Công nghệ IPTV trên mạng xDSL luận văn tốt nghiệp đại hoc

MỤC LỤC 2.1 Công nghệ truy nhập xDSL 26 LỜI NÓI ĐẦU Truyền hình kỹ thuật số kỹ thuật tiến quan trọng công nghệ truyền hình Truyền hình kỹ thuật số đưa cho khách hàng nhiều lựa chọn tạo nhiều tương tác Hệ thống truyền hình quảng bá tương tự sử dụng tốt 60 năm qua Trong giai đoạn đó, người xem phải trải qua chuyển tiếp từ truyền hình đen trắng sang truyền hình màu yêu cầu người xem phải mua Tivi màu kênh quảng bá phải có máy phát mới, thiết bị sản xuất chương trình Ngày với phát triển ngành công nghiệp truyền hình đưa truyền hình thông thường sang thời đại truyền hình kỹ thuật số Hầu hết hoạt động truyền hình phải nâng cấp triển khai dựa kỹ thuật số để đưa tới cho khách hàng dịch vụ kỹ thuật số tinh vi Một kỹ thuật gọi truyền hình dựa giao thức Internet IPTV miêu tả chế để truyền tải luồng nội dung truyền hình dựa tảng mạng sử dụng giao thức IP Mặt khác nhu cầu của khách hành về các dịch vụ băng rộng tăng nhanh Vấn đề khó khăn nằm mạng truy nhập không đáp ứng việc truyền tải các khối dữ liệu lớn có nội dung phong phú kèm hình ảnh sống động Để giải quyết vấn đề này người ta đưa giải pháp xDSL là sử dụng dải tần lớn phía dải tần mà dịch vụ thoại sử dụng Với hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo Th.S Lê Đình Công mong muốn tìm hiểu thêm công nghệ mới, sau thời gian tìm hiểu em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Công nghệ IPTV mạng xDSL’’ Vinh, ngày 20 tháng 12 năm 2011 Sinh viên Đặng Anh Tuấn TÓM TẮT ĐỒ ÁN Để triển khai thành công dịch vụ IPTV mạng băng rộng đóng vai trò quan trong, với mạng băng rộng đảm bảo đầy đủ băng thông theo yêu cầu cho dịch vụ IPTV Cho đến nay, thị trường băng rộng Việt Nam giai đọan phát triển bùng nổ nhu cầu nhiều tiềm Đó lí để em chọn đề tài “Công nghệ IPTV mạng xDSL’’ làm đề tài tốt nghiệp đại học Nội dung đề tài trình bày chương sau: Chương Tổng quan IPTV Chương trình bày khái niệm IPTV, cấu trúc mạng IPTV, vấn đề phân phối IPTV, công nghệ cho IPTV, cuối ứng dụng dịch vụ IPTV Chương Công nghệ IPTV mạng xDSL Chương trình bày khái niệm công nghệ truy nhập xDSL, nguyên lý phiên xDSL Qua tìm hiểu công nghệ IPTV phiên mạng xDSL Chương Các giải pháp kỹ thuật công nghệ để triển khai IPTV mạng xDSL Chương trình bày giải pháp lựa chọn nén hình ảnh, lựa chọn giao thức mạng phương thức phục vụ IPTV ABSTRACT THESIS The broadband network takes a very important role in developing IPTV service sucessfully due to it’s abilities to ensure complete bandwidth for the request of IPTV services Untill now, the broadband market in Vietnam is in a developing period and it has a lot of potential That is the reason why I choose the subject " IPTV technology on xDSL network" as a subject of my graduation The content of topic is presented in three following chapters: Chapter 1: Overview of IPTV This chapter gives the notion of IPTV, structures of IPTV network, IPTV distribution issue, IPTV technologies as well as IPTV application and service Chapter 2: IPTV technology on XDSL network This chapter presents notion of xDSL accessing technology, xDSL principles and versions which help to understand IPTV technology on xDSL network Chapter 3: Technological solutions to deploying IPTV on XDSL network This chapter illustrates ways to choose (image compression, network protocols and selection methods IPTV serve) DANH SÁCH HÌNH VẼ 2.1 Công nghệ truy nhập xDSL 26 BẢNG ĐỐI CHIẾU THUẬT NGỮ ANH-VIỆT Truyền hình qua giao thức Internet Tổ Chức Liên Hiệp Viễn Thông Quốc Tế Truyền hình hình ảnh chất lượng cao Thiết bị khách hàng IPTVCD IPTV Internet Protocol Television ITU International Telecommunication Union HDTV High Definition Television IPTVCD IPTV Customer Device EPG Electronic Program Guide DRM STB Digital Rights Management Set Top Box Quản lý quyền nội dung số RO Regional Office Electronic Program Guide OSS VoD DSL Operations Support Systems Video on Demand Digital Subscriber Line Access Network Digital