Nghiên cứu và thực hiện qos cho dịch vụ IPTV (internet protocol telelvision)

Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH SÁCH BẢNG BIỂU DANH SÁCH HÌNH VẼ MỞ ĐẦU PHẦN MỞ ĐẦU Giới thiệu 2 Lý chọn đề tài Mục đích chọn đề tài Phạm vi nghiên cứu Nội dung luận văn CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ DỊCH VỤ IPTV VÀ MỘT SỐ KỸ THUẬT NÉN VIDEO, AUDIO SỬ DỤNG TRONG DỊCH VỤ IPTV 1.1.Tổng quan dịch vụ IPTV 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Đặc điểm dịch vụ IPTV 1.1.2.1 Đặc điểm IPTV 1.1.2.2 Các dịch vụ IPTV 1.1.3 Hệ thống mạng IPTV 1.1.3.1 Tổng quan thành phần mạng cung cấp dịch vụ IPTV 1.1.3.2 Nội dung 1.1.3.3 Hệ thống mạng truyền tải 1.1.3.4 Mạng gia đình (Home Network) 1.1.3.5 Thành phần quản lý 1.1.4 Phương pháp truyền liệu IPTV 10 1.1.4.1 Multicast 10 1.1.4.2 Unicast 10 1.1.4.3 Giao thức RTP/RTCP 11 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) 1.1.5 Phương thức đóng gói liệu video IPTV 11 1.1.5.1 Mô hình truyền tải IPTV 11 1.1.5.2 Thực mã hóa video 12 1.1.5.3 Thực đóng gói video (video packetizing) 12 1.1.5.4 Thực đóng gói kết cấu luồng vận chuyển 13 1.1.5.5 Đóng gói lớp thấp 14 1.2.Kỹ thuật nén Video sử dụng dịch vụ IPTV 14 1.2.1 Tổng quan kỹ thuật nén Video 15 1.2.2 Một số kỹ thuật nén video dùng IPTV 16 1.2.2.1 Kỹ thuật MPEG (H.26x) 16 1.2.2.2 Kỹ thuật VC-1 17 1.3.Tổng quan kỹ thuật nén audio sử dụng dịch vụ IPTV 17 CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU VÀ THỰC HIỆN QoS CHO DỊCH VỤ IPTV 19 2.1.Tổng quan chất lƣợng dịch vụ - QoS (Quality of Service) 19 2.1.1 Khái niệm ý nghĩa QoS 19 2.1.1.1 Khái niệm 19 2.1.1.2 Ý nghĩa 19 2.1.2 Các tham số QoS 20 2.1.2.1 Tham số QoS 20 2.1.2.2 Một số quan điểm khác QoS 20 2.1.3 Nghiên cứu QoS mạng IP 23 2.1.3.1 Mô hình tham chiếu QoS IP 23 2.1.3.2 Các tham số QoS mạng IP 23 2.1.3.3 Thực phân lớp QoS cho mạng IP 25 2.1.4 Các khái niệm liên quan đến QoS 26 2.1.4.1 Khái niệm chất lượng trải nghiệm QoE (Quality of Experience) 26 2.1.4.2 Khái niệm cấp độ dịch vụ GoS (Grade of Service) 28 2.1.4.3 Khái niệm kiểu dịch vụ ToS lớp dịch vụ CoS 28 2.2.Thực QoS dịch vụ IPTV 30 2.2.1 Các yêu cầu dịch vụ IPTV cần phải đáp ứng 30 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) 2.2.1.1 Các yêu cầu chung 30 2.2.1.2 Các yêu cầu chất lượng trải nghiệm QoE dịch vụ IPTV 32 2.2.1.3 Đảm bảo chất lượng mạng IP cho dịch vụ IPTV 33 2.2.2 Đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV 36 2.2.2.1 Mô hình đo lường QoS ITU-T 36 2.2.2.2 Thực đo lường chất lượng Head-end 37 2.2.2.3 Thực đo lường chất lượng end-to-end 37 2.2.2.4 Thực đo lường QoS mạng IP 38 2.2.2.5 Một số khái niệm để đánh giá chất lượng IPTV 40 2.3.Các phƣơng pháp thực QoS cho dịch vụ IPTV 40 2.3.1 Các giải pháp đảm bảo QoS thành phần Head-end 41 2.3.2 Các giải pháp đảm bảo QoS mạng quản lý 42 2.3.3 Các giải pháp đảm bảo QoS Home network 42 2.3.4 Các giải pháp đảm bảo QoS lớp mạng truyền dẫn 43 2.3.4.1 NP (Network Performance ) giải pháp cải thiện 43 2.3.4.2 Các biện pháp đảm bảo QoS liên quan đến xử lý lưu