Truyền hình giao thức internet

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN HỮU MẠNH TRUYỀN HÌNH GIAO THỨC INTERNET Chuyên ngành : KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS HỒ ANH TÚY Hà Nội – Năm 2014 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ IPTV 1.1 Khái niệm IPTV 1.2 Mô hình kiến trúc hệ thống IPTV 1.2.1.Hệ thống cung cấp nội dung: 1.2.2.Hệ thống Head-end: 1.2.3.Hệ thống Middleware: 1.2.4.Hệ thống phân phối nội dung: 1.2.5.Hệ thống quản lý quyền số (DRM): 1.2.6.Hệ thống quản lý mạng tính cƣớc: 1.2.7.Set top Box (STB): 1.3 Mạng truyền tải: 1.3.1.IPTV phân phối mạng truy cập cáp quang 1.3.2.IPTV phân phối mạng ADSL 1.3.3.IPTV phân phối mạng truyền hình cáp 1.3.4.IPTV phân phối mạng Internet 1.4.Các giao thức sử dụng IPTV 1.4.1.Giao thức truyền tải thời gian thực – RTP 1.4.2.Giao thức điều khiển truyền tải thời gian thực – RTCP 1.4.3.Giao thức luồng thời gian thực - RTSP 1.4.4.Giao thức quản lý nhóm Internet - IGMP 10 1.5 Mô hình truyền thông IPTV 10 1.5.1.Lớp mã hóa video 11 1.5.2.Lớp đóng gói Video 12 1.5.3.Lớp cấu trúc dòng truyền tải 13 1.5.4.Lớp giao thức truyền tải thời gian thực 14 1.5.5.Lớp truyền tải 14 1.5.6.Lớp IP 16 1.5.7.Lớp liên kết liệu 17 1.5.8.Lớp vật lý 17 1.6 Chuẩn nén dùng IPTV 18 1.6.1.Chuẩn MPEG-2 18 1.6.2.Chuẩn MPEG - 21 1.6.3.Chuẩn H.264/AVC 23 1.7.Đánh giá chất lƣợng dịch vụ IPTV 29 1.7.1.Khái niệm QoS 29 1.7.2 Khái niệm QoE 30 1.7.3.Liên quan QoS QoE 30 1.8.Các dịch vụ cung cấp IPTV 32 1.9 Kết luận chƣơng I 35 CHƢƠNG II: KHÁI NIỆM VÀ LỊCH SỬ HÌNH THÀNH IMS 37 2.1 Lịch sử phát triển 37 2.2 Kiến trúc phân hệ IMS 39 2.2.1 Yêu cầu kiến trúc 39 2.2.2.Tổng quan tính cƣớc 40 2.2.3 Hỗ trợ chuyển vùng 40 2.3.Các chức thực thể IMS 41 2.4 Các giao thức sử dụng IMS 45 2.4.1 Giao thức khởi tạo phiên SIP – Session Initiation Protocol 45 2.4.2.Giao thức mô tả phiên SDP-Session Description Protocol 45 2.4.3.Giao thức truyền tải thời gian thực RTP 46 2.4.4 Giao thức điều khiển RTP – RTCP 47 2.5 Kết luận chƣơng II 48 CHƢƠNG 3: CÔNG NGHỆ IPTV TRÊN NỀN IMS – NGN 49 3.1 Giới thiệu chung 49 3.2 Các giai đoạn phát triển IPTV theo hƣớng IMS – NGN 50 3.2.1 Kiến trúc non-NGN-based IPTV 51 3.2.2 Kiến trúc IPTV dựa NGN non-IMS 53 3.2.3 Kiến trúc IPTV dựa IMS-NGN 54 3.2.4 Các chức sở IMS – NGN dùng cho IPTV 55 3.2.5.Các giao diện dùng cho IPTV IMS - NGN 60 3.2.6 Phân hệ đa phƣơng tiện IP lõi 61 3.2.7 Các chức điều khiển dịch vụ IPTV 62 3.2.8 Các chức phƣơng tiện IPTV 63 3.2.9.Mô hình giao thức IPTV IMS/NGN 64 3.3.VoD sử dụng NGN/IMS 67 3.3.1.Hồ sơ ngƣời dùng 67 3.3.2.Dữ liệu hoạt động dịch vụ IPTV 67 3.4.Kết luận chƣơng 68 CHƢƠNG TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN IPTV TẠI 70 4.1 Tình hình phát triển dịch vụ IPTV VNPT 70 4.2.Tình hình phát triển dịch vụ IPTV FPT 72 4.3.Tình hình phát triển IPTV VTC 73 4.4 IPTV mang truyền hình cáp Việt Nam – VTVCab 75 4.4.1 Tổng quan mạng truyền hình cáp HFC 75 4.4.2.Hệ thống IPTV Trên mạng Cáp VTVCab 79 4.4.3 Nhận xét, đánh giá chất lƣợng dịch vụ 80 4.5 Kết luận chƣơng 81 KẾT LUẬN 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống IPTV Hình 1.2:Mô hình truyền thông IPTV 11 Hình 1.3: Cấu trúc mã hóa giải mã MPEG-4 22 Hình 1.4 Mã hóa tổng hợp khung hình video sử dụng MPEG 22 Hình 1.5: Sơ đồ mã hóa H.264/AVC Mpeg part 10 25 Hình 1.6: Sơ đồ giải mã Video H264/MPEG -4 28 Hình 1.7: Đánh giá theo hệ thị giác chủ quan NSD 32 Hình 2.1: Vai trò IMS mạng chuyển mạch gói 38 Hình 2.2: Mô hình tính cƣớc 40 Hình 2.3: Lựa chọn kết nối chuyển vùng 41 Hình 2.4: Ngăn xếp giao thức 46 Hình 3.1 Các bƣớc phát triển IPTV 51 Hình 3.2: Kiến trúc IPTV thông thƣờng 53 Hình 3.3: Kiến trúc IPTV IMS/NGN 56 Hình 3.4: Các khối IMS 62 Hình 