Nghiên cứu về tiêu chuẩn truyền hình theo phương thức IP (IPTV) và khả năng ứng dụng ở việt nam

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮTADSL Asymetric Digital Subcriber Line Đường thuê bao số không đối xứng ATM Asynchronous Transfer Mode Kiểu truyền không đồng bộ API Application Programming Interface

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 3

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 4

LỜI NÓI ĐẦU 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỊCH VỤ IPTV 7

1.1 Khái niệm IPTV 7

1.2 Mô hình hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 8

1.2.1 Mô hình kiến trúc: 8

1.2.2 Các dịch vụ cung cấp bởi IPTV: 9

1.3 Phương thức phát truyền tín hiệu của IPTV 11

1.3.1 Tổng quan 11 1.3.2 Mạng tổng thể IPTV Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 2: CHUẨN DVB-IP Error! Bookmark not defined 2.1 Cấu trúc hệ thống Error! Bookmark not defined 2.1.1 Mô hình lớp (Layer model): Error! Bookmark not defined 2.1.2 Mô hình tham chiếu mạng đầu cuối (Home Reference Model) Error! Bookmark not defined

2.1.3 Các module cho Home Network Element Error! Bookmark not defined 2.2 Mô tả chi tiết hệ thống Error! Bookmark not defined 2.2.1 Hệ thống cổng mạng phân giao đơn (Single Delivery Network Gateway Scenario) Error! Bookmark not defined 2.2.2 Các cổng mạng Phân tán Error! Bookmark not defined 2.2.3 Cổng mạng phân tán và HNED trong một hộp thiết bị Error! Bookmark not defined

2.3 Nhận dạng dịch vụ (Service Discovery) Error! Bookmark not defined 2.3.1 Giới thiệu dịch vụ Error! Bookmark not defined 2.3.2 Sự phân mảnh của các bản ghi SD&S Error! Bookmark not defined 2.3.3 Các bước phát hiện dịch vụ Error! Bookmark not defined 2.3.4 Các điểm tiếp nhận phát hiện dịch vụ Error! Bookmark not defined 2.3.5 Thông tin nhận dạng nhà cung cấp dịch vụ Error! Bookmark not defined 2.4 Lựa chọn dịch vụ (Service Selection) Error! Bookmark not defined 2.5 Phương thức truyền Error! Bookmark not defined 2.5.1 Giao thức quảng bá của thông tin SD&S Error! Bookmark not defined 2.5.2 Giao thức chỉ định (Unicast Delivery) của thông tin SD&S Error! Bookmark not defined

2.5.3 Yêu cầu chỉ phát ra trong một chu kỳ thời gian tối đa (Maximum Cycle Time) Error! Bookmark not defined 2.5.4 Tín hiệu thay đổi Error! Bookmark not defined 2.6 RTSP Client Error! Bookmark not defined 2.6.1 Sử dụng RTSP trong DVB Error! Bookmark not defined 2.6.2 Phiên truyền Error! Bookmark not defined

-

2.7.3 Ghi nhớ thông tin dịch vụ (SI) Error! Bookmark not defined 2.8 Các quy luật mạng Error! Bookmark not defined 2.8.1 Các ràng buộc bắt buộc Error! Bookmark not defined 2.8.2 Các ràng buộc Error! Bookmark not defined 2.9 Khỏi tạo và điều kiểm soát dịch vụ Error! Bookmark not defined 2.9.1 Đa dịch vụ Error! Bookmark not defined 2.9.2 Các dịch vụ Unicast Error! Bookmark not defined 2.10 Chất lượng dịch vụ Error! Bookmark not defined 2.10.1 Tạo gói DSCP (DSCP Packet Marking) Error! Bookmark not defined 2.11 Cấp phát địa chỉ IP và thời gian tồn tại dịch vụ (IP address allocation & Network Time Service) Error! Bookmark not defined 2.11.1 Thông tin chuyển tiếp DHCP Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 3: CẤU TRÚC HỆ THỐNG IPTV ÁP DỤNG TRONG TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM Error! Bookmark not defined 3.1 Mô hình hệ thống IPTV và trong EVN Error! Bookmark not defined 3.1.1 Hệ thống Headend Error! Bookmark not defined 3.1.2 Hệ thống Middleware Error! Bookmark not defined 3.1.2 Hệ thống mạng phân phối nội dung (Content Ditribution Network) Error! Bookmark not defined

