NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH TRÊN CƠ SỞ IPTV

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN SINH VIÊN: NGUYỄN HUY HOÀNG NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH TRÊN CƠ SỞ IPTV HÀ NỘI - Năm 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN SINH VIÊN: NGUYỄN HUY HOÀNG NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH TRÊN CƠ SỞ IPTV Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Mã ngành: NGƯỜI HƯỚNG DẪN : TS HÀ MẠNH ĐÀO Hà Nội - Năm 2015 LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập Trường Đại Học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội, chúng em thầy cô giảng dạy, giúp đỡ truyền đạt nhiều kiến thức vô quý giá Ngoài ra, chúng em rèn luyện thân môi trường học tập đầy sáng tạo khoa học Đây trình quan trọng giúp em thành công bắt tay vào nghề nghiệp tương lai sau Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa công nghệ thông tin, toàn thể thầy cô tận tình giảng dạy trang bị cho em nhiều kiến thức bổ ích suốt trình học tập trường vừa qua Đây quãng thời gian vô hữu ích, giúp em trưởng thành lên nhiều hành trang quan trọng thiếu chuẩn bị trường công việc sau Đặc biệt em xin cảm ơn đến thầy TS Hà Mạnh Đào, thầy tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với thầy, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà học tập tinh thần làm việc thái độ nghiên cứu nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho em trình học tập công tác sau Sau em xin gửi lời cảm ơn trân thành đến gia đình, bạn bè động viên, đóng góp ý kiến giúp đỡ em nhiều trình học tập, nghiên cứu để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Mặc dù cố gắng suốt trình thực tập làm đồ án, kinh nghiệm thực tế trình độ chuyên môn chưa nhiều nên em không tránh khỏi thiếu sót, em mong bảo, góp ý chân thành từ thầy, cô giáo tất bạn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 07 tháng 06 năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Huy Hoàng MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC HÌNH ẢNH 12 LỜI MỞ ĐẦU 13 CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN VÀ TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG IPTV 1.1 Tình hình phát triển dịch vụ IPTV giới khu vực 1.2 Xu hướng phát triển IPTV Việt Nam 1.4 Khái niệm IPTV 1.4.1 Ưu điểm IPTV 1.4.2 Thách thức cho IPTV 1.5 Cấu trúc mạng IPTV 10 1.5.1 Mạng tổng quan 10 1.5.2 Kiến trúc thành phần IPTV 12 1.6 Cấu trúc chức cho dịch vụ IPTV 15 1.6.1 Cung cấp nội dung 16 1.6.2 Phân phối nội dung 16 1.6.3 Điều khiển IPTV 17 1.6.4 Chức vận chuyển nội dung IPTV 17 1.6.5 Chức thuê bao 17 1.7 Vấn đề phân phối IPTV 18 1.7.1 IP Unicast 19 1.7.2 IP Broadcast 20 1.7.3 IPMulticast 21 1.8 Các công nghệ cho IPTV 23 1.8.1 Vấn đề xử lý nội dung 23 1.8.2 VoD Video server 24 1.8.3 Các hệ thống hỗ trợ hoạt động 26 1.9 Các dịch vụ ứng dụng IPTV 27 1.9.1 Truyền hình quảng bá kỹ thuật số 28 1.9.2 Video theo yêu cầu (VoD) 29 CHƯƠNG : KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV 30 2.1 Các loại mạng truy cập băng rộng 30 2.2 IPTV phân phối mạng truy cập cáp quang 30 2.2.1 Mạng quang thụ động 32 2.2.2 Mạng quang tĩnh cực 35 2.3 IPTV Phân phối mạng ADSL 36 2.3.1 ADSL 36 2.3.2 ADSL2 39 2.3.3 VDSL 39 2.4 IPTV Phân phối mạng truyền hình cáp 42 2.4.1 Tổng quan kỹ thuật HFC 42 2.4.2 IPTV phân phối mạng truyền hình cáp 43 2.5 IPTV phân phối mạng Internet 45 2.5.1 Các kênh truyền hình Internet Streaming 45 2.5.2 Download Internet 47 2.5.3 Chia sẻ video ngang hàng 48 2.6 Các công nghệ mạng lõi IPTV 48 2.6.1 ATM SONET/SDH 49 