3.5: Mô hình IPTV IMS 65 Hình 4.1 Sơ đồ tổng thể mạng HFC 75 Hình 4.2 Sơ đồ hệ thống thử nghiệm IPTV VTVCab 79 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Cụm từ Tiếng Anh Tiếng Việt viết tắt 3GPP Third Generation Partnership Dự án hợp tác hệ thứ Project Authentication, Authorization and Nhận thực, trao quyền Accounting toán ACS Auto-Configuration Serve Máy chủ tự động cấu hình ADSL Asynchronous Digital Subscriber Đƣờng dây thuê bao số bất đối Line xứng Access Gateway Control Function Chức điều khiển cổng truy AAA AGCF nhập Cổng truy nhập AGW Access Gatewa API Application Programming Interface Giao diện lập trình ứng dụng AS Application Serve Server ứng dụng ATM Asynchronous Transfer Mode Phƣơng thức truyền dẫn không đồng BS Billing Systems Hệ thống tính cƣớc BGCF Border Gateway Control Function Chức điều khiển cổng biên CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CSCF Call Session Control Function Chức điều khiển phiên gọi CSN Circuit Switch Network Mạng chuyển mạch DBMS Database Management System Hệ thống quản lý sở liệu DSLAM Digital Subscriber Line Bộ ghép kênh truy nhập đƣờng AccesMultiplexers dâythuê bao số DVB Digital Video Broadcasting Video số phát quảng bá DWDM Dense Wavelength Ghép kênh phân chia theo bƣớc DivisionMultiplexing sóng chặt European Telecommunications Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Standards Institute Âu FMC Fixed Mobile Convergene Hội tụ di động – cố định GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói thông ETSI thƣờng GSM Global System for Mobile Hệ thống di động toàn cầu HDTV High Definition Television Truyền hình độ phân giải cao HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền dẫn siêu văn I-BCF Inter-Border Control Function Chức điều khiển liên kết biên ICS IMS Common System Hệ thống IMS chung IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ đa phƣơng tiện IP IP Internet Protocol Giao thức mạng internet ISDN Integrated Services Digital Mạng số đa dịch vụ tích hợp Network ITU International Telecommunication Liên minh viễn thông giới Union LAN Local Area Network Mạng cục MGC Media Gateway Controller Bộ điều khiển cổng phƣơng tiện MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng phƣơng tiện MGCF Media Gateway Control Function Chức điều khiển cổng phƣơng tiện MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng phƣơng tiện NGN Next Generation Network Mạng hệ OCG Operator Charging Gateway Cổng điều hành tính cƣớc PES PSTN Emulation Server Server mô PSTN QoE Quality of Experience Chất lƣợng trải nghiệm QoS Quality of Service Chất lƣợng dịch vụ RTCP Realtime Transport Control Giao thức điều khiển truyền tải Protocol thời gian thực Realtime Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian RTP thực S-CSCF Serving CSCF CSCF phục vụ SCTP Stream Control Transmission Giao thức truyền dẫn điều khiển Protocol luồng SIP Session Initial Protocol Giao thức khởi tạo phiên SLF Subscriber Locate Function Chức định vị thuê bao TDM Time Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TISPAN UMTS WDM Telecoms & Internet converged Tổ chức hội tụ viễn thông Services& Protocols for Advanced Internet dịch vụ giao thức Networks cho mạng tiên tiến Universal Mobile Hệ thống thông tin di động toàn TelecommunicationSystem cầu Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bƣớc sóng WiMAX Worldwide interoperability Tƣơng tác toàn cầu truy for Microwave Access nhập vi ba MỞ ĐẦU Cùng với bùng nổ công nghệ nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông khách hàng, mạng viễn thông có bƣớc tiến vƣợt bậc Hiện tƣơng lai nhu cầu phát triển loại hình dịch vụ thoại, phi thoại, Internet đặc biệt loại hình dịch vụ băng