3.1.3 Hệ thống quản lý bản quyển số (Digital Right Management) Error! Bookmark not defined

3.1.4 Hệ thống Billing, VoD, STB (Set-top Box) Error! Bookmark not defined 3.2 MÔ HÌNH THỰC HIỆN CÁC DỊCH VỤ TRONG IPTV Error! Bookmark

not defined

3.2.1 Cơ chế việc đăng ký người dùng Error! Bookmark not defined 3.2.2 Cơ chế hủy bỏ đăng ký dịch vụ IPTV Error! Bookmark not defined 3.2.3 Cơ chế đăng ký kiểu thuê bao Error! Bookmark not defined 3.2.4 Cơ chế hủy thuê bao Error! Bookmark not defined 3.2.5 Cơ chế phân phối nội dung Error! Bookmark not defined 3.2.6 Cơ chế lấy nội dung Error! Bookmark not defined 3.2.7 Cơ chế xuất bản nội dung Error! Bookmark not defined 3.2.8 Cơ chế xuất bản EPG Error! Bookmark not defined 3.2.9 Cơ chế VoD Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 4: XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN IPTV Error! Bookmark not defined 4.1 Xu hướng phát triển IPTV trên thế giới Error! Bookmark not defined 4.2 Xu hướng phát triển IPTV tại Việt Nam Error! Bookmark not defined 4.3 Những khó khăn và thuận lợi ban đầu khi triển khai IPTV tại Việt Nam Error! Bookmark not defined 4.3.1 Thuận lợi bước đầu Error! Bookmark not defined 4.3.2 Thách thức khi triển khai IPTV tại Việt Nam Error! Bookmark not defined 4.3.3 Một số vấn đề cần giải quyết khi triển khai IPTV tại Việt Nam Error! Bookmark not defined

4.3.4 Đề xuất lộ trình phát triển IPTV ở Việt Nam Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 12

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ADSL Asymetric Digital Subcriber Line Đường thuê bao số không đối xứng ATM Asynchronous Transfer Mode Kiểu truyền không đồng bộ

API Application Programming

Interface

Giao diện lập trình ứng dụng

BSS Billing Support System Hệ thống hỗ trợ tính cước

CDN Content Distribution Network Mạng phân phối nội dung

CA Certificate of Authority Chứng chỉ nhận thực

CMS Content Management System Hệ thống quản lý nội dung

CPS Content Processing System Hệ thống xử lý nội dung

OMM Operation and Maintenance

Module

Module vận hành và bảo trì

DSM-CC

Digital Storage Media –

Command and Control

Lệnh và điều khiển – Phương tiện lưu trữ số

DVB Digital Video Broadcasting Quảng bá Video số

DRM Digital Rights Management Quản lý bản quyền số

ISDN Integrated Service Digital

Network

Mạng số tích hợp đa dịch vụ

IPTV Internet Protocol Television Dịch vụ truyền hình Internet

QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ

RTP Real Time Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian thực RTSP Real Time Streaming Protocol Giao thức luồng thời gian thực

RTCP Real Time Transport Control

Protocol

Giao thức điều khiển truyền tải thời gian thực

SL Synchronization layer Lớp đồng bộ hóa

SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu

STB Set-top Box Thiết bị thu nhận dịch vụ IPTV

TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải

TML Transport Multiplexer Lớp ghép kênh dòng truyền tải

UDP User Datagram Protocol Giao thức dữ liệu đồ người sử dụng VoD Video on Demand Dịch vụ Video theo yêu cầu

-

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1 - Mô hình kết nối hệ thống IPTV 7

