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

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 3 DANH MỤC HÌNH ẢNH 12 LỜI MỞ ĐẦU 13 CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN VÀ TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG IPTV. 2 1.1 Tình hình phát triển dịch vụ IPTV trên thế giới và khu vực. 2 1.2 Xu hướng phát triển IPTV tại Việt Nam. 3 1.4 Khái niệm IPTV. 6 1.4.1 Ưu điểm của IPTV. 7 1.4.2 Thách thức cho IPTV. 9 1.5 Cấu trúc mạng IPTV. 10 1.5.1 Mạng tổng quan. 10 1.5.2 Kiến trúc các thành phần IPTV. 12 1.6 Cấu trúc chức năng 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 năng vận chuyển nội dung IPTV. 17 1.6.5 Chức năng 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 và Video server. 24 1.8.3 Các hệ thống hỗ trợ hoạt động. 26 1.9 Các dịch vụ và ứng dụng của IPTV. 27 1.9.1 Truyền hình quảng bá kỹ thuật số. 28 1.9.2 Video theo yêu cầu (VoD). 29 CHƯƠNG 2 : KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV. 30 2.1 Các loại mạng truy cập băng rộng. 30 2.2 IPTV phân phối trên 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 trên mạng ADSL. 36 2.3.1 ADSL. 36 2.3.2 ADSL2. 39 2.3.3 VDSL. 39 2.4 IPTV Phân phối trên mạng truyền hình cáp. 42 2.4.1 Tổng quan về kỹ thuật HFC. 42 2.4.2 IPTV phân phối trên mạng truyền hình cáp. 43 2.5 IPTV phân phối trên 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 và SONETSDH. 49 2.6.2 IP và 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 sự cố thường gặp khi 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 quả thu được. 63 3.4.4 Nhứng tính năng mới vượt trội cửa công nghệ truyền hình IPTV. 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

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 quá trình học tập tại Trường Đại Học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội, chúng em đã được các thầy cô giảng dạy, giúp đỡ và được truyền

đạt nhiều kiến thức vô cùng quý giá Ngoài ra, chúng em còn được rèn luyện bản thân trong một môi trường học tập đầy sáng tạo và khoa học Đây là một quá trình hết sức quan trọng giúp em có thể thành công khi bắt tay vào nghề nghiệp tương lai sau này Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa

công nghệ thông tin, cùng toàn thể các thầy cô đã tận tình giảng dạy và trang bị cho

em nhiều kiến thức bổ ích trong suốt quá trình học tập tại trường vừa qua Đây là quãng thời gian vô cùng hữu ích, đã giúp em trưởng thành lên rất nhiều và là hành trang rất quan trọng không thể thiếu khi chuẩn bị ra trường và công việc sau này.

Đặc biệt em xin cảm ơn đến thầy TS Hà Mạnh Đào, thầy đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá 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 còn học tập được tinh thần làm việc thái độ nghiên cứu nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho em trong quá trình học tập và công tác sau này.

Sau cùng em xin gửi lời cảm ơn trân thành đến gia đình, bạn bè đã động viên, đóng góp ý kiến và giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình học tập, và nghiên cứu để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp.

Mặc dù đã cố gắng trong suốt quá trình thực tập và làm đồ án, nhưng do kinh nghiệm thực tế và trình độ chuyên môn chưa được nhiều nên em không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo, góp ý chân thành từ các thầy, cô giáo cùng tất cả các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 07 tháng 06 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Huy Hoàng

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH 12

LỜI MỞ ĐẦU 13

CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN VÀ TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG IPTV 2

1.1 Tình hình phát triển dịch vụ IPTV trên thế giới và khu vực 2

1.2 Xu hướng phát triển IPTV tại Việt Nam 3

1.4 Khái niệm IPTV 6

1.4.1 Ưu điểm của IPTV 7

1.4.2 Thách thức cho IPTV 9

1.5 Cấu trúc mạng IPTV 10

1.5.1 Mạng tổng quan 10

1.5.2 Kiến trúc các thành phần IPTV 12

1.6 Cấu trúc chức năng 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 năng vận chuyển nội dung IPTV 17

1.6.5 Chức năng 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 và Video server 24

1.8.3 Các hệ thống hỗ trợ hoạt động 26

1.9 Các dịch vụ và ứng dụng của IPTV 27

1.9.1 Truyền hình quảng bá kỹ thuật số 28

1.9.2 Video theo yêu cầu (VoD) 29

CHƯƠNG 2 : KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV 30

2.1 Các loại mạng truy cập băng rộng 30

2.2 IPTV phân phối trên 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 trên mạng ADSL 36

2.3.1 ADSL 36

2.3.2 ADSL2 39

2.3.3 VDSL 39

2.4 IPTV Phân phối trên mạng truyền hình cáp 42

2.4.1 Tổng quan về kỹ thuật HFC 42

2.4.2 IPTV phân phối trên mạng truyền hình cáp 43

2.5 IPTV phân phối trên 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 và SONET/SDH 49

2.6.2 IP và 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 sự cố thường gặp khi 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 quả thu được 63

3.4.4 Nhứng tính năng mới vượt trội cửa công nghệ truyền hình IPTV 65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

THUẬT NGỮ VIẾT TẮTThuật

ngữ viết

tắt

ADSL Asymmetric Digital

Subcriber Line

Đường dây thuê bao số bất đốixứng

AON Active Optical Network Mạng quang tích cực

AVC Advanced Video Coding Mã hóa video tiên tiến

ATM Asynchronnuos Transfer

Mode Kiểu truyền không đồng bộ

AP Access Point Trạm nhập trong mạng Wifi ( Bộ

CMTS Cable Modem Terminnation

System Hệ thống kết cuối modem cápCPU Central Processing Unit Đơn vị xử lý trung tâm

DSLAM Digital Subscriber Line

Access Multiplexer

Bộ ghép kênh truy cập đường dâythuê bao số

DRM Digital Rights Management Quản lý quyền nội dung số

DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số

DHCP Dynamic Host Cofiguration

Protocol Giao thức cấu hình Host động

DWDM Dense Wavelength Division

Multiplexing

Ghép kênh phân chia theo mật độbước 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 EthernetEVC 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 Fiber To The Regional

Office Cáp quang tới tổng đài khu vựcGPON Gigabit PON Mạng quang thuj động GigabitGiE 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 Giao thức vận chuyển siêu văn

bản

HTTPS Hyper Text Transfer Protocol

Secure Giao thức HTTP bảo đảm

IP Internet Protocol Giao thức Internet

IPTV Internet Protocol Television Truyền hình giao thức InternetIPTVCD IPTVCunsmer Device Thiết bị khách hang IPTV

ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet

ITU-T

InternationalTelecommunications Union -Telecommuniication

Tổ chức viễn thông quốc tế về cáctiêu chuẩn viễn thông

LAN Local Area Network Mạng cục bộ

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

Group Nhóm chuyên gia về ảnh động

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 Mạng quang thụ động

PPPoE Point-to-Point Protocol over

Ethernet Giao thức mạng trong EthernetQoS 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 sốSONET Synchronous Optical Ntwork Mạng quang đồng bộ