Subscriber Line Access Multiplexer Central Office Backbone Frame – Relay Asynchronous Transfer Mode All the different Transceiver Units-Central All the different Transceiver Units-Remote Operations, Administration and Maintenance Symmetric ISDN Digital Subscriber Line Hệ thống hỗ trợ hoạt động Video theo yêu cầu Đường dây thuê bao số Mạng truy nhập Bộ ghép truy nhập DSL DSLAM CO ATM xTU-C xTU-R OAM IDSL Hướng dẫn chương trình điện tử Tổng đài trung tâm Đường trục Chuyển tiếp khung Phương thức truyền dẫn không đồng Tất khối máy thu phát khác nhau-phía tổng đài l Tất khối máy thu phát khác nhau-phía đầu xa Hoạt động, quản lý bảo dưỡng Đối xứng Mạng liên kết số đa dịch vụ HDSL High-Speed Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số tốc độ cao SHDSL Single-pair HDSL Công nghệ DSL một đôi dây ADSL FDM POTS VDSL MPEG I-frame F-frame B-frame MDF LAN AWG Asymmetric Digital Subscriber Line Frequency Division Multiplex Echo Cancellation Plain old Telephone Service Very high-Speed Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số không đối xứng Ghép kênh phân chia theo tần số Khử tiếng vọng Dịch vụ điện thoại truyền Đường dây thuê bao số tốc độ cao Moving Pictures Expert Group Intra-frame forward predicted frame Bi-directional predicted Main Distribution Frame Nhóm chuyên gia hình ảnh động Khung dự đoán ảnh Dự đoán hướng Giá phôi dây Local Area Network Users Video Conferencing American Wire Gause Downstream Upstream Splitter Mạng máy tính cục Người sử dụng Hội nghị đa điểm Tiêu chuẩn dây dẫn Mỹ Hướng xuống Hướng lên Splitter Chương TỔNG QUAN VỀ IPTV Công nghệ IPTV miêu tả 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 thích với mạng thuê bao tồn Trong chương trình bày khái niệm IPTV, cấu trúc mạng IPTV, vấn đề phân phối IPTV, công nghệ cho IPTV cuối ứng dụng, dịch vụ IPTV 1.1 Khái niệm IPTV IPTV (Internet Protocol Television) truyền hình qua giao thức Internet 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 (Video on Demand) cung cấp với dịch vụ Internet khác truy cập Web VoIP (Voice Over Internet Protocol), cung cấp nhà khai thác dịch vụ băng rộng sử dụng chung hạ tầng mạng [8] Hệ thống IPTV truyền tải kênh truyền hình quảng bá nội dung video, audio theo yêu cầu chất lượng cao qua mạng băng thông rộng Theo tổ chức Liên Hiệp Viễn Thông Quốc Tế ITU (International Telecommunication Union) 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 lưu trữ nội dung để xem lại sau - Tính cá nhân: hệ thống IPTV end-to-end hỗ trợ thông tin có tính hai chiều cho phép user xem chương trình theo sở thích, thói quen… - 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 đặc điểm hấp dẫn cho phép nhà khai thác mạng bảo toàn băng thông họ - Nhiều thiết bị sử dụng được: việc xem nội dung IPTV không giới hạn cho Tivi Khách hàng sử dụng PC họ thiết bị di động để truy cập dịch vụ IPTV 1.2 Cấu trúc mạng IPTV Trong phần trình bày cấu trúc mạng IPTV theo hai vấn đề Thứ sở hạ tầng mạng IPTV, đưa thành phần hệ thống IPTV end-to-end Vấn đề thứ hai cấu trúc chức cho dịch vụ IPTV Nội dung phần nói lên chức thành phần cụ thể tham giao vào công việc phân phối nội dung IPTV 1.2.1 Cơ sở hạ tầng mạng IPTV Hình 1.1 Mô hình hệ thống IPTV end-to-end - Trung tâm liệu IPTV: Trung tâm liệu IPTV (IPTV Data Center) hay Head end nơi nhận nội dung từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm video nội bộ, tập trung nội dung, nhà sản xuất nội dung kênh truyền hình vệ tinh, mặt đất, truyền hình cáp Mỗi lần nhận vậy, số thành phần phần cứng khác giải mã, server video, router IP phần cứng bảo mật chuyên dụng sử dụng để chuẩn bị nội dung phân phối mạng IP Cộng với hệ thống quản lý thuê bao IPTV thuộc tính hóa đơn toán Lưu ý vị trí vật lý trung tâm liệu IPTV xác định nhà cung cấp dịch vụ sử dụng hạ tầng mạng - Mạng phân phối băng rộng: Việc phân phối dịch vụ IPTV theo yêu cầu kết nối one-to-one, trường hợp việc triển khai IPTV diện rộng số kết nối one-to-one tăng lên Do đó, yêu cầu băng thông mạng lớn Những