GIẢI PHÁP CUNG cấp DỊCH vụ IPTV CHO MẠNG xDSL

- 1 - IPTV Internet Protocol Television VoD Video-on-Demand Broadcast Quảng bá tín hiệu PPV Pay-per-View là dịch vụ trả tiền để xem những kênh truyền hình mong muốn. STB Set-top-box là thiết bị thu tín hiệu IPTV tại các end-user EPG Giao diện lựa chọn của IPTV thể hiện trên màn hình TV Middleware Thiết bị trung gian hỗ trợ trong quá trình truyền tín hiệu IPTV DSLAM Thiết bị viễn thông quản lí đường truyền từ nhà cung cấp đến khách hàng BRAS Thiết bị viễn thông quản lí đường truyền giữa các DSLAM. DSCP (Differentiated Service Code Point) STP (Spaning Tree Protocol). DRM Thiết bị hỗ trợ giảm sự nghẽn mạng . PKI (Public Key Infrastructure) PIM-SM/SSM ( Protocol Independent Multicast – Sparse Mode/Source Specific Mode) PPPoE Giao thức kết nối Internet trên modem ADSL SHE (Super HeadEnd) VHO (Video Headend Office) VSO (Video Switching Office). - 2 - Danh mục các hình vẽ - 3 - Danh mục các bảng - 4 - MỞ ĐẦU 1. Giới thiệu Sự phát triển của mạng Internet toàn cầu nói riêng và công nghệ thông tin nói chung đã đem lại tiến bộ và phát triển vượt bậc của khoa học kĩ thuật. Internet không những đã rút ngắn khoảng cách về không gian, thời gian mà còn mạng lại cho mọi người, mọi quốc gia và cả thế giới những lợi ích to lớn. Tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin là một trong những lợi ích to lớn, có vai trò quan trọng và tầm ảnh hưởng rộng khắp. Với sự phát triển nhanh chóng của mạng Internet băng rộng còn làm thay đổi cả về nội dung và kĩ thuật truyền hình. Hiện nay truyền hình có nhiều dạng khác nhau: truyền hình số, truyền hình vệ tinh, truyền hình cáp, truyền hình Internet và IPTV. IPTV đang là cấp độ cao nhất và là công nghệ truyền hình của tương lai. Sự vượt trội trong kĩ thuật truyền hình của IPTV là tính năng tương tác giữa hệ thống với người xem, cho phép người xem chủ động về thời gian và khả năng triển khai nhiều dịch vụ giá trị gia tăng tiện ích khác trên hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu của người sử dụng. Hiện nay trên thế giới đã có một số quốc gia triển khai thành công IPTV. Theo các chuyên gia dự báo thì tốc độ phát triển thuê bao IPTV sẽ tăng theo cấp số nhân theo từng năm. Ở Việt Nam hiện nay, một số nhà cung cấp đang thử nghiệm dịch vụ IPTV trên mạng băng rộng ADSL. Năm 1994, World News Now của ABC đã có buổi trình chiếu truyền hình quảng bá qua mạng Internet đầu tiên, sử dụng phần mềm CU-SeeMe videoconferencing. Tổ chức liên quan đến IPTV đầu tiên xuất hiện là vào năm 1995, với sự thành lập Precept Software bởi Judith Estrin và Bill Carrico. Họ đã thiết kế và xây dựng một sản phầm internet video gọi là "IP/TV". IP/TV là một MBONE tương thích với các ứng dụng trên Windows và Unix, thực hiện truyền âm thanh, hình ảnh thông qua cả giao thức unicast và IP multicast RTP/RTCP. Phần mềm này được viết bởi Steve Casner, Karl Auerbach, và Cha - 5 - Chee Kuan. Hệ thống này đã được Cisco Systems mua vào năm 1998 và Cisco đã dữ lại tên "IP/TV". AudioNet bắt đầu tiến hành nghiên cứu live webcasts với WFAA-TV trong tháng năm 1998, và KCTU-LP vào mùng 10 tháng 1 năm 1998. Kingston Communications, một nhà cung cấp dịch vụ viễn thông ở UK, triển khai KIT (Kingston Interactive Television), và IPTV qua mạng băng rộng DSL vào tháng 9 năm 1999 sau khi thử nghiệm dịch vụ TV và VoD. Nhà cung cấp này đã thêm dịch vụ VoD vào hệ thống trong tháng 10 năm 2001 với hệ thống Yes TV. Kingston là một trong những công ty đầu tiên trên thế giới triển khai IPTV và IP VoD qua mạng ADSL. Hiện nay, IPTV đang phát triển mạnh tại châu Á và đang bắt đầu phát triển tại Việt Nam. 