Nghiên cứu việc triển khai dịch vụ IPTV trên mạng WiAX

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Đề tài “Nghiên cứu việc triển khai dịch vụ IPTV mạng WiAX” tập trung nghiên cứu vấn đề sau:  Tổng quan IPTV  Tổng quan công nghệ WiMAX  Triển khai IPTV WiMAX  Thực mô đánh giá hai phương thức truyền Unicast Multicast triển khai dịch vụ IPTV WiMAX LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy cô giáo trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Và Truyền Thông nói chung thầy cô khoa Công Nghệ Điện Tử Và Truyền Thông nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho e kiến thức, kinh nghiệm quý suốt thời gian qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Trịnh Thị Diệp, cô tận tình hướng dẫn, trực tiếp bảo em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với cô, em cố gắng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích học tập tinh thần làm việc với thái độ nghiêm túc, hiệu Đây điều cần thiết cho em trình học tập làm việc sau Sau xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè động viên, đóng góp ý kiến giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu hoàn thành đồ án tốt nghiệp Sinh viên thực Chu Thị Thúy LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan nội dung đồ án em tìm hiểu tài liệu làm nên định hướng giáo viên hướng dẫn, chép đồ án hay công trình có từ trước Nếu sai với cam đoan em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Thái Nguyên, ngày….tháng….năm 2016 Sinh viên thực MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN LỜI CẢM ƠN i ii LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH VẼ vi DANH MỤC BẢNG BIỂUviii THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ix LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ IPTV 1.1 Giới thiệu chung IPTV 1.1.1 Khái niệm IPTV 1.1.2 Nguyên tắc hoạt động 1.1.3 IPTV Triple-play 1.1.4 Các đặc điểm IPTV 1.2 Cấu trúc mạng IPTV 1.3 Cấu trúc chức cho dịch vụ IPTV 12 1.4 Một số dịch vụ cung cấp IPTV 12 1.4.1 Dịch vụ truyền hình quảng bá13 1.4.2 Dịch vụ theo nhu cầu 13 1.4.3 Dịch vụ tương tác 14 1.4.4 Dịch vụ thông tin truyền thông 1.4.5 Các dịch vụ gia tăng khác 1.5 Một số giao thức mạng 15 15 16 1.5.1 Giao thức cho dịch vụ Multicast 16 1.5.2 Giao thức cho dịch vụ unicast 20 1.6 Sự khác biệt IPTV truyền hình Internet 21 1.7 Kết luận chương 23 CHƯƠNG TRIỂN KHAI IPTV TRÊN WiMAX 2.1 Tìm hiểu chung công nghệ WiMAX 24 24 2.2.1 Giới thiệu24 2.1.2 Những đặc điểm bật WiMAX 25 2.1.3 OFDM sử dụng công nghệ WiMAX 27 2.1.4 Các ứng dụng công nghệ WiMAX 29 2.2 Triển khai công nghệ IPTV WiMAX 30 2.2.1 Các nhân tố thành công triển khai IPTV WiMAX 30 2.2.2 Cấu trúc hệ thống triển khai IPTV WiMAX 34 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng IPTV WiMAX 41 2.3 Phương thức truyền triển khai IPTV WiMAX 44 2.3.1 Phương thức truyền Multicast 44 2.3.2 Phương thức truyền Unicast 49 2.3.3 So sánh hai phương thức truyền Unicast Multicast 2.4 Kết luận chương 51 52 CHƯƠNG MÔ PHỎNG HAI PHƯƠNG THỨC TRUYỀN UNICAST VÀ MULTICAST 53 3.1 Tổng quan phần mềm NS2 53 3.2 Lựa chọn phương pháp mô phỏng, mô phân tích 55 3.2.1 Các thông số để đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV WiMAX lựa chọn giải pháp 55 3.2.2 Thiết lập mô mạng NS2 57 3.2.3 Các mô hình mô phỏng59 3.2.4 Kết mô 3.4 Kết luận chương 61 67 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 