rộng ngày tăng tách rời đời sống xã hội Để thỏa mãn nhu cầu mạng viễn thông đòi hỏi phải có cấu trúc đại linh hoạt thỏa mãn nhu cầu dịch vụ đa phƣơng tiện IPTV dịch vụ truyền hình qua kết nối băng rộng dựa giao thức Internet Đây dịch vụ Triple-play mà nhà khai thác dịch vụ viễn thông giới thiệu phạm vi toàn giới Orange/France Telecom thành công với gói dịch vụ Orange TV Pháp, Hàn Quốc mở rộng IPTV nƣớc, PCCW thành công với dịch vụ IPTV Hồng Kông, Nokia Siemens Networks triển khai IPTV Ba Lan (4/2007),… IPTV phát triển với tốc độ nhanh, theo Telecom Asia (http://www.iptv-asia.net/), số thuê bao IPTV riêng khu vực châu Á- Thái Bình Dƣơng gia tăng 75% năm, đạt 34,9 triệu thuê bao doanh thu tỷ USD vào năm 2011 Tại Việt Nam, IPTV trở nên gần gũi ngƣời sử dụng Internet Việt Nam Các nhà cung cấp nhƣ VNPT, FPT, SPT, VTC đƣa IPTV, VoD thị trƣờng nhƣng phạm vi quy mô nhỏ Xu hƣớng phát triển mạng hệ sau NGN chuyển từ Softswitch sang IMS IMS đem lại khả cung ứng dịch vụ đa phƣơng tiện cho ngƣời sử dụng đầu cuối mà không bị phụ thuộc vào vị trí, công nghệ truy nhập mạng vào thiết bị đầu cuối ngƣời sử dụng IMS hỗ trợ loại hình dịch vụ khác (thoại, liệu, hình ảnh khả tích hợp ba loại hình dịch vụ nói - Tripple Play mà điển hình dịch vụ IPTV), công nghệ mạng thiết bị đầu cuối Đặc biệt, tảng IMS, yếu tố di động truy nhập không dây trở nên khả thi, tạo điều kiện cho IPTV phát triển thành dạng dịch vụ Quad-Play Ở nƣớc có số nghiên cứu IPTV IMS, nhiên nghiên cứu phát triển ứng dụng IPTV IMS-NGN chƣa đƣợc đầy đủ hệ thống Ở nƣớc có số hãng lớn nhƣ Alcatel-Lucent, Ecrisson, Fokus bắt đầu triển khai phát triển số mô hình thử nghiệm IPTV IMS-NGN Do vậy, em chọn đề tài: “Truyền hình giao thức internet” với xu hƣớng nghiên cứu IMS-NGN nhằm mục tiêu nắm bắt đƣợc vấn đề liên quan tới truyền hình giao thức Internet – IPTV dịch vụ IPTV IMS/NGN, tập trung chủ yếu vào kiến trúc IPTV theo phát triển NGN / IMS, chức phần tử IMS thủ tục cần thiết cung cấp dịch vụ VOD IMS/NGN, cung cấp dịch vụ đa phƣơng tiện hội tụ di động-cố định Đề tài đƣợc xây dựng theo nội dung nhƣ sau: Chƣơng 1:Tổng quan IPTV Chƣơng 2: Giới thiệu phân hệ đa phƣơng tiện IMS Chƣơng 3: Công nghệ IPTV IMS/NGN Chƣơng 4: Tình hình phát triển dịch vụ IPTV Việt Nam Em xin chân thành cảm ơn Thầy Cô Viện Điện Tử - Viễn Thông đặc biệt PGS.TS Hồ Anh Túy nhiệt tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện tốt để em hoàn thành đồ án Mặc dù cố gắng sƣu tầm tài liệu nhƣng công nghệ phức tạp, lƣợng kiến thức lại có hạn nên luận văn tốt nghiệp không tránh khỏi thiếu sót, có vấn đề chƣa đƣợc đề cập sâu Em mong muốn đƣợc tiếp thu ý kiến thầy, cô giáo để em có đƣợc kiến thức luận văn đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, tháng năm 2014 Học viên thực Nguyễn Hữu Mạnh ngƣời dùng truy nhập dịch vụ IPTV không nhà mà di chuyển sử dụng đầu cuối di đông Do đó, IMS-NGN-based IPTV cho phép hội tụ cố định di động IPTV dựa IMS-NGN cho phép điều khiển linh hoạt dịch vụ IPTV nhờ việc điều khiển phiên sử dụng giao thức SIP Chẳng hạn, ngƣời dùng sử dụng đầu cuối IMS để điều khiển ghi IPTV từ xa Việc chuyển giao phiên IPTV tích cực (active) hình khác nhau, từ laptop tới thiết bị truyền hình nhân tố thu hút khách hàng sử dụng dịch vụ IPTV 69 CHƢƠNG TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN IPTV TẠI VIỆT NAM 4.1 Tình hình phát triển dịch vụ IPTV VNPT Tập đoàn Bƣu Viễn thông Việt Nam (VNPT) nhà cung cấp dịchvụ viễn thông Internet lớn với thị phần rộng Việt Nam, chiếm 48% thị phần thuê bao băng rộng Việt Nam Mạng NGN VNPT cho phép triển khai dịch vụ đa dạng với giá thành thấp,giảm thiểu thời gian đƣa dịch vụ thị trƣờng, giảm chi phí khai thác mạng dịch vụ đồng thời nâng cao hiệu đầu tƣ tạo nguồn doanh thu doanh thu từ dịch vụ truyền thống nhƣ: thoại, truyền liệu tốc độ cao, dịch vụ đa phƣơng tiện, hiệu suất sử dụng truyền dẫn cao NGN cho phép VNPT tăng cƣờng khả kiểm soát, bảo mật thông tin độ tin cậy giảm thiểu đƣợc chi phí vận hành Đƣợc xây dựng tiêu chí mở, giao thức chuẩn giao diện thân thiện, NGN đáp ứng đƣợc hầu hết nhu cầu nhiều đối tƣợng sử dụng: doanh nghiệp, văn phòng, kếtnối mạng máy tính, v.v NGN thống mạng hữu tuyến truyền thống chuẩn truyền tải âm thanh, hình ảnh, liệu không dây Ngày 28/9/2009 Công ty VASC thuộc tập đoàn VNPT thức cung cấp dịch vụ IPTV với thƣơng hiệu MyTV slogan “ Những bạn muốn” Chỉ sau tháng ra mắt tính đến ngày 10/ 3/2010, MyTV đƣợc cung cấp tới 36 tỉnh/thành với 15.000 thuê bao Đến MyTV triển khai 64/64 tỉnh thành Việt Nam sau năm Đây thành công lớn VNPT Dịch vụ MyTV nhận đƣợc chào đón nồng nhiệt từ khách hàng đặc biệt khu vực miền Bắc.Các chƣơng trình dịch vụ cung cấ p MyTV phong phú nhiều tính trội Mục tiêu MyTV mang lại cho khách hàng cách thƣởng thức khác biệt: “Truyền hình theo yêu cầu” Các chƣơng trình dịch vụ là: Truyền hình (Live TV): Live TV tƣơng tự nhƣ dịch vụ truyền hình truyền thống.Dịch vụ cung cấp cho khách hàng chƣơng trình truyền hình đƣợc thu lại từ hệ thống truyền hình mặt đát, truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh kênh truyền hình riêng Hiện hệ thống MyTV cung cấp 71 kênh truyền hình Các nội dung truyền hình đƣợc phát theo lịch trình thời gian cố định nhƣ truyền hình truyền 70 thống Nhƣng với công nghệ IPTV, khách hàng không chỉxem cách thụ động mà sử dụng tính ƣu việt: tạm dừng, lƣu trữ, hƣớng dẫn chƣơng trình điện tử, khóa chƣơng trình không dành cho trẻ em Phim theo yêu cầu (VOD): Dịch vụ cho phép khách hàng lựa chọn xem phim lƣu lại server Karaoke (KoD): mang đến cho khách hàng danh sách hát đƣợc ƣa chuộng nƣớc quốc tế Lời hát xuất dƣới dạng text hìnhTV, Karaoke dịch vụ đặc biệt hấp dẫn Truyền hình theo yêu cầu (TVoD): Dịch vụ cho phép bạn lựa chọn xem lạicác chƣơng trình phát trƣớc Với dịch vụ Truyền hình theo yêu cầu, bạnkhông phải phụ thuộc vào thời gian phát sóng đài truyền hình không bỏ lỡ chƣơng trình truyền hình yêu thích Âm nhạc (MoD): Dịch vụ cho phép khách hàng lựa chọn nghe, xem cácclip, video clip ca nhạc từ thƣ viện nhà cung cấp Game theo yêu cầu (GoD): Dịch vụ cho phép chơi game từ danh sách đãđƣợc định sẵn đến STB Ngƣời dùng trả phí cho việc chơi game Tiếp thị truyền hình (Tele – Marketing): Mang đến cho khách hàng sử dụngMyTV thông tin sản phẩm, dịch vụ để lựa chọn mua sắm Với mụcđích giới thiệu sản phẩm, dịch vụ giúp khách hàng đƣa định mua sắm xác cho Thông tin cần biết (T - Intormation): Khách hàng sử dụng tính đểtra cứu thông tin cần thiết Những thông tin hệ thống MyTV đa dạngvà phong phú Tạm dừng (Time Shift TV): Dịch vụ Tạm dừng dịch vụ kết hợp dịch vụ truyền hình trực tuyến Live TV dịch vụ theo yêu cầu Với chức Timeshift, bạn tạm dừng tua tua lại kênh truyền hình phát để xem lại sau Lƣu trữ (nPVR): Chức nPVR ( Personal Video Recorder ) cho phép khách hàng ghi chƣơng trình lƣu trữ chúng hệ thống lƣu trữ nhà vận hành xem lại sau với đầy đủ chức điều khiển VCR 71 Trả tiền theo chuyên mục (iPPV): Là dịch vụ trả tiền theo lần xem.iPPV giải pháp hiệu bạn quan tâm đến số chuyên mục định không muốn xem tất kênh Quảng cáo (Live channel & Advertising): Quảng cáo kênh trực tuyến dịchvụ cho phép khách hàng doanh nghiệp có nhu cầu đặt quảng cáo MyTV qua nhiều hình thức: TVC, Panel, Logo, Text Sóng phát (Broadcast audio channel): Là dịch vụ nghe sóng phát thanhtheo yêu cầu Với danh sách định sẵn có hệ thống chƣơng trình phát đƣợc phát trực chuyên đề cụ thể nhƣ âm nhạc, trị, kinhtế, xã