lượng 46 2.4.Nghiên cứu kỹ thuật QoS 46 2.4.1 Sự cần thiết kỹ thuật QoS dịch vụ IPTV 46 2.4.2 Quá trình thực QoS 48 2.4.3 Cơ chế QoS 49 2.4.3.1 Cơ chế chia lớp 49 2.4.3.2 Cơ chế đánh dấu 50 2.4.3.3 Cơ chế quản lý nghẽn 50 2.4.3.4 Cơ chế tránh lỗi 53 2.4.3.5 Cơ chế lập sách (policy) định hình lưu lượng 55 2.4.3.6 Nâng cao hiệu đường truyền 56 2.4.4 Các mô hình ứng dụng đảm bảo QoS mạng IP 56 2.4.4.1 Mô hình IntServ 56 2.4.4.2 Mô hình DiffServ 58 2.4.4.3 Mô hình kết hợp 61 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) CHƢƠNG 3: THỰC HIỆN QoS CHO IPTV ÁP DỤNG TẠI MỘT SỐ NHÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ VIỄN THÔNG TRONG NƢỚC 63 3.1.Tiêu chuẩn chất lƣợng dịch vụ IPTV 62 3.2.Chỉ tiêu chất lƣợng dịch vụ IPTV 62 3.2.1 Chất lượng tín hiệu Video 62 3.2.2 Các tham số truyền dẫn 62 3.3.Thực chất lƣợng dịch vụ IPTV 62 3.3.1 Cấu trúc chất lượng dịch vụ QoS cho IPTV 62 3.3.2 Phân tích QoS 63 3.4.Giải pháp triển khai QoS cho IPTV số nhà cung cấp dịch vụ 64 3.4.1 Giải pháp cấu trúc mạng 64 3.4.2 Nguyên lý mô hình hoạt động 64 3.4.2.1 Mô hình hoạt động mạng ADSL 64 3.4.2.2 Mô hình hoạt động mạng FTTx 67 3.4.3 Giải pháp QoS thực cho dịch vụ IPTV 69 3.5.Áp dụng giải pháp triển khai thực tế dịch vụ IPTV khu vực Hà Nội 70 3.5.1 Thông số đảm bảo chất lượng dịch vụ IPTV cấu hình phân đoạn mạng Hà Nội 70 3.5.2 Mô hình triển khai số yêu cầu triển khai Hà Nội 70 3.5.3 Thực cấu hình thiết bị đầu cuối đảm bảo chất lượng cung cấp dịch vụ IPTV 71 3.5.3.1 Cấu hình IP DSLAM Huawei MA 5600 cung cấp dịch vụ 71 3.5.3.2 Cấu hình Modem ADSL TP-LINK TD-8840T 73 KẾT LUẬN 75 Tóm tắt kết luận văn 75 Hạn chế đề tài 75 Hƣớng mở đề tài 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận văn “Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Television)” công trình nghiên cứu thực cá nhân tôi, sở nghiên cứu lý thuyết thực hướng dẫn TS Hà Duyên Trung Tôi xin chịu trách nhiệm với toàn nội dung luận văn Học viên Vũ Thắng Hải Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT A AAC Avanced Audio Coding Mã hóa audio nâng cao ADSL Asymmetrical DSL Đường dây thuê bao số bất đối xứng AQM Active Queue Management Quản lý hàng đợi tích cực ASP Application Service Provider Ứng dụng dịch vụ khách hàng B BE Best EffortNỗ lực tối đa C CA/DRM Condition Access/Digital Rights Management Điều khiển truy nhập/quản lý quyền số CAC Call Control Adminssion Điều khiển quản lý gọi CAR Committed Access Rate Cam kết tốc độ truy nhập CAVLC Context-Adaptive Variable Length Coding Mã hóa thích nghi có chiều dài thay đổi CBT Core Based Trees Giao thức lõi CBWFQ Class Base Weighted Fair Queuing Hàng đợi cân trọng số CLI Command-line Interface Giao diện dòng lệnh CoS Class of Service Lớp dịch vụ CPE Customer Premise Equipment Thiết bị sở hữu người dùng CPU Central Proccesing Unit Khối xử lý trung tâm CQ Custom Queuing Hàng đợi tự chọn CRC Cyclic Redundancy Check Mã vòng CRM Customer Relationship Managerment Quản lý quan hệ người dùng D DCT Discrete Cosine Transform Biến đổi cosin rời rạt DF Delay