STB Sep Top Box Bộ giải mã

TCP/IP Transmisson Control

Protocol

Giao thức điều khiển vận chuyểntrên nền IP

URL Universal Resource Locator Bộ xác định địa chỉ tài nguyên

VDSL Very high speed Digital

Subscriber Line Đường dây thuê bao số tốc độ caoVoD 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 Wavelength Division

Multiplexing Ghếp kênh phân chia bước sóng

WM Widows Media 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 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 PON 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 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 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 độdân trí ngày càng cao dẫn tới sự đòi hỏi về nhu cầu giải trí càng cao, đòi hỏiphải đáp ứng được những nhu cầu sở thích cá nhân của người xem truyềnhình Từ đó dịch vụ IPTV ra đời với các tính năng vượt trội đã mang lại chocon người những cảm nhận mới về truyền hình mà chỉ có dịch vụ IPTV mớichỉ có thể đáp ứng được so với các công nghệ truyền hình khác hiện nay Trênthế 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 vớimột số dịch vụ cơ bản Cơ sở hạ tầng mạng băng rộng tại Viết Nam đã vàđang pháp triển mạnh mẽ đáp ứng được nhu cầu giải trí của người xem truyềnhình IPTV với tính năng vượt trội, cùng với chi phí giá thành thấp do đóIPTV sẽ phát triển mạnh mẽ và là dịch vụ truyền hình số 1 trong tương laikhông xa

Sau một thời gian nghiên cứu thực tế tại công ty thực tập và với sựhướng dẫn của thầy giáo TS.Hà Mạnh Đào trong qua trình thực tập Em đãthấy được tầm quan trọng của công nghệ mới này nên em đã chọn đề tài “NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH 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 hoạtđộng qua đó nắm bắt được kỹ thuật, tiềm năng phát triển dịch vụ truyền hìnhtrong tương lai

Nội dung đố án bao gồm những phần chính sau:

 Chương 1: TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN VÀ TỔNG QUAN VỀ HỆTHỐNG IPTV

 Chương 2: KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV

 Chương 3: TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH TRÊN

CƠ SỞ IPTV

CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN VÀ TỔNG QUAN VỀ HỆ

THỐNG IPTV.

1.1 Tình hình phát triển dịch vụ IPTV trên thế giới và khu vực.

Cuối thập kỷ trước, cùng với sự phát triển của các dịch vụ truyền hình

vệ tinh, sự tăng trưởng của dịch vụ truyền hình cáp số, và đặc biệt là sự ra đờicủa HDTV đã để lại dấu ấn đối với lĩnh vực truyền hình Tuy nhiên, hiện naytrên thế giới đã xuất hiện một phương thức cung cấp dịch vụ mới còn mạnhhơn với đe dọa sẽ làm lung lay mọi thứ đã có Internet Protocol Television(IPTV) đã ra đời, dựa trên sự hậu thuẫn của ngành viễn thông, đặc biệt làmạng băng rộng IPTV dễ dàng cung cấp nhiều hoạt động tương tác hơn, tạonên sự cạnh tranh mạnh mẽ hơn cho các doanh nghiệp kinh doanh dịch vụtruyền hình

Trên thế giới, tốc độ tăng trưởng và mức độ phổ biến loại dịch vụ nàytrong những năm qua liên tục tăng theo cấp số nhân Tại các nước có hạ tầngcáp quang phát triển như Mỹ và Châu Âu, IPTV đã được thừa nhận như làmột thế lực mới trong ngành truyền hình Còn Châu Á, mô hình này cũngđang bắt đầu phá vỡ thế độc quyền của các kênh truyền hình truyền thống

Theo báo cáo “Global IPTV Forecsts” của Digital TV Research chobiết, hiện nay số lượng thuê bao IPTV trên toàn cầu đang tăng nhanh chóng,ước tính sẽ đạt khoảng 191 triệu vào cuối năm 2020

Bảng 1.1 Thông kê trên toàn cầu sẽ có 191 triệu thuê bao IPTV

(Nguồn Digital TV Research Ltd)

Theo số liệu trong báo cáo, tính đến cuối năm 2020 tỷ lệ thâm nhập củaIPTV chiếm hơn 11% số hộ gia đình xem truyền hình, đến năm 2020 sẽ cóthêm 101 triệu thuê bao IPTV, trong đó, 69 triệu là thuê bao ở khu vực Châu

Á – Thái Bình Dương Dự báo Khu vực này sẽ chiếm 61% tổng số thuê baoIPTV trên toàn cầu Doanh thu IPTV cũng được dự báo sẽ đạt 26,2 tỷ đô vàonăm 2020 Thị phần của khu vực Châu Á – Thái Bình Dương sẽ tăng từ 17%năm 2010 lên 30% vào năm 2020

Sự phát triển của IPTV chắc chắn sẽ rất nhanh, nhưng với sự số hóacủa truyền hình cáp và vệ tinh, các nhà cung cấp sẽ phải cạnh tranh để dànhđược khách hàng mới Tùy thuộc vào thị trường cụ thể, các nhà khai thác dịch

vụ IPTV sẽ phải bộ sung vào dịch vụ truyền hình quảng bá nhiều kênh vớiviệc mở rộng cung cấp các dịch vụ như VoD, Replay-TV (network DVR), In-home DVR, Multi-room Service, v.v… PCCW ở Hồng Kông, nhà cung cấpdịch vụ IPTV lớn nhất thế giới, đã đưa HDTV và VoD SOFTBANK củaNhật Bản cũng đã nhắm đến xây dựng nội dung lên đến 5.000 giờ cho cácphim truyện Nhật Bản và Holywood trên dịch vụ DSL/FTTH Video-On-Demand

1.2 Xu hướng phát triển IPTV tại Việt Nam.

Trong mấy năm gần đây, xu hướng số hóa và hội tụ trong lĩnh vực viễnthông, công nghệ thông tin và và truyền hình đã trở thành một làn sóng lantỏa ở nhiều quốc gia trên toàn thế giới Việc IPTV phát triển ở Việt Namchính là một hệ quả tất yếu của sự lan tỏa này Đây cũng là hướng đi đượcchính phủ chú trọng lộ trình đưa Việt Nam trở thành quốc gia mạnh về Côngnghệ thông tin

Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt Quy hoạch truyền dẫn phát sóng,phát thanh, truyền hình đến năm 2020 trong đó định hướng chuyển đổi côngnghệ phát thanh, truyền hình sang công nghệ số Trong đó có phát triển công

nghệ truyền hình Internet (IPTV) Viện chiến lược quốc gia về Bưu Chính Viễn thông thuộc Bộ TT&TT cũng đã có kế hoạch hạn chế truyền hìnhanalog, phát triển truyền hình kỹ thuật số tới các vùng sâu, vùng xa Theo bản