hội Bạn lựa chọn nghe chƣơng trình phát nƣớc, quốc tế qua hệ thống MyTV Chia sẻ ảnh clip (Media sharing): Tính cho phép khách hàng MyTVcó thể tạo, lƣu trữ quản lý album ảnh, clip Ngoài ra, giai đoạn có dịch vụ tƣơng tự nhƣng với chất lƣợng cao (High Definition) thêm số dịch vụ gia tăng giá trị khác.Sau bảng giá cƣớc dịch vụ MyTV, 4.2.Tình hình phát triển dịch vụ IPTV FPT Dịch vụ IPTV FPT cung cấp thị trƣờng với thƣơng hiệu iTV với slogan:“ Muốn xem nấy” Dịch vụ iTV đa dạng với nhiều tiện ích giải trí: Truyền hình: Các kênh truyền hình nƣớc đặc sắc, chọn lọc Đặc biệt, tính Truyền hình xem lại: cho phép xem lại chƣơng trình phát vòng 48 10 kênh kênh VTV1, VTV2, VTV3, HTV2, HTV3, HTV7, HTV9, VTC3, HTVC – Thuần Việt, HTVC – Movie lúc nào, mà không cần lệ thuộc Lịch phát sóng đài Phim truyện: Kho phim MỚI, phong phú, đủ thể loại, đƣợc cập nhật hàng tuần Thiếu nhi: Thế giới muôn màu thiên thần nhỏ tuổi từ phim, hoạt hình đến ca nhạc, … Tiếng Anh Cho Bé: Những học tiếng Anh vui nhộn, bổ ích dành cho bétừ đến 10 tuổi Ca nhạc: Sân khấu sôi động với album nhạc ca sĩ tiếng, sựkiện âm nhạc 72 Hài – Cải lƣơng: Với tấu hài ăn khách, hấp dẫn hài HoàiLinh, Kiều Oanh, Thành Lộc, Bảo Quốc, Thuý Nga… cải lƣơng tiếng Vũ Linh, Tài Linh, Thoại Mỹ, Minh Vƣơng… Văn hóa - Thể thao: Nơi tổng hợp kiện bật đoạn video clipsống động, chân thực Thƣ giãn: Gồm clip ngắn với mục đích mang lại giây phút giải tríthú vị, giúp khán giả quên mệt mỏi hàng ngày Đọc báo: Tin tức nóng hổi đƣợc cập nhật hàng Địa cần biết: Trang vàng cho ngƣời bận rộn để nhanh chóng tìm thấy thông tin địa điểm cần biết nhƣ ăn đâu? Mua gì? Nhà hàng gần nhất? 4.3.Tình hình phát triển IPTV VTC Tháng 04 năm 2009, VTC Digicom phối hợp với số Viễn thông tỉnh, thành phố thức bắt đầu triển khai dịch vụ IPTV Cho đến dịch vụ IPTV củaVTC Digicom cung cấp gần 100 kênh truyền hình có 30 kênh truyền hình độ phân giải cao theo chuẩn HD (High Definition), VTC xây dựng thành công kho dữliệu khổng lồ với 3000 phim đặc sắc có thuyết minh phụ đề tiếng Việt, gần 2000 video ca nhạc hệ thống phim tài liệu hấp dẫn khác phục vụ cho VoD Đặc biệt IPTV VTC Digicom song hành giải ngoại hạng Anh, với tính xemlại trận bóng đá, chƣơng trình tổng hợp giải ngoại hạng Anh.Lựa chọn công nghệ nén hiệu (MPEG-4) VTC Digicom làm chủ hệthống đáp ứng lực cho 100.000 thuê bao với truy nhập băngrộng ADSL 2+ có tốc độ download 25 Mb/s khoảng cách 1.5 km, băng thông rộng tới 2.2 MHz Ngoài với xu “Quang hóa” mạng lƣới Viễn thông nhà cung cấp dịch vụ có hạ tầng tốt hẳn để cung cấp dịch vụ IPTV so với trƣớc đây.So với nhà cung cấp dịch vụ IPTV khác nhƣ FPT VNPT, VTC mạnh vƣợt trội mặt nội dung Nội dung dịch vụ IPTV đƣợc lấy chủ yếu từ Đàitruyền hình KTS VTC – Đây Đài truyền hình cấp quốc gia, lớn thứ Việt Nam.Đây lợi lớn VTC thời điểm mà vấn đề nội dung chƣơng trình làm đau đầu nhà cung cấp dịch vụ chi phí quyền truyền hình ngày càngđắt đỏ 73 Cho đến VTC đơn vị đơn vị đầu việc nghiên cứu, pháttriển cung cấp dịch vụ truyền hình số bao gồm Truyền hình kỹ thuật số, Truyền hìnhđộ phân giải cao (VTCHD) IPTV Định hƣớng VTC tập trung phát triển hệthống cung cấp nội dung truyền hình số dịch vụ giá trị gia tăng viễn thôngvốn mạnh VTC Do đặc điểm thị trƣờng vùng miền khác (về phong tục, cách hƣởng thụ sống…) nên để đáp ứng nhu cầu địa phƣơng VTC Digicom hợp tác với đơn vị Viễn thông VNPT cung cấp chƣơng trình truyền hình.Tại địa phƣơng IPTV VTC có thƣơng hiệu riêng để tạo gần gũi, gắn bó ngƣời dân địa phƣơng, giúp họ dễ tiếp cận dịch vụ (IPTV) Bên cạnh việc phát triển IPTV tỉnh thành đáp án tốt cho bàn toán hạn chếcự ly truyền dẫn mạng cáp đồng Việt Nam Việc cung cấp tín hiệu phạm vi gần hạn chế đáng kể nhƣng tƣợng gián