68 PHỤ LỤC 70 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hai cách triển khai dịch vụ Hình 1.2 Mạng tổng thể Hình 1.3 Kiến trúc mạng IPTV điển hình 10 Hình 1.4 Cấu trúc chức thành phần cho dịch vụ IPTV Hình 1.5 Các dịch vụ IPTV cung cấp 12 12 Hình 1.6 Quá trình nhận thông báo tới thuê bao để join vào group G sourse S 20 Hình 2.1 Mô hình truyền thông WiMax 24 Hình 2.2 So sánh FDMA OFDM 27 Hình 2.3 Tín hiệu phổ OFDM 28 Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống OFDM 29 Hình 2.5 Sơ đồ khối hệ thống WiMAX cung cấp dịch vụ IPTV 34 Hình 2.6 Mô hình hệ thống cho ứng dụng IPTV 36 Hình 2.7 Sơ đồ cấu trúc dịch vụ IPTV WiMAX (cho thuê bao cố định) 36 Hình 2.8 Phân bố dịch vụ IPTV WiMAX cho thuê bao cố định di động 36 Hình 2.9 Mô hình hệ thống đề nghị cho ứng dụng IPTV WiMAX 37 Hình 2.10 Ngăn xếp để truyền dịch vụ IPTV WiMAX 38 Hình 2.11 Lớp MAC hỗ trợ QoS 39 Hình 2.12 Cấu trúc lớp vật lý 39 Hình 2.13 Sơ đồ thu phát vô tuyến 40 Hình 2.14 Tín hiệu video điều chế 16QAM nhận số kênh 43 Hình 2.15 Quá trình nhận thông báo tới thuê bao để join vào group G sourse S 49 Hình 3.1 Hình ảnh mô file NAM 54 Hình 3.2 Hình ảnh mô đồ thị sử dụng tracegraph 55 Hình 3.3 Mô hình mô phương thức truyền Uncast 60 Hình 3.4 Mô hình mô phương thức truyền Multicast 60 Hình 3.5a Hình ảnh file NAM chạy manguonunicast.tcl 61 Hình 3.5b Hình ảnh file NAM chạy manguonMulticast.tcl Hình 3.6a Mất gói tin node Unicast Hình 3.6b Mất gói tin Multicast 62 62 Hình 3.7a Node nhận kết nối Unicast 63 Hình 3.7b Node gửi tín hiệu tham group Multicast 63 Hình3.8a Thông lượng gói phát Unicast 64 Hình3.8b Thông lượng gói phát Multicast 64 Hình 3.9a Thông lượng gói tin nhận Unicast 65 Hình 3.9b Thông lượng gói tin nhận Multicast 65 Hình 3.10a Phương thức truyền Unicast 66 Hình 310b Phương thức truyền Multicast 66 61 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Một số ứng dụng loại Multicast sử dụng 45 10 Hình3.8a Thông lượng gói phát Unicast 87 Hình3.8b Thông lượng gói phát Multicast Ban đầu gói truyền với thông lượng gói phát nhỏ tăng dần Ở phương thức Unicast thông lượng đạt 90 bắt đầu vào ổn định thời gian khoảng 1s Tới khoảng 5s mô gần kết thúc thông lượng giảm dần Tương tự với phương thức Multicast Điều quan trọng đây, xét thấy đường biểu diễn thông lượng phương thức truyền Multicast cao Unicast Cụ thể, thông lượng tối đa đạt phương thức truyền Multicast khoảng 720 gói tin, Unicast đạt 90 gói tin 88 Hình 3.9a Thông lượng gói tin nhận Unicast 89 Hình 3.9b Thông lượng gói tin nhận Multicast Chúng ta quan sát thấy ban đầu thông lượng nhận gói tin hai phương thức nhỏ sau tăng dần Với phương thức Unicast, thông lượng gói tin nhận đạt tối đa vào khoảng 84 gói tin phương thức Multicast thông lượng gói tin nhận đạt cao khoảng 125 gói tin Như thông lượng gói tin nhận phương thức Multicast cao phương thức truyền Unicast c) Số lượng gói tin phát, số lượng gói tin nhận số gói bị rớt 90 Hình 3.10a Phương thức truyền Unicast Kết thu sau thời gian chương trình chạy 5.998977s:  Tổng số gói tin gửi là: 460 gói  Số gói tin gửi thành công là: 397 gói  Số gói tin bị là: gói 91 Hình 3.10b Phương thức truyền Multicast  Tổng số gói tin gửi là: 1875 gói  Số gói tin gửi thành công là: 887 gói  Số gói tin bị là: 1587 gói Nhận xét thấy độ trễ trung bình từ đầu cuối đến đầu cuối phương thức