-kế hoạch này, Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh sẽ dừng cung cấp cácchương trình analog vào năm tới Tuy nhiên, truyền hình kỹ thuật số đòi hỏi

sự đầu tư lớn về cơ sở hạ tầng Do đó, sức lan tỏa của mạng kết nối Internetbang rộng trở thành điểm mạnh của IPTV tại Việt Nam

Trên thực tế, Việt Nam cũng có rất nhiều lợi thế khi bắt tay vào triểnkhai địch vụ IPTV Cho đến nay, thị trường băng rộng Việt Nam đang tronggiai đoạn phát triển bùng nổ và nhiều tiềm năng Tính đến thời điểm hiện tại,

số thuê bao IPTV tăng lên nhanh chóng Đây cũng là nguồn khách hàng lớncủa IPTV Bên cạnh đó, việc triển khai các công nghệ hữu tuyến xDSL/PON

và công nghệ vô tuyến băng thông rộng (Wifi, Wimax, CDMA…) của cácnhà cung cấp dịch vụ ở Việt Nam cũng mang lại nhiều cơ hội phát triển mạnh

mẽ và đảm bảo cho sự thành công của IPTV

Biết được điều đó, đã có rất nhiều nhà khai thác dịch vụ viễn thông lớnđang cạnh tranh nhằm cung cấp cho khách hàng các dịch vụ băng thông rộngvới chất lượng cao và giá thành rẻ Họ cũng đã nhận ra xu hướng phát triểncủa truyền hình trực tuyến và video theo yêu cầu, và đang có những bước đimanh mẽ Một số website cung cấp thử nghiệm các chương trình truyền hìnhtrực tuyến của VietNamNet, Công ty VTC, Đài truyền hình thành phố Hồ ChíMinh đã ghi nhận số lượng truy cập rất lớn, cho thấy sức hấp dẫn của dịch vụnày đối với công chúng

FPT Telecom là doanh nghiệp viễn thông đi đầu trong việc khai thác vàcung cấp dịch vụ IPTV trên hệ thống mạng băng rộng ADSL/ADSL 2+/PONvới số lượng kênh phong phú và tùy vào các gói cước do khách hàng lựachọn FPT đã và đang chuyển đổi dần hệ thống cáp đồng chuyển đổi thành hệ

thống cáp quang mới ở các thành phố lớn, chính vì vậy tiềm năng phát triểncủa IPTV là vô cùng lớn Hiện nay các doanh nghiệp khác như Viettel vàVNPT đã và đang phát triển và triển khai dịch vụ ITPV trên các thuê bao củamình.

Tuy nhiên, dù có nhiều ưu điểm để cạnh tranh với truyền hình truyềnthông hiện nay nhưng IPTV vẫn không tránh khỏi những khó khăn trước mắt

để ngay lập tức có thể vươn lên vị trí thống lĩnh thị trường dịch vụ truyền hìnhViệt Nam Trước hết là khó khăn xuất phát từ nhu cầu người sử dụng Đangquen xem truyền hình hầu như là miễn phí, bỗng nhiên giờ lại phải móc ví trảtiền hàng tháng xem ra cũng không mấy dễ dàng đối với đại đa số người dân

Bên cạnh đó, truyền hình IPTV có đặc điểm là chất lượng phụ thuộchoàn toàn vào đường truyền Internet Trong khi chất lượng đường truyềnInternet tại Việt Nam còn chưa cao dù thường xuyên được nâng cấp Đặc biệt,hầu hết khi lắp đặt cho gia đình sử dụng, người dân chỉ chọn gói có tốc độđường truyền thấp, nên khi xem IPTV chất lượng thường không tốt, hình ảnh

dễ bị đứng giật hình

Từ những hiểu biết thức tế và những điều nghiên cứu được Em nhậnthấy sự cần thiết của việc nghiên cứu công nghệ truyền hình IPTV, để nắmbắt được công nghệ mới, cũng như tiềm năng phát triển của dịch vụ mới nàytrong tương lai củaViệt Nam

1.3 Tổng quan về công nghệ IPTV.

Truyền hình dựa trên giao thức Internet IPTV (Internet Protocol –based Television) – là một cơ chế để truyền tải luồng nội dung truyền hìnhdựa trên nền tảng là một mạng sử dụng giao thức IP Lợi ích của cơ chế này làkhả năng phân phối nhiều loại tín hiệu truyền hình khác nhau, tăng các tínhnăng tương tác và cải tiến để tương tác và tương thích với mạng các thuê baođang tồn tại

Sự phát triển nhanh chóng của mạng Internet băng rộng làm thay đổi cảnội dung và kỹ thuật truyền hình Sự vượt trội trong kỹ thuật truyền hình củaIPTV là tính năng tương tác giữa hệ thống với người xem, cho phép ngườixem chủ động về thời gian và khả năng triển khai dịch vụ giá trị gia tăng tiệních khác trên hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu của người sử dụng.

Lịch sử về IPTV năm 1994, World News Now của ABC đã có buổitrình chiếu truyền hình quảng bá mạng Internet đầu tiên, sử dụng phầm mềmCU-SeeMe videocomferencing

Tổ chức liên quan đến IPTV đầu tiên xuất hiện là vào năm 1995, với sựthành lập Precept Software bởi Judith Estrin và Bill Carrico Họ thiết kế vàxây dựng một sản phẩm Iternet video gọi là ˝ IP/TV˝ ˝ IP/TV˝ là mộtMBONE tương thích với các ứng dụng trên Windows và Unix, thực hiệntruyền âm thanh, hình ảnh thông qua cả giao thức Uncast và IP MulticastRTP/RTCP Phầm mềm này được viết bởi Steve Casner, Karl Auerbach, vàCha Chee Kuan Hệ thống này được Cisco Systems mua vào năm 1998 vàCisco đã giữ lại tên ˝ IP/TV˝

Kingston Communication, một nhà cung cấp dịch vụ viễn thông UK,triển khai KIT(Kingston Interactice Television) và IPTV qua mạng băng rộngDSL vào tháng 9 năm 1999 sau khi thử nghiệm dịch vụ TV và VoD Nhàcung cấp này đã thêm dịch vụ VoD vào hệ thống trong tháng 10 năm 2001với hệt hống Yes TV Kingston là một trong những công ty đầu tiên trên thếgiới triển khai IPTV và IP VoD qua mạng ADSL

Hiện nay, IPTV đã phát triển hầu khắp các nơi trên thế giới, từ Châu

Mỹ, Châu Âu, Châu Á Nhất là tại Châu Á, với các thị trường Hàn Quốc,Nhật Bản, Trung Quốc và cả Việt Nam, một trong những nước đang đi đầu đã

có nhiều công ty khai thác công nghệ IPTV, dịch vụ này ngày càng phát triển

với lượng thuê bao ngày càng tăng Tiên phong phải kể đến các nhà cung cấpIPTV như FTP, VNPT, VTC.