đoạn sử dụng dịch vụ Hiện VTC cung cấp dịch vụ IPTV hợp tác với VNPT: •VNPT Hải Phòng tên thƣơng hiệu VipTV •VNPT Ninh Bình với thƣơng hiệu HoaLuTV •VNPT Thanh Hóa với thƣơng hiệu LamSonTV •VNPT Nghệ An với thƣơng hiệu SongLamTV •VNPT Đà Nẵng với thƣơng hiệu SongHan TV •VNPT Huế với thƣơng hiệu HueTV •VNPT Bình Định Với thƣơng hiệu TaySonTV •VNPT Khánh Hòa với thƣơng hiệu FamilyTV •VNPT Vũng Tàu với thƣơng hiệu MegaVNN •VNPT Bình Dƣơng với thƣơng hiệu LifeTV •VNPT Lâm Đồng với thƣơng hiệu MimosaTV •VNPT TpHCM với thƣơng hiệu SaigonTV •VNPT Đắk Lắk với thƣơng hiệu BazanTV 74 4.4 IPTV mang truyền hình cáp Việt Nam – VTVCab 4.4.1 Tổng quan mạng truyền hình cáp HFC HFC (hybrid fiber-optic coaxial) : lựa chọn hầu hết công ty cung cấp dịch vụ truyền hình cáp điện thoại để truyền dẫn tín hiệu video, data, voice đến thuê bao Cấu trúc mạng HFC bao gồm phần chính: - Hệ thống trung tâm (headend) - Phần cáp quang (gọi phần truyền tải – transport segment) - Phần cáp đồng trục (gọi phần phân phối tín hiệu – signal distribution segment) Sơ đồ tổng thể mạng HFC : Hình 4.1 Sơ đồ tổng thể mạng HFC Hệ thống trung tâm (Headend) : Chức : hệ thống trung tâm nơi thu/phát - xử lý - quản lý tín hiệu toàn mạng HFC Hệ thống trung tâm bao gồm thiết bị sau Giải điều chế (Demodulator) 75 Chức : dùng để giải điều chế tín hiệu thu từ truyền hình quảng bá (thƣờng để thu kênh truyền hình địa phƣơng) thu anten, sau điều chế lại thành tín hiệu thích hợp cho dải tín hiệu truyền hình cáp Đặc điểm kỹ thuật : Input : VHF I (47 75 Mhz) VHF II (75 100 Mhz) VHF III (174 230 Mhz) UHF IV/V (470 862 Mhz) Output : tín hiệu A/V Noise figure :  10 dB Trở kháng : 75  Đầu thu vệ tinh : Chức : có chức nhƣ giải điều chế Đầu thu vệ tinh thu tín hiệu từ vệ tinh (phổ biến băng tần C Ku), giải điều chế thành tín hiệu AV Sau tín hiệu đƣợc điều chế lại cho phù hợp với hệ thống tín hiệu cáp Điều chế (Modulator) Chức : tín hiệu A/V sau đầu thu từ giải điều chế đƣợc điều chế lại với tần số sóng mang thích hợp (điều tuỳ thuộc vào ngƣời quản lý hệ thống) Mỗi kênh hệ thống đƣợc điều chế với tần số sóng mang khác (điều có nghĩa kênh tƣơng đƣơng với điều chế) Đặc điểm kỹ thuật : Input : tín hiệu A/V (lấy từ đầu thu vệ tinh giải điều chế) Output : Tín hiệu RF Chuẩn truyền hình : B/G Trở kháng : 75  Tần số : 45 862 Mhz (tùy vào series thiết bị) Mức đầu tín hiệu : max 106 dBV Các cộng thụ động (passive combiner) Chức : hệ thống headend, cộng thụ động dùng để cộng kênh truyền hình sau đƣợc điều chế thành dải tín hiệu RF Dải tín hiệu 76 sau đƣợc đƣa vào phát quang, phát toàn hệ thống quang mạng HFC Đặc điểm kỹ thuật : thông thƣờng có cộng 2,4,8 Độ suy hao : (với 8-way combiner Blankom) từ 45 450 Mhz : 14 15 dB từ 450 862 Mhz : 15 17 dB Máy phát quang (optical-transmitter) : Chức : thiết bị dùng để chuyển đổi toàn dải tín hiệu RF sau điều chế thành tín hiệu quang phát vào hệ thống quang mạng HFC Đặc điểm kỹ thuật : phát bƣớc sóng 1310nm 1550nm Máy thu quang (optical-reciever): Chức : thiết bị dùng để thu tín hiệu quang từ nơi đó, sau chuyển thành dải tín hiệu RF hệ thống cáp Đặc điểm kỹ thuật : Mức input (optical) : -10…+3 dBm Mức output (RF) : > 49 dBmV Hệ thống cáp quang (Transport segment): Hệ thống cáp quang đƣợc thiết kế theo mô hình : - Hình (star) - Hình vòng (ring) Mạng HFC luôn sử dụng sợi quang đơn mode, sợi đa mode không truyền nhiều kênh video thời điểm đƣợc có độ suy hao cao đáng kể Chức hệ thống cáp quang vận chuyển tín hiệu từ headend đến khoảng cách xa với độ suy hao tín hiệu thấp đảm bảo chất lƣợng dải tín hiệu Điểm khác biệt hai cấu trúc việc định tuyến (routing) cáp quang Cấu trúc vòng đem lại định tuyến đa dạng, độ tin cậy mạng cao Khi tất node quang nhận