2.6.2 IP MPLS 50 CHƯƠNG 3: TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH TRÊN CƠ SỞ IPTV 54 3.1 Giới thiệu dịch vụ IPTV 54 3.2 Triển khai công nghệ IPTV 55 3.2.1 Cấu trúc mạng 55 3.2.2 Mô tả mồ hình hoạt động 56 3.3 Các cố thường gặp sử dụng dịch vụ IPTV 58 3.4 Thử nghiệm cộng nghệ truyền hình IPTV 60 3.4.1 Mô hình triển khai thực nghiệp công nghệ truyền hình IPTV 60 3.4.2 Các bước triển khai lắp đặt STB 63 3.4.3 Kết thu 63 3.4.4 Nhứng tính vượt trội cửa công nghệ truyền hình IPTV 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Thuật ngữ viết Thuật ngữ tiếng anh Thuật ngữ tiếng việt tắt Asymmetric Digital Đường dây thuê bao số bất đối Subcriber Line xứng AON Active Optical Network Mạng quang tích cực AVC Advanced Video Coding Mã hóa video tiên tiến ADSL ATM AP BRAS BPON Asynchronnuos Transfer Mode Access Point Kiểu truyền không đồng Trạm nhập mạng Wifi ( Bộ phát Wifi) Broadband Remote Access Máy chủ truy nhập từ xa băng Server Broadband Passive Optical Network rộng Mạng thụ động băng rộng CAS Conditional Access System Hệ thống truy cập có điều kiển CDN Content Ditribution Network Mạng phân phối nội dung CMTS CPU Cable Modem Terminnation System Central Processing Unit Hệ thống kết cuối modem cáp Đơn vị xử lý trung tâm DSLAM Digital Subscriber Line Bộ ghép kênh truy cập đường dây Access Multiplexer thuê bao số DRM Digital Rights Management Quản lý quyền nội dung số DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số DHCP DWDM Dynamic Host Cofiguration Protocol Giao thức cấu hình Host động Dense Wavelength Division Ghép kênh phân chia theo mật độ Multiplexing bước song DVB Digital Video Broadcasting Quảng bá video số EPG Electronic Program Guide Chỉ dẫn chương trình điện tử EPON Ethernet Passive Optical Netwwork Mạng thụ động Ethernet EVC Ethernet Virtual Connection Kết nối ảo Ethernet FTP File Transfer Protocol Giao thức vận chuyển FTTC Fiber To The Curd Cáp quang tới lề đường FTTH Fiber To The Home Cáp qang tới hộ gia đình FTTN Fiber To The Neighourood Cáp quang tới vùng lân cận FTTRO GPON Fiber To Office Gigabit PON The Regional Cáp quang tới tổng đài khu vực Mạng quang thuj động Gigabit GiE Gigabit Ethernet Giao thức Gigabit Ethernet HD High definition Định dạng chất lượng cao HDTV High Definition Televison Truyền hình chất lượng cao HFC Hybird Fiber Coaxial Hỗn hợp cáp quang đồng trục HTTP Hyper Text Transfer Protocol HTTPS Hyper Text Transfer Protocol Secure Giao thức vận chuyển siêu văn Giao thức HTTP bảo đảm IP Internet Protocol Giao thức Internet IPTV Internet Protocol Television Truyền hình giao thức Internet IPTVCD IPTVCunsmer Device Thiết bị khách hang IPTV ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet International ITU-T Telecommunications Union Telecommuniication Tổ chức viễn thông quốc tế tiêu chuẩn viễn thông LAN Local Area Network Mạng cục LSR Label Switch Router Router chuyển mạch nhãn LIB Laber Information Base Cơ sở thông tin nhãn MEF Metro Ethernet Forum Diễn đào Metro Ethernet MPEG Moving Picture Experts Nhóm chuyên gia ảnh động Group OC Optical Carrier Sóng mang quang OSS Operational Support System Hệ thống hỗ trợ hoạt động OLT Optical Line Temrmination Kết cuối đường quang ONT Optial Network Termination Kết cuối mạng quang OSI Open Systems Iterconnection Liên kết hệ thống mở PON Passive Optical Network PPPoE Point-to-Point Protocol over Ethernet Mạng quang thụ động Giao thức mạng Ethernet QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ QoE Quality of Experience Chất lượng trải nghiệm RF Radio Frequency Tần số vô