Từ khi có khái niệm Internet, nhu cầu trong mọi ứng dụng của nó tănglên từng ngày Giống như mọi dịch vụ khác, truyền hình cũng ngày càng đượcquan tâm Hiện nay, IPTV không còn là khái niệm quá mới mẻ

IPTV truyền hình sử dụng giao thức IP là một hệ thống ở đó các dịch

vụ truyền hình số cung cấp tới các thuê bao sử dụng giao thức IP trên kết nốibăng rộng IPTV thường được cung cấp cùng với dịch vụ VoD và cũng có thểcung cấp cùng với các dịch vụ Internet khác như truy cập Web và VoIP

Khi mới xuất hiện IPTV được gọi là truyền hình giao thức Internet hayTelcoTV hay truyền hình băng rộng Thực chất tất cả các tên đều được sửdụng để nói đến việc phân phối truyền hình băng rộng chất lượng cao hoặcnội dung âm thanh và hình ảnh theo yêu cầu trên một mạng băng rộng IPTV

là một định nghĩa chung cho việc áp dụng để phân phối các kênh truyền hìnhtruyền thông, phim truyện, và nội dung video theo yêu cầu trên một mạng

riêng Theo tổ chức Liên Hiệp Viễn Thông Quốc Tế ITU thì IPTV là dịch vụ

đa phương tiện bao gồm truyền hình, video, audio, văn bản, đồ họa, và dữ liệu qua một mạng IP và được quản lý để cung cấp mức độ yêu cầu của chất lượng dịch vụ (QoS), Chất lượng trải nghiệp (QoE), tính bảo mật, tương tác

và độ tin cậy

1.4.1 Ưu điểm của IPTV.

Tích hợp đa dịch vụ: Trên một đường kết nối Internet người

dùng IPTV có thể được sử dụng cùng một lúc rất nhiều dịch vụ khác nhaunhư truy cập Internet, truyền hình, VoIP (Voice over Internet Protocol)…mang lại cho người dùng sự tiện lợi trong quá trình sử dụng

Tính tương tách cao: IPTV sẽ mang lại cho người dùng trải

nghiệm xem truyền hình có tính tương tác và cá nhân hóa rất cao Ví dụ, nhà

cung cấp dịch vụ IPTV có thể tích hợp một chương trình hướng dẫn tương táccho phép người dùng đăng ký các gói dịch vụ mà mình muốn xem, có thể tìmkiếm một phim mà muốn xem, bên cạnh đó có thể dùng điện thoại điều khiển

TV Một phương thức tương tác khác mà nhà cung cấp dịch vụ IPTV có thểtriển khai là cung cấp các thông tin mà người xem yêu cầu trực tiếp trong quátrình xem chương trình Ví dụ, người dùng có thể nhận thông tin về đội bóng

mà họ đang xem thi đấu trên màn hình Trên thực tế tính tương tác cao hoàntoàn có thể xuất hiện ở các loại hình truyền hình vệ tinh hay cáp Song đểtriển khai được thì cần phải có sự kết nối tương tác giữa đầu phát sóng và bộthu sóng Đây là điều truyền hình vệ tình và cáp không có được Muốn triểnkhai thì hai hình thức truyền hình này buộc phải kết nối mạng khác nhưInternet hoặc điện thoại di động

Công nghệ chuyển mạch IP: Hầu hết người dùng đều không biết

rằng truyền hình cáp và vệ tinh thường gửi đi tất cả tín hiệu của mọi kênhcùng một lúc cùng một thời điểm nhằm cho phép người dùng chuyển đổi kênhtức thời như chúng ta vẫn thấy Điều này dẫn tới sự lãng phí băng thông cầnthiết IPTV sử dụng công nghệ chuyển mạch IP để loại bỏ hạn chế này Mọi

dữ liệu chương trình truyền hình được lưu trữ tại một vị trí trung tâm và chỉ

có dữ liệu kênh mà người dùng yêu cầu xem là được truyền tải đi Điều này sẽcho phép nhà cung cấp dịch vụ có thể bổ sung thêm được nhiều dịch vụ choIPTV hơn vì băng thông không còn phải là vấn đề quá khó giải quyết

Mạng gia đình: Kết nối vào mạng Internet trong gia đình không

chỉ có TV mà còn có các PC khác Điều này sẽ cho phép người dùng có thể sửdụng TV để truy cập đến những nội dung đa phương tiện trên PC như ảnh số,video, lướt Web, nghe nhác… Tất cả liên kết sẽ trở thành một mạng giải trígia đình hoàn hảo

Video theo yêu cầu - Video on Demand (VoD): VoD là tính

năng tương tác có thể nói là được mong đợi nhất ở IPTV Tính năng này chophép người xem có thể yêu cầu xem bất kỳ một chương trình truyền hình nào

đó mà họ ưu thích Ví dụ, người xem muốn xem một bộ phim đã có và đãtrình chiếu trước đó, chỉ cần thực hiện tìm kiếm và dành thời gian để thưởngthức nó

Truyền hình chất lượng HD: Xu hướng nội dung chất lượng cao

hiện đã trở thành hiện thực Nhờ kết nối băng thông rộng nên giờ người sửdụng có thể xem các chương trình truyền hình và chuẩn âm thanh chất lượngcao Ngoài ra tính năng VoD cho phép người dùng xem các bộ phim theochuẩn HD với tất cả các bộ phim có trên Server

1.4.2 Thách thức cho IPTV.

Lỗi hỏng nội dung: Trong IPTV, tín hiệu được gửi đi sử dụng các

giao thức IP bình thường và những kẻ phá hoại có thể kết nối thông qua Web

và xử lý bộ phận middleware hoặc các serve Họ cũng có thể thay đổi dữ liệutrong kho nội dung trước khi nó được mã hóa bảo mật bởi phầm mềm DRM

Do đó, các bộ phận hoặc nội dung trái phép có thể được phát đi

Chất lượng của dịch vụ: Cho dù không có các cá nhân phá hoại

dịch vụ như trường hợp nêu trên, chất lượng vẫn là một thách thức lớn củaIPTV khi các dịch vụ truyền hình truyền thống đang thống trị thế giới IPTVphải đối mặt với khả năng mất dữ liệu cao và sự chậm trễ truyền tín hiệu Nếunhư đường kết nối mạng của người dùng không thật sự tốt cũng như không đủbăng thông cần thiết thì khi xem chương trình sẽ rất dễ bị giật hay việcchuyển kênh có thể tốn khá nhiều thời gian để tải về Thêm vào nữa nếu máychủ của nhà cung cấp dịch vụ không đủ mạnh thì khi số lượng người xem truycập vào đông thì chất lượng dịch vụ có thể giảm sút

Tuy nhiên, hi vọng rằng công nghệ mạng Internet càng ngày càngphát triển mạnh mẽ đẩy băng thông kết nối cao hơn sẽ góp phần giúp IPTVkhắc phục nhược điểm nói trên và biến nó trở thành công nghệ truyền hìnhcủa tương lai.

1.5 Cấu trúc mạng IPTV.

1.5.1 Mạng tổng quan

Hình 1.1 Mạng tổng thể.

