Báo cáo Truyền hình số full

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 8.1. TỔNG QUAN 8.1.1. truyền hình 8.1.1.1. Khái niệm: 8.1.1.2. Lịch sử phát triển: 8.1.2. Truyền hình số 8.1.2.1. Khái niệm 8.1.2.2 Đặc điểm 8.1.2.3. Ứng dụng và dịch vụ truyền hình số 8.1.2.4. Phương thức truyền dẫn 8.2. TRUYỀN HÌNH SỐ QUA CÁP 8.2.1. Khái niệm 8.2.2.Đặc điểm 8.2.2.1. Sơ đồ khối của hệ thống 8.2.2.2. Ưu và nhược điểm 8.2.3. Hệ thống mạng HFC 8.2.3.1 Hệ thống thiết bị trung tâm Headen 8.2.3.2. Mạng phân phối tín hiệu 8.2.3.3. Thiết bị thuê bao 8.3. TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT 8.3.1. Khái niệm: 8.3.2. Các tiêu chuẩn của của truyền hình số mặt đất 8.3.2.1. Tiêu chuẩn ATSC (ATSC: Advanced Television System Committee) 8.3.2.2. Tiêu chuẩn DVBT (digital video broadcastingterrestrial) 8.3.2.3. Tiêu chuẩn ISDBT (intergrated services digital broadcastingterrestrial) 8.3.2.4. Kết luận 8.4. TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH 8.4.1. Tổng quan về truyền hình số qua vệ tinh 8.4.2 Cấu trúc hệ thống truyền hình số qua cáp 8.4.2.1 Trạm phát mặt đất 8.4.2.2 Vệ tinh (Satellte) 8.4.2.3. Trạm thu tín hiệu vệ tinh (Downlink Station) 8.4.2.4 Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số qua vệ tinh 8.4.3. Tiêu chuẩn trong truyền hình số vệ tinh 8.4.3.1. Tiêu chuẩn DVBS 8.4.3.2. Tiêu chuẩn DVBS2 8.5. TRUYỀN HÌNH SỐ INTERNET 8.5.1. KHÁI NIỆM IPTV 8.5.2. CẤU TRÚC MẠNG IPTV 8.5.2.1. Cơ sở hạ tầng của mạng IPTV 8.5.2.2. Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV 8.5.3. VẤN ĐỀ PHÂN PHỐI IP 8.5.2.3. IP Unicast 8.5.2.4. IP Broadcast 8.5.2.5. IP Multicast 8.5.2.6. So sánh các phương thức phân phối IPTV 8.5.3. CÁC CÔNG NGHỆ CHO IPTV 8.5.3.1. Vấn đề sử lý nội dung 8.5.3.2. VoD và Video server 8.5.3.3. Các hệ thống hỗ trợ hoạt động

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜ TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP.HCM HÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO HỆ THỐNG VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI: TRUYỀN HÌNH SỐ GVHD: THS Hide Nhóm Lớp: DV14 TP HCM, THÁNG 12/ 2017 Họ Và Tên Lớp MSSV Hồ Quốc Trọng DV14 1451030146 Huỳnh Thanh Nam DV14 1451030112 Nguyễn Hồng Giao DV14 1451030098 Lê Văn Tùng DT14 1451030141 Phan Hoàng Thạch DT14 1451030137 DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN TP.HCM, Ngày Tháng Ký tên năm 2017 Mục Lục DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .6 8.1 TỔNG QUAN 8.1.1 truyền hình 8.1.1.1 Khái niệm: .8 8.1.1.2 Lịch sử phát triển: 8.1.2 Truyền hình số 11 8.1.2.1 Khái niệm .11 8.1.2.2 Đặc điểm .11 8.1.2.3 Ứng dụng dịch vụ truyền hình số 12 8.1.2.4 Phương thức truyền dẫn .12 8.2 TRUYỀN HÌNH SỐ QUA CÁP .14 8.2.1 Khái niệm 14 8.2.2.