tiến công nghệ mạng cho phép nhà cung cấp viễn thông có số lượng lớn mạng băng rộng Riêng mạng truyền hình cáp sử dụng hỗn hợp cáp đồng trục cáp quang để đáp ứng cho việc phân phối nội dung IPTV - Thiết bị khách hàng IPTVCD: Thiết bị khách hàng IPTVCD (IPTV Consumer Device) thành phần cho phép user truy cập dịch vụ IPTV IPTVCD kết nối tới mạng băng rộng, chúng đảm nhiệm chức giải mã, xử lý luồng tín hiệu tới từ mạng IP IPTVCD hỗ trợ kỹ thuật tiên tiến để tối thiểu hóa loại trừ hoàn toàn ảnh hưởng vấn đề mạng xử lý nội dung IPTV Có nhiều dạng IPTVCD gateway cho khu dân cư, giải mã set-top box, bảng điều khiển trò chơi… - Mạng gia đình: Mạng gia đình liên kết thiết bị kỹ thuật số bên khu vực có diện tích nhỏ Nó cải thiện thông tin cho phép chia sẻ tài nguyên thành viên gia đình Mục đích mạng gia đình cung cấp quyền truy cập thông tin thiết bị kỹ thuật số xung quanh nhà thuê bao 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 [9] 1.2.2 Cấu trúc chức cho dịch vụ IPTV 10 multicast traffic nữa) Các router thường dùng IGMP để trì thông tin cho cổng router nhóm multicast router cần phải chuyển host muốn nhận Trước host nhận multicast traffic nào, ứng dụng multicast phải cài đặt chạy host Sau host tham gia vào nhóm, phần mềm tính toán địa multicast sau card mạng bắt đầu lắng nghe địa multicast MAC Trước host người dùng muốn tham gia vào nhóm, người dùng cần phải biết nhóm tồn làm để tham gia vào nhóm Đối với ứng dụng mức doanh nghiệp, người dùng cần đơn giản nhấp vào link trang web địa multicast cấu hình trước client Ví dụ, người dùng yêu cầu để log vào máy chủ xác thực tên người dùng Nếu tên người dùng xác thực, ứng dụng multicast tự động cài PC người dùng, nghĩa người dùng tham gia vào nhóm multicast Khi người dùng không muốn dùng ứng dụng multicast nữa, người dùng phải rời khỏi nhóm Ví dụ, người dùng đơn giản cần đóng ứng dụng multicast để rời khỏi nhóm Đối với chế multicast, người dùng cần phải tìm ứng dụng họ muốn chạy, địa multicast dùng ứng dụng Làm router biết máy cần nghe multicast traffic? Để nhận multicast traffic từ nguồn, nguồn máy nhận phải gia nhập (join) vào nhóm multicast Nhóm xác định thông qua địa multicast Một host tham gia vào nhóm multicast cách gửi yêu cầu đến router gần Tác vụ thực thông qua giao thức IGMP IGMPv1 định nghĩa RFC1112 cải tiến nó, IGMPv2 định nghĩa RFC2236 Khi có vài host muốn tham gia vào nhóm, giao thức PIM thông báo cho router hình thành nên multicast routers IGMP ICMP có nhiều điểm tương đồng, chia 70 vài chức tương tự IGMP đóng gói gói tin IP (protocol number 2), IGMP giới hạn kết nối lớp Để đảm bảo router không tiếp tục chuyển gói tin đi, trường TTL IGMP có giá trị 3.2.1.2 Giao thức PIM Giao thức PIM giao thức xử lý gói tin multicast độc lập Hiện có ba loại PIM sử dụng là: PIM-SM, PIM-DM, PIM-SSM 3.2.1.2.1 Giao thức PIM-SM Giao thức định tuyến chế độ sparse sử dụng có số lượng ứng dụng multicast Các giao thức PIM chế độ sparse không truyền lưu lượngcủa nhóm tới router nhận thông điệp yêu cầu gói tin gửi tới nhóm multicast đặc biệt Một router láng giềng yêu cầu gói nhằm hai mục đích: - Router nhận yêu cầu nhận gói tin từ vài router láng giềng - Một host phân đoạn mạng gửi thông điệp IGMP join cho nhóm PIM-SM hoạt động với chiến lược khác hẳn với PIM-DM chế giao thức không hoàn toàn đối lập PIM-SM (Protocol Independent Multicast-Sparse Mode)giả sử máy muốn nhận lưu lượng multicast máy chủ động hỏi Kết là, subnet có máy yêu cầu nhận multicast multicast phân phối vào subnet Với PIM-SM, router downstream phải yêu cầu nhận multicast dùng thông điệp PIM Join Khi router nhận thông điệp này, router bên phải định kỳ gửi thông điệp Join lên router upstream Nếu khác đi, router upstream không đưa lưu lượng xuống, đặt kết nối vào trạng thái prune Tiến trình ngược lại với tiến trình dùng PIM-DM, mặc định phát tán lưu lượng multicast với router downstream cần phải liên tục gửi thông điệp Prune hay thông điệp làm trạng thái State refresh để giữ cho kết nối trạng