 Mạng nội dung: Mạng này cung cấp và giới thiệu nội dung gồm

xử lý nội dung truyền trực tiếp, phim truyện VoD (theo điểm) và xử lý, giớithiệu các ứng dụng gia tăng Nguồn nội dung truyền hình trực tiếp và phimtruyện VoD không qua hệ thống xử lý nội dung mà được mã hóa để phù hợpvới luồng media theo yêu cầu qua mạng truyền tải đưa các luồng này cungcấp tới các người dùng đầu cuối

 Mạng Head End: Khi triển khai cùng với hệ thống truyền hình vệ

tinh số hoặc cáp số, dịch vụ IPTV yêu cầu một Video head end Đây là điểm

N i dung ội dung Head End Qu n ản

lý V n chuy nận chuyển ển Truy Nhà

trong mạng mà tại đó các nội dung tuyến tình (ví dụ: truyền hình quảng bá)hoặc theo yêu cầu (ví dụ: phim truyện) được bắt và định dạng để phân phốiqua mạng IP Thông thường, Head end sẽ nhận các chương trình quốc giathông qua vệ tinh hoặc trực tiếp từ bộ quảng bá hoặc các bộ cài đặt chươngtrình, qua bộ tập hợp Một số chương trình có thể được lấy thông qua mộtmạng sợi trên mặt đất Một Head end lấy các kênh riêng và mã hóa thànhdạng số Sau khi mã hóa, mỗi kênh được đóng gói vào IP và gửi qua mạng.Các kênh này thường là luồng Multicast IP Multicast có ưu điểm là nó chophép nhà cung cấp dịch vụ truyền một luồng IP trên kênh quảng bá từ videoHead end đến mạng truy nhập, điều này có lợi khi nhiều khách hàng muốnchỉnh cùng vào một kênh quảng bá tại cung một thời điểm (ví dụ: hàng ngànngười cùng xem một sự kiện thể thao, văn hóa.)

 Mạng quản lý: Bao gồm quản lý nội dung, quản lý cáp truyền, tính

cước phí quản lý các thuê bao, quản lý các hộp ghép nối STB

 Mạng truyền tải: Đây là mạng cáp IP, đối với luồng media có thể

dùng phương thức truyền đa hướng (multicast) cũng có thể truyền theophương thức đơn kênh Thông thường, truyền hình quảng bá BTV truyền đahướng tới user đầu cuối, truyền hình theo yêu cầu VoD thông qua mạng cápphân phát nội dung CDN (Content Ditribution Network) tới địa điểm ngườidùng đầu cuối

 Mạng truy nhập: là đường truyền tư nhà cung cấp dịch vụ tới từng

gia đình riêng lẻ Đôi khi mạng truy nhập còn đượccoi là “ chặng cuối“, kếtnối băng rộng giữa nhà cung cấp dịch vụ và gia đình có thể được hoàn thành,

sử dụng các công nghệ khác nhau Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đang

sử dụng công nghệ DSL (đường dây thuê bao số) để phục vụ các gia đình cánhân Bên cạnh đó họ cũng sử dụng các công nghệ sợi PON (mạng quang thụđộng) để cung cấp băng thông yêu cầu để chạy các dịch vụ IPTV tại nhà

khách hàng Nhà cung cấp dịch vụ sẽ đặt một thiết bị (như là DSL modem) tạikhu vực khách hàng để phân phối kết nối Ethernet đến mạng khách hàng.

 Mạng đầu cuối (còn gọi là mạng gia đình): Theo các nhà khai thác

viễn thông, thì mạng này là mạng tiếp nối băng rộng xDSL, FTTx + LANhoặc WLAN

1.5.2 Kiến trúc các thành phần IPTV.

Các hệ thống IPTV gồm một số thành phần quan trọng (thườnggọi là Ecosystem), tất cả đều ảnh hưởng đến QoS và QoE của dịch vụ IPTV.Một số thành phần quan trọng nhất như:

là chất lượng mã hóa, tỉ lệ nén, các loại thuật toán mã hóa, và hỗ trợ cho ghépkênh thống kê

Hình 1.2 Kiến trúc mạng IPTV điển hình.

Video server:

Các video server là các thiết bị trên cơ sở máy tính, kết nối với các hệthống lưu trữ lớn Nội dung video trước đó đã mã hóa, được lưu trữ trên đĩahoặc trong các ngân hàng RAM lớn Các video server xếp luồng nội dungvideo và audio qua unicast hoặc multicast tới STB Video server chủ yếuđược dùng cho VoD Tuy nhiên, chúng cũng được dùng cho NPVR, cho phépthuê bao ghi lại nội dung từ xa trên một thiết bị ở phía nhà vận hành Thuộctính kĩ thuật chung của các video server là tính mở rộng, dưới dạng độ lưu trữ,

số lượng luồng, phầm mềm quản lý và các loại giao diện

Middleware là một cơ sở hạ tầng phần mềm và phần cứng, kết nối cácthành phần của một giải pháp IPTV Đó là một hệ thống vận hành phân phốihoạt động trên cả các server tại vị trí nhà cung cấp và tại các STB.Middleware thực hiện cấu hình đầu cuối, cung cấp cho các video serve, cácđường truyền chỉ dẫn chương trình điện tử (EFG) cùng với nội dung, hoạtđộng như là một boot server cho STB đảm bảo rằng mọi STB đều chạy mộtphần mềm tương thích Các thuộc tính kĩ thuật của một Middleware là tính tincậy, tính mở rộng, khả năng giao diện với các hệ thống khác.

CAS/DRM:

Hệ thống truy cập có điều kiện (CAS) cho phép thực hiện bảo vệ nộidung Trước đây, một mạng video số chuyển mạch không yêu cầu CAS vìmạng sẽ thực hiện các quyền về nội dung Về mặt lý thuyết, điều đó sẽ vẫnđúng nếu thiết bị thực hiện chức năng multicast cũng có thể xác định người sửdụng có quyền xem nội dung hay không Trong một số thử nghiệm ban đầucủa IPTV, nội dung không được bảo vệ, tuy nhiên, nội dung này cũng khôngđược coi là còn mới Khi IPTV trở thành một xu hướng, các nhà cung cấp nộidung bắt buộc phải có CAS và quản lý bản quyền số (DRM), DRM khôngnhững điều khiển việc xem chương trình thời gian thực, mà còn điểu khiểnnhững gì diễn ra đối với nội dung sau khi được xem một lần Nói chung, hầuhết CAS/DRM là sự kết hợp của việc xáo trộn và mã hóa mật Nguồn videođược xáo trộn sử dụng từ điều khiển Từ điều khiển được gửi qua một bản tinđược mã hóa bảo mật tới thiết bị giải mã Mô đun CAS/DRM trên thiết bị giải

mã sẽ giải mã bảo mật từ điều khiển Các thuộc tính kĩ thuật CAS/DRM là:tính mở rộng, khả năng tích hợp với bộ mã hóa, video server và STB

Hộp phối ghép STB:

STB là một thiết bị phía khách hàng, có nhiệm vụ giao diện với người

sử dụng, truyền hình và mạng của nó Đối với truyền hình và VoD, STB hỗtrợ một EPG cho phép người sử dụng đi lướt qua các chương trình STB biếnđổi một tín hiệu nén số đã xáo trộn thành tín hiệu được gửi đến Ti-Vi STBlàm chủ Middleware và được chỉ định trở thành trung tâm của hạ tầng liên lạctrong nhà Thể hệ đầu tiên của STB cung cấp các tính năng tối thiểu (EPG,giải mã và có thể là một số chức năng ghi hình cá nhận) để giữ cho giá cảkhông bị đắt Các thuộc tính kĩ thuật của một STB là độ tin cậy, hỗ trợ giải

mã, kích cỡ ổ đĩa ngoài, các loại giao diện ngoài Giá cả của chiếc STB là mộttrong những yếu tố quan trọng nhất đối với bất kỳ nhà vận hành IPTV nào Hệthống MPEG-4 trên chip, với mức tích hợp cao, có thể giúp hạ giá thành STB

1.6 Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV.