Hình 2 - Mô hình mạng IPTV 8

Hình 3 - Sơ đố khối dịch vụ IPTV 8

Hình 4 - Nguyên lý hoạt động của hệ thống quảng bá 11 Hình 5 - Nguyên lý hoạt động của IPTV thực hiện chức năng VoDError! Bookmark not

defined

Hình 6 - Biểu diễn luồng tín hiệu Error! Bookmark not defined Hình 7 - Mô hình lớp Error! Bookmark not defined Hình 8 - Mô hình tham chiếu mạng đầu cuối Error! Bookmark not defined Hình 9 - Biểu đồ khối của giao thức ngăn xếp trong dịch vụ DVB-IP Error! Bookmark

not defined

Hình 10 - Mạng con đơn Error! Bookmark not defined Hình 11 - Các cổng mạng phân tán Error! Bookmark not defined Hình 12 - Mối quan hệ giữa các bản ghi, các payload ID và các đoạn tin Error!

Bookmark not defined

Hình 13 - Các bước cung cấp dịch vụ Error! Bookmark not defined Hình 14 - Cú pháp giao thức phân phát SD&S multicast Error! Bookmark not defined Hình 15 - Quan hệ giữa các bản ghi, đoạn tin và phần tin Error! Bookmark not

defined

Hình 16 - Định dạng nhỏ nhất của gói (Ipv4) Error! Bookmark not defined Hình 17 - Định dạng tiêu đề RTP Error! Bookmark not defined Hình 18 - Mô hình tổng thể hệ thống IPTV Error! Bookmark not defined Hình 19 - Cấu trúc hệ thống Headend Error! Bookmark not defined Hình 20 - Vai trò của Middleware trong hệ thống IPTV Error! Bookmark not defined Hình 21 - Chức năng của SMS Error! Bookmark not defined Hình 22 - Chức năng của CMS Error! Bookmark not defined Hình 23 - Chức năng của EPG Error! Bookmark not defined Hình 24 - Cấu trúc hệ thống CDN Error! Bookmark not defined Hình 25 - Cấu trúc mạng hai lớp Error! Bookmark not defined Hình 26 - Cấu trúc mạng đa lớp Error! Bookmark not defined Hình 27 - Cơ chế đăng ký User Error! Bookmark not defined Hình 28 - Cơ chế huỷ bỏ User Error! Bookmark not defined Hình 29 - Cơ chế đăng ký thuê bao Error! Bookmark not defined Hình 30 - Cơ chế huỷ thuê bao Error! Bookmark not defined Hình 31 - Cơ chế phân phối nội dung Error! Bookmark not defined Hình 32 - Cơ chế lấy nội dung Error! Bookmark not defined Hình 33 - Cơ chế xuất bản nội dung Error! Bookmark not defined Hình 34 - Cơ chế xuất bản EPG Error! Bookmark not defined Hình 35 - Cơ chế VoD Error! Bookmark not defined Hình 36 - Thói quen của khách hàng theo độ tuổi Error! Bookmark not defined Hình 37 - Mức độ chấp nhận của khách hàng đối với IPTV Error! Bookmark not

defined

Hình 38 - Giao diện truyền hình IP của nhà cung cấp FPT Error! Bookmark not

defined

LỜI NÓI ĐẦU Dịch vụ IPTV (Internet Protocol Television)

IPTV (Internet Protocol Television) là dịch vụ truyền tải hình ảnh kỹ thuật số tới người sử dụng qua giao thức Internet với kết nối băng thông rộng Nó thường được cung cấp kết hợp với VoIP, video theo yêu cầu nên còn được gọi là công nghệ tam giác (dữ liệu, âm thanh và hình ảnh)

Khả năng của IPTV là vô hạn và hứa hẹn mang đến những nội dung kỹ thuật số chất lượng cao như video theo yêu cầu (VoD - Video on demand), hội thảo, truyền hình tương tác/trực tiếp, game, giáo dục từ xa, video blogging (vlog), tin nhắn nhanh qua TV Tuy nhiên tại Việt Nam dịch vụ này vẫn chưa được biết đến một cách phổ biến