thái prune 71 PIM-SM phù hợp có tỉ lệ nhỏ phân đoạn mạng nhận lưu lượng multicast 72 3.2.1.2.2 Giao thức PIM-DM (Dense Mode) Giao thức PIM-DM thường sử dụng mà lưu lượng luồng multicast lớn PIM-DM có cổng trạng thái prune khoảng ba phút Các thông điệp prune liệt kê nguồn nhóm Đối với giao thức PIM-DM router nhận thông điệp prune tìm hang (S, G) SPT bảng định tuyến multicast đánh dấu cổng thông điệp prune nhận Tuy nhiên, router thiết lập giá trị prune timer, thường mặc định khoảng phút, để cho khoảng phút cổng đặt trạng thái forwarding Để khắc phục tình trạng kết nối bị loại bỏ, liên kết bị loại bỏ sau phút link tiếp tục hoạt động PIM-DM có chế làm trạng thái stase refresh Các thông điệp làm trạng thái khắc phục yếu PIM-DM tiến trình pruning Trong giao thức PIM-DM router gửi thông điệp Graft để router nhận đưa cổng vào trạng thái forwarding cho nhóm multicast Giao thức PIM-DM nhận biết thiết bị láng giềng cách trao đổi gói “hello” Thông tin láng giềng dùng trước để xây dựng đến tất láng giềng Sau đó, nhánh loại bỏ Nếu dòng multicast bắt đầu, xây dựng, tồn thành viên tích cực tồn Nếu host đăng ký tham gia nhóm, nhánh phân đoạn mạng đính thêm vào 3.2.1.2.3 Giao thức PIM-SSM Giao thức PIM-SSM giao thức mở rộng PIM Khi sử dụng SSM client nhận luồng multicast trực tiếp từ địa nguồn PIMSSM sử dụng chức PIM-SM để tạo SPT nguồn đích nhận, nhiên xây dựng SPT mà không cần giúp đỡ router RP Mặc định nhóm địa multicast giới hạn dải địa 232.0.0.0 tới 232.255.255.255 Tuy nhiên, mở rộng tầm hoạt động SSM sang lớp dải lớp D bao gồm địa mức cao 73 Việc cấu hình PIM-SSM có khác biệt so với cấu hình PIM-SM truyền thống Ở ta không cần phải chia sẻ RP mapping, RP -to -RP nguồn lấy lại thông qua Multicast source discovery Protocol (MSDP) Triển khai SSM dễ dàng Chúng ta cần cấu hình PIM-SM tất interface router định cần SSM, bao gồm cách rõ ràng IGMPv3 Lan Nếu PIM-SM không cấu hình rõ ràng nguồn nhóm thành viên interface gói tin multicast không forwarded Trên danh sách hỗ trợ IGMPv3 có sử dụng PIM-SSM Như nguồn, trước active bắt đầu gửi gói tin multicast quan tâm đến nơi nhân gói tin multicast SSM Trong việc cấu hình mạng theo PIMSSM, thuê bao tới kênh SSM (sử dụng IGMPv3) thông báo với thuê bao để join vào nhóm G nguồn S Kết nối trực tiếp với router PIM-SM, router phân công nhận làm DR, nhận tin từ RPF láng giềng Hình 3.15 Quá trình nhận thông báo tới thuê bao để vào group G sourse S Giao thức PIM giải pháp hỗ trợ truyền tín hiệu multicast Khi mà số lượng nhóm multicast cần phải truyền tăng lên PIM giải pháp quan trọng để quản lý giám sát lưu lượng multicast 3.2.2 Giao thức cho dịch vụ unicast 3.2.2.1 Giao thức RTSP Giao thức RTSP phát triển IETF thành lập vào năm 1998 với chuẩn RFC 2326 Đây giao thức ứng dụng để điều khiển liệu với thời gian thực RTSP cung cấp khung làm việc cho phép điều 74 khiển theo yêu cầu thời gian thực, giống audio video Nguồn liệu bao gồm liệu sống clip lưu trữ Đây giao thức dành cho phát triển liệu đa phương tiện, cung cấp cách phân phát kênh UDP, TCP việc đảm bảo theo thời gian thực Điều khiển luồng RTSP sử dụng RTP, hoạt động RTSP không phụ thuộc vào kỹ thuật vận chuyển để truyền data Giao thức cố tình giả lập cú pháp hoạt động tới HTTP/1.1, mở rộng kỹ thuật tới HTTP hầu hết trường hợp địa tới RTSP Tuy nhiên RTSP có khác biệt quan trọng lý thuyết so với HTTP: - RTSP giới thiệu số phương pháp có khác giao thức xác nhận - Một RTSP server cần xác định trạng thái cách mặc định hầu hết tất trường hợp, tương phản với trạng thái tự nhiên HTTP - Cả RSTP server client đưa yêu cầu - Dữ liệu mang out-of-band giao thức khác Giao thức RTSP có số đặc điểm sau đây: - Khả mở rộng Phương pháp thông số dễ dàng thêm vào RTSP - Dễ dàng phân tích Giao thức RTSP dễ dàng phần tích tiêu chuẩn HTTP MIME - RTSP sử dụng kỹ thuật bảo mật web Tất kỹ thuật nhận thực chứng thực trực tiếp áp dụng Một số dừng lại bảo mật lớp mạng - Vận chuyển độc lập RTSP sử dụng hai phương pháp truyền gói tin không tin cậy UDP