Đặc điểm 14 8.2.2.1 Sơ đồ khối hệ thống 14 8.2.2.2 Ưu nhược điểm .15 8.2.3 Hệ thống mạng HFC 16 8.2.3.1 Hệ thống thiết bị trung tâm Headen 16 8.2.3.2 Mạng phân phối tín hiệu .21 8.2.3.3 Thiết bị thuê bao 22 8.3 TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT 23 8.3.1 Khái niệm: 23 8.3.2 Các tiêu chuẩn của truyền hình số mặt đất 24 8.3.2.1 Tiêu chuẩn ATSC (ATSC: Advanced Television System Committee) 24 8.3.2.2 Tiêu chuẩn DVB-T (digital video broadcasting-terrestrial) 26 8.3.2.3 Tiêu chuẩn ISDB-T (intergrated services digital broadcasting-terrestrial) 28 8.3.2.4 Kết luận 30 8.4 TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH 31 8.4.1 Tổng quan truyền hình số qua vệ tinh 31 8.4.2 Cấu trúc hệ thống truyền hình số qua cáp 32 8.4.2.1 Trạm phát mặt đất 33 8.4.2.2 Vệ tinh (Satellte) 33 8.4.2.3 Trạm thu tín hiệu vệ tinh (Downlink Station) 34 8.4.2.4 Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số qua vệ tinh 35 8.4.3 Tiêu chuẩn truyền hình số vệ tinh 35 8.4.3.1 Tiêu chuẩn DVB-S 35 8.4.3.2 Tiêu chuẩn DVB-S2 .43 8.5 TRUYỀN HÌNH SỐ INTERNET 54 8.5.1 KHÁI NIỆM IPTV 54 8.5.2 CẤU TRÚC MẠNG IPTV .55 8.5.2.1 Cơ sở hạ tầng mạng IPTV 55 8.5.2.2 Cấu trúc chức cho dịch vụ IPTV 56 8.5.3 VẤN ĐỀ PHÂN PHỐI IP 58 8.5.2.3 IP Unicast 59 8.5.2.4 IP Broadcast 60 8.5.2.5 IP Multicast 60 8.5.2.6 So sánh phương thức phân phối IPTV 61 8.5.3 CÁC CÔNG NGHỆ CHO IPTV 62 8.5.3.1 Vấn đề sử lý nội dung 62 8.5.3.2 VoD Video server 63 8.5.3.3 Các hệ thống hỗ trợ hoạt động 64 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt ATSC C/N CD COFDM DiBEG Tiếng Anh đầy đủ Advanced Television System Commitee Carrier/Noise Compact Disk Coding Othogonality Fequency Dvision Mltiplexing Digital Broadcasting Expert Group DVB Digital Video Broadcasting DVBC/S/T Digital Video Broadcasting-Cable / Satellite / Terrestrial EDTV Enhanced Definition Television FEC Forward Error Correction Tiếng Việt Hội đồng hệ thống truyền hình cải biên Sóng mang/tạp âm CD Ma hóa ghép kênh theo tần số trực giao Nhóm chuyên gia truyền hình số Truyền hình số Truyền hình số qua cáp / vệ tinh / phát sóng mặt đất Truyền hình độ phân giải mở rộng Sửa lỗi tiến (thuận) Truyền hình độ phân giải cao Truyền hình số dịch vụ tích hợp HDTV High Definitiom Televisiom ISDB Integrated Services Digital Broadcasing LDTV Low Definitiom Television MPEG Moving Pictures Experts Group Truyền hình độ phân giải thấp Nhóm chun gia nghiên cứu ảnh động M-PSK M-ary Phase Shift Keying Khóa dịch pha M trạng thái M-QAM M-ary Quadrature Amplitude Modulation NTSC Điều chế biên độ vng góc M trạng thái National Television System Committee Hội đồng hệ thống truyền hình quốc gia Mỹ OFDM Othogonality Fequency Dvision Mltiplexing PAL Phase Alternating Line QAM Quadrature Amplitude Modulation QPSK Quadrature Phase Shift Keying RF SDTV SFN SMPTE VOD Radio Frequence Standard Definition Television Single Frequence Network Society of Motion Picture and Television Engineers Video On Demand Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao Pha luân phiên theo dòng Điều chế biên độ vng góc Khóa dịch pha vng góc Cao tần