng, hệ thỗng hỗ trợ hoạt động (OSS/BSS). Vì vậy quản lý đa dịch vụ trở thành bài toàn quản lý cùng các dịch vụ qua mạng và phân bố chúng đến nhiều môi trường người dùng đầu cuối khác nhau. IPTV Video on Demand (VoD) Video on Demand hoạt động theo cách khác so với dịch vụ broadcast TV vì hệ thống IPTV sẽ cung cấp cho thuê bao một luồng unicast của chương trình có các chức năng VCR bao gồm pause, fast forward, rewind. IPTV middleware sẽ điều khiển giao đienẹ người sử dụng và có thể được mở rộng để phục vụ các dịch vụ như Subcription VoD và PVR. 3.2 Ưu điểm của IPTV Hệ thống IPTV dựa trên IP nên có những ưu điểm đáng kể, bao gồm khả năng tích hợp truyền hình với các dịch vụ IP khác như truy nhập internet tốc độ cao và VoIP. Mạng IP cũng cho phép truyền nhiều thông tin hơn và với nhiều chức năng hơn. Trong mạng vệ tinh hay TV truyền thống, sử dụng công nghệ broadcast thì tất cả nội dung được truyền liên tục đến mỗi thuê bao, thuê bao chuyển kênh tại set top box. Thuê bao có thể lựa chọn từ nhiều lựa chọn như công ty vệ tinh, cáp, truyền thông để đưa luồng thông tin về nhà. Mạng IP làm việc khác. Nội dung được giữ ở trên mạng và chỉ những nội dung khách hàng lựa chọn là được gửi đến nhà thuê bao. Điều này sẽ tiết kiệm băng thông và sự lựa chọn của khách hàng ít bị giới hạn bởi “đường ống” dẫn đến nhà thuê bao. Điều này cũng có nghĩa là tính riêng tư của khách hàng được đảm bảo hơn so với hệ thống vệ tinh và TV truyền thống. Tính tương tác Hệ thống IPTV cho phép người xem có cơ hội để xem các chương trình TV có tính tương tác hơn và cá nhân hơn. Ví dụ nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp chức năng tương tác cho phép người xem lựa chọn nội dung xem theo tên phim hay tên của diễn viên hay chức năng picture in picture cho phép người xem có thể chuyển kênh Chuyên đề “Tổng kết các tiêu chuẩn cho IPTV ” Trang 10/36 mà không phải rời bỏ chương trình họ đang xem. Người xem cũng có thể xem trạng thái của người chơi trong khi đang xem một chương trình thể thao, hay người xem có thể thay đổi góc quay camera. Người xem còn có thể truy nhập vào album ảnh và kho nhạc trên PC của họ từ màn hình TV, sử dụng điện thoại để đặt lịch ghi lại các chương trình TV yêu thích. Ngoài ra họ còn có thể sử dụng chức năng giám sát điều khiển (parent control) để cấm con cái xem một số chương trình TV không phù hợp. VoD VoD cho phép khách hàng duyệt một chương trình trực tuyến hoặc một danh sách các bộ phim để xem qua và sau đó là lựa chọn chúng. Về mặt kỹ thuật, khi khách hàng lựa chọn một bộ phim, thì một kết nối point-to- point được thiết lâpự giữa bộ giải mã của khách hàng (Set top box hoặc PC) và server phân phát luồng nội dung. Báo hiệu về các chức năng như pause, backward/forward… được đảm bảo bởi giao thức RTSP (Real Time Streaming Protocol). Dạng mã hóa chung nhất được sử dụng cho VoD là MPEG2, MPEG4 và VC-1 Để tránh hiện tượng ăn cắp bản quyền nội dung phim thì nội dung của VoD thờng được mã hóa. Với công nghệ IPTV việc mã hóa được thực hiện hiệu quả thông qua hệ thống DRM (Digital Rights Management). Với hệ thống này nếu khách hàng lựa chọn xem phim trong thời gian 24 giờ thì sau 24 giờ nội dung film sẽ không thể xem được nữa… Các dịch vụ hội tụ dựa trên IPTV Một ưu điểm khác của mạng IP là khả năng tích hợp và hội tụ. Các dịch vụ hội tụ ở đây nói đến khả năng tương tác của các dịch vụ hiện có theo cách trong suốt để tạo ra các dịch vụ gia tăng mới. Ví dụ là dịch vụ On-Screen Caller ID, nhận Caller IP trên màn hình TV và khả năng xử lý (gửi đến voice mail…). Các dịch vụ dựa trên IP sẽ cung cấp khả năng cho khách hàng có thể truy nhập ở bất kỳ đâu, bất kỳ khi nào đến nội dung thông qua TV, PC hay điện thoại của khách hàng, và khả năng tích hợp các dịch vụ và nội dung để gắn chặt chúng với nhau. [...]... chính đến chất lượng dịch vụ IPTV là hai khuyến nghị mới đang trong quá trình hoàn thiện G.1080 và G .IPTV- PMP, nội dung của hai khuyến nghị này là các yêu cầu về chất lượng dịch vụ IPTV và giám sát chất lượng dịch vụ IPTV Khuyến nghị ITU-T Tóm tắt nội dung Rec.J.241 (for QoS) ITU-T J.201, API) Khuyến nghị về chất lượng quảng bá IP; mô tả chất lượng truyền tải các lớp IP và chất lượng hình ảnh trên Set... nghị liên quan tới chất lượng dịch vụ IPTV của DSL Forum là TR-126 “Triple-Play Services Quality of Experience (QoE) Requirements” Tài liệu này đưa ra các yêu cầu đối với các dịch vụ triple-play, bao hàm cả thoại, video, số liệu vv… quy định khá chi tiết chất lượng dịch vụ đối Trang 24/36 Chuyên đề “Tổng kết các tiêu chuẩn cho IPTV ” với IPTV Để có thêm thông tin về các tài liệu tiêu chuẩn hiện tại của... và endhanced EGP để hỗ trợ cách lựa chọn và tìm kiếm một cách dễ dàng dịch vụ IPTV Các yêu cầu đối với DBM Các dịch vụ cable/satellite/terrestrial hiện có sử dụng các chức năng khác nhau của middleware để cung cấp dịch vụ Để hỗ trợ các dịch vụ broadcast hội thoại cần có Trang 15/36 Chuyên đề “Tổng kết các tiêu chuẩn cho IPTV ” các ứng dụng java yêu cầu thông tin AV chất lượng cao Vì vậy DBM cần hỗ... cứu bộ tiêu chuẩn của Mỹ áp dụng chất lượng dịch vụ cho IPTV/ VoD ATIS là tổ chức tiêu chuẩn hóa trong lĩnh vực truyền thông và công nghệ thông tin của Mỹ ATIS đươc công nhận bởi Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ (American National Standards Institute - ANSI) Bộ các tiêu chuẩn về IPTV của ATIS: 1 ATIS-0800001 - IPTV DRM Interoperability Requirements Trang 33/36 Chuyên đề “Tổng kết các tiêu chuẩn cho IPTV. .. rộng rãi các tiêu chuẩn Internet mở do IETF đề xuất Để biết thêm thông tin, truy cập www.isma.tv 6.10 Nghiên cứu bộ tiêu chuẩn của Châu Âu áp dụng chất lượng dịch vụ cho IPTV/ VoD 1 Tiêu chuẩn ETSI-TS-181-014 V2.0.0 - Requirements for network transport capabilities to support IPTV services Tiêu chuẩn này bao gồm những nội dung sau: - Quy định các yêu cầu chung cho dịch vụ IPTV - Những yêu cầu về mạng... cung cấp các hướng dẫn đo kiểm trong hệ thống quảng bá video số Tài liệu này có liên quan đến việc đo kiểm chất lượng hình ảnh trong dịch vụ IPTV 6.4 ITU Năm 2006, ITU đã thành lập nhóm tiêu điểm về IPTV (ITU-T FG IPTV) , thường gọi là FG IPTV để phối hợp và đẩy mạnh sự phát triển các tiêu chuẩn IPTV toàn cầu, kết hợp với các công việc hiện tại của các nhóm ngiên cứu ITU và các cơ quan tiêu chuẩn khác... Trang 31/36 Chuyên đề “Tổng kết các tiêu chuẩn cho IPTV ” 6.8 IPDR IPDR ((The Internet Protocol Detail Record Organization) là mội hiệp hội các nhà cung cấp dịch vụ và các nhà cung cấp thiết bị tập trung vào việc phát triển và dàn xếp các thỏa thuận trao đổi sử dụng các tiêu chuẩn dịch vụ IP thế hệ sau Tổ chức này chịu trách nhiệm quy định các tiêu chuẩn phối hợp hoạt động các hệ thống tính cước, quản... 13, nhóm đứng đầu NGN Mục đích của FG IPTV bao gồm xác định cấu trúc IPTV và các yêu cầu dịch vụ, phối hợp với các tổ chức tiêu chuẩn hóa khác, làm hài hòa sự phát triển của các tiêu chuẩn mới và tăng cường Trang 26/36 Chuyên đề “Tổng kết các tiêu chuẩn cho IPTV ” khả năng phối hợp hoạt động với các hệ thống hiện tại FG IPTV có 6 nhóm làm việc chịu trách nhiệm trong các lĩnh vực khác nhau như sau:  WG1... tả các yêu cầu về QoE đối với các dịch vụ IPTV và bây giờ có tên gọi G .IPTV- QoE dưới dạng một khuyến nghị phác thảo [16] Các yêu cầu này bao gồm chất lượng video, audio, text, và graphics, cũng như chất lượng của các chức năng điều khiển như chuyển kênh, kiểm tra độ chính xác của siêu dữ liệu, chức năng của chương trình EPG và trình duyệt Mục (d) quy định các điểm giám sát chất lượng, các tham số chất. .. sở hữu bởi nhiều nhà cung cấp dịch vụ khác nhau Mạng lõi IP thường là mạng quang có dung lượng lớn, hoạt động tốt dưới nhiều mức độ nghẽn và vì vậy khi có vấn đề xảy ra thì thường là do mạng truy nhập hay mạng phía thuê bao 6 Tổng kết các tiêu chuẩn kỹ thuật về chất lượng dịch vụ IPTV/ VoD trên thế giới Tương tự như truyền hình cáp và vệ tinh, IPTV cũng cần có bộ các tiêu chuẩn công nghiệp nhằm xúc tiến . các tiêu chuẩn về chất lượng dịch vụ IPTV trên thế giới bao gồm các nội dung sau:  Tổng quan về hệ thống IPTV  Các module chức năng cơ bản  Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ. bộ tiêu chuẩn của Châu Âu áp dụng chất lượng dịch vụ cho IPTV/ VoD 32 Chuyên đề “Tổng kết các tiêu chuẩn cho IPTV ” Trang 3/36 6.11 Nghiên cứu bộ tiêu chuẩn của Mỹ áp dụng chất lượng dịch. dịch vụ IPTV  Tổng kết các tiêu chuẩn về chất lượng dịch vụ IPTV trên thế giới. 2 Các chữ viết tắt Tên tắt Tiế ng Anh Ngha AVP Audio-Visual Profile Chuyên đề “Tổng kết các tiêu chuẩn