truyền Muticast (0.01204723958s) nhỏ so với Unicast(0.06164077605s) Tuy nhiên dựa vào thông số mô (Number of lost packets) phương thức truyền( Hình trên), ta thấy số lượng gói tin bị phương thức truyền Multicast đạt tỷ lệ lớn so với phương thức truyền Unicast, nhược điểm Multicast so với Unicast 3.4 Kết luận chương Như vậy, chạy chương trình mô đánh giá hiệu mạng hai phương thức truyền Unicast Multicast Qua đánh giá 92 kết luận phương thức truyền Multicast ưu điểm nhiều so với phương thức truyền Unicast 93 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Trong trình hoàn thiện đồ án này, em tìm hiểu tổng quan công nghệ IPTV, công nghệ WiMAX, ứng dụng dịch vụ IPTV WiMAX triển khai IPTV WiMAX, đồng thời tiến hành mô phương thức truyền liệu Unicast Multicast phần mềm NS2 Qua giúp em hiểu phần công nghệ IPTV WiMAX tầm quan trọng đời sống thực tế Nếu điều kiện cho phép, mô đánh giá mạng WiMAX di động, mô phương thức truyền video qua mạng WiMAX vấn đề em muốn tiếp tục để tìm hiểu sâu mở rộng kiến thức thân 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS TS Nguyễn Đình Việt, Đánh giá hiệu mạng, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, 2010 [2] Chu Thị Thi, Công nghệ truyền hình IPTV hệ thống IPTV Việt Nam, Tạp chí Bưu viễn thông, 2010 [3] Gerard O’driscoll, Next Generation IPTV Services And Technologies, A John Wiley & Sons INC, 2007 [4] F Retnasothie, M Ozdemir, T Yucek, H Celebi, J Zhang, and R Muththaiah, Wireless IPTV over WiMAX: Challenges and Applications, Proc IEEE WAMICON 2006, Clearwater, FL, Dec 2006, pp 1–5 [5] Frank, D Ohrtman, The WiMAX Seminar: Triple-Play, Quadruple Play, IPTV, VoIP, IMS and Mobility for Next Generation Networks, Monnoz Publishing 2005 95 PHỤ LỤC Mã nguồn code 1: manguonMulticast.tcl set ns [ new Simulator ] $ns multicast set nf [ open multicast.nam w ] $ns namtrace-all $nf $ns trace-all [ open multicast.tr w ] $ns color red #thiet lap mau cho cac goi tin o nhanh $ns color 30 purple #thiet lap mau cho cac goi tin o cac node $ns color 31 green set group [ Node allocaddr ] set nod #creat multicast capable nodes for { set i } { $i [...]... dẫn IPTV, thuê bao và bảo an 25 Hình 1.4 Cấu trúc chức năng các thành phần cho dịch vụ IPTV 1.4 Một số dịch vụ cung cấp bởi IPTV Hệ thống IPTV phát triển dựa trên hệ thống mạng băng thông rộng đang triển khai, có khả năng cung cấp được các dịch vụ như mô tả ở phần dưới đây 26 Hình 1.5 Các dịch vụ IPTV được cung cấp 1.4.1 Dịch vụ truyền hình quảng bá Live TV Đây được hiểu là dịch vụ truyền hình số trên. .. VỀ IPTV 1.1 Giới thiệu chung về IPTV Kingston Communications, một nhà cung cấp dịch vụ viễn thông ở UK, triển khai KIT (Kingston Interactive Television), và IPTV qua mạng băng rộng DSL vào tháng 9 năm 1999 sau khi thử nghiệm dịch vụ TV và VoD Nhà cung cấp này đã thêm dịch vụ VoD vào hệ thống trong tháng 10 năm 2001 với hệ thống Yes TV Kingston là một trong những công ty đầu tiên trên thế giới triển khai. .. hướng phát triển trong tương lai Xuất phát từ những lý do đó, cùng với sự định hướng của cô giáo Trịnh Thị Diệp, em đã chọn đề tài “ Nghiên cứu việc triển khai dịch vụ IPTV trên mạng WiMAX” với nội dung đồ án gồm: Chương 1: Tổng quan về IPTV Chương 2: Triển khai IPTV trên WiMAX Chương 3: Mô phỏng đánh giá hai phương thức truyền Unicast và multicast Do thời gian và kiến thức chuyên ngành