2. Mục tiêu của đề tài Mục đích chính của đề tài là giới thiệu về dịch vụ truyền hình IPTV và những công nghệ, ứng dụng được sử dụng đến trong dịch vụ này. Đề tài được chia làm 4 chương nhằm giúp người đọc dễ dàng hơn trong việc tìm hiểu về công nghệ IPTV. 3. Hướng giải quyết vấn đề Tham khảo những tài liệu, bài báo từ nhiều nguồn khác nhau, từ đó rút ra những nhận xét, đánh giá về ưu, nhược điểm của từng mô hình và đề ra giải pháp cho một mô hình cụ thể. Từ mô hình đề ra đó rút ra những kết quả và kết luận về những yêu cầu tổng thể cho một mô hình cung cấp dịch vụ IPTV. 4. Bố cục của đề tài Chương I giới thiệu về IPTV và các dịch vụ ứng dụng nhằm mục đích giới thiệu về dịch vụ IPTV là gì, những ưu điểm của nó so với truyền hình cáp hiện nay. Ngoài ra nó còn tóm tắt những loại dịch vụ IPTV sẽ cung cấp và những chức năng chính của các loại dịch vụ này. Chương II tổng quan về hệ thống truyền hình trên mạng xDSL, mục đích chính của phần này giúp người đọc hiểu rõ hơn về kiến trúc hệ thống của một dịch vụ IPTV, các thành phần chính cung cấp dịch vụ Broadcast video, các thành phần cung - 6 - cấp dịch vụ VoD (video on demand),những yêu cầu đặt ra cho dịch vụ video và mô hình tổng quát của kiến trúc mạng cung cấp dịch vụ IPTV. Chương III đề ra các giải pháp kĩ thuật công nghệ phát triển hệ thống truyền hình trên mạng xDSL. Mục đích của phần này giúp chúng ta hiểu được cách thức triển khai một hệ thống IPTV trên mạng xDSL. Phần này giải thích về các chuẩn nén hình ảnh sử dụng trong dịch vụ truyền hình và giải pháp chọn chuẩn nén hình ảnh tối ưu, một số yêu cầu về băng thông đối với chuẩn nén hình ảnh và các giao thức mạng cho dịch vụ IPTV. Chương IV đề ra giải pháp cung cấp dịch vụ IPTV cho một mô hình mạng xDSL cụ thể ở Việt Nam, phần này đề ra giải pháp cung cấp IPTV cho một mô hình mạng cụ thể. Trong đó đề xuất ra các bước nhằm giải quyết về yêu cầu đường truyền cũng như độ ổn định về băng thông cho một mô hình cung cấp dịch vụ IPTV với số lượng thuê bao ngày càng tăng. Giải quyết các yêu cầu đề ra trong quá trình cung cấp dịch vụ IPTV từ nhà cung cấp đến khách hàng nhằm đạt độ ổn định trong quá trình cung cấp dịch vụ. - 7 - Chương 1 . GIỚI THIỆU IPTV 1.1 Khái niệm IPTV (Internet Protocol Television) là dịch vụ truyền tải hình ảnh kỹ thuật số tới người sử dụng qua giao thức IP trên mạng Internet với kết nối băng thông rộng. Nó thường được cung cấp kết hợp với VoIP, video theo yêu cầu nên còn được gọi là công nghệ TriplePlay (dữ liệu, âm thanh và hình ảnh). Nhưng trong một môi trường mà thách thức nhân lên theo cấp số mũ và công nghệ phải liên tục được cập nhật, bộ ba dịch vụ nói trên đã chuyển thành bộ tứ khi có thêm xem truyền hình Internet qua điện thoại di động (MobileTV). Hình 1-1 Công nghệ của tương lai Khả năng của IPTV gần như là vô hạn và nó hứa hẹn mang đến những nội dung kỹ thuật số chất lượng cao như video theo yêu cầu (Video-on-Demand- VoD), hội thảo, truyền hình tương tác/trực tiếp, game, giáo dục từ xa, video blogging (vBlog), tin nhắn nhanh qua TV Trước đây, công nghệ này gần như không thể hoạt động được do tốc độ kết nối quay số quá chậm, nhưng trong vài năm tới, IPTV sẽ trở nên thịnh hành bởi hơn - 8 - 100 triệu hộ gia đình trên toàn thế giới đã đăng ký thuê bao băng thông rộng. Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông coi IPTV như một cơ hội để tăng doanh thu trên thị trường và là vũ khí lợi hại chống lại sự bành trướng của truyền hình cáp. 1.2 Phân loại dịch vụ IPTV Hệ thống IPTV phát triển dựa trên hệ thống mạng băng thông rộng đang triển khai có khả năng cung cấp được các dịch vụ như mô tả ở phần dưới đây. Hình 1-2 Các dịch vụ IPTV được cung cấp 1.2.1 Dịch vụ truyền hình quảng bá • Live TV Đây được hiểu là dịch vụ truyền hình số trên nền mạng IP cung cấp dạng phát (Broadcast) những chương trình truyền hình được thu lại từ hệ thống truyền hình mặt đất, truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh hoặc kênh truyền hình riêng tới khách hàng. Các kênh truyền hình được thu từ những nguồn thu khác nhau, bao gồm: - Các kênh truyền hình analog của quốc gia - Các kênh truyền hình được thu miễn phí từ vệ tinh - 9 - - Các kênh truyền hình đã mã hoá từ vệ tinh - Các kênh truyền hình riêng của nhà cung cấp TV. Với giải pháp IPTV, nhà cung cấp dịch vụ có thể đóng nhiều loại kênh truyền hình thành các gói nhằm cung cấp cho khách hàng với các gói cước linh hoạt khác nhau. Các kênh truyền hình được hỗ trợ tính năng trả tiền theo từng kênh hoặc theo từng thời điểm người xem muốn xem (Pay-per-View – PPV). Set-top-box (STB) có giao diện hướng dẫn xem chương trình và kế hoạch phát sóng chương trình TV cập nhật dễ dàng. Người xem có thể chuyển kênh thuận tiện trên STB tại đầu cuối của khách hàng. • Time-shifted TV Tạm dừng TV là tính năng giúp người xem có thể tạm dừng kênh truyền hình đang phát và có thể xem tiếp sau đó. Ví dụ người xem tạm dừng khi cần nghe điện thoại, sau khi cuộc gọi kết thúc người xem có thể xem chương trình TV tiếp tục từ thời điểm trước đó hoặc xem tiếp như bình thường. Giao diện và chức năng của dịch vụ được thể hiện rõ ràng, trực quan thông qua EPG và STB, thuận tiện cho người sử dụng. Người dùng có thể xem tiếp từ thời điểm tạm dừng và hệ thống đáp ứng kênh LiveTV như bình thường. Hình thức này có thể tính phí linh hoạt, thu cước theo gói dịch vụ hoặc theo PPV. • Virtual Channel from VoDs Chức năng này cho phép hệ thống ghép một số nội dung VoD tùy chọn thành một kênh riêng và phát trên mạng. Sau khi đã kích hoạt, kênh ảo này hoạt động và có đầy đủ các tính năng như một kênh TV bình thường. Dịch vụ cho phép biên tập các nội dung VoD cùng thể loại (âm nhạc, thời trang, thể thao, ) thành một kênh chuyên đề theo thị hiếu của khách hàng. Người quản trị có khả năng quản lý và theo dõi các kênh ảo tạo ra. • NVoD (Near Video on Demand) Chức năng này cho phép hệ thống phát một chương trình truyền hình hoặc VoD tùy chọn lặp lại nhiều lần trên các kênh multicast khác nhau. Với cùng một nội dung - 10 - [...]... Trong mạng IP, bên cạnh giải thuật nén, các yếu tố sau cũng ảnh hưởng đến khoảng thời gian giữa các khung I (đối với thiết bị đẩu cuối – STB): • Đặc điểm của STB • Trễ do giao thức multicast • Các yêu cầu về bảo mật, bản quyền - 25 - 2.3 Kiến trúc mạng cung cấp dịch vụ IPTV Hình 2-5 Kiến trúc mạng cung cấp dịch vụ IPTV Theo kiến trúc này, hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV gồm các video site và mạng truyền... 2.5 Mạng truyền dẫn IPTV là một dịch vụ trong mô hình mạng cung cấp dịch vụ triple-play Một vấn đề quan trọng đối với mạng truyền dẫn trong kiến trúc triple-play là làm thế nào một hệ thống mạng cung cấp được nhiều dịch vụ một cách tách biệt nhau Trong phần này sẽ trình bày về các vấn đề sau: • Ánh xạ dịch vụ - 27 - • Kiến trúc chất lượng dịch vụ • Kiến trúc biên lớp 3 • Kiến trúc multicast • Ánh xạ dịch. .. có khả khả năng thiết lập dịch vụ NVoD với các chương trình truyền hình hoặc VoD Hỗ trợ khả năng tính cước theo PPV hoặc theo gói dịch vụ • Mobile TV Dịch vụ này là hướng phát triển tương lai đảm bảo cung cấp kênh truyền hình, VoD và các dịch vụ của hệ thống IPTV đến các khách hàng của mạng di động Giải pháp hoàn chỉnh hệ thống IPTV có thể kết nối, triển khai để cung cấp dịch vụ Mobile-TV Việc tính cước... đình từ xa Với loại hình dịch vụ này, hệ thống IPTV có thể ứng dụng cho tập khách hàng nhóm lớn như các công ty, doanh nghiệp Hệ thống hỗ trợ giải pháp hoàn chỉnh cho phép tích hợp cung cấp dịch vụ trên hệ thống IPTV đã triển khai Cung cấp các thiết bị tích hợp đi kèm (camera, remote, ) phía khách hàng hỗ trợ cho việc monitoring • Game Online (Multiplayer game) Dịch vụ cung cấp những trò chơi quy mô... sản phẩm hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV • Middleware Middleware có vai trò gắn kết các thành phần logic với nhau để tạo thành một hệ thống phần mềm phục vụ IPTV/ video hoàn chỉnh Middleware tạo ra giao diện - 22 - người dùng cho cả dịch vụ broadcast lẫn dịch vụ theo yêu cầu Nó cũng được sử dụng để làm nhiệm vụ của một phần mềm gắn kết tích hợp các sản phẩm của các nhà cung cấp giải pháp ứng dụng khác... một giải pháp khai thác Middleware cung cấp chức năng client và server cho cả dịch vụ broadcast lẫn dịch vụ theo yêu cầu Các thành phần cung cấp chức năng client là các ứng dụng client chạy trên STB, trong khi các thành phần cung cấp chức năng server là EPG và navigation server • VoD server VoD server có chức năng lưu trữ và đẩy các luồng nội dung (dưới dạng thời gian thực) vào mạng cho các dịch vụ. .. thêm các dịch vụ learning mới vào hệ thống IPTV hiện tại theo yêu cầu Có giải pháp hoàn chỉnh cho các nhà cung cấp third-party tích hợp vào hệ thống để cung cấp dịch vụ • TV –Commerce Thương mại qua TV là các dịch vụ tương tác cho phép khách hàng trao đổi, mua bán và đấu giá những sản phẩm được giới thiệu trên TV hoặc những chương trình quảng cáo Để thuê bao có thể đăng kí, thực hiện các dịch vụ này... tham gia đồng thời Hệ thống có giải pháp hoàn chỉnh cho các nhà cung cấp game third-party tích hợp vào hệ thống IPTV triển khai để cung cấp dịch vụ Hỗ trợ tính tiền một cách linh động và hiệu quả (tính tiền theo thời gian chơi game, các chế độ khuyến mại theo yêu cầu ) - 17 - Chương 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN MẠNG xDSL 2.1 Kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 2.1.1 Mô hình tổng quát... như SIP, H323 Dịch vụ cho phép 2 thuê bao có thể liên lạc bằng hình ảnh và âm thanh với nhau - 15 - dựa trên chuẩn SIP/IP Các dữ liệu âm thanh và hình ảnh sẽ được STB mã hoá và được gửi thông qua IP tới từng thuê bao riêng biệt Hệ thống cung cấp dịch vụ VoIP-Phone cho phép thuê bao IPTV có thể gọi điện cho nhau hoặc gọi ra các mạng điện thoại khác Hệ thống cung cấp giải pháp hoàn chỉnh cho việc tích... 2.1 Kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 2.1.1 Mô hình tổng quát Hình 2-3 Mô hình tổng quát hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV Dịch vụ IPTV được chia làm 02 loại chính: Dịch vụ video quảng bá (Broadcast Video) và dịch vụ video theo yêu cầu (Video on Demand – VoD) 2.1.2 Các thành phần cung cấp dịch vụ Broadcast Video • Bộ nén video thời gian thực Bộ nén video thời gian thực tiếp nhận tín hiệu audio, video . giao thức mạng cho dịch vụ IPTV. Chương IV đề ra giải pháp cung cấp dịch vụ IPTV cho một mô hình mạng xDSL cụ thể ở Việt Nam, phần này đề ra giải pháp cung cấp IPTV cho một mô hình mạng cụ thể TRÊN MẠNG xDSL 2.1 Kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 2.1.1 Mô hình tổng quát Hình 2-3 Mô hình tổng quát hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV Dịch vụ IPTV được chia làm 02 loại chính: Dịch vụ video. hệ thống của một dịch vụ IPTV, các thành phần chính cung cấp dịch vụ Broadcast video, các thành phần cung - 6 - cấp dịch vụ VoD (video on demand),những yêu cầu đặt ra cho dịch vụ video và mô hình