đáng tin cậy RDP, giao thức luồng tin cậy TCP thực lớp ứng dụng đáng tin cậy - Khả chạy nhiều server Mỗi luồng media phần trình diễn đặt server khác Các client tự động thiết lập vài phiên điều khiển với server media khác Giữa chúng đồng với lớp giao vận 75 - Điều khiển thiết bị ghi Giao thức điều khiển trình ghi chạy lại thiết bị, nằm xen kẽ hai mode - Điều khiển luồng hội nghị ban đầu Điều khiển luồng đưa từ lời mời server tới hội nghị Chỉ có yêu cầu hội nghị hai cung cấp sử dụng tạo hội nghị riêng Trong thực tế SIP h323 sử dụng mời server tới hội nghị - Phù hợp với ứng dụng cá nhân RTSP hỗ trợ frame level thông qua SMPTE cho phép chỉnh sửa từ xa - Proxy firewall tiện lợi Giao thức nên sắn sang sử lý hai ứng dụng lớp giao vận Một firewall không hiểu cách setup mở tiện ích cho UDP media 3.2.3 Giao thức cho dịch vụ VOIP 3.2.3.1 SIP Giao thức khởi tạo phiên (SIP) giao thức báo hiệu xuất thực điều khiển phiên cho kết nối đa dịch vụ Về bản, hoạt động điều khiển bao gồm khởi tạo, thay đổi kết thúc phiên có liên quan đến phần tử đa phương tiện video, thoại, tin nhắn, game trực tuyến, SIP đem lại ba lực cho mạng viễn thông Thứ nhất, kích thích phát triển mô hình ứng dụng dịch vụ dựa web Đây điều thuật lợi cho nhà cung cấp dịch vụ sử dụng nguồn tài nguyên dồi công cụ sẵn có, đồng thời thuận lợi người sử dụng người sử dụng quen thuộc với kỹ thuật web triển khai phần lớn thiết bị thông minh ngày Điều tăng cường khả cung cấp dịch vụ cách nhanh chóng Năng lực thứ hai khả mở rộng, SIP giao thức báo hiệu đồng cấp có tính phân bố cao Khác với giao thức báo hiệu truyền thống thường có tính xử lý tập trung cao, điển hình SS7, hoạt động tập trung số điểm báo hiệu cấu trúc mạng báo hiệu phức tạp; phần tử SIP phân tán đến tận biên mạng 76 nhúng tới tận điểm đầu cuối Cuối khả phổ cập SIP Được phát triển IETF, SIP kế thừa đặc điểm hai giao thức Internet phát triển phổ biến: Hyper Text Transport Protocol (HTTP) sử dụng cho Web Simple Mail Transport Protocol (SMTP) sử dụng cho e-mail Dựa vào nguyên tắc có từ môi trường IP, SIP thiết kế giao thức độc lập với ứng dụng, mềm dẻo có khả áp dụng nhiều môi trường khác cung cấp dịch vụ đa dạng Tóm lại, đặc điểm SIP đơn giản, mở, dễ dàng triển khai, tương thích với giao thức IP có 3.3 Phương thức phục vụ IPTV Khi có nguồn điện, STB nhận địa IP private cách nhận thực thông qua máy chủ DHCP (điều chủ yếu triển khai giai đoạn tương lai triển khai nhiều máy chủ DHCP thấy cần thiết), sau gửi yêu cầu trang chủ cổng thông tin tới phần mềm Middleware Có thể sử dụng lựa chọn DHCP, chẳng hạn 82 hay 60 Bộ liệu STB tự động đăng ký hệ thống quản lý Middleware có khách hàng STB kết nối thành công với Middleware Các địa IP phân bổ tức thời thông qua DHCP cho phù hợp với địa MAC STB Vấn đề cần thiết người sử dụng cần nhập mã số PIN để xác định xác tên STB Tính định cấu hình tự động cài sẵn nhằm loại bỏ việc cấu hình thủ công cho Set-top box Chỉ tài khoản nhận dạng xác hệ thống Middleware thuê bao nhận dịch vụ set-top box Hệ thống Middleware kiểm tra tính hợp pháp thuê bao (tình trạng cước quyền khai thác nội dung) dựa danh sách thuê bao máy chủ/cơ sở liệu có chứa ID địa MAC thuê bao Thông tin 77 nhập liệu vào hệ thống thời gian cung cấp nội dung chương trình cho STB Nếu xác định quyền cấp phép xem nội dung thuê bao số PIN đúng, hệ thống Middleware cung cấp trang chủ cổng thông tin cho STB (thông tin EPG dành cho kênh quảng bá danh sách nội dung cho yêu cầu) Chẳng hạn trang chủ cổng thông tin cho biết thuê bao xem nội dung chương trình dành cho bố mẹ, chương trình phải trả phí hay tất chương trình Còn không quyền cấp phép số PIN thuê bao không thông báo lỗi Ngoài Middleware phải cung cấp EPG/danh mục nội dung multicast Khi người dùng chọn kênh truyền phát từ EPG, địa multicast router/ DSLAM/ BRAS gần phần mềm Middleware gửi lại địa multicast kênh truyền phát STB người dùng thực giao thức quản lý nhóm Internet v2 (IGMP v2) để gửi yêu cầu tới multicast router/ DSLAM/ BRAS gần nhằm thu