truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại việt nam

Truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 1 LỜI NÓI ðẦU Ngày nay truyền hình ñã trở thành món ăn tinh thần không thể thiếu ñối với mọi người và mọi nhà. Truyền hình ñã phát triển thành nghành công nghiệp truyền hình, nghành công nghiệp này ñang ngày càng phát triển mạnh mẽ. Trước ñây khi truyền hình mới ra ñời chỉ là truyền hình ñen trắng và là truyền hình tương tự, sau ñó phát triển dần lên thành truyền hình màu. Hiện nay bên cạnh truyền hình tương tự còn nhiều thể loại truyền hình khác như: truyền hình số, truyền hình vệ tinh, truyền hình cáp, truyền hình internet… Bên cạnh ñó với sự phát triển mạnh mẽ của internet băng thông rộng ñã mở ra một sự phát triển mới cho truyền hình, ñó là IPTV. IPTV thường ñược cung cấp cùng với dịch vụ Video-on-Demand (VoD) và cũng có thể cung cấp cùng với các dịch vụ Internet khác như truy cập Web và VoIP, do ñó còn ñược gọi là “Triple Play” và ñược cung cấp bởi nhà khai thác dịch vụ băng rộng sử dụng chung một hạ tầng mạng. IPTV có cơ hội rất lớn ñể phát triển nhanh chóng khi mà mạng băng rộng ñã có mặt ở khắp mọi nơi và hiện nay ñã có trên 100 triệu hộ gia ñình sử dụng dịch vụ băng rộng trên toàn cầu. Rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông lớn trên thế giới ñang triển khai thăm dò IPTV và xem như một cơ hội mới ñể phát triển và nghiên cứu. Tại thị trường cung cấp dịch vụ ở Việt Nam, dịch vụ IPTV ñã bắt ñầu ñược cung cấp với một số dịch vụ cơ bản. ðiều này xem như là cơ hội kinh doanh dịch vụ mới của các nhà cung cấp dịch vụ tại Việt Nam, khi mà cơ sở hạ tầng mạng băng rộng ñã và ñang phát triển mạnh mẽ cùng với sự ñòi hỏi nhu cầu của khách hàng ngày càng cao. Từ những vấn ñề trên cùng với sự gợi ý hướng dẫn của Tiến Sỹ Nguyễn Vĩnh An, em ñã chọn ñề tài cho luận văn tốt nghiệp của mình là “ Ttruyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam”. IPTV là một lĩnh vực khá mới mẻ và ñang ñược rất nhiều người quan tâm, tuy nhiên trong quá trình tìm tòi tài liệu và học liệu em nhận thấy rằng tài liệu và học liệu về vấn ñề này còn rất ít, nhất là các tài liệu trong nước, Truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 2 chủ yếu tài liệu ñược viết dưới dạng tiếng Anh. Nên ñề tài của em chỉ mới tập trung nghiên cứu về một số vấn ñề sau ñây: Trong chương I; Tập trung nghiên cứu một số khái niệm cơ bản về IPTV như: ñịnh nghĩa về IPTV, các ứng dụng của IPTV, một số ñặc tính của IPTV, sự khác biệt giữa truyền hình internet và truyền hình IPTV. Trong chương 2; Tập trung nghiên cứu tổng quan về hệ thống IPTV như: cấu trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV, bộ giao thức TCP/IP, Kiến trúc mạng cung cấp dịch vụ IPTV, những yêu cầu ñặt ra cho dịch vụ video. Trong chương 3; Tập trung nghiên cứu về các chuẩn nén sử dụng trong truyền hình IPTV như: chuẩn nén MPEG, MPEG-2, MPEG-4…. Trong chương 4; Tập trung nghiên cứu về khả năng triển khai và ứng dụng của IPTV tại Việt Nam cũng như những ưu ñiểm, nhược ñiểm của IPTV . Trong quá trình thực hiện ñề tài này em xin trân trọng cảm ơn Tiến sỹ Nguyễn Vĩnh An ñã không quản thời gian ñể giúp ñỡ em. Tuy nhiên do ñây là một lĩnh vực khá mới mẻ, nên ñề tài này không tránh khỏi những thiếu sót và sơ sài về nội dung. Em rất mong nhận ñược những ý kiến ñóng góp quý báu của các thầy cô và các bạn, ñể ñề tài của em ñược hoàn chỉnh hơn. Mọi ý kiến ñóng góp xin gửi về ñịa chỉ mail: hailv@pci.edu.vn , hoặc: khoa ðiện tử - Viễn thông. Trường CðCN Phúc Yên – Số 1 – Trưng Nhị - Phúc Yên – Vĩnh Phúc. Hà Nội, tháng 10 năm 2011 Học viên thực hiện Lưu Văn Hải Truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 3 MỤC LỤC LỜI NÓI ðẦU 1 DANH MỤC