còn có phần... như PON (mạng quang thụ động) để đến các nhà Các mạng IPTV sẽ sử dụng các phiên bản ADSL và VDSL 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) tại khu vực khách hàng để phân phối kết nối Ethernet đến mạng nhà Mạng đầu cuối (còn gọi là mạng cáp gia đình) Theo các nhà khai thác viễn thông, thì mạng này là mạng tiếp... cập nhật dễ dàng Người xem có thể chuyển kênh thuận tiện trên STB tại đầu cuối của khách hàng Mobile TV Dịch vụ này là hướng phát triển tương lai đảm bảo cung cấp kênh truyền hình, VoD và các dịch vụ của hệ thống IPTV đến các khách hàng của mạng di động Giải pháp hoàn chỉnh hệ thống IPTV có thể kết nối, triển khai để cung cấp dịch vụ Mobile-TV Việc tính cước có thể tích hợp với hệ thống Billing độc... được tích hợp chung trong một gói dịch vụ duy nhất, mang đến cho người sử dụng chất lượng và sự tiện lợi cao IPTV là một thành phần củaTriple Play IPTV được sử dụng để mô tả sự phân bố video qua mạng IP 1.1.4 Các đặc điểm cơ bản của IPTV a 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 nhau như truy cập Internet,... thu hình cộng với hộp phối ghép set top box để sử dụng dịch vụ IPTV 1.1.1 Khái niệm IPTV Theo định nghĩa đưa ra bởi ITU-T Focus Group lần đầu họp tại Geneva (Thụy Sĩ) tháng 7 năm 2006 : IPTV là các dịch vụ đa phương tiện phân phối truyền hình / audio / text / đồ hoạ / dữ liệu trên các mạng dựa trên nền IP được quản lý để cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) / chất lượng trải nghiệm (QoE), tính bảo mật,... cách triển khai dịch vụ Thay vì nhận tín hiệu truyền hình theo kiểu truyền thống hoặc tín hiệu vệ tinh hoặc qua cáp, IPTV cho phép TV được kết nối trực tiếp vào đường mạng Internet của gia đình thu tín hiệu Có thể thấy dịch vụ truyền hình đã được tích hợp trực tiếp với dịch vụ kết nối mạng Internet Hiện có hai phương pháp chính thu tín hiệu truyền hình Internet Thứ nhất, sử dụng máy tính kết nối với dịch. .. biệt, IPTV còn có khả năng triển khai trên nhiều mạng truy cập như PON, HFC, WiMAX, 3G Trong khi đó, WiMAX (IEEE 802.16) cung cấp tính trong suốt cho mạng lõi gói, với tốc độ truyền dữ liệu cao đáp ứng cho cả người dùng di động và cố định Lớp MAC của WiMAX hỗ trợ các dịch vụ thời gian thực (rtPS) bảo đảm yêu cầu về độ rộng băng tần và thời gian trễ nhỏ nhất cho các dịch vụ Video thông qua chất lượng dịch. .. thức thương mại Các mạng P2P giúp cho việc quảng bá nội dung dễ dàng hơn, từ đó gây khó khăn cho mô hình kinh doanh IPTV Lỗi hỏng truy cập Với truyền hình, người dân mong là chỉ cần bấm một cái nút là đã có được các nội dung trên màn hình Nếu một cá nhân phá hoại cơ sở hạ tầng hoặc một trong các thành phần dịch vụ, thì các khách hàng sẽ không truy cập được dịch vụ, làm cho uy tín dịch vụ sụt giảm Do đó, ... Một số dịch vụ cung cấp IPTV Hệ thống IPTV phát triển dựa hệ thống mạng băng thông rộng triển khai, có khả cung cấp dịch vụ mô tả phần 26 Hình 1.5 Các dịch vụ IPTV cung cấp 1.4.1 Dịch vụ truyền... Hình 1.1 Hai cách triển khai dịch vụ Hình 1.2 Mạng tổng thể Hình 1.3 Kiến trúc mạng IPTV điển hình 10 Hình 1.4 Cấu trúc chức thành phần cho dịch vụ IPTV Hình 1.5 Các dịch vụ IPTV cung cấp 12 12... giáo Trịnh Thị Diệp, em chọn đề tài “ Nghiên cứu việc triển khai dịch vụ IPTV mạng WiMAX” với nội dung đồ án gồm: Chương 1: Tổng quan IPTV Chương 2: Triển khai IPTV WiMAX Chương 3: Mô đánh giá hai