Factor Yếu tố trễ DiffServ Difference Services Phân biệt dịch vụ Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) DOCSIS Data Over Cable Service Interface Specification Tiểu chuẩn giao diện dịch vụ liệu qua cáp DSCP Difference Services Code Point Mã điểm phân biệt dịch vụ DSL Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao số DVB-C Digital Video Broadcast over Cable Quảng bá video số qua cáp DVMRP Distance Vector Multicast Routing Protocol Giao thức multicast vecto khoảng cách E ECN Explicit Congestion Notification Cảnh báo lỗi minh bạch EDTV Enchanted Definition Television Truyền hình định dạng nâng cao EPG Electronic Program Guide Giao diện hướng dẫn người dùng điện tử ETSI European Telecommunications Standards Institute Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu F FEC Forward Error Correction Mã sửa lỗi chuyển tiếp FG IPTV Forcus Group Internet Protocol Television Nhóm nghiên cứu truyền hình giao thức Internet FIFO First In First Out Vào trước trước FM Frequency Modulation Điều chế tần số G GoS Cấp độ dịch vụ Grade Of Service H HDTV High Definition Television Định dạng truyền hình chất lượng cao HEVC High Efficiency Video Coding Mã hóa video hiệu cao I IEC International Electrotechnical Commission Ủy ban điện tử quốc tế IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers Viện kỹ sư điện điện tử Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) IGMP Internet Group Management Protocol Giao thức quản lý nhóm internet IntServ Intergrated Service Tích hợp dịch vụ IP Internet Protocol Giao thức Internet IPDV IP Packet Delay Variation Biến động trễ gói tin IP IPER IP Packet Error Ratio Tỉ lệ lỗi gói tin IP IPLR IP Packet Loss Ratio Tỉ lệ gói tin IP IPRR IP Packet Reordering Ratio Tỷ lệ xếp lại gói tin IPSLBR IP Packet Severely Loss Block Ratio Tỉ lệ tổn thất khối IPTD IP Packet Time Delay Trễ lan truyền gói tin IP IPTV Internet Protocol Television Truyền hình giao thức Internet ISO International Organization for Standardization Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ITU-T International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector tiêu chuẩn ngành viễn thông thuộc Tổ chức viễn thông quốc tế J JPEG Joint Photographic Experts Group Nhóm chuyên gia nhiếp ảnh L LL Low Loss Tổn thất thấp LLQ Low Loss Queue Hàng đợi tổn thất thấp LTE Long Term Evolution Giải pháp phát triển lâu dài M MAN-E Metro Access Network – Ethenet Mạng đô thị Ethenet MBGP Multiprotocol BGP Extenssion for IP Multicast Giao thức cổng mở rộng MDI Media Delivery Index Chỉ số truyền thông MJPEG Motion Joint Photographic Experts Group JPEG động MLR Media Loss Rate tỉ lệ tổn thất truyền thông MMS Multimedia Messageing Service Dịch vụ tin nhắn đa phương tiện Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) MOS Mean Opinion Score Điểm trung bình chất lượng MOSPF Multicast Open Shortest-Path First, Giao thức tìm đường ngắn multicast MP3 MPEG1 Audio Layer Audio lớp MPEG1 MPEG Moving Picture Experts Group Nhóm chuyên gia hình ảnh động MPEGTS MPEG2-Transport Stream Luồng truyền vận MPEG2 MPLS Multi-Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPQM Moving Pictures Quality Metric Mô hình chất lượng hình ảnh động MSDP Multicast Source Discovery Protocol Giao thức multcast tìm kiếm nguồn N NAL Network Abstraction Layer unit Đơn vị lớp mạng trừu tượng NBAR Network-Based Application Recognition Công nhận ứng dụng sở mạng NP Network Performance Hiệu mạng NS Network Section Phân đoạn mạng NTSC National Television Standard Committee Ủy ban tiêu chuẩn truyền hình quốc gia P PAL Phase Alternation Line Đường dây thay đổi pha PBR Policy-based Routing Định tuyến sách lưu lượng PES Packetized Element Stream Packet Gói đánh dấu thời gian PIM Protocol Independent Multicast Giao thức multicast độc lập PON Paasive Optical Networking Mạng quang thụ động PQ Priority Queuing Hàng đợi ưu tiên PSRN Peak Signal-to-Noise Ratio Tỉ số tín hiệu lỗi PVR Personal Video Recorder Bộ lưu trữ video cá nhân Q QoE Quality of Experience Chất lượng trải nghiệm Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ Qpel Quarter Pixel Precision Chính xác 1/4 pixel R RB Round Robin Vòng Robin RED Random Early Detection Loại bỏ gói ngẫu nhiên RESV Reservation-request messages Bản tin yêu cầu chiếm dụng RFC Request For Comments Yêu cầu bình luận RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức giành trước tài nguyên RTCP Real time Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền vận thời gian thực RTI Real Time Interactive Tương tác thời gian thực RTMU Real-Time Multicast & Unicast Multicast unicast thời gian thực RTP Real time Transport Protocol Giao thức truyền vận thời gian thực S SDTV Standard Definition Television Truyền hình định dạng tiểu chuẩn SECAM Séquentiel Couleur A Memoire Bộ nhớ màu sắc tương tự SLA Service Levels Agreement Thỏa thuận cấp độ dịch vụ SMS Short Message Service Dịch vụ tin nhắn ngắn STB Set-Top-Box Hộp giải mã V VCEG Video Coding Experts Group Nhóm chuyên gia mã hóa video VLC Variable-Length Coding Mã hóa có chiều dài thay đổi VOD Video on Demand Video theo yêu cầu VoIP Voice over IP Thoại IP W WFQ Weighted Fair Queuing Hàng đợi cân trọng số WRED Weight Random Early Detection Loại bỏ gói sớm ngẫu nhiên theo trọng số WRED Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) Hình 3.1: Cấu trúc phân lớp tổng quát IPTV Cấu trúc QoS dựa vào cấu trúc Diffserv mô tả chương Cấu trúc Diffserv giả sử node mạng truyền tải kết nối đến liên kết vật lý Việc tắc nghẽn xảy phải có khả lập lịch gói tin từ dịch vụ tách biệt khác 3.3.2 Phân tích QoS Việc phân tích QoS giả sử dịch vụ triển khai Triple-play bao gồm thoại, video truy cập internet Truy cập Internet: Truy cập Internet xem dịch vụ best-effort, Diffserv mặc định PHB dùng để lập lịch gói tin phân loại vào dịch vụ truy cập Internet Diffserv PHB hỗ trợ xử lý best-effort lập lịch gói tin Thoại: Trễ toàn trình jitter quan trọng dịch vụ thoại Vì yêu cầu chặt chẽ độ trễ nên dịch vụ thoại sử dụng Diffserv EF PHB Video: Video yêu cầu chặt chẽ gói bị tác động độ trễ jitter Các kỹ thuật mã hóa Video không cho phép thông tin luồng video nén Vì 63 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) lý mà luồng video lập lịch theo Diffserv AF PHB Các yêu cầu QoS cho video không thay đổi tùy thuộc vào dịch vụ video liên quan Tuy nhiên, broadcast video dịch vụ thời gian thực chiếm bang thông VoD nên nhà cung cấp dịch vụ phải ưu tiên broadcast video VoD.Từ sách QoS cho dịch vụ có ưu tiên khác Tất lưu lượng video broadcast đánh dấu với giá trị DSCP AF41 lưu lượng VoD đánh dấu với giá trị DSCP AF42 AF43 Việc đánh dấu để đảm bảo gói VoD bị loại bỏ trước gói liệu video broadcast trường hợp tắc nghẽn liên kết 3.4 Giải pháp triển khai QoS cho IPTV số nhà cung cấp dịch vụ 3.4.1 Giải pháp cấu trúc mạng Hình 3.2: Giải pháp cấu trúc mạng triển khai IPTV Cấu trúc mạng trên, tất lưu lượng từ trung tâm IPTV định tuyến đến thiết bị PE liên tỉnh Các lưu lượng dịch vụ sau qua mạng Core đến PE tỉnh thành Từ PE lưu lượng đẩy xuống access switch lớp 2, DSLAM cuối tới thuê bao 3.4.2 Nguyên lý mô hình hoạt động 3.4.2.1 Mô hình hoạt động mạng ADSL a Phía mạng khách hàng Mạng khách hàng sử dụng mô hình ánh xạ dịch vụ multi-PVC Dịch vụ IPTV cung cấp kết nối ADSL2+ Mỗi kết nối ADSL2+ đến thuê bao gồm có PVC khác nhằm cung cấp loại dịch vụ: 64 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) - PVC 1: cung cấp dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao (HSI) - PVC 2: cung cấp dịch vụ video (bao gồm VoD, LiveTV, VAS ) Khách hàng sử dụng thiết bị đầu cuối khác cho loại dịch vụ: - Video: STB (Set-Top -Box) - Internet: PC Kết nối ADSL2+ kết cuối thiết bị modem Các thiết bị chuyển lưu lượng PVC đến giao diện đầu tương ứng kết nối với thiết bị đầu cuối dịch vụ Hình 3.3: Sơ đồ cung cấp địa động DHCP cho STB Sơ đồ cung cấp địa động DHCP cho STB: - Đối với dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao (HSI), thuê bao thực quay số PPPoE đến BRAS BRAS cấp địa IP cho kết nối PPPoE, thực NAT (nếu cần) chuyển tiếp lưu lượng Internet - Đối với dịch vụ IPTV, địa IP cấp phát động DHCP Tại BRAS PE cấu hình DHCP relay chuyển tiếp gói tin DHCP đến DHCP server thực định tuyến gói tin dịch vụ đến đích mong muốn b Phía mạng truy cập Mạng truy nhập tỉnh thành triển khai theo mô hình S-VLAN (Vlan per service) 65 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) Nguyên tắc thực mô hình sau: - Mạng truy nhập tỉnh thành bao gồm thiết bị mạng, kết nối mạng từ DSLAM đến BRAS, PE - Trong mạng truy nhập cấu hình VLAN khác cho loại dịch vụ cung cấp - Tại biên mạng truy nhập, lưu lượng trước vào mạng phân loại để ánh xạ vào VLAN dịch vụ Cụ thể mô hình hệ thống mạng tại, mô hình S-VLAN hoạt động sau: - Tại IP-DSLAM, cổng ADSL2+ gồm PVC, PVC dành cho dịch vụ (Internet, VoIP, vide) - Tại giao diện uplink, PVC ánh xạ vào S-VLAN tương ứng với loại dịch vụ sử dụng phương thức đóng gói 802.1q - Tại switch lớp 2, access switch, cấu hình giao diện trunk mang lưu lượng S-VLAN - BRAS/PE có nhiệm vụ kết cuối S-VLAN thực định tuyến gói tin đến đích mong muốn Mô hình s-vlan mạng truy nhập - HSI Vlan : Vlan dành cho internet - VOD vlan: Vlan dành cho dịch vụ VOD –chạy unicast - LiveTV vlan: Vlan dành cho dịch vụ liveTV –chạy multicast Hình 3.4: Mô hình S-VLAN mạng truy cập 66 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) c Lưu lượng multicast cho dịch vụ boardcast TV Để tiết kiệm tài nguyên mạng, số dịch vụ hệ thống IPTV LiveTV NVOD sử dụng phương thức truyền tải lưu lượng multicast Để lưu lượng multicast truyền tải hệ thống mạng cách hiệu quả, tính multicast cần hỗ trợ thiết bị mạng Các giao thức thực thiết bị mạng hình đây: Hình 3.5: Các giao thức thiết bị mạng 3.4.2.2 Mô hình hoạt động mạng FTTx Thực mô hình hoạt động hệ thống IPTV mạng FTTx tương tự mạng ADSL Chỉ thay thiết bị DSLAM OLT: 67 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) Hình 3.6: Mô hình triển khai mạng FTTx Kết nối hệ thống IPTV qua FTTx: Hình 3.7: Kết nối hệ thống IPTV qua FTTx 68 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) 3.4.3 Giải pháp QoS thực cho dịch vụ IPTV Bảng 3.1: Bảng quy định chất lƣợng dịch vụ Bảng quy định chất lượng dịch vụ triển khai mạng Metro nhà cung dịch vụ IPTV Trong dịch vụ IPTV xếp vào lớp video mô hình lớp dịch vụ Các kỹ thuật QoS sử dụng cấu hình thiết bị mạng bao gồm: Classification (phân loại lưu lượng), Policing (giới hạn băng thông, xử lý lưu lượng vi phạm bang thông), Marking (xếp lưu lượng vào lớp thíc hợp), Shaping (queuing + schedulling) Mô hình tổng quát thực chất lượng dịch vụ IPTV số nhà cung cấp dịch vụ IPTV sau: Hình 3.8: Mô hình tổng quát thực QoS số nhà cung cấp dịch vụ 69 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) 3.5 Áp dụng giải pháp triển khai thực tế dịch vụ IPTV khu vực Hà Nội 3.5.1 Thông số đảm bảo chất lƣợng dịch vụ IPTV cấu hình phân đoạn mạng Hà Nội Tham số QoS áp dụng phân đoạn mạng quy định sau: - Tại IP DSLAM/ MSAN, Switch Layer2: Sử dụng chuẩn 802.1p với giá trị CoS (Class of Service) - Tại mạng MAN E: Sử dụng tham số MPLS Exp với giá trị Exp Ghi chú: Tại biên mạng MAN E, giá trị CoS chuyển tiếp từ IP DLSAM/MSAN Switch Layer2 ánh xạ sang thông số MPLS Exp để xử lý miền MPLS 3.5.2 Mô hình triển khai số yêu cầu triển khai Hà Nội Mô hình kết nối: Hình 3.9: Mô hình kết nối triển khai IPTV khu vực Hà Nội 70 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) a Yêu cầu thiết bị đầu cuối khách hàng (CPE): - Modem ADSL port Ethernet, hỗ trợ Multi PVC - Set top box (STB) b Yêu cầu phía nhà cung cấp dịch vụ: - Sử dụng IP DSLAM Huawei MA5600 hoặ c IP DSLAM Alcatel ISAM 7302 c Tốc độ cổng (hướng downlink): Tốc độ downlink đáp ứng cổng ADSL tổng tốc độ kênh IPTV - SD (3,5Mbps) HD (10Mbps) cộng với tốc độ gói dịch vụ Internet Ví dụ khách hàng dùng dịch vụ IPTV chuẩn HD (10Mbps) gói Internet 2Mbps tổng băng thông yêu cầu 10Mbps + 2Mbps =12Mbps Profile áp cho cổng IP DSLAM tùy thuộc vào gói cước nhà mạng - cung cấp dịch vụ mà khách hàng sử dụng d Độ dài cáp đồng khuyến cáo cung cấp dịch vụ: Độ dài đôi cáp đồng < km cung cấp dịch vụ IPTV với gói - cước sử dụng chuẩn HD; Độ dài cáp < km cung cấp dịch vụ IPTV với gói cước - chuẩn SD 3.5.3 Thực cấu hình thiết bị đầu cuối đảm bảo chất lƣợng cung cấp dịch vụ IPTV 3.5.3.1 Cấu hình IP DSLAM Huawei MA 5600 cung cấp dịch vụ Để cung cấp dịch vụ IPTV cho khách hàng truy cập Internet cần tạo thêm 01 PVC (sử dụng đồng thời dịch vụ IPTV Internet port IP DSLAM, đôi cáp đồng) Như vậy, PVC0 (VPI/VCI=8/35) ánh xạ đến CVLAN/S-VLAN phân bổ cho dịch vụ Internet PVC1 (VPI/VCI=8/36) ánh xạ đến S-VLAN dành cho dịch vụ IPTV (dùng VLAN cho VoD unicast, VLAN cho Multicast) Trên IP DSLAM PVC1 (VPI/VCI=8/36) ánh xạ tĩnh đến SVLAN sử dụng cho dịch vụ theo yêu cầu phát Unicast (cho phép tạm dừng, tua, lưu trữ xem lại ) Khi khách hàng chuyển sang dùng kênh phát Multicast (không tạm dừng, tua xem lại), STB phát tin IGMP đến IP DSLAM IP DSLAM ánh xạ động lưu lượng multicast vào S-VLAN Đây 71 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) tính Multicast VLAN Registration (MVR) hỗ trợ IP DSLAM Huawei MA5600 IP DSLAM Alcatel ISAM7302 Việc ánh xạ thực cho phép tách PVC, đồng nghĩa với việc tách dịch vụ Internet IPTV, vào phần mạng Layer riêng biệt Cấu hình VLAN ( cho unicast, cho multicast) - MA5600(config)#vlan to smart // tạo vlan smart vlan - MA5600(config)#port vlan to 0/7/0 // permit vlan qua port uplink 0/7/0 Service port - MA5600(config)service-port vlan adsl 0/10/7 vpi vci 35 rx-cttr tx-cttr Trong đó: – vlan cho unicast, 0/10/7 port có kênh IPTV, 2/35 vpi/vci phía khách hàng cho unicast multicast Ghi : VLAN cho multicast , VLAN cho unicast trường hợp có kênh unicast cấu hình service port cho multicast, kênh unicast phải cấu hình service port cho multicast Cấu hình multicast Cấu hình igmp mode Proxy: - MA5600(config)btv - MA5600(config-btv)igmp mode proxy Enable IGMP qua uplink port: - MA5600(config-btv)igmp default uplink-port 0/7/0 Cấu hình kênh igmp vlan multicast: - MA5600(config-btv)igmp program add ip 232.84.1.1 vlan bind 0/7/0 index priority - MA5600(config-btv)igmp program add ip 232.84.1.2 vlan bind 0/7/0 index priority - MA5600(config-btv)igmp program add ip 232.84.1.34 vlan bind 0/7/0 index priority Cấu hình enable igmp cho cổng thuộc IP DSLAM cấp cho khách hàng: - MA5600(config-btv) igmp user add port 0/10/7 adsl 35 video 35 no-auth 72 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) Ghi : Trong IP DSLAM sử dụng chuẩn 802.1p để đảm bảo QoS Từ bit priority định nghĩa mức độ ưu tiên (từ 0->7) Với dịch vụ IPTVcó ứng dụng tương tác nến cấu hình priority cho tất PVC chạy IPTV IP DSLAM 3.5.3.2 Cấu hình Modem ADSL TP-LINK TD-8840T Modem ADSL 2+ nhà khách hàng có 02 port Ethernet phải hỗ trợ tính Multi PVC Trong đó, PVC0 (0/35) sử dụng giao thức PPPoE cấu hình enable NAT – dùng cho dịch vụ Internet; PVC1 (2/35 ) sử dụng giao thứ c 1483 Bridge – dùng cho dịch vụ IPTV Có thể cắm máy tính vào cổng Modem để truy cập Internet Đị a IP máy tính Modem cấp qua tính DHCP Có thể cắm thiết bị STB vào cổng modem Địa IP STB DHCP server hệ thống IPTV cung cấp Cấu hình dịch vụ internet Tạo PVC0 cấu hình dưới: Hình 3.10: Cấu hình truy cập Internet 73 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) Cấu hình dịch vụ IPTV: Tạo PVC1 với VPI/VCI= 8/35 chọn chế độ brigde hình dưới: Hình 3.11: Cấu hình truy cập dịch vụ IPTV 74 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) KẾT LUẬN Tóm tắt kết luận văn Luận văn khái quát chung dịch vụ IPTV đặc điểm cấu trúc, công nghệ, dịch vụ chất lượng dịch vụ Trên sở đặc điểm dịch vụ IPTV nói chung cấu hình triển khai thực tế số nhà cung cấp dịch vụ, tác giả sâu nghiên cứu phân tích ảnh hưởng tham số QoS đến chất lượng dịch vụ để từ đề xuất giải pháp, chế QoS triển khai phù hợp dịch vụ IPTV Giải pháp QoS hiệu phải kết hợp nhiều chế QoS phù hợp để đảm bảo chất lượng dịch vụ Ở phương diện hạ tầng mạng, mô hình DiffServ với chế QoS khác nghiên cứu, phát triển triển khai mở rộng, đặt biệt với đặt thù cho phép xử lý ưu tiên liệu IPTV, việc thực QoS cho dịch vụ IPTV có nhiều thuận lợi Ở thời điểm tại, với lượng thuê bao chưa nhiều so với mạng lõi có dung lượng lớn, việc tranh giành tài nguyên chưa gay gắt, chất lượng dịch vụ chủ yếu bị ảnh hưởng chất lượng mạng truy nhập, nhiên, thời gian tới, IPTV vào giai đoạn phát triển nó, lưu lượng mạng tăng nhanh khiến cho kỹ thuật QoS trở thành chìa khóa đảm bảo lợi nhuận cho IPTV Hạn chế đề tài Trong phạm vi ngắn gọn đề tài, tìm hiểu tổng quát IPTV nên có nhiều khái niệm nhắc đến chưa sâu tìm hiểu phân tích rõ ràng (ví dụ: giao thức multicast, hoạt động mạng lõi, mạng truy nhập, chương trình quản lý, bảo an…) QoS khái niệm phức tạp, biện pháp đánh giá đảm bảo QoS có nhiều nghiên cứu phát triển, biện pháp nêu đề tài phần nhỏ mang tính đầy đủ Chủ yếu tập trung vào lý thuyết chế mô hình QoS khả sử dụng chúng IPTV, chưa vào việc kết hợp vận dụng chế 75 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) Hƣớng mở đề tài Đi sâu phân tích yếu tố dịch vụ IPTV Tìm hiểu chế QoS mới, cách kết hợp vận dụng chế QoS Sử dụng công cụ mô tính toán tìm kiếm đưa phương pháp xác định tham số dùng cho việc khai báo sách QoS 76 Nghiên cứu thực QoS cho dịch vụ IPTV (Internet Protocol Telelvision) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Implementing Cisco Multicast Version 1.0 – Cisco System (2003) [2] Implementing Cisco Quality of Service Volume & Version 2.2 – Cisco System (2006) [3] Not All Packets Are Equal Part & – Cisco System (2009) [4] Framework and methodologies for the determination and application of QoS parameters – ITU-T Recommendation E.802 (2007) [5] Classification of IPTV services based on network QoS requirements – ITU-T FG IPTV C-0127 (2006) [6] Quality of experience requiemets for IPTV services – ITU-T G.1080 (2008) [7] IPTV Explained – Broadband Service Forum [8] H.264 video compression standard – AXIS Communication (2008) [9] Slide môn học Xử lý âm hình ảnh – thầy Nguyễn Thanh Bình, khoa Điện tử 2, Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông sở Tp.HCM [10] Thuyết minh dự thảo tiêu chuẩn “Dịch vụ IPTV mạng viễn thông công cộng – yêu cầu” – Bộ thông tin truyền thông (2010)