HÌNH VẼ 6 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 8 CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU IPTV 10 I. ðịnh nghĩa về IPTV 10 1. Lịch sử phát triển của IPTV 10 2. ðịnh nghĩa về IPTV. 11 II. Các ứng dụng của IPTV 12 1. Dịch vụ truyền hình quảng bá 14 2. Dịch vụ theo yêu cầu 16 3. Dịch vụ tương tác 17 4. Dịch vụ thông tin và truyền thông 18 5. Các dịch vụ gia tăng khác 20 III. Một số ñặc tính của IPTV 21 1. Hỗ trợ truyền hình tương tác: 21 2. Sự dịch thời gian: 22 3. Cá nhân hóa: 22 4. Yêu cầu về băng thông thấp: 22 5. Hỗ trợ nhiều loại thiết bị ñầu cuối: 22 IV. Sự khác biệt giữa IPTV và truyền hình Internet. 22 1. ðược truyền tải trên nền mạng khác nhau: 23 2. Về mặt ñịa lí 23 3. Quyền sở hữu hạ tầng mạng 23 4. Cơ chế truy cập 23 5. Giá thành 24 CHƯƠNG II. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG IPTV 24 Truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 4 I. Cấu trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 24 1. Mô hình tổng quát 25 2. Các thành phần cung cấp dịch vụ Broadcast Video. 25 3. Các thành phần cung cấp dịch vụ VoD 26 4. Các thành phần chung 28 5. Cấu trúc sản phẩm 28 II. Bộ giao thức TCP/IP 30 1. Giới thiệu về bộ giao thức TCP/IP. 30 2. Kiến trúc bộ giao thức TCP/IP. 31 3. ðịa chỉ IP 42 III. Kiến trúc mạng cung cấp dịch vụ IPTV 54 1. Video site 54 2. Mạng truyền dẫn 55 IV. Những yêu cầu ñặt ra cho dịch vụ video 59 1. Băng thông rộng 59 2. Băng thông không ñối xứng 60 3. Chất lượng dịch vụ 60 4. Sự sẵn sàng của dịch vụ 60 5. Thời gian chuyển kênh ñối với dịch vụ Broadcast 60 CHƯƠNG III. CHUẨN NÉN SỬ DỤNG TRONG IPTV 61 I. Nén MPEG 61 II. Chuẩn nén MPEG-2 62 1. Quá trình nén MPEG 62 2. Các ảnh chuẩn trong nén MPEG 63 III. Chuẩn nén MPEG-4. Công nghệ mã hóa video trong MPEG-4 65 1. Chuẩn nén MPEG-4 65 2. Công nghệ mã hóa video trong MPEG-4 66 Truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 5 IV. Tổng quan về công nghệ MPEG-4 part 10 69 1. Cấu trúc phân lớp của H.264/AVC 69 2. H.264 CODEC 71 3. Các ñặc ñiểm chính của MPEG-4 part 10 74 4. Ưu ñiểm của H.264/AVC. 82 5. Các ứng dụng của H.264/AVC 82 CHƯƠNG 4. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG IPTV TẠI VIỆT NAM 84 I. Khả năng ứng dụng của IPTV 84 1. Mô hình cấu trúc tổng quan của hệ thống IPTV 84 2. Thực trạng cơ sở hạ tầng và khả năng triển khai IPTV tại Việt Nam 88 3. Những nhược ñiểm của IPTV 89 II. Ứng dụng triển khai IPTV trên mạng internet của VNPT 89 1. Triển khai giai ñoạn 1 89 2. Triển khai giai ñoạn 2 94 KẾT LUẬN 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 Truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 6 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 IPTV - Công nghệ của tương lai 12 Hình 1.2 Các dịch vụ IPTV ñược cung cấp 13 Bảng 1.2 Khả năng ứng dụng của IPTV 14 Hình 2.1 Mô hình tổng quát hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 25 Hình 2.2 Kiến trúc sản phẩm hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 29 Hình 2.3 Mô hình OSI và TCP/IP 31 Hình 2.4 – Kiến trúc bộ giao thức TCP/IP 32 Hình 2.5 – Cấu trúc SMTP 34 Hình 2.6 – ðịnh dạng bản tin ICMP 36 Hình 2.7 – ðịnh dạng gói tin APR 38 Hình 2.8 – ðịnh dạng dữ liệu TCP 40 Hình 2.9 – ðịnh dạng dữ liệu của UDP 42 Hình 2.10 Cấp phát ñịa chỉ cho các Host trong mạng 45 Hình 2.11 – Các lớp ñịa chỉ IP. 46 Hình 2.12 - Lớp ñịa chỉ A, B và C 47 Hình 2.13 - Subnet Mask mặc ñịnh cho các Lớp Mạng 48 Hình 2.14 – Chia Subnet 50 Hình 2.15 – Mô tả Superneting 52 Hình 2.16 – ðịnh dạng CIRD 53 Hình 2.17 Kiến trúc mạng cung cấp dịch vụ IPTV 54 Hình 2.18 Kiến trúc truy nhập ña kênh ảo 56 Truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 7 Hình 2.19 Kiến trúc truy nhập ña VLAN 57 Hình 