Truyền hình độ phân giải tiêu chuẩn Mạng đơn tần Hiệp hội ảnh động kỹ sư truyền hình Truyền hình theo yêu cầu 8.1 TỔNG QUAN 8.1.1 TRUYỀN HÌNH 8.1.1.1 Khái niệm: Truyền hình cơng nghệ thuộc lĩnh vực điện tử viễn thơng, bao gồm tập hợp nhiều thiết bị điện tử Có khả thu nhận tín hiệu sóng vơ tuyến truyền dẫn tìn hiệu điện mang hình ảnh âm mã hóa, phát dạng sóng vơ tuyến thơng qua hệ thống cáp quang, cáp đồng trục 8.1.1.2 Lịch sử phát triển: Thế Giới: Trong giai đoạn thai nghén truyền hình phát triển hai hướng học điện tử học Nhưng trải qua nhiều giai đoạn phát triển hoàn thiện, Tivi ngày lại hình thành tảng điện tử Những cột mốc đáng nhớ:  Năm 1885: Paul Gottlied Nipkow, sinh viên người Đức sáng tạo hệ thống Tivi điện tử đầu tiên, bao gồm quay chuyển đổi hình ảnh thành chấm điểm  Năm 1911: Hai nhà khoa học người Nga Boris Rosing học trò Vladimir Kosma Zwongrykin chế tạo thành cơng tivi sử dụng phân hình gương để phát hình  Năm 1920:Hai nhà khoa học Charles Francis Jenkins người Mỹ John Logie Baird tạo mẫu tivi hoàn chỉnh nhân loại  Năm 1927: Một nhà khoa học trẻ người Mỹ có tên Philo Taylor Farnsworth, phát triển thành ống tia cực âm, phát minh quan trọng việc phát tín hiệu điện tử  Năm 1930: Được xem năm bắt đầu cho kỷ nguyên truyền hình với việc xuất tivi thương mại EMI- Marconi Baird với hai hệ thống tín hiệu 240 dòng quét 405 dòng quét  2/11/1936: Ngày phát sóng kỷ ngun truyền hình ghi nhận cung điện Alexandra thủ đô London, chương trình hãng tin BBC phát sóng, vào thời điểm ghi nhận có khoảng 500 tivi bắt sóng chương trình  Sau hình thành phát triển truyền hình thơ sơ đơn giản như: truyền hình học truyền hình điện tử nhằm đáp ứng nhu cầu giải trí người ngày tốt nên nhà khoa học chế tạo truyền hình thơng minh như: truyền hình màu , truyền hình kỹ thuật số, truyền hình thơng minh, truyền hình 3D, truyền hình cáp… Buổi phát sóng kỷ ngun truyền hình ghi nhận vào tháng năm 1936 khuôn khổ vận hội Olympic Berlin, sóng truyền hình phát sóng địa điểm Berlin Leipzing lần đầu tiên, người theo dõi trận thi đấu diễn khuôn khổ đại hội Olympic Hình 8.1.1 Mẫu Tivi thương mại Thế giới Nhưng lịch sử truyền hình giới, ngày phát sóng ghi nhận lại ngày 2/11/1936 cung điện Alexandra thủ London, chương trình hãng tin BBC phát sóng, vào thời điểm ghi nhận có khoảng 500 tivi bắt sóng chương trình Vào năm 60 kỷ 20, truyền hình trở thành phương tiện giải trí quan trong đời sống nhân kiện ngày 20/1/1969 nhà du hành vũ trụ người mỹ Neil Amstrong phi thuyền Apollo loại, công nghệ mang đến cho người trải nghiệm vô thú vị đời sống tinh thần Và truyền hình ghi lại dấu ấn vàng son minh kiện đại giới, 11 đặt bước chân lên mặt Trăng, khoảng khắc lịch sử vào trái tim hàng triệu người khắp nước Mỹ giới thông qua hệ thống truyền hình Việt Nam: Do điều kiện khó khăn nước trải qua chiến tranh, truyền hình Việt Nam đời muộn có nhiều điểm khác miền Nam – Bắc  Ở miền Bắc, ngày 7/9/1970, chương