kênh truyền phát Và đó, người dùng gia nhập vào dòng chương trình multicast Hệ thống Middleware lưu giữ dãy địa IP kể địa IP STB, máy chủ VoD, máy chủ DRM… Trường hợp người dùng chọn xem nội dung có thu phí, hệ thống Middleware xác thực người dùng liên kết với máy chủ DRM để gửi khoá giải mã xác tới STB người Hệ thống Middleware có khả xác nhận nội dung xem trước máy chủ VoD bắt đầu phân phối dòng RTSP tới STB Cũng thế, MW máy chủ nội dung cung cấp số phương thức mô tả tài liệu Thêm nữa, Middleware bắt đầu truyền phát nội dung từ phần cuối chương trình quay ngược trở lại trường hợp tạm ngừng tải chương trình chừng lý Hệ thống DRM chứa khoá cho phần nội dung sở liệu khoá đồng thời bí mật phân phối sở liệu tới STB Hệ thống DRM 78 hỗ trợ thêm vào phần nội dung chức thủ thuật xem (tua nhanh, tua lại, ) Mô hình thu phí dịch vụ linh hoạt hoạt động sở trả phí cho chương trình xem, thuê bao trọn gói xem phim chẳng hạn cho phim, việc tính tiền dựa vào chương trình xem Hệ thống DRM dựa khái niệm hệ thống PKI (Public Key Infrastructure - Cơ sở hạ tầng khoá công cộng) PKI dùng thẻ kỹ thuật số X.509 để xác nhận thành tố hệ thống DRM đồng thời để mã hoá an toàn liệu có dùng khoá chung/riêng Để cung cấp dịch vụ liên tục bao gồm hệ thống kế thừa nhà cung cấp, Middleware đưa giao diện API, giao diện mở rộng khả thực chức giúp chuyển giao liệu hệ thống Từ việc thiết lập thuê bao hệ thống quản lý thuê bao nhà cung cấp đến việc trình bày mẫu hoá đơn thống hệ thống toán nhà cung cấp, tất Middleware thực trôi chảy từ đầu đến cuối" Người dùng biết việc sử dụng thời hoá đơn toán họ Middleware gắn kèm với nội dung chương trình phục vụ Qua đó, họ nắm thời điểm ngày tháng bắt đầu hay ngừng sử dụng dịch vụ, số lượng phát sinh, âm lượng/thời gian (dành cho nội dung có thu phí) Hệ thống Middleware đề nghị tích hợp với hệ thống tính cước hoạt động Người xem chọn kênh phát sóng miễn phí nội dung khác từ STB-Remote cách nhấn số kênh thao tác cuộn (chẳng hạn qua phím số điều khiển từ xa qua lựa chọn EPG giao diện người dùng TV) 79 3.4 Kết luận chương Các giải pháp kỹ thuật công nghệ để triển khai IPTV mạng xDSL bao gồm giải pháp lựa chọn chuẩn nén hình ảnh, lựa chọn giao thức mạng phương thức phục vụ IPTV Trong giải pháp lựa chọn nén hình ảnh nén cho phép nhà cung cấp dịch vụ truyền kênh hình tiếng với chất lượng cao qua mạng IP băng rộng Do mắt người phân biệt toàn phần hình ảnh Do việc nén làm giảm độ lớn tín hiệu ban đầu cách bỏ bớt phần hình ảnh MPEG chuẩn nén sử dụng rộng rãi thông tin vệ tinh, truyền hình cáp hệ thống truyền hình mặt đất Trong MPEG MPEG-2 MPEG-4 Part 10 sử dụng rộng rãi IPTV ưu điểm so với chuẩn nén khác MPEG công nghệ đạt thành công lớn chuẩn nén có ưu vượt trội dành cho truyền hình số truyền qua nhiều mạng truyền thông băng rộng Mặc dù MPEG-2 sử dụng truyền hình cáp vệ tinh, MPEG-2 có hạn chế mạng có băng thông giới hạn Do công nghệ nén với nhiều tính phát triển năm gần vơi mục đích truyền video qua mạng băng thông giới hạn MPEG-4 part 10 sử dụng hạ tầng mạng IPTV Chuẩn MPEG-4 thành công so với chuẩn MPEG-2 Thêm vào đó, MPEG-4 đưa hệ thống hoàn chỉnh với đặc điểm hỗ trợ định dạng liệu MPEG-4 bao gồm nhiều phần thực riêng biệt Tiếp bước thành công chuẩn MPEG-4 chuẩn MPEG-4 Part 10 với đặc điểm hòan thiện hơn: - Kích thước block ảnh thay đổi - Độ xác vector bù chuyển động cao - Tham chiếu nhiều ảnh bù chuyển động - Dự đoán ảnh 80 - Mode dự đoán thành phần chói Y 4*4 - Mode dự đoán thành phần chói Y 16*16 - Các mode dự đoán thành phần màu Cr Cb - Loại bỏ dư thừa không gian - Mã hóa Entropy - Bộ lọc deblocking - Thứ tự macroblock mềm dẻo Ưu điểm H.264/AVC - Chất lượng hình ảnh tốt - Yêu cầu băng thông thấp - Có khả kết hợp với thiết bị xử lí video có sẵn MPEG-2 hạ tầng mạng dựa IP có sẵn - Hỗ trợ truyên hình độ phân giải cao - Hỗ trợ nhiều ứng dụng - Có thể truyền độc lập - Dễ dàng thích nghi với mạng chất lượng nhờ chế sửa lỗi Về phần lựa chọn giao thức mạng bao gồm giao thức cho dịch vụ multicast, giao thức cho dịch vụ unicast cho dịch vụ VoIP Trong giao thức cho dịch vụ multicast bao gồm giao thức IGMP Hai mục đích quan trọng IGMP là: - Thông báo cho router multicast có máy muốn nhận multicast traffic nhóm cụ thể - Thông báo cho router có máy muốn rời nhóm multicast (nói cách khác, có máy không quan tâm đến việc nhận multicast traffic nữa) Các router thường dùng IGMP để trì thông tin cho cổng router nhóm multicast router cần phải chuyển host muốn nhận Ngoài có giao thức PIM giao thức xử lý gói tin multicast độc 81 lập Hiện có ba loại PIM sử dụng là: PIM-SM, PIM-DM, PIM-SSM Trong giao thức cho dịch vụ unicast bao gồm giao thức RTSP Đây giao thức ứng dụng để điều khiển liệu với thời gian thực RTSP cung cấp khung làm việc cho phép điều khiển theo yêu cầu thời gian thực, giống audio video Trong giao thức cho dịch vụ VoIP bao gồm giao thức SIP giao thức báo hiệu xuất thực điều khiển phiên cho kết nối đa dịch vụ Về bản, hoạt động điều khiển bao gồm khởi tạo, thay đổi kết thúc phiên có liên quan đến phần tử đa phương tiện video, thoại, tin nhắn, game trực tuyến, Giải pháp kỹ thuật công nghệ để triển khai IPTV mạng xDSL lại phương thức phục vụ IPTV cho khách hàng 82 KẾT LUẬN Dịch vụ IPTV với ưu điểm trội so với chuẩn truyền hình truyền thống phát triển mạnh mẽ giới Việt Nam Đi kèm với IPTV nhiều dịch vụ giá trị gia tăng khác Băng thông vấn đề quan trọng việc phân phối dịch vụ IPTV hệ Một số mạng băng rộng dựa DSL có kế thừa từ chuẩn DSL, không đơn giản có khả hỗ trợ dịch vụ video tốc độ cao Hầu hết mạng bị hạn chế việc phân phối luồng liệu IP tới hộ gia đình Trong số trường hợp gửi tín hiểu truyền hình chất lượng chuẩn mạng truy cập DSL Việc tăng trình thực thi yêu cầu cho IPTV đạt cách triển khai công nghệ DSL ADSL, ADSL2+ VDSL Qua đồ án em tìm hiểu cấu trúc mạng, công nghệ giải pháp kĩ thuật để triển khai IPTV Các dịch vụ chia sẻ liệu cho người dùng truyền hình quảng bá Video theo yêu cầu IPTV dịch vụ có thị trường lớn toàn cầu, châu Á dẫn đầu việc thu hút khách hàng IPTV hứa hẹn thị trường động với nhiều hội cho nhà cung cấp dịch vụ truyền hình có mô hình kinh doanh, hình thức cung cấp dịch vụ công nghệ hợp lý Do thời gian trình độ hạn chế nên chắn trình bày em đồ án chưa hoàn chỉnh, đầy đủ Vì em mong nhận đóng góp ý kiến Thầy, Cô giáo người quan tâm Cuối em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Th.S Lê Đình Công nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đố Hoàng Tiến –Dương Thanh Phương, (2004), Truyền hình kĩ thuật số, NXB Khoa học Kĩ thuật [2] Ngô Thái Trị, (2004), Truyền hình số, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [3].Nguyễn Thúc Hải, (2003), Mạng máy tính hệ thống mở [4] Iain E G Richardsob, (2003), H.264 and MPEG-4 Video Compression, NXB Wiley [5] Gerard O’ Driscoll, (2008), Next Generation IPTV Services and Technologies, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey [6] Thomas Wiegand, Gary J Sullivan, Gisle Bjontegaard, and Ajay Luthra, (2003), Overview of the H.264/ AVC Video Coding Standard, IEEE transactions on curcuit and system for video technology [7] VASC, Kết nghiên cứu nhu cầu thị trường dịch vụ IPTV [8] www.iptv-forum.com, IPTV world forum [9] www.iptv-news.com, IPTVnews [ 10] www.iptv-asia.net , IPTV Asia: managing rapid growth 84 [...]... giải pháp của xDSL là sử dụng dải tần lớn hơn phía trên dải tần mà dịch vụ thoại sử dụng vì vậy băng thông truyền dẫn cao hơn đáp ứng được nhu cầu của khách hàng Trong chương 2 này sẽ trình bày về công nghệ truy nhập xDSL, nguyên lý và các phiên bản của xDSL Qua đó tìm hiểu công nghệ IPTV trên các phiên bản của mạng xDSL 2.1 Công nghệ truy nhập xDSL 2.1.1 Lịch sử của xDSL Định nghĩa... loại dịch vụ và ứng dụng mang lại lợi nhuận chính đó là truyền hình kỹ thuật số, VoD và quảng cáo có địa chỉ Đó cũng là những tiêu đề cơ bản cho việc tìm hiểu về công nghệ IPTV trên mạng xDSL ở chương 2 25 Chương 2 CÔNG NGHỆ IPTV TRÊN MẠNG xDSL Ngày nay, nhu cầu của khách hành về các dịch vụ băng rộng đang tăng nhanh Khách hàng là các doanh nghiệp thường yêu cầu các dịch vụ băng... lượng tiêu thụ băng thông tương đối thấp và giảm gánh nặng xử lý trên server 1.4 Các công nghệ cho IPTV Có nhiều công nghệ khác nhau được yêu cầu để thực thi đầy đủ hệ thống IPTV trong thực tế, một số công nghệ chung đã được diễn giải trong các tài liệu khác Trong phần này chỉ đề cập tới một số công nghệ cơ bản được sử dụng cho các ứng dụng IPTV 1.4.1 Vấn đề xử lý nội dung Các hệ thống xử lý nội dung tiếp... dụng Internet, đại diện cho mạng công cộng dựa trên IP, hay có thể sử dụng mạng riêng dựa trên IP Hạ tầng mạng IPTV end-to-end có thể bao gồm tất cả hoặc một số thành phần sau: - Trung tâm dữ liệu IPTV là nơi chịu trách nhiệm xử lý và điều chế nội dung để phân phối trên một mạng băng rộng - Mạng phân phối IPTV bao gồm nhiều kỹ thuật để truyền tải nội dung IPTV từ trung tâm dữ liệu tới người sử dụng -... mà DSL chính là mạng truy nhập (Access Network) Trong DSL thường được viết xDSL là một họ hay một nhóm công nghệ 26 và tiêu chuẩn DSL dùng để truyền dữ liệu tốc độ cao trên đôi cáp xoắn “x” có thể là viết tắt của: H, SH, I, V, A hay RA tuỳ thuộc vào loại dịch vụ sử dụng DSL Công nghệ xDSL ngày xưa chỉ là hệ thống số dùng để thay thế công nghệ truyền số ISDN đã có Ngày nay hệ thống xDSL cho phép truyền... qua mạng IP tốc độ cao Nguyên tắc thực thi của unicast trên mạng IP là dựa trên việc phân phối một luồng nội dung được định hướng tới mỗi user đầu cuối Từ góc độ của kỹ thuật này, thì việc cấu hình thực thi khá dễ dàng, tuy nhiên nó không có hiệu quả về băng thông mạng Hình 1.4 trình bày việc thiết lập các kết nối khi có 5 thuê bao IPTV truy cập một kênh broadcast trên mạng tốc độ cao hai chiều Như trên. .. ban đầu của xDSL xuất hiện từ năm 1989, từ J.W Lechleider và các kỹ sư thuộc hãng Ballcore Sự phát triển xDSL bắt đầu ở Đại học Standford và phòng thí nghiệm AT&T Bell Lab năm 1990 DSL (Digital Subscriber Line) là công nghệ chuyển tải thông tin băng thông rộng đến nhà khách hàng hay đến doanh nghiệp nhỏ thông qua đường dây cáp đồng có sẵn của mạng điện thoại nội hạt Vì vậy DSL không phải là mạng chuyển... 1.6 Kết luận chương 1 Như vậy IPTV đóng vai trò phân phối các dữ liệu, kể cả hình ảnh, âm thanh, văn bản qua mạng sử dụng giao thức Internet Điều này nhấn mạnh vào việc Internet không đóng vai trò chính trong việc truyền tải thông tin truyền hình hay bất kì loại nội dung truyền hình nào khác Thay vào đó, IPTV sử dụng IP là cơ chế phân phối mà theo đó có thể sử dụng Internet, đại diện cho mạng công cộng... nghị truyền hình - Game trực tuyến Ngoài ra cuộc cách mạng của công nghệ DSL giải quyết được bài toán khó trong vấn đề truy nhập ngày nay: - Tốc độ thấp do thiếu băng thông truyền hẹp - Chiếm đường điện thoại khi truy nhập dữ liệu - Nghẽn mạng chuyển mạch - Giảm giá thành đầu tư mạng cáp 2.2 Nguyên lý xDSL 2.2.1 Cấu trúc của xDSL Hình 2.1 Cấu trúc của xDSL - DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer):... IP video tốt cho các ứng dụng theo yêu cầu như VoD, ở đó mỗi thuê bao nhận 1 luồng duy nhất 14 Hình 1.4 Các kết nối IP unicast cho nhiều user IPTV 1.3.2 Broadcast Broadcast (ứng dụng quảng bá) dùng để gửi một gói thông tin đến tất các nút mạng trong mạng Các mạng IP cũng hỗ trợ chức năng truyền broadcast, về mặt nào đó giống như kênh IPTV được đưa tới mọi thiết bị truy cập được kết nối vào mạng băng ... IPTV, công nghệ cho IPTV, cuối ứng dụng dịch vụ IPTV Chương Công nghệ IPTV mạng xDSL Chương trình bày khái niệm công nghệ truy nhập xDSL, nguyên lý phiên xDSL Qua tìm hiểu công nghệ IPTV phiên mạng. .. Công nghệ IPTV mạng xDSL ’ làm đề tài tốt nghiệp đại học Nội dung đề tài trình bày chương sau: Chương Tổng quan IPTV Chương trình bày khái niệm IPTV, cấu trúc mạng IPTV, vấn đề phân phối IPTV, ... kỹ thuật số, VoD quảng cáo có địa Đó tiêu đề cho việc tìm hiểu công nghệ IPTV mạng xDSL chương 25 Chương CÔNG NGHỆ IPTV TRÊN MẠNG xDSL Ngày nay, nhu cầu của khách hành về các dịch vụ