Một mạng IPTV có thể bao gồm nhiều thành phần cơ bản, nó cung cấpmột cấu trúc chức năng cho phép phân biệt và chuyên môn hóa các nhiệm vụ.Hình 1.3 trình bày sáu thành phần chính của cấu trúc chức năng được tạothành bởi các chức năng sau:

 Cung cấp nội dung

 Phân phối nội dung

 Điều khiển IPTV

 Truyền dẫn IPTV

 Thuê bao

 Bảo an

Hình 1.3 Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV.

1.6.1 Cung cấp nội dung.

Tất cả nội dung được sử dụng bởi dịch vụ IPTV, bao gồm VoD vàtruyền hình quảng bá sẽ phải thông qua chức năng cung cấp nội dung, ở đócác chức năng tiếp nhận, chuyển mã và mã hóa sẽ tạo nên các luồng video số

có khả năng được phân phối qua mạng IP

1.6.2 Phân phối nội dung.

Khối phân phối nội dung bao gồm các chức năng chịu trách nhiệm vềviệc phân phối nội dung đã được mã hóa tới thuê bao Thông tin nhận từ cácchức năng vận chuyển và điều khiển IPTV sẽ giúp phân phối nội dung tớithuê bao một cách chính xác Chức năng phân phối nội dung sẽ bao gồm cảviệc lưu trữ các bản copy của nội dung để tiến hành nhanh việc phân phối, cáclưu trữ tạm thời (cache) cho VoD và các bản ghi video cá nhân Khi chứcnăng thuê bao liên lạc với chức năng điểu khiển IPTV để yêu cầu nội dungđặc biệt, thì nó sẽ gửi tới chức năng phân phối nội dung để có quyền truy cập

1.6.3 Điều khiển IPTV.

Các chức năng điểu khiển IPTV là trái tim của dịch vụ Chúng chịutrách nhiệm về việc liên kết tất cả các chức năng khác và đảm bảo dịch vụhoạt động ở cấp độ thích hợp để thỏa mãn nhu cầu của khách hàng Chứcnăng điều khiển IPTV nhận yêu cầu từ thuê bao, liên lạc với chức năng phânphối và vận chuyển nội dung để đảm bảo nội dung được phân phối và vậnchuyển nội dung để đảm bảo nội dung được phân phối tới thuê bao Một chứcnăng khác của điều khiển IPTV là cung cấp hướng dẫn chương trình điện tửEPG (Electronnic Program Guide), EPG được thuê bao sử dụng để chọn nộidung theo yêu cầu Chức năng điều khiển IPTV cũng sẽ chịu trách nhiệm vềquản lý quyền nội dung số DRM (Digital Rights Management) được yêu cầubởi thuê bao để có thể truy cập nội dung

1.6.4 Chức năng vận chuyển nội dung IPTV.

Sau khi nội dung yêu cầu từ thuê bao được chấp nhận, chức năng vậnchuyển IPTV sẽ chịu trách nhiệm truyền tải nội dung đó tới thuê bao, và cũngthực hiện truyền ngược lại các tương tác từ thuê bao tới chức năng IPTV

1.6.5 Chức năng thuê bao.

Chức năng thuê bao bao gồm nhiều thành phần và nhiều hoạt độngkhác nhau, tất cả đều được sử dụng bởi thuê bao để truy cập nội dung IPTV.Một số thành phần chịu trách nhiệm liên lạc thông tin với chức năng truyềndẫn

Ví dụ: Như truy cập getaway kết nối với bộ ghép kênh truy cập đườngdây thuê bao số DSLAM, hay trình STB (bộ giải mã) sử dụng trình duyệt web

để kết nối với Middleware server Trong chức năng này, STB lưu trữ một sốcác thành phần quan trọng như các key DRM và thông tin xác thực user Khốichức năng thuê bao sẽ sử dụng EPG cho phép khách hàng lựa chọn hợp đồng

để truy cập và yêu cầu nó từ các chức năng điều khiển IPTV Nó cũng nhậncác giấy phép số và các key DRM để truy cập nội dung.

1.6.6 Bảo án.

Tất cả các chức năng trong mô hình IPTV đều được hỗ trợ các cơ chếbảo an tại các cấp độ khác nhau Chức năng cung cấp nội dung sẽ có bộ phậnmật mã được cung cấp bởi nhà cung cấp nội dung Chức năng phân phối nộidung sẽ được đảm bảo thông qua việc sử dụng DRM Các chức năng điềukhiển và vận chuyển sẽ dựa vào các chuẩn bảo an để tránh các thuê bao khôngđược xác thực có quyền sửa đổi và truy cập nội dung Chức năng thuê bao sẽ

bị giới hạn sử dụng các cơ chế bảo an đươc triển khai tại STB và Middlewareserver Tóm lại, tất cả các ứng dụng và các hệ thống hoạt động trong môitrường IPTV sẽ có các cơ chế bảo an luôn sẵn sàng được sử dụng để tránh cáchoạt động trái phép

Các thành phần trong môi trường IPTV sẽ tương ứng với các chứcnăng Ví dụ: Chức năng điều khiển IPTV bao gồm các thành phânMiddleware và quản lý quyền nội dung số DRM Khi phân phối các nhiệm

vụ, một nhóm phụ trách các chức năng điểu khiển IPTV sẽ có khả năng sắpxếp tất cả các ứng dụng tương ứng với các thành phần cho chức năng đó

1.7 Vấn đề phân phối IPTV.

Các kiểu lưu lượng mạng IP thời gian thực khác nhau được tạo ra bởicác loại dịch vụ trên nền IP khác nhau như VoIP và truy cập Internet tốc độcao Với mỗi loại dịch vụ có những đặc điểm riêng về nội dung, vì thế cầnphải có những phương thức phân phối thích hợp Hiện nay có 3 phương thứcdùng để phân phối nội dung IPTV IP là unicast, broadcacst, và multicast

 IP Unicast: Được sử dụng để truyền dữ liệu (hay một gói dữ liệu) từmột máy phát (sender) đến một máy thu đơn giản

 IP Broadcast: Được sử dụng để gửi dữ liệu từ một máy phát (sender)đến toàn bộ một mạng con (Subnetwork) gồm nhiều máy thu.