tín hiệu từ hƣớng phát tín hiệu đƣờng theo hƣớng Điều quan trọng triển khai mạng trời, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, hệ thống giao thông, giúp cho mạng hoạt động liên tục gặp cố 77 Tuy nhiên có nhiều tuyến đồng nghĩa với việc phải sử dụng nhiều sợi cáp quang, mà tiền đầu tƣ cao sử dụng mạng quang theo hình ring Hệ thống cáp quang gồm máy phát/máy thu quang (đặt headend), node quang cáp quang Hệ thống cáp quang kết thúc vị trí node quang Tại tín hiệu quang đƣợc chuyển thành dải tín hiệu RF, truyền dẫn hệ thống cáp đồng trục Hệ thống cáp đồng trục (Signal Distribution segment): Mô hình hệ thống cáp đồng trục mô hình tree-and-branch Chức hệ thống cáp đồng trục phân phối tín hiệu đến thuê bao phạm vi nhỏ (vì độ suy hao hệ thống cáp đồng trục cao nhiều so với hệ thống cáp quang) Dải tần làm việc : đến 1000 MHz Hệ thống bao gồm thiết bị tích cực (khuyếch đại), thiết bị thụ động (tapoff,splitter, DC), loại cáp đồng trục Đối với loại cáp đồng trục, cần ghi nhớ đặc điểm độ suy hao : - đƣờng kính cáp nhỏ, độ suy hao lớn - loại cáp, tần số cao độ suy hao cao Giới hạn khoảng cách cáp cung cấp thuê bao (tính từ tap-off) : Cáp cung cấp thuê bao thƣờng cáp Dựa vào bảng đặc tính suy hao tần số khác loại cáp thuê bao, ta tính đƣợc khoảng cách giới hạn cáp cung cấp thuê bao để đảm bảo chất lƣợng tín hiệu Các loại cáp có độ suy hao gần nhƣ giống tần số, nên ta lấy ví dụ tính cho loại CATVR-6 : - với 100ft cáp CATVR có độ suy hao 5.8 dB (tại tần số 750 MHz) 0.67 dB (tại tần số MHz.) - với 150ft cáp CATVR có độ suy hao : 1.5 x 5.8 = 8.7 dB 750MHz 1.5 x 0.67 = 1.0 dB MHz tần số cao thấp chênh lệch 7.7 dB - với 250ft cáp CATVR độ suy hao : 78 2.5 x 5.8 = 14.5 dB 750 MHz 2.5 x 0.67 = 1.675 dB MHz tần số cao thấp chênh lệch 12.8 dB Để đảm bảo chất lƣợng dải tìn hiệu cung cấp đến thuê bao độ chênh lệch tần số cao tần số thấp không 6dB Nhƣ vậy, giới hạn khoảng cách cáp cung cấp thuê bao (từ tap-off đến thuê bao) đƣợc khuyến cáo không 150ft (45m 4.4.2.Hệ thống IPTV Trên mạng Cáp VTVCab Hệ thống đƣợc thiết kế thử nghiệm cung cấp dịch vụ Live TV VoD -Dịch vụ VoD: Chất lƣợng Video trung bình, tôc độ bit khoảng 300 – 500Kbps -Dịch vụ Live TV: Tốc độ streaminh server 2Mb Sơ đồ cấu trúc hệ thống Hình 4.2 Sơ đồ hệ thống thử nghiệm IPTV VTVCab Danh sách thiết bị hệ thống Server IBM x3650_MKM - Vai trò: +Streaming server: live streaming VoD +Encoder: encode file tạo kênh quảng bá 79 +IP public: 125.214.1.30 / 255.255.255.0 +Default Gateway: 125.214.1.1 +DNS: 208.67.222.222 / 208.67.220.220 Server IBM x336_VCTV - Vai trò +DHCP server +TFTP server, ToD CMTS CUDA 3000_VCTV - Vai trò CMTS - Cable Modem Terminator System làm trung gian chuyển tiếp tín hiệu mạng truyền hình cáp HFC sang hạ tầng mạng IP PC - Vai trò: +Chạy thử dịch vụ IPTV mang HFC +Đo đạc tham số mạng +Cable modem +Đây nhóm thiết bị gắn trực tiếp với thuê bao đầu cuối Mỗi Cabble Modem có sẵn cổng giao tiếp RF cổng RJ-45 để giao tiếp với thiết bị máy tính kết nối cục hay STB 4.4.3 Nhận xét, đánh giá chất lƣợng dịch vụ -Để có chất lƣợng IPTV VOD tốt chất lƣợng mạng HFC phải tốt -Đối với mạng HFC đạt đƣợc băng thông 2Mpbs chạy đƣợc tín hiệu SDVOD -Đối với mạng HFC đạt đƣợc băng thông 4Mpbs chạy đƣợc tín hiệu HD 720p -Đối với mạng HFC đạt đƣợc băng thông >4Mpbs chạy đƣợc tín hiệu 3D -Tại node quang thời điểm 30 User sủ dung dịch vụ đảm bảo chất lƣợng VOD tốt -Chất lƣợng kênh live TV phụ thuộc nhiều vào chất lƣợng mã Encoder -Băng thông down hệ thống tăng tỉ lệ thuận với số lƣợng client RAM server tiêu tốn không đáng kể có số lƣợng client tăng lên 80 -Năng lực phần cứng hệ thống hoàn toàn đáp ứng số lƣợng user cao -Chất lƣợng dịch vụ IPTV chủ yếu bị ảnh hƣởng