tuyến RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực RTSP Real Time Streaming Giao thức Streaming thời gian Protocol thực SD Standard Definition Định dạng chất lượng chuẩn SDV Switched Digital Video Mạng chuyển mạch video số SONET Synchronous Optical Ntwork Mạng quang đồng STB Sep Top Box Bộ giải mã TCP/IP URL VDSL Transmisson Control Giao thức điều khiển vận chuyển Protocol IP Universal Resource Locator Bộ xác định địa tài nguyên Very high speed Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số tốc độ cao VoD Video on Demand Videotheo yêu cầu VoIP Voice over Internet Protocol Thoại quan IP VLAN Virtual Local Area Network Mạng LAN ảo WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WLAN Wireless LAN Mạng LAN không dây WDM WM Wavelength Multiplexing Widows Media Division Ghếp kênh phân chia bước sóng Phương tiện Windows DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mạng tổng thể 10 Hình 1.2 Kiến trúc mạng IPTV điển hình 13 Hình 1.3 Cấu trúc chức cho dịch vụ IPTV 16 Hình 1.4 Các kết nối Unicast cho nhiều user IPTV 20 Hình 1.5 Các kết nối sử dụng kỹ thuật Multicast 21 Hình 1.6 Cấu trúc hệ thống VoD 24 Hình 1.7 Mô hình triển khai Server 26 Hình 2.1 Mạng IPTV FTTH sử dụng công nghệ PON 33 Hình 2.2 IPTV cấu trúc mạng ADSL 37 Hình 2.3 Mạng HFC end-to-end 42 Hình 2.4 Mô hình triển khai cấu trúc mạng IPTV cáp kết hợp IP RF 44 Hình 2.5 Cấu trúc mạng kênh truyền hình Internet 46 Hình 2.6 Hạ tầng mạng lõi IPTV 49 Hình 2.7 Topology mạng lõi MPLS 52 Hình 2.8 Sử dụng EVC để cung cấp kết nối IPTV qua lõi mạng 53 Hình 3.1 Mô hình tổng quan dịch vụ IPTV VOD 55 Hình 3.2 Mô hình cắm trực tiếp STB vào Modem 60 Hình 3.3 Mô hình kết nối STB qua phát Wifi 61 Hình 3.4 Mô hình kết nối STB qua phát Wifi 62 Hình 3.5 Mô hình cắm trực tiếp cổng LAN AP STB vào Modem 62 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thông kê toàn cầu có 191 triệu thuê bao IPTV Bảng 2.1 So sánh công nghệ mạng PON 35 Bảng 2.2 So sánh công nghệ DSL 40 Bảng 2.3 Các chuẩn OC SONET 50 Bảng 2.4 Định dạng MPLS header 51 LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại công nghệ thông tin nay, người với trình độ dân trí ngày cao dẫn tới đòi hỏi nhu cầu giải trí cao, đòi hỏi phải đáp ứng nhu cầu sở thích cá nhân người xem truyền hình Từ dịch vụ IPTV đời với tính vượt trội mang lại cho người cảm nhận truyền hình mà có dịch vụ IPTV đáp ứng so với công nghệ truyền hình khác Trên giới IPTV triển khai mạnh mẽ thu lợi nhuận lớn Tại Việt Nam, dịch vụ IPTV bắt đầu thử nghiệm cung cấp với số dịch vụ Cơ sở hạ tầng mạng băng rộng Viết Nam pháp triển mạnh mẽ đáp ứng nhu cầu giải trí người xem truyền hình IPTV với tính vượt trội, với chi phí giá thành thấp IPTV phát triển mạnh mẽ dịch vụ truyền hình số tương lai không xa Sau thời gian nghiên cứu thực tế công ty thực tập với hướng dẫn thầy giáo TS.Hà Mạnh Đào qua trình thực tập Em thấy tầm quan trọng công nghệ nên em chọn đề tài “ NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH TRÊN CƠ SỞ IPTV “ Đề tài thực hiên nhằm mục đích nghiên cứu hệ thống IPTV, cách thức triển khai công nghệ truyền hình IPTV, hiểu rõ chế hoạt động qua nắm bắt kỹ thuật, tiềm phát triển dịch vụ truyền hình tương lai Nội dung đố án bao gồm phần sau: Chương 1: TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN VÀ TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG IPTV Chương 2: KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV Chương 3: TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH TRÊN CƠ SỞ IPTV [...]