3.1 Cấu trúc dòng MPEG video 65 Hình 3.2 Tổ hợp khung hình trong MPEG-4 67 Hình 3.3 Cấu trúc bộ mã hóa và giải mã MPEG-4 67 Hình 3.4 Mã hóa và tổng hợp khung hình trong MPEG-4 68 Hình 3.5: Cấu trúc phân lớp của H.264 69 Hình 3.6: Các bán ảnh trong một khung 71 Hình 3.7: Sơ ñồ bộ mã hóa H.264 72 Hình 3.8: Bộ mã hóa 73 Hình 3.9 Bộ giải mã 74 Hình 3.10: Bù chuyển ñộng 75 Hình 3.11 Tham chiếu ña ảnh 76 Hình 3.12: Mode dự ñoán thành phần chói Y kích thước 4x4 77 Hình 3.13: Mode dự ñoán 16x16 liên ảnh 77 Hình 3.14: Dự ñoán ảnh I 78 Hình 3.15: Loại bỏ dư thừa không gian 79 Hình 3.16: Thứ tự truyền các block trong một macroblock 80 Hình 3.17: Mã hóa Entropy 81 Hình 4.1 – Mô hình cấu trúc tổng quan hệ thống IPTV 84 Hình 4.2 Mô hình ñấu nối hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 90 Hình 4.3 Mô hình S-VLAN trong mạng truy nhập giai ñoạn 1 92 Truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 8 Hình 4.4 Truy nhập ñầu cuối và ñịa chỉ IP giai ñoạn 1 93 Hình 4.5 Lưu lượng multicast giai ñoạn 1 94 Hình 4.6 Mô hình ñấu nối giai ñoạn 2 95 Hình 4.7 Lưu lượng multicast - giai ñoạn 2 97 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 9 ADS Asset Distribution System ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line ATM Asynchronous Transfer Mode BRAS Broadband Remote Access Server CAS Conditional Access System DHCP Dynamic Host Configuration Protocol DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer EPG Electronic Program Guide FTTx Fiber-To-The-x HD High Definition HTTP Hypertext Transfer Protocol IGMP Internet Group Management Protocol IP Internet Protocol IPTV Internet Protocol Television ITU-T International Telecommunication Union -Telecommunication Standardization Sector MAN Metropolitan Area Network MBONE Multicast Backbone MPEG Moving Picture Experts Group MoD Music on Demand MPLS Multiprotocol Label Switching OSPF Open Shortest Path First PE Provider Edge PIM-DM Protocol Independent Multicast - Dense Mode PIM-SM Protocol Independent Multicast - Sparse Mode PIN Personal Identification Number PPPoE Point-to-Point Protocol over Ethernet QoS Quality of Service RP Rendezvous Point Truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 10 RTSP Real Time Streaming Protocol SIP Session Initiation Protocol SD Standard Definition STB Set Top Box TCP Transmission Control Protocol TvoD TV on Demand UDP User Datagram Protocol VLAN Virtual Local Area Network VoD Video on Demand VPN Virtual Private Networks WIMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU IPTV I. ðịnh nghĩa về IPTV. 1. Lịch sử phát triển của IPTV. [...]... Giá thành các lo i d ch v IPTV cũng g n gi ng v i m c phí hàng tháng c a truy n hình truy n th ng Các nhà phân tích mong r ng truy n hình Internet và IPTV có th h p l i thành m t lo i hình d ch v gi i trí CHƯƠNG II T NG QUAN V H TH NG IPTV I C u trúc h th ng cung c p d ch v IPTV Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 24 Truy n hình IPTV và kh năng ng d ng t i Vi t Nam 1 Mô hình t ng quát Thông tin kênh... v truy n hình s trên n n m ng IP cung c p d ng phát (Broadcast) nh ng chương trình truy n hình ñư c thu l i t h th ng truy n hình m t ñ t, truy n hình cáp, truy n hình v tinh ho c kênh truy n hình riêng t i khách hàng Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 14 Truy n hình IPTV và kh năng ng d ng t i Vi t Nam Các kênh truy n hình ñư c thu t nh ng ngu n thu khác nhau, bao g m: Các kênh truy n hình analog... c p game third-party tích h p vào h th ng IPTV tri n khai ñ cung c p d ch v H tr tính ti n m t cách linh ñ ng và hi u qu (tính ti n theo th i gian chơi game, các ch ñ khuy n m i theo yêu c u ) III M t s ñ c tính c a IPTV 1 H tr truy n hình tương