 IP Multicast: Được sử dụng để cung cấp dữ liệu từ một máy phát đếnmột nhóm các máy thu được cài đặt theo một cấu hình thống nhất, các thànhviên của một nhóm này có thể thuộc các mạng phân tán khác nhau

Tuy nhiên, đối với vấn đề truyền dẫn video trong môi trường mạng, doyêu cầu phải phân phối dữ liệu từ một điểm đến nhiều điểm, trong đó dòng dữliệu cần được truyền đi từ một máy phát (sender) đến nhiều máy thu có nhucầu đồng thời, nhưng lại không được phép đi đến toàn bộ các máy được kếtnối trong cùng một mạng con (subnetwork) (để giảm lưu lượng lưu thông trênmạng), nên giải pháp IP Boradcast thường ít được sử dụng trong thực tế Cácứng dụng truyền dẫn truyền hình trên mạng hiện nay thường sử dụng phươngpháp IP Unicast và IP Multicast, trong đó IPMulticast là giải pháp hiện đangđược ứng dụng khá phổ biến

1.7.1 IP Unicast.

Một số ứng dụng truyền thông các chương trình truyền hình trên mạnggiai đoạn đầu sử dụng phương pháp truyền dữ liệu IP Unisast Trong truyềnUnicast, mọi luồng video IPTV đều được gửi tới một IPTVCD Vì thế sẽ cầntới một luồng Unicast riêng rẽ Một trong các luồng đó sẽ truyền tới các điểmđích qua mạng IP tốc độ cao Nguyên tắc thực thi của Unicast trên mạng IP làdựa trên việc phân phối một luồng nội dung được định hướng tới mỗi userđầu cuối Từ góc độ của kỹ thuật này, thì việc cấu hình thực thi khá dễ dàng.Nhưng các ứng dụng này mang nhiều hạn chế và hiện nay ít được ứng dụng vìnhiều lý do:

- Băng thông của mạng bị lãng phí.

- Dịch vụ rất khó mở rộng khi số lượng máy thu tăng lên.

- Không thể sử dụng trong các dịch vụ bị giới hạn thời gian, do sự cung

cấp đến mỗi máy thu phải theo trình tự xếp hàng

Hình 1.4 Các kết nối Unicast cho nhiều user IPTV.

Như hình 1.4, khi nhiều user IPTV truy cập cùng một kênh IPTV tạicùng một thời điểm, thì một số các kết nối tới mọi thuê bao có yêu cầu truycập Kênh 10, với tổng số là 5 luồng riêng rẽ bắt đầu từ server nội dung và kếtthúc tại router đích

1.7.2 IP Broadcast.

Các mạng IP cũng hỗ trợ chức năng truyền broadcast, về mặt nào đógiống như kênh IPTV được đưa tới mọi thiết bị truy cập được kết nối vàomạng băng rộng Khi một server được cấu hình truyền Broadcast, một kênhIPTV gửi tới tất cả các thiết bị IPTVCD được kết nối vào mạng bất chấp thuêbao có yêu cầu kênh đó hay không Đấy sẽ là vấn đề chính do các tài nguyên

IPTVCD bắt buộc phải hoạt động để xử lý các gói tin không mong muốn Mộtvấn đề khác mà Broadcast không phù hợp cho các ứng dụng IPTV là trongthực tế kỹ thuật truyền thông tin này không hỗ trợ việc định tuyến Từ lâu,hầu hết các mạng đã mở rộng sử dụng các router, nhưng nếu truyền Broadcastthì không sử dụng định tuyến Đấy là lý do làm mạng và các thiết bị IPTVCDkhác bị tràn ngập khi tất cả kênh được gửi tới tất cả mọi người.

1.7.3 IPMulticast.

Trong phạm vi triển khai IPTV, mỗi nhóm Multicast được truyềnBroadcast các kênh truyền hình và thành viên của nhóm tương đương với cácthiết bị IPTVCD Vì thế, mỗi kênh IPTV chỉ được đưa tới IP STP muốn xemkênh đó Đây là cách hạn chế được lượng tiêu thụ băng thông tương đối thấp

và giảm gánh nặng xử lý trên server Hình 1.5 mô tả hoạt động của việc sửdụng kỹ thuật Multicast trong ví dụ phân phối cho năm thuê bao truy cậpkênh 10 IPTV cùng một lúc

Hình 1.5 Các kết nối được sử dụng trong kỹ thuật Multicast.

Như hình 1.5 chỉ bản copy đơn (single) được gửi từ Server nội dung tớiruoter phân phối Router này sẽ tạo ra hay bản copy của luồng thông tin tới vàgửi chúng tới các Router đặt tại các tổng đài khu vực theo các kết nối IP địnhhướng Sau đó, mỗi Router sẽ tạo ra các bản copy khác để cung cấp cho cácthuê bao muốn xem Vai trò quan trọng của phương thức này là làm giảm sốkết nối IP và dung lượng dữ liệu đi ngang qua mạng Đấy là phương thứcthường được các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng để phát quảng bá các chươngtrình trực tiếp và là một kỹ thuật có hiệu suất cao cho hạ tầng mạng IP đangtồn tại Phương thức này không có lợi trong tuyến hướng lên (upstream) luồngthông tin giữa các thiết bị IPTVCD và Broadcast Server Cần chú ý rằng, việcphát Multicast nội dung IPTV thường phức tạp hơn nhiều nếu so sánh với môhình thông tin Unicast và Broadcast

 So sánh các phương thức phân phối IPTV

IP Unicast: Như đã trình bày ở trên, do các nhược điểm lãng phí băng thông,

khi mở rộng dịch vụ khi con số khách hàng tăng lên, nhất là trong các dịch vụ

bị giới hạn về thời gian (như truyền hình online), nên IP Unicast không thật

sự thích hợp cho dịch vụ truyền hình trên môi trường mạng

IP Multicast: So IP Unicast, truyền thông IP Multicast cho phép phân phối

dữ liệu từ một điểm đến nhiều điểm với hiệu quả băng thông cao hơn rấtnhiều, nhưng vẫn tồn tại một số vấn đề như:

 Các bộ định tuyến trung gian (Router) cần phải có khả năng Multicast

 Yêu cầu cao về tính năng thiết bị và năng lực quản trị mạng

 Vấn đề độ tin cậy và khả năng kiểm soát lỗi truyền dữ liệu

 Các yêu cầu liên quan đến các máy thu: Cần có Card mạng và phầnmềm hỗ trợ phổ biến hiện nay

IP Broadcast: Trong thực tế kỹ thuật truyền thông tin này không hỗ trợ việc

định tuyến vì thế mà Broadcast không phù hợp cho các ứng dụng IPTV

1.8 Các công nghệ cho IPTV.

1.8.1 Vấn đề xử lý nội dung.

Các hệ thống xử lý nội dung tiếp nhận các tín hiệu video thời gian thực

từ rất nhiều nguồn khác nhau, hình thức của chúng là một định dạng thích hợp

để STB có thể giải mã và hiển thị trên màn hình Tiến trình này bao gồm cácchức năng sau:

 Nén: Các nguồn video tương tự, quá trình nén số được thực thi trên

mỗi tín hiệu video trước khi nó được phát lên hệ thống IPTV Tốc độ cao nhấtcủa dữ liệu video và độ dài của gói tin được thực hiện sao cho phù hợp với tất

cả các nguồn video đầu vào, và để đơn giản hóa công việc truyền dẫn và cácchức năng ghép kênh

 Chuyển mã: Các luồng video tương tự đã được định dạng số, đôi khi

nó cần được chuyển đổi sang thuộc tính MPEG hoặc cấp độ luồng tới thíchhợp với các bộ STB Chuyển mã nội dung định dạng HD cung cấp các chuẩn

để chuyển mã gốc là MPEG-2 thành H.264 để có được băng thông thấp hơncho các mạng DSL

 Chuyển đổi tốc độ: Bản chất của việc chuyển đổi tốc độ là tiến trình

chuyển đổi tốc độ bit luồng video số tới Ví dụ luồng chuẩn SD là 4.5 Mbps

có thể cần phải giảm xuống 2.5 Mbps để sử dụng trong hệ thống IPTV

 Nhận dạng chương trình: Mỗi luồng video cần được ghi một nhãn

duy nhất trong hệ thống IPTV, do đó các thiết bị ghép kênh và các bộ STB cóthể xác định chính xác các luồng video Mỗi chương trình audio hay videobên trong mỗi luồng truyền dẫn MPEG phải được xử lý để đảm bảo không có

sự trùng lẫn chương trình

Việc xử lý nội dung có thể được thực thi trên một luồng video trực tiếphoặc đã được lưu trữ bên trong video server.

1.8.2 VoD và Video server.

VoD (video on demand) – truyền hình theo yêu cầu là cách thức ngườixem các chương trình truyền hình theo sự lựa chọn của khán giả Cấu trúc của

hệ thống VoD sử dụng công nghệ video-over-IP trên hình 1.6 bao gồm 4thành phần chính Đầu tiên, nội dung phải được xử lý cho việc lưu trữ và phânphối bằng quá trình nén và mật mã tại trạm tiền xử lý nội dung Một VoDserver lưu trữ nội dung và tạo luồng gửi đến thuê bao Mỗi thuê bao xẽ có một

bộ STB để nhận và giải mã nội dung, sau đó đưa lên màn hình hiển thị BộSTB cũng cung cấp cho thuê bao một danh sách các dịch vụ từ thành phầnquản lý thuê bao và hệ thống truy cập có điền kiện Đây là một hệ thống connhận các lệnh từ thuê bao, gửi những lệnh thích hợp tới VoD server và phấnphố các key giải mã cho các bộ STB

Các nhà cung cấp sử dụng hai phương thức để phân phối server trongmạng của họ, như trên hình 1.7 Đầu tiên là phương thức tập trung hóa, cácserver lớn, dung lượng cao được xây dựng tại những vị trí trung tâm, chúngphân phối nội dung cho thuê bao thông qua các liên kết tốc độ cao kết nối tớimỗi nhà cung cấp dịch vụ nội hạt Phương thức thứ hai là phân phối hóaserver, ở đó các server nhỏ hơn được đặt ở các vị trí gần thuê bao và serverchỉ cung cấp cho các thuê bao trong vùng đó Trung tâm Library server sẽdownload các bản copy nội dung cung cấp cho các Hub server phân phối cóyêu cầu Trong phương thức tập trung hóa thì giảm được số lượng server cầnđược xây dựng, giảm giá thành trong việc truyền dẫn và lưu trữ nội dung tạicác vị trí khác nhau Còn trong phương thức phân phối hóa thì giảm được sốlượng băng thông cần thiết giữa các vị trí Cả hai phương thức đều được sửdụng trong thực tế, dung lượng của VoD server phụ thuộc vào cấu trúc hệthống và sở thích của người xem.

Hình 1.7 Mô hình triển khai Server.

 Hướng dẫn chương trình điện tử EPG (Eletronic Program Guide) cungcấp cho người xem lịch phát kênh Broadcast và tên các chương trình VoD sẵn

có Hướng dẫn này có thế bao gồm cả các kênh Broadcast thông qua việc lựachọn chương trình hoặc hướng dẫn chương trình tương tác cho phép user lênlịch các kênh được phát trong tương lai Một số các nhà khai thác dịch vụIPTV sử dụng các công ty bên ngoài để cung cấp dữ liệu hướng dẫn chươngtrình

 Hệ thống phân quyền được yêu cầu khi các thuê bao đăng ký xem nộidung thông qua hệ thống IPTV Hệ thống này cần có khả năng kiểm tra thôngtin tài khoản của khách hàng, đó là căn cứ để hệ thống phân quyền thể đápứng các yêu cầu của thuê bao hay không Hệ thống này cần kết nối với hệthống lập hóa đơn thuê bao.

 Truy cập nội dung trực tuyến (email, web) được cung cấp bởi một số

hệ thống IPTV, cho phép user có thể xem nội dung trên PC tương tự như xemtrên TIVI nhưng không cần bộ giải mã IP STB

 Hệ thống lập hóa đơn và quản lý thuê bao sẽ bảo quản dữ liệu chính vềmỗi thuê bao, bao gồm hợp đồng, các chi tiết hóa đơn, các trạng thái tàikhoản, và các thông số nhận dạng thiết bị

Các hệ thống OSS có thể là thành phần đầu tư chính của các nhà cung cấpdịch vụ IPTV về cả thời gian lẫn tiền bạc Bởi vì nó đảm bảo các phần mềmcần thiết được mua từ nhiều nhà cung cấp khác nhau sẽ thực thi đầy đủ cácchức năng đã được lựa chọn bởi nhà cung cấp Việc tích hợp các hệ thống này

có thể mất nhiều tháng, và nhiều công việc cần được hoàn thành trước khicung cấp dịch vụ cho số lượng lớn thuê bao Hơn nữa, các chi phí trên là yêucầu cố định giá dù dịch vụ thu hút được 1000 hay 100000 thuê bao Cũng nhưvậy, chi phí lắp đặt các hệ thống OSS cần được xem xét cận thận trong kếhoạch kinh doanh của các nhà cung cấp dịch vụ, việc tính toán chi phí này cóthể vượt trội giá thành của phần cứng hệ thống cho số lượng thuê bao thấphơn Hơn nữa, giá thành để bảo dưỡng cơ sở dữ liệu sẽ không được xem xétkhi triển khai mô hình kinh doanh cho một hệ thống IPTV

1.9 Các dịch vụ và ứng dụng của IPTV.

Một trong những mặt hấp dẫn nhất của IPTV, xem xét từ khía cạnhcông ty điện thoại là nó cho phép các nhà cung cấp dịch vụ một số các ứngdụng với cơ sở công nghệ và mức đầu tư tương ứng Hơn nữa, IPTV có thể