... TRÊN CƠ SỞ IPTV “ Đề tài được thực hiên nhằm mục đích nghiên cứu hệ thống IPTV, cách thức triển khai công nghệ truyền hình IPTV, hiểu rõ hơn cơ chế hoạt động qua đó nắm bắt được kỹ thuật, tiềm năng phát triển dịch vụ truyền hình trong tương lai Nội dung đố án bao gồm những phần chính sau: Chương 1: TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN VÀ TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG IPTV Chương 2: KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV Chương 3: TRIỂN... 33 Hình 2.2 IPTV trên cấu trúc mạng ADSL 37 Hình 2.3 Mạng HFC end-to-end 42 Hình 2.4 Mô hình triển khai cấu trúc mạng IPTV cáp kết hợp IP và RF 44 Hình 2.5 Cấu trúc mạng các kênh truyền hình Internet 46 Hình 2.6 Hạ tầng mạng lõi IPTV 49 Hình 2.7 Topology mạng lõi MPLS 52 Hình 2.8 Sử dụng các EVC để cung cấp kết nối IPTV qua lõi mạng 53 Hình 3.1 Mô hình tổng... MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mạng tổng thể 10 Hình 1.2 Kiến trúc mạng IPTV điển hình 13 Hình 1.3 Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV 16 Hình 1.4 Các kết nối Unicast cho nhiều user IPTV 20 Hình 1.5 Các kết nối được sử dụng trong kỹ thuật Multicast 21 Hình 1.6 Cấu trúc hệ thống VoD 24 Hình 1.7 Mô hình triển khai Server 26 Hình 2.1 Mạng IPTV FTTH sử dụng công nghệ. .. hình IPTV với tính năng vượt trội, cùng với chi phí giá thành thấp do đó IPTV sẽ phát triển mạnh mẽ và là dịch vụ truyền hình số 1 trong tương lai không xa Sau một thời gian nghiên cứu thực tế tại công ty thực tập và với sự hướng dẫn của thầy giáo TS.Hà Mạnh Đào trong qua trình thực tập Em đã thấy được tầm quan trọng của công nghệ mới này nên em đã chọn đề tài “ NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH... về truyền hình mà chỉ có dịch vụ IPTV mới chỉ có thể đáp ứng được so với các công nghệ truyền hình khác hiện nay Trên thế giới IPTV đã được triển khai mạnh mẽ và thu được lợi nhuận rất lớn Tại Việt Nam, dịch vụ IPTV đã bắt đầu được thử nghiệm cung cấp với một số dịch vụ cơ bản Cơ sở hạ tầng mạng băng rộng tại Viết Nam đã và đang pháp triển mạnh mẽ đáp ứng được nhu cầu giải trí của người xem truyền hình. .. hình tổng quan dịch vụ IPTV và VOD 55 Hình 3.2 Mô hình cắm trực tiếp STB vào Modem 60 Hình 3.3 Mô hình kết nối STB qua 1 bộ phát Wifi 61 Hình 3.4 Mô hình kết nối STB qua 1 bộ phát Wifi 62 Hình 3.5 Mô hình cắm trực tiếp cổng LAN của AP và STB vào Modem 62 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thông kê trên toàn cầu sẽ có 191 triệu thuê bao IPTV 2 Bảng 2.1 So sánh các công nghệ mạng PON ... hình trong tương lai Nội dung đố án bao gồm những phần chính sau: Chương 1: TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN VÀ TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG IPTV Chương 2: KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV Chương 3: TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH TRÊN CƠ SỞ IPTV 1 ... 35 Bảng 2.2 So sánh các công nghệ DSL 40 Bảng 2.3 Các chuẩn OC SONET 50 Bảng 2.4 Định dạng MPLS header 51 LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại công nghệ thông tin hiện nay, con người với trình độ dân trí ngày càng cao dẫn tới sự đòi hỏi về nhu cầu giải trí càng cao, đòi hỏi phải đáp ứng được những nhu cầu sở thích cá nhân của người xem truyền hình Từ đó dịch vụ IPTV ra đời với các tính...TCP/IP URL VDSL Transmisson Control Giao thức điều khiển vận chuyển Protocol trên nền IP Universal Resource Locator Bộ xác định địa chỉ tài nguyên Very high speed Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số tốc độ cao VoD Video on Demand Videotheo yêu cầu VoIP Voice over Internet