tác: Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 21 Truy n hình IPTV và kh năng ng d ng t i Vi t Nam Kh năng hai chi u c a h th ng IPTV cho phép nhà cung c p d ch... trong vài năm t i, IPTV s tr nên th nh hành b i hơn 100 tri u h gia ñình trên toàn th gi i ñã ñăng ký thuê bao băng thông r ng Các nhà cung c p d ch v vi n thông coi IPTV như m t cơ h i ñ tăng doanh thu trên th trư ng và là vũ khí l i h i ch ng l i s bành trư ng c a truy n hình cáp II Các ng d ng c a IPTV Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 12 Truy n hình IPTV và kh năng ng d ng t i Vi t Nam H th ng IPTV. .. n xem và xem vào th i ñi m nào, hơn th n a trong khi ñang xem khách hàng có th t m d ng và xem ti p vào nh ng lúc r nh r i Có th nói IPTV có m t s ng d ng n i tr i sau: - Cung c p các d ch v qu ng bá: Qu ng bá ti vi (Broadcast TV); Kênh âm thanh (Audio Channel); Truy n hình tr c tuy n (Live TV); VOD băng h p Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 13 Truy n hình IPTV và kh năng ng d ng t i Vi t Nam -... n, và các STB c a các nhà s n xu t khác nhau trong cùng m t Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 28 Truy n hình IPTV và kh năng ng d ng t i Vi t Nam gi i pháp khai thác Middleware cung c p ch c năng client và server cho c d ch v broadcast l n d ch v theo yêu c u Các thành ph n cung c p ch c năng client là các ng d ng client ch y trên STB, trong khi các thành ph n cung c p ch c năng server là EPG và. .. ng và giao th c TCP ñ ñ m b o vi c truy n d li u m t cách tin c y Mô hình s gi Mô hình 2 mô Hình 2.3 bên dư i cho th y TCP/IP ng và khác nhau gi a OSI hình OSI và TCP/IP T ng qu n lý ng d ng T ng ng d ng T ng trình di n T ng phiên T ng giao v n T ng giao v n L p internet T ng m ng L p giao di n m ng T ng liên k t d li u Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải T ng v t lý Page 30 Truy n hình IPTV và kh năng. ..Truy n hình IPTV và kh năng ng d ng t i Vi t Nam Năm 1994, World News Now c a ABC ñã có bu i trình chi u truy n hình qu ng bá qua m ng Internet ñ u tiên, s d ng ph n m m CU-SeeMe videoconferencing T ch c liên quan ñ n IPTV ñ u tiên xu t hi n là vào năm 1995, v i s thành l p Precept Software b i Judith Estrin và Bill Carrico H ñã thi t k và xây d ng m t s n ph m internet video... hình nh qua m ng Internet không ñ m b o ch t lư ng truy n hình như v i d ch v truy n hình m t ñ t, truy n hình cáp hay truy n hình v tinh Th c t là các n i dung video truy n qua m ng Internet khi hi n th trên màn hình TV có th b gi t và ch t lư ng hình nh th p Trong khi, IPTV ch ñư c phân ph i qua m t h t ng m ng c a nhà cung c p d ch v Do ñó ngư i v n hành m ng có th ñi u ch nh ñ có th cung c p hình. .. khai có kh năng cung c p ñư c các d ch v như mô t ph n dư i ñây Hình 1.2 Các d ch v IPTV ñư c cung c p Có th nói IPTV có r t nhi u ng d ng, chúng ta có th coi IPTV là m t công ngh truy n hình s ch t lư ng cao v i nh ng tính năng vư t tr i d a trên n n t ng h t ng c a m ng băng thông r ng B i vì IPTV ñư c phát tri n trên n n t ng IP, nên nó có kh năng truy n thông hai chi u, các nhà cung c p IPTV có th . H.264/AVC. 82 5. Các ứng dụng của H.264/AVC 82 CHƯƠNG 4. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG IPTV TẠI VIỆT NAM 84 I. Khả năng ứng dụng của IPTV 84 1. Mô hình cấu trúc tổng quan của hệ thống IPTV 84 2. Thực trạng. doanh thu trên thị trường và là vũ khí lợi hại chống lại sự bành trướng của truyền hình cáp. II. Các ứng dụng của IPTV. Truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam Học Viên thực hiện:. TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 Truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 6 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 IPTV - Công nghệ