Điểm đặc biệt của IPTV là sự tương tác giữa người xem và dịch vụ gia tăng IPTV sẽ làm thay đổi thói quen xem truyền hình truyền thống bởi vì nó không chỉ cho phép khách hàng xem các chương trình, mà còn cho phép khán giả chủ động chọn những nội dung mình muốn xem Với IPTV, khách hàng có thể tiếp cận những dịch vụ tiên tiến nhất trên nền băng thông rộng như xem TV trực tiếp qua Internet (LiveTV), mua hàng qua TV, trò chơi trực tuyến (online game), điện thoại hình v.v…

Khả năng ứng dụng IPTV ở Việt Nam

Để triển khai thành công một dịch vụ IPTV cần đáp ứng đầy đủ 3 yếu tố: băng thông, nội dung và thị trường phát triển nhanh Việt Nam là một trong những thị trường phát triển nhanh nhất trong khu vực đồng thời nhu cầu về băng rộng đang gia tăng, số lượng thuê bao Internet nói chung và thuê bao ADSL nói riêng đang phát triển khá nhanh Bên cạnh đó, Việt Nam đã sẵn sàng về mạng lưới ADSL 2+ và FTTx và trên các mạng không dây thông qua Wifi từ các điểm truy cập công cộng (Hotspot)

Do đó Việt Nam đã có đủ những yêu cầu cần thiết để bắt tay vào triển khai IPTV

-

Mục đích của đề tài

Nội dung luận văn “Nghiên cứu về tiêu chuẩn truyền hình theo phương thức IP (IPTV) và khả năng ứng dụng ở Việt Nam” được thực hiện với mục đích

nghiên cứu về cấu trúc của hệ thống IPTV, dựa trên những phân tích và đánh giá từ sự triển khai trong hệ thống mạng của Tập đoàn Điện lực Việt Nam để đưa ra các phương

án xây dựng mô hình hệ thống IPTV cũng như chất lượng dịch vụ IPTV như một xu hướng phát triển của truyền hình Việt Nam trong tương lai

Luận văn bao gồm 4 chương:

Chương 1 Tổng quan về dịch vụ IPTV: Nội dung chương đưa ra khái niệm IPTV, mô

hình hệ thống cung cấp dịch vụ, phương thức phát truyền tín hiệu của IPTV và liệt kê một số dịch vụ được cung cấp trong hệ thống

Chương 2 Chuẩn DVB-IP: đưa ra khái niệm về dịch vụ truyền quảng bá tín hiệu video

trên mạng IP Trong chương này đưa ra các khái niệm và cấu trúc chung của hệ thống DVB và các công nghệ mang tính nền tảng cho dịch vụ IPTV

Chương 3 Cấu trúc hệ thống IPTV áp dụng trong Tập đoàn Điện lực Việt Nam: Nội

dung chương đưa ra cấu trúc mô hình của hệ thống IPTV, các cấu trúc của từng thành phần trong hệ thống Đồng thời đưa ra các quá trình thủ tục xử lý các yêu cầu của mô hình IPTV tại EVN

Chương 4 Xu hướng phát triển IPTV: Nội dung chương đưa ra các phân tích nhận

xét, đánh giá từ kết quả nghiên cứu đạt được của luận văn và đề xuất về lộ trình phát triển IPTV tại Việt Nam trong giai đoạn tiếp theo

Lời cảm ơn

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Ngô Thái Trị, đã nhiệt tình hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này

Tôi cũng gửi lời cám ơn đến các thầy, cô giảng viên khoa Điện tử viễn thông - Trường Công Nghệ- Đại Học Quốc Gia Hà Nội đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong thời gian qua, làm cơ sở vững chắc để hoàn thành luận văn

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến Trung tâm Công nghệ thông tin- Tập đoàn Điện lực Việt Nam, công ty truyền thông FPT đã tạo mọi điều kiện giúp tôi có những cơ hội tìm hiểu thực tế để hoàn thành luận văn này

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỊCH VỤ IPTV

1.1 Khái niệm IPTV

Cuối thập kỷ trước, 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 đời của HDTV đã để lại dấu

ấn đối với lĩnh vực truyền hình Hiện nay xuất hiện một phương thức cung cấp dịch vụ mới còn mạnh hơn 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, IPTV dễ dàng cung cấp nhiều hoạt động tương tác hơn, cung cấp sự cạnh tranh mạnh mẽ hơn cho các doanh nghiệp kinh doanh dịch vụ truyền hình

IPTV (Internet Protocol Television) mô tả một hệ thống ở đó các dịch vụ truyền hình số được cung cấp tới người tiêu dùng đăng ký thuê bao sử dụng giao thức IP trên kết nối băng rộng

Hình 1 - Mô hình kết nối hệ thống IPTV

IPTV là công nghệ truyền dẫn hình ảnh kỹ thuật số tới người sử dụng dựa trên giao thức Internet với kết nối băng rộng Dịch vụ này thường được cung cấp với điện thoại trên Internet (Voice over IP - VoIP), video theo yêu cầu (Video on Demand - VOD) nên thường được gọi là công nghệ tam giác về truyền tải dữ liệu, hình ảnh, âm thanh

-

1.2 Mô hình hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV

1.2.1 Mô hình kiến trúc:

Hình 2 - Mô hình mạng IPTV

Mạng truy nhập băng rộng: Hạ tầng mạng IP băng rộng để truyền dịch vụ từ nhà cung cấp dịch vụ IPTV đến khách hàng Mạng truy nhập sẽ tận dụng phần hạ tầng mạng xDSL có sẵn Để cung cấp dịch vụ với chất lượng tốt và tiêu thụ ít băng thông khi có đồng thời nhiều truy nhập đến hệ thống, mạng truy nhập băng rộng (B-RAS/MSS và DSLAM) cần phải được hỗ trợ multicast Đối với DSLAM, ngoài hỗ trợ multicast, DSLAM còn cần hỗ trợ IGMP version 2 Ngoài ra, B-RAS/MSS và DSLAM cũng cần hỗ trợ các giao tiếp Ethernet chuẩn (FE, GE) Mạng cũng phải có khả năng hỗ trợ QoS từ đầu cuối đến đầu cuối, đảm bảo được băng thông cần thiết và

độ ưu tiên cho các kênh truyền hình quảng bá cũng như các phiên Video theo yêu cầu đang sử dụng (phải đạt được độ mất gói và jitter tối thiểu) Băng thông xDSL do các DSLAM cung cấp đến khách hàng phải có khả năng lên đến 4-5 Mbps

Hình 3 - Sơ đố khối dịch vụ IPTV

Cung cấp khả năng quản lý thuê bao, nội dung và báo cáo hoàn chỉnh cùng với các chức năng quant lý EPG và Bộ GIảI MÃ, đồng thời vẫn duy trì tính mở cho việc tích hợp các dịch vụ trong tương lai Middleware là một giao diện của hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV với người sử dụng, nó xác định danh tính cho người dùng Hiển thị một danh sách các dịch vụ mà thuê bao đó có thể sử dụng và trợ giúp lựa chọn dịch vụ này sau khi đã xác thực danh tính của người dùng Middleware lưu lại một profile cho tất cả các dịch vụ Middleware đảm bảo các hoạt động bên trong của dịch vụ truyền hình một cách hoàn hảo Middleware sẽ không giới hạn bất kỳ hoạt động riêng rẽ nào trong hệ thống, nhưng sẽ giao tiếp trực tiếp với mỗi thành phần được hệ thống hỗ trợ Middleware hỗ trợ API cho phép mở rộng các chức năng mới và truyền dữ liệu giữa các hệ thống

Hệ thống phân phối nội dung:

Bao gồm các cụm máy chủ VoD và hệ thống quản lý VoD tương ứng, cho phép lưu trữ các nội dung đã được mã hóa và thiết lập các chính sách phân phối nội dung một cách mềm dẻo Hệ thống này cũng cho phép nhà khai thác mở rộng một cách kinh

tế, phù hợp với tải và yêu cầu dịch vụ của các thuê bao Máy chủ VoD sẽ lưu nội dung thực và cung cấp cho thuê bao khi nó nhận được sự xác thực danh tính từ Middleware

Nó cho phép các thuê bao đặt và xem những bộ phim chất lượng cao và chương trình theo yêu cầu (chương trình này được lưu trên máy dịch vụ và truyền tải theo yêu cầu)

Hệ thống này cũng cung cấp những chức năng điều khiển VCR như fast-forward, pause, và rewind

1.2.2 Các dịch vụ cung cấp bởi IPTV:

Cung cấp các dịch vụ quảng bá: Truyền hình quảng bá (Broadcast TV); kênh

âm thanh (Audio Channel); truyền hình trực tuyến (Time-Shift TV); VOD băng hẹp

Cung cấp các dịch vụ theo yêu cầu: Video theo yêu cầu (Video on Demand - VoD); âm nhạc theo yêu cầu (Music on Demand - MoD); TV theo yêu cầu (TV on Demand - TVoD)

Cung cấp các dịch vụ tương tác: thông tin tương tác (InteractivInformation); truyền hình tương tác (Interactive TV); công ích, từ thiện, trực tuyến (Online Subscription); đánh bạc trực tuyến (Online Gambling); phỏng vấn trực tuyến (Online

-

Dịch vụ quảng bá (Broadcast Service)

 Truyền hình quảng bá: Dịch vụ phát các kênh truyền hình quảng bá thông thường như các kênh quảng bá VTV1, VTV2, HTV7, HTV9

 Linear Broadcast TV with Trick Modes: Truyền hình quảng bá cho phép người dùng tạm dừng, xem lại, xem tiếp, bỏ qua các đoạn quảng cáo, ghi lại chương trình bằng các đầu ghi

 Multi-angle service: Dịch vụ cung cấp cho người dùng xem nhiều góc quay của một phim (như 3D) hoặc một trận bóng đá

 Electronic Program Guide (EPG): Dịch vụ hướng dẫn trực tiếp trên màn hình

về lịch phát sóng, danh sách các phim, cước phí…

 Quảng cáo truyền hình truyền thống: Quảng cáo kèm theo các chương trình truyền hình truyền thống

Dịch vụ theo yêu cầu (On Demand Service)

 Phim theo yêu cầu - Video on Demand (VoD): Cho phép khách hàng lựa chọn phim ưa thích và có trả phí

 Nhạc theo yêu cầu - Music on Demand (MoD): Cho phép khách hàng lựa chọn các video clip, bản nhạc ưa thích và có trả phí

 Game theo yêu cầu - Game on Demand (GoD): Cho phép khách hàng lựa chọn các game ưa thích và có trả phí

 Thanh toán theo nội dung (Pay Per View –PPV,OPPV, IPPV): Xem các chương trình phải trả phí (đăng ký các chương trình theo lịch phát hoặc là chương trình mới)

Dịch vụ tương tác (Interactive Service)

 Thông tin chung ( T-information ): Các dịch vụ thông tin thông thường trên truyền hình như tin thời sự, thời tiết, giá cả thị trường…

 T-communication: Dịch vụ thông tin qua truyền hình cung cấp cho khách hàng khả năng trao đổi thông tin thông qua IPTV dưới các hình thức như email, tin nhắn, chat, duyệt web, Video conferencing…

 Thương mại (T-commerce): Dịch vụ giao dịch ngân hàng, mua sắm, đặt chỗ khách sạn, tàu, máy bay, vé xem ca nhạc … tại nhà

 Dịch vụ voting: Cho phép người xem tham gia trực tiếp các trò chơi trên truyền hình

 Giải trí (T-entertainment ): Các trò chơi, karaoke, xem ảnh, sổ xố, nhật ký điện tử… Có thể chơi 1 mình hoặc nhóm