Nghiên cứu việc triển khai dịch vụ IPTV trên mạng WiAXt

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