tín hiệu mạng cáp HFC Khi mạng HFC không ổn định tín hiệu IPTV hoạt động bình thƣờng -Mạng IPTV triển khai mạng HFC tiềm ẩn nhiều nguy rủi ro nhƣ: +Đứt kết nối đƣờng truyền vật lý (đứt cáp quang, cáp đồng trục) +Nhiễu vật lý cáp đồng trục +Năng lực đáp ứng hệ thống tỷ lệ nghịch với số lƣợng thuê bao tất thuê bao dùng chung đƣờng tín hiệu lên xuống -Để khắc phục vấn đề phải tiến hành nâng cấp, cải tạo mạng có, tiến hành quang hóa dần thay cho cáp đồng trục 4.5 Kết luận Xu hƣớng số hóa hội tụ lĩnh vực viễn thông, công nghệ thông tin truyền hình trở thành sóng lan tỏa nhiều quốc gia toàn giới Việc IPTV phát triển Việt Nam hệ tất yếu lan tỏa Đây hƣớng đƣợc Chính phủ trọng lộ trình đƣa Việt Nam trở thành quốc gia mạnh Công nghệ thông tin 81 KẾT LUẬN Phân hệ đa phƣơng tiện IP (IMS) đƣợc xây dựng nhằm cung cấp, kết hợp dịch vụ đa phƣơng tiện hội tụ di động-cố định Trong IPTV dịch vụ đƣợc phát triển IMS đặc trƣng cho hội tụ thoại, số liệu băng rộng Luận văn làm rõ số vấn đề sau: -Tìm hiểu đƣợc khái niệm IPTV, cấu trúc thành phần mạng IPTVcùng với phƣơng thức truyền phát tín hiệu IPTV -Tổng hợp đƣợc khái niệm IMS Cấu trúc chức phầntử IMS, giao thức quan trọng sử dụng IMS, IMS/NGN -Phân tích đánh giá giao thức cho dịch vụ IPTV triển khai IMS/NGN Đƣa đƣợc ƣu điểm dịch vụ IPTV IMS/NGN so với mạng non-NGN, non-IMS Giới thiệu cách thức báo hiệu phiên phƣơng tiện cho dịch vụ IPTV IMS, IMS/NGN sử dụng giao thức SIP RTSP Lƣợc đồ báo hiệu VOD IMS/NGN -Đƣa số khuyến nghị việc triển khai IPTV IMS giải pháp IMS số hãng tình hình phát triển công nghệ IPTV Việt Nam Hiện phân hệ đa phƣơng tiện IP – IMS, tảng IMS/NGN dịch vụ IPTV giới nhƣ Việt Nam tiến trình phát triển hoàn thiện sở hạ tầng giao thức sử dụng hệ thống Do thời gian trình độ hạn chế nên luận văn nhiều thiếu sót Em mong nhận đƣợc góp ý thầy cô bạn Em xin cảm ơn cô Hồ Anh Túy thầy cô trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình hƣớng dẫn em thời gian thực luận văn tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] An IMS-based VOD Service Supporting Session Continuation – Jonatan Johansson [2].Investigation of IMS in an IPTV context by Tobias Gustafsson [3].Công nghệ IPTV IMS-NGN – TS Lê Nhật Thăng, KS Bùi Vân Anh, KS Nguyễn Thu Hiên, Th.S Vũ Thúy Hà, Th.S Nguyễn Xuân Hoàng [4].The 3G IP multimedia subsystem (IMS) – Merging the Internet and the Cellular Worlds, second edition, Gonzalo Camarillo and Miguel A.Garcia – Martin, 2006[ 5].IP Multimedia Subsystem (IMS) Handbook, edited by Syed A.Ahson MohammadIlyas, 2009 [6].The IMS, IP Multimedia Concepts and Services, second edition, Miikka Poiksellka,Georg Mayer, Hisham Khartabil, and Aki Niemi, 2006 [7] IMS in Next Generation Networks, Thomas T Towle, 2005 [8] Architecture and Service Enablers for Quadplay, Thomas Magedanz, 2008 [9] A guide to IPTV: The Technologies, the Challenges and How to Test IPTV,Tektronix, 2007 [10] TS Trần Tuấn Hƣng (2009), “Từ QoS đến QoE: Vấn đề cần quan tâm cung cấp dịch vụ viễn thông” Tạp chí Công nghệ thông tin & Truyền thông [11] Các báo Internet Giải pháp IPTV trền IMS [12] Giải pháp Alcatel lucent, Huawie IMS 83 ... 1.4.Các giao thức sử dụng IPTV 1.4.1 .Giao thức truyền tải thời gian thực – RTP 1.4.2 .Giao thức điều khiển truyền tải thời gian thực – RTCP 1.4.3 .Giao thức luồng thời... số mô hình thử nghiệm IPTV IMS-NGN Do vậy, em chọn đề tài: Truyền hình giao thức internet” với xu hƣớng nghiên cứu IMS-NGN nhằm mục tiêu nắm bắt đƣợc vấn đề liên quan tới truyền hình giao thức. .. Lớp truyền tải truyền lại Lớp truyền tải thông báo với lớp để có thông tin xác TCP UDP giao thức quan trọng đƣợc sử dụng lớp 14 Sử dụng TCP để định tuyến gói IPTV TCP giao thức cốt lõi giao thức