trình truyền hình thử nghiệm nước Việt Nam dân chủ cộng hồ phát sóng Chương trình Đài tiếng nói Việt Nam thực  Trước đó, ngày 4/1/1968, Tổng cục thơng tin (trực thuộc Chính Phủ) thành lập "Xưởng phim vơ tuyến truyền hình Việt Nam" Đây xưởng phim nhựa 16 ly, có nhiệm vụ làm phim thời tài liệu truyền hình gửi nước ngồi nhờ đài truyền hình nước XHCN phát sóng họ để tuyên truyền đối ngoại, đồng thời hướng dẫn hợp tác với đoàn làm phim vơ tuyến truyền hình nước ngồi đến quay phim Việt Nam  Ở miền Nam, cuối 1950 có hoạt động truyền hình (phóng viên truyền hình đài Mỹ xuất để đưa tin quân đội Mỹ miền Nam  Giữa năm 1966, miền Nam có truyền hình nhờ người Mỹ  Đài truyền hình Sài Gòn (của chế độ Việt Nam Cộng Hòa), thành lập năm 1965, phát sóng ngày tháng năm 1966 lần cuối ngày 29 tháng năm 1975 Thời điểm Sài Gòn có hai đài truyền hình sát cạnh khu trung tâm: đài truyền hình quân đội Mỹ (kênh 7) đài truyền hình Sài Gòn (kênh 9) Ở miền Nam trước 1975, có tất năm đài truyền hình (Sài Gòn, Cần Thơ, Huế, Nha Trang, Qui Nhơn)  Trước năm 1970, nhiều đoàn cán phát Việt Nam cử sang Cuba Cộng hòa Dân chủ Đức để học tập truyền hình  Những thiết bị sản xuất phát sóng ban đầu truyền hình miền Bắc nhập từ Hungary Cộng hòa dân chủ Đức với tìm tòi cải tiến đội ngũ kỹ thuật Việt Nam  Tháng 5.1971, Hội đồng Chính phủ thành lập Ban Vơ tuyến truyền hình Việt Nam sở sáp nhập Ban biên tập truyền hình Đài Tiếng nói Việt Nam Xưởng phim vơ tuyến truyền hình Việt Nam  Ở miền Bắc, sau chương trình truyền hình thử nghiệm tổ chức phòng thu nhạc lớn Đài tiếng nói Việt Nam trụ sở 58 Quán Sứ năm 1970, vào tối 30 tết Tân Hợi (27/1/1971), chương trình truyền hình mắt khán giả thủ đô gồm 30 phút thời nước quốc tế phát viên nam nữ thay đọc trực tiếp, chương trình ca nhạc 30 phút dùng phương pháp playback; chương trình phim truyện, phim tài liệu chiếu lên tường, dùng camera điện tử thu lại phát lên sóng qua máy phát  Sau hiệp định Paris ký kết, chương trình đài THVN lại tiếp tục phát sóng Các chương trình đài mắt như: Vì an ninh Tổ quốc (27.1.1973) (Buổi phát sóng chương trình tối 16-8-1972), Câu lạc nghệ thuật (21.2.1976) Văn hoá xã hội (21.3.1976) Quân đội nhân dân (24-41976), Thể dục thể thao (26.5.1976), Kinh tế (9.5.1976) Tới chuyển trung tâm truyền hình Giảng Võ, từ 16/6/1976 phát thức hàng ngày  Năm 1976, Đài truyền hình thành phố Hồ Chí Minh thử nghiệm phát hình màu Một năm sau, 1977, Đài truyền hình Trung ương bắt đầu phát thử nghiệm truyền hình màu vào sáng chủ nhật Từ năm 1980, Đài Hoa sen vào hoạt động, chương trình phát sóng Đài truyền hình Trung ương xen kẽ lúc có màu, lúc khơng sử dụng nhiều chương trình màu thu từ Đài Hoa sen  Ngày 1/8/1986, Đài truyền hình Trung ương chuyển hẳn sang phát màu hệ SECAM 3b thiết bị chuyên dùng, từ bỏ hồn tồn truyền hình đen trắng Sở dĩ chọn hệ màu SECAM 3b hệ màu Liên Xô phần lớn nước xã hội chủ nghĩa sử dụng  Bắt đầu từ ngày 1/1/1991, hệ truyền hình màu Đài truyền hình Việt Nam chuyển từ hệ SECAM 3b sang phát hệ PAL/D/K Đây thay đổi mục tiêu phát Hình 8.4.22 Các thành phần khối tạo khung PLFRAME Chèn khung giả (Dummy PLFRAME insertion) Các khung PLFRAME giả tạo khơng có liệu truyền Khung PL giả bao gồm phần đầu PLHEADER 36 SLOT không điều chế Chèn báo hiệu lớp vật lý (PL signalling) Khung XFECFRAME chia thành S SLOT với độ dài cố định 90 symbol Số lượng S xác định theo bảng: Bảng 8.4.5 Số lượng SLOT theo độ dài XFECRAME Chèn bit hoa tiêu (Pilots insertion) Tùy thuộc vào phương thức làm việc lựa chọn mà khung PLFRAME có khơng bit hoa tiêu Các bit hoa tiêu làm nhiệm vụ đồng t ại phía phát Kích thước khối bit hoa tiêu P = 36 symbol chèn thêm sau SLOT, tính từ trường PLHEADER Xáo trộn lớp vật lý (PL Scrambler) Trước điều chế, khung PLFRAME (ngoại trừ PLHEADER) xáo trộn để phân tán lượng tránh giá trị l ặp lại Chuỗi xáo trộn (CI + jCQ) tạo thành từ chuỗi thực (từ đa thức sinh có bậc 18) Độ dài chuỗi lựa chọn lớn độ dài tối đa PLFRAME nhằm tránh bit giả phát sinh trình xáo trộn Lọc băng gốc điều chế cầu phương (Baseband Shaping & Quadrature Modultation) Tín hiệu xử lý lọc cos nâng với hệ số roll-off 0,35 ; 0,25 0,2 Hàm truyền đạt H(f) lọc cos nâng: (8.4.4) Trong đó: tần số Nyquist α hệ số roll-off Điều chế cầu phương thực cách nhân đầu vào I, Q với sin(2πfot) cos(2πfot) tương ứng Sau kết cộng lại với để tạo thành tín hiệu điều chế 8.5 TRUYỀN HÌNH SỐ INTERNET 8.5.1 KHÁI NIỆM IPTV IPTV truyền hình sử dụng giao thức IP hệ thống dịch vụ truyền hình số cung cấp tới thuê bao sử dụng giao thức IP kết nối băng rộng IPTV thường cung cấp với dịch vụ VoD cung cấp cung với dịch vụ Internet khác truy cập Web VoIP Khi bắt đầu IPTV gọi truyền hình giao thức Internet hay Telco TV Truyền hình băng rộng Thực chất tất tên sử dụng để nói đến việc phân phối truyền hình băng rộng chất lượng cao nội dung âm hình ảnh theo yêu cầu mạng băng rộng IPTV định nghĩa chung cho việc áp dụng để phân phối kênh truyền hình truyền thơng, phim truyện, nội dung video theo yêu cầu mang riêng Theo tổ chức Liên Hiệp Viễn Thơng Quốc Tế ITU IPTV dịch vụ đa phương tiện bao gồm truyền hình, video, audio, văn bản, đồ họa liệu qua mạng IP quản lý để cung cấp mức độ yêu cầu chất lượng dịch vụ trải nghiệm, tính bảo mật, tính tương tác độ tin cậy IPTV có số điểm đặc trưng sau:  Hỗ trợ truyền hình tương tác: Khả hệ thống IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ phân phối đầy đủ ứng dụng truyền hình tương tác Các dạng dịch vụ IPTV phân phối bao gồm chuẩn truyền hình trực tiếp, truyền hình hình ảnh chất lượng cao HDTV (High Definition Television), trò chơi tương tác truy cập Internet tốc độ cao  Dịch thời gian: IPTV kết hợp với ghi hình video số cho phép dịch chuyển thời gian để xem nội dung chương trình, kỹ thuật ghi hình lưu trữ nội dung để xem lại sau  Tính cá nhân: Một hệ thống IPTV từ kết cuối đến kết cuối(end-to- end) hỗ trợ thơng tin có tính hai chiều cho phép user xem chương trình theo sở thích, thói quen…Hay cụ thể cho user xem họ muốn vào lúc  Yêu cầu băng thông thấp: Để thay cho việc phân phối kênh cho user, công nghệ IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ phân phối kênh mà user yêu cầu Đây điểm hấp dẫn cho phép nhà khai thác mạng bảo tồn băng thơng họ  Nhiều thiết bị sử dụng được: Việc xem nội dung IPTV không giới han việc dùng Tivi Khách hàng sử dụng PC họ thiết bị di động để truy cập dịch vụ IPTV Nhưng nhược điểm “chí mạng” IPTV khả liệu cao chậm trễ truyền tín hiệu Nếu đường kết nối mạng người dùng không thật tốt không đủ băng thơng cần thiết xem chương trình dễ bị giật hay việc chuyển kênh tốn nhiều thời gian để tải Thêm vào máy chủ nhà cung cấp dịch vụ khơng đủ mạnh số lượng người xem truy cập vào đông làm cho chất lượng dịch vụ giảm sút Tuy nhiên công nghệ mạng Internet ngày phát triển mạnh mẽ đẩy băng thông kết nối lên cao góp phần giúp IPTV khắc phục nhược điểm nói biến thành cơng nghệ truyền hình tương lai 8.5.2 CẤU TRÚC MẠNG IPTV 8.5.2.1 Cơ sở hạ tầng mạng IPTV Hình 8.5.1 Mơ hình hệ thống IPTV end-to-end Trung tâm liệu IPTV Trung tâm liệu IPTV nhận nội dung từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm truyền hình địa phương, nhà tập hợp nội dung, nhà sản xuất nội dung, qua đường cáp, trạm số mặt đất hay vệ tinh Ngay nhận nội dung, số thành phần phần cứng khác từ thiết bị mã hóa máy chủ video tới định tuyến IP thiết bị bảo mật giành riêng sử dụng để chuẩn bị nội dung video cho việc phân phối qua mạng dựa IP Ngoài ra, hệ thống quản lý thuê bao yêu cầu quản lý hồ sơ phí thuê bao người sử dụng Mạng truy cập băng thông rộng Việc truy cập dịch vụ IPTV yêu cầu kết nối điểm-điểm(one-to-one).Việc triển khai IPTV diện rộng số lượng kết nối one-to-one tăng lên Do đó, u cầu băng thơng mạng lớn Những tiến công nghệ mạng cho phép nhà cung cấp viễn thông đáp ứng số lượng lớn độ rộng băng thông mạng Riêng mạng truyền hình cáp sử dụng hỗn hợp cáp đồng trục cáp quang đa ứng cho việc truyền tải nội dung IPTV Thiết bị khách hang IPTV (IPTVCD) IPTVCD( IPTV Consumer Device) thành phần quan trọng cho phép người sử dụng truy cập dịch vụ IPTV IPTVCD kết nối tới mạng băng rộng, chúng đảm nhiệm chức giải mã, xử lý luồng tín hiệu tới dựa gói IP IPTVCD hỗ trợ kỹ thuật tiên tiến để tối thiểu hóa loại trừ hồn tồn ảnh hưởng vấn đề mạng xử lý nội dung IPTV Các loại IPTVCD phổ biến RG, IP set-top-box Trong RG modem ADSL modem cáp mạng truyền hình cáp hai chiều HFC Mạng gia đình Mạng gia đình liên kết thiết bị kỹ thuật số bên khu vực có diện tích nhỏ Nó cải thiện thơng tin cho phép chia sẻ tài nguyên thành viên gia đình Mục đích mạng gia đình cung cấp quyền truy cập thông tin tiếng nói, âm thanh, liệu, giải trí, thiết bị kỹ thuật số xung quanh nhà Với mạng gia đình, khách hàng tiết kiệm tiền thời gian việc chia sẻ thiết bị phần cứng tốt dễ dàng, thