Nghiên ứu xây dựng giải pháp dịch vụ truyền hình theo yêu cầu (vod) và ứng dụng cho truyền hình cáp việt nam

Trang 1 LÊ TRUNG TẤNNGHIÊN CỨU XÂY DỰNG GIẢI PHÁP DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH THEO YÊU CẦU VOD VÀ ỨNG DỤNG CHO TRUYỀN HÌNH CÁP VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Trang 2 LÊ TRUNG TẤN NGHIÊN C

L Ê TRUNG TẤN

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG GIẢI PHÁP DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH THEO YÊU CẦU (VOD) VÀ ỨNG DỤNG

CHO TRUYỀN HÌNH CÁP VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀN H: XỬ LÝ TH ÔNG TIN V À TRUYỀN

THÔNG

: NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

Hà Nội - 2009

CHUYÊN NGÀNH: XỬ LÝ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Thị Hoàng Lan

HÀ NỘI 2008

L ỜI CẢM ƠN!

Em cũng xin chân thành cảm ơn sự ủng hộ về mọi mặt của các thầy các

cô Viện Công Nghệ Thông Tin-Truyền Thông, Trường Đại học Bách Khoa

Hà Nội, đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ học tập của mình

Cuối cùng con xin chân thành cảm ơn cha mẹ, cảm ơn các bạn trong

B ẢN CAM ĐOAN

Hoàng Lan

cầu(VOD) và ứng dụng cho Truyền hình cáp Việt Nam c”, ác kết quả và dữ

HỌC VIÊN

Lê Trung Tấn

MỤC LỤC

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC HÌNH VẼ 7

DANH MỤC BẢNG 10

DANH MỤC BẢNG 10

LỜI GIỚI THIỆ 11U CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRUY N HÌNH TRẢỀ TI N 13Ề 1.1 T ng quan vổ ề ị d ch vụ truyền hình trả tiền 13

1.1.1 Khái niệm về truyền hình và dịch vụ truyền hình trả tiề 13 n 1.1.2 Các nhân tố ả nh hư ng đở ến phát triển dịch v truyền hình trả tiền ụ tại Việt Nam 14

1.2 Phân loại các d ch vị ụ truyền hình trả tiền 16

1.2.1 Các dịch vụ truyền hình cơ bản của Việt Nam 16

1.2.2 Khảo sát các dịch vụ truy n hình thế ệ ớề h m i 21

1.2.2.1 Dịch vụ truyền hình theo yêu cầu (VOD/ Near VOD) 21

1.2.2.3 Dịch vụ truyền hình số độ phân giải cao (High definition) 25

1.2.2.4 Truy n hình IP (IPTV)ề 26

1.2.2.5 Truyền hình internet 29

1.2.3 D ch vị ụ giá tr gia tăng ị 31

CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN HỆ TH NG TRUY N HÌNH THEO Ố Ề YÊU CẦU (VOD) 33

2.1.Thành ph n hầ ệ thống VOD 33

2.1.1.Hệ ố th ng trung tâm VOD(Headend) 33

2.1.1.1 Giới thiệu hệ ố th ng trung tâm VOD 33

2.1.1.2 Các thành ph n hầ ệ ố th ng trung tâm VOD 35

2.1.2.Mạng truy n dề ẫn 53

2.1.2.1 Mạng ADSL 54

2.1.2.4 Mạng HFC 55

2.1.3.Thiết bị đầ u cuối settop box(STB) 58

2.1.3.2 Giới thiệu t ng quan ổ STB 58

2.1.3.2 Nguyên lí hoạ ột đ ng của STB 60

2.1.3.3.Tìm hiểu phần mềm middleware trên STB 61

2.2.Kiến trúc h th ng VOD 69ệ ố 2.2.1.Kiến trúc t p trung toàn phậ ần 70

2.2.2.Kiến trúc t p trung mậ ột phần 71

2.2.3.Kiến trúc phân tán 73

CHƯƠNG 3 : MÔ HÌNH TRUNG TÂM HỆ TH NG VOD CHO Ố TRUYỀN HÌNH CÁP VIỆT NAM 76

3.1.Yêu cầu đối với hệ thống VOD 76

3.2 Phân tích hệ thống truyền dẫn quang lai ghép đồng trục HFC của

Việt Nam tại hà nội 76

Việt Nam 88

VOD 98

NAM 102

4.1.1 Giải pháp trung tâm VOD của hãng AVIT 102

4.1.1.2 Giải pháp hệ ố th ng trung tâm VOD của hãng AVIT 102

4.1.2 Giải pháp trung tâm VOD của công ty Seachange 110

4.1.2.1 Giới thiệu công ty Seachange 110

4.1.2.2 Giải pháp trung tâm VOD-Seachange 111

4.2 Xây dựng gi i pháp công nghả ệ ệ h thống trung tâm VOD hướng ứng d ng cho Truy n hình cáp Vi t Nam 113ụ ề ệ 4.2.1 Lựa chọn giải pháp 113

4.2.1.1 So sánh gi i phápả 113

4.2.1.2 Lựa chọn giải pháp 115

4.2.2 Sơ đồ ả gi i pháp 115

4.3 Phân tích tính khả thi và phương án triển khai 119

4.3.1 Tính khả thi 119

4.3.2 Phương án triển khai 119

4.4 Nh n xétậ 120

KẾT LUẬ 121N TÀI LIỆU THAM KHẢO 122

TÓM TẮT LUẬN VĂN 124

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Video on demand TTKT TH: Trung tâm kỹ thuật truyền hình

Settop box

Hybrid fiber coax

Cable modem termination Systems

Internet Protocol Television DTH: Truyền hình vệ tinh

Direct to home HDTV: Truyền hình độ phân giải cao

Hight definition television

Asses management system MMDS: Truyền hình đa điểm

Direct to home

Condition acess system

Asymmetric Digital Subscrible line

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.4: Mô hình tổng quan VOD/ Near VOD 22

Hình 1.5:Hình minh họa sử ụ d ng dịch v ụ VOD 24

Hình 1.6:Hình minh họa lựa chọn phim theo yêu c u cầ ủa VOD 24

Hình 1.7:Hình so sánh truyền hình chuẩn HD và chuẩn khác 25

Hình 1.8: Mô hình k n trúc hiế ệ ố th ng IPTV 26

Hình 2.1:Mô hình hệ ố th ng VOD 33

Hình 2.2: Sơ đồ ấ c u trúc hệ ố th ng trung tâm 34

Hình 2.3 C u trúc ấ ổ đĩa 36

Hình 2.4 Sự ổ ợ t h p khung hình trong MPEG-4 43

Hình 2.5 C u trúc cấ ủa bộ mã hoá và gi i mã video MPEGả -4 44

Hình 2.6 Sơ đồ ấ c u trúc gi i mã video MPEG-4 44ả Hình 2 Mã hóa và t ng h p khung hình trong MPEG 47 ổ ợ 45

Hình 2 Profile và level trong MPEG8 -4 47

Hình 2.9 Các bộ phận của chuẩn MPEG-4 47

Hình 2.10 Data server 50

Hình 2.11 Cấu trúc Application server 51

Hình 2.13: Sơ đồ ổ t ng quan m ng truy n hình cáp HFC 56ạ ề

Hình 2.14 Mô hình STB 59

Hình 2.15 Sơ đồ kh i STB 59ố Hình 2.16: Nguyên lí hoạ ột đ ng STB 61

Hình 2.17: V trí Middleware trên STBị 62

Hình 2.18: V trí Back office tị ại hệ thống trung tâm VOD 63

Hình 2.19 v trí middleware trên STBị 64

Hình 2.20: Dịch vụ EPG 66

Hình 2.21: Dịch vụ ổ c ng Portal 67

Hình 2.22: Dịch vụ time shifted TV 67

Hình 2.23: Dịch vụ mua sắm, ngân hàng 68

Hình 2.24: Dịch vụ tin tức, thời tiết 68

Hình 2.25: Dịch vụ ghi chương trình vào STB NPVR 69

Hình 2.26: Kiến trúc VOD 70

Hình 2.27: Mô hình hệ thống VOD tập trung 71

Hình 2.28: Kiến trúc VOD t p trung mậ ột phần 72

Hình 2.29: Kiến trúc VOD phân tán 74

Hình 3.1 Sơ đồ ệ ố h th ng trung tâm Truy n hình cáp Việt Nam 80ề Hình 2.3 Sơ đồtruyền dữ ệ li u qua mạng cable 80

Hình 3.3.Hệ ố th ng truy n dề ữ liệu qua mạng cáp 80

Hình 3.4: Mô hình h ệ thống trung tâm VOD 89

Hình 3.5 Sơ đồchòm sao QAM 92

Hình 3.6: Sơ đồ kh i t ng quan c a hệ ốố ổ ủ th ng CAS 94

Hình 3.7 Quá trình n p dạ ữ ệ li u vào VOD server 99

Hình 3.8 Quá trinh truy n dề ữ ệ li u từ VOD server đ n client 100ế Hình 4.1: Hệ ố th ng VOD Hãng AVIT- 103

Hình 4.2: Các c u trúc server N5ấ 105

Hình 4.3: Hoạ ột đ ng của nABLE HQ 106

Hình 4.4: Các kh i chính trong hố ệ ố th ng VOD-AVIT 107

Hình 4.5: Hệ ố th ng VOD- Seachange 112

Hình 4.6: Hệ ố th ng VOD với 2500 dòng dữ ệ li u 112

Hình 4.7: Hệ ố th ng VOD với 20.000 dòng dữ ệ li u 113

Hình 4.8 Sơ đồ ệ ố h th ng s Truy n hình cáp Việt Nam 115ố ề Hình 4.9 Sơ đồ ệ thố h ng máy phát Truyền hình cáp Việt Nam 116

Hình 4.10 Sơ đồ ả gi i pháp tri n khai h thống trung tâm VOD cho Truyền ể ệ hình cáp Việt Nam 117

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.3 Các Profile và Level MPEG-2 40

S-CDMA 85

86Bảng 4.1 So sánh tính năng video server của AVIT và Seachange 115

LỜI GIỚI THIỆU

Việt Nam

trung tâm VOD tại Truyền hình cáp Việt Nam

1 Chương 1: Tổng quan về truy n hình trả ề ề ti n Chương này giới thiệu sơ

VOD

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH TRẢ TIỀN

1.1.1 Khái niệm về truyền hình và dịch vụ truyền hình trả tiền

yêu cầu) đến thuê bao truy n hình trề ả ề ti n

1.1.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến phát triển dịch vụ truyền hình trả tiền

tại Việt Nam

sống thêm phong phú, nhất là đ i với nhu cầố u của người dân ở các khu đô th ị

khác nhau, cũng như có nhiều nhu cầu hơn trong thưởng thức các chương

như cách thức thực hiện

1.2.1 Các dịch vụ truyền hình cơ bản của Việt Nam

+ Truy n hình kề ỹ thu t số ặ ấậ m t đ t

km

Hình 1.1: Sơ h đồ ệ thống truy n hình MMDF ề

tiền Phương thức truyền dẫn này được sử ụ d ng r ng rãi ộ ở nhiều nước trên thế

Ưu điểm:

thống

trung dân cư

- Khi chưa số hoá thì không thể chia được thành nhiều gói kênh chương trình

Xu thế: Truy n hình kề ỹ thu t sậ ố m t đặ ất sẽ được phát triển mạnh tại nhiều

Hình 1.4: Mô hình tổng quan VOD/ Near VOD [6]

Cấu trúc ệ thống VOD/ Near VOD h :

H ệ thống VOD là một hệ thống rất phức tạp có cơ ch hoạt động khác ế

khách hàng

tính theo giá của từng bộ phim

thuật số

thông thường Các công ty truyền hình VOD còn phải đương đầu với sự ạ c nh

1.2.2.3 Dịch vụ truyền hình số độ phân giải cao (High definition)

1.2.2.4Truyền hình IP(IPTV)

Mạng cung cấ là thành phần chính trong giải pháp IPTV bao gồm h p ệ

khối chức năng sau:

thiết bị trong gia đình, cung c p các giao diện tiấ ện lợi và thống nhất cho ngư i ờ

FTP, VTC

tầng mạng IP ẵn có và khả năng ết nối toàn cầ Người dùng còn có thể s k u

sóng của Đài

1.2.2.5 Truyền hình internet

Các mạng do nhà cung cấp dịch vụ viễn thông sở ữ h u và đi u khiển ề

d/ Cơ chế truy cập

1.2.2.6 Truyền hình di động (MobileTV)

và chi phí cao

biệt trong tầng lớp trẻ

1.2.3 Dịch vụ giá trị gia tăng

- Dịch vụ quảng cáo và hợp tác sản xuất chia sẻ doanh thu quảng cáo

hình cáp

CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH

THEO YÊU CẦU (VOD)

Subsystem

Data server Controlserver

Application server

Network subsystem

To client

Data flow Control flow

Processor Subsystem

2.1.1.2 Các thành phần hệ thống trung tâm VOD

a/ Storage subsystem :[7]

d ữ liệu trên sector trung bình là 7ms và thời gian trễ do vòng quay của ổ đĩa

trữ(GB) (Mb/s) Philips

Sony

bitstream và độ phân gi i màu) và mộả t level s xác đ nh m t s tiêu chí b t ẽ ị ộ ố ắ

4.[13]

phân gi i khác nhau, và mả ột sự ế k t hợp quan trọng nhất giữa Profile và Level

I, P, B

4:2:0 4:2:21920x1152

100 Mb/s

I, P B

High 1440

4:2:01440x1152

60 Mb/s

I, P, B

4:2:01440x1152

60 Mb/s

I, P, B

4:2:0 4:2:2 1440x1152

80 Mb/s

I, P, B

Main

4:2:0 720x576

I, P, B

4:2:0 4:2:2 720x576

20 Mb/s

I, P, B

Profile

4 Mb/s

I, P, B

4 Mb/s

I, P, B

tương đương studio theo khuyến nghị ITU-Re.601)

- Tương tác đa phương tiện (World Wide Web, phân phối và truy cập

ảnh tĩnh (Visual Texture - cấu trúc nghe nhìn) Ởđây, vi c mã hoá video đưệ ợc

dòng cơ b n ES (Elementary Stream) khác nhau Cũng nhả ờ xác đ nh, tách và ị

- B d ộ ự đoán và tổng hợp đ ng đ giảộ ể m thông tin dư th a theo thời ừ

gian

Hình 2.7 là một ví dụ ề ổng hợp khung hình video s v t ử ụ d ng trong

nào các đối tư ng xu t hi n trong khung hình, nó cũng mô t cách th c hoạt ợ ấ ệ ả ứ

của quá trình giải mã audio …)

Hình 2.8 Profile và level trong MPEG-4

Study Group phát tri n và có nhiể ều khả năng sẽ ở tr thành chuẩn mã hoá video

- Phần 13: Quản lý bản quyền nội dung IPMP (Intellectual Property Management and Protection Extentions)

- Phần 16: AFX (Animation Framwork eXtensions) và MuW (Multi-user Worlds)

- Truyền thông multimedia theo dòng (Multimedia stream), trong đó

hoạt các tuỳ chọn video và audio…)

dung (đối tư ng) mong mu n sợ ố ẽ đư c th c hiợ ự ện một cách dễ dàng và nhờ ậ v y,

b/ Processor Subsystem :[7]

manager, data exporter và file system

Data Importer

Buffer manager

Data exporter File system

File system: có chức năng l y và lưu tr d liấ ữ ữ ệu từ thiết bị lưu tr chính ữ(Storage subsystem)

thống, ví dụ như camera,

trước khi ghi ra ngoài

To client User

d

cBilling database : lưu trữ thông tin về phí dịch vụ ủa các client khi sử

Server initialization

Server optimization

Admission control

Server Shutdown Configuration

database

Control server: là server điều khi n bao gể ồm các khối sau Administration interface, server initialization, server optimization, admission control, server shutdown, configuration database

và configuration database

c/ Network subsystem :

2.1.2.Mạng truyền dẫn

2.1.2.1 Mạng ADSL

GbE/IP như switch, router và các thiết bị Edge QAM m i v i kh năng ớ ớ ả

nhiều hơn 6 dòng ASI

thuê bao

trung tâm tới các thuê bao và ngư c lại Gồm các bộ phậợ n là hub, các node

trục tới các thuê bao

trên một khu vực rất rộng

Là ứng d ng rụ ất không đ i xứng, các ứố ng dụng VOD yêu cầu một số

Hình 2.14 Mô hình STB [11]

Phần cung c p ngu n( Power supply), ph n nh n tín hi u tấ ồ ầ ậ ệ ừ mạng có

2.1.3.2 Nguyên lí hoạt động của STB

Hình 2.16: Nguyên lí h ạ ộo t đ ng STB [ ] 11

User Experience Application Layer

RTOS

khá phức tạp

Hình 2.18: Vị trí Back office t ại hệ thống trung tâm VOD

Hình 2.19 vị trí middleware trên STB

- Tin cậy và luôn có sẵn khi so sánh với các hệ điều hành và các dịch

Hình 2.20: Dịch vụ EPG

+ VOD

+ MOD

+ Thay đổi channel list

+ Xem kênh theo kiểu trailing

+ Thiết lập schedule theo tuần

• Cổng Portal

Hình 2.23: Dịch vụmua s m, ngân hàngắ

Hình 2.24: Dịch vụ tin tức, thời tiết

Hình 2.25: Dịch vụ ghi chương trình vào STB NPVR

Hình 2.26: Kiến trúc VOD[ ] 12

2.2.1.Kiến trúc tập trung toàn phần

Hình 272 : Mô hình hệ thống VOD tập trung

narrowcast để phân phối cho các khách hàng

thiết bị đã đư c sợ ử ụ d ng một cách rộng rãi, vì v y sậ ẽ tăng t i đa tính mềm dẻo ố

buộc

Ưu điểm:

dụng băng thông cao

1) Mềm dẻo, linh hoạt

2) Tối thiểu chi phí cho mỗi dòng Stream

4) S dử ụng được lợi ích định tuyến dòng stream của thiết bị edge-QAM

2.2.3.Kiến trúc phân tán

thuê bao

khắt khe về băng thông Vì lý do này, các băng thông của các mạng HFC hiện

Cho đến rất g n đây, vẫầ n không có m t m ng truy n d n sốộ ạ ề ẫ nào th a ỏ

dụng cấu trúc này Tuy nhiên hiện nay đã có các giải pháp dựa trên các công nghệ như MPEG over IP, GbE và DWDM

Hình 2.29: Kiến trúc VOD phân tán

khác Tuy nhiên mong muốn chất lượng của hệ ố th ng VOD cho rằng c u trúc ấphân tán ưu việt hơn

phần khách hàng

s

CHƯƠNG 3 : MÔ HÌNH TRUNG TÂM HỆ TH NG VOD Ố

CHO TRUYỀN HÌNH CÁP VIỆT NAM

3.2 Phân tích hệ thống truyền dẫn quang lai ghép đồng trục HFC

của Trung tâm kỹ thuật truyền hình cáp Việt Nam

3.2.1 Hiện trạng hệ thống truyền hình cáp Việt Nam tại Hà Nội

3.2.1.1 Hiện trạng hệ thống mạng truyền dẫn HFC của Truyền hình cáp Việt Nam tại hà nội

nội thành Hà Nội Mạng truyền hình cáp Hà nội đang khai thác có 4 vòng

TT Node Khu vực cung cấp tín hiệu Dung lượng TK S h ố ộ

1 M ạng đài B ắc Thành Công 1500 6380

2 C ống Vị phường Cống vị 3300 3949

3 Láng Thượng phườ ng Láng Thư ng ợ 3700 5219

4 Nghĩa Tân phường Nghĩa Tân 1500 5231

5 Núi Trúc phường Kim Mã, Đội cấ n 2500 3705

7 Chùa Hà phường Nghĩa Tân+Quan hoa 1900 5231

8 Hoàng Quốc Việ t phường Nghĩa Tân 3400 5231

9 Nam Thành Công phường Láng Hạ, 1500 7108

10 Ngọc Khánh phường Ngọc Khánh 3200 4618

11 Phùng Chí Kiên phường Nghĩa Đô 4957

12 Xuân Thuỷ phường Quan Hoa 1460 3563

13 Tr ần Duy Hưng phường Trung Hoà, 3900

14 Giảng Võ phường Giảng Võ 3000 4273

2744 16750

17 Thượng Đình phườ ng Thư ng Đình ợ 2400 3852

18 Khương Thượ ng phường Khương Thượng, Ngã Tư sở, 6000

Tưởng

20 Thái Thịnh Phường Trung Liệt, Thịnh Quang 3500 10000

21 Khuất Duy Tiế n phường Thanh Xuân Bắc 2600 5749

22 Bách Khoa phườ ng Đ ng Tâm, Bách Khoa ồ 1000 6182

23 L ạc Trung phường Vĩnh Tuy, Thanh Lương 3000 6880

24 Nguyễn Công Trứ phường Phố Huế, Ngô Thì Nhậm, Lê

Đạ i Hành, Đ ng Nhân ồ

3500 8300

25 Phương Mai phường Phương Mai 3000 4769

26 Tr ầ n Hưng Đ ạ o phường Trầ n Hưng Đ o, Cửa Nam, ạ

Hàng Bài, Hàng Trống, Hàng Bông

4200 7114

27 Chợ Mơ phường Trương Định, Minh Khai 6200 6990

28 Lê Lai phường Tràng Ti n, Lý Thái T ề ổ, Phan

Chu Trinh, Chương Dương

4500 5600

29 Phan Huy Chú phường Bạ ch Đ ng, Phạ ằ m Đình H ổ 4300 5700

30 Định Công phườ ng Đ nh Công ị 2140 4500

31 Kim Giang Phường Kim Giang, Hạ Đình 2600 3400

33 Hàng Buồ m phường Hàng Buồ m, Đ ng Xuân, ồ

Hàng Đào, Hàng Mã, Hàng Bồ, Hàng Bông, Hàng Gai, Hàng Bạc

2800 13226

34 L ạc Long Quân phườ ng Bư i, Xuân La ở 3000 5600

35 Quảng An phường Quảng An, Tứ Liên, Nh t Tân ậ 4500

36 C ửa Bắ c phường Phúc Xá, Yên Phụ, Trúc Bạch,

Quán Thánh

7800

37 Hoàng Hoa Thám phường Thuỵ Khê, N ọc Hà g 1500 6500

39 Tr ị nh Hoài Đ ứ c phườ ng Văn Mi u , Cát Linh, Quốc Tử ế

Giám, Điện Biên

2500 9800

42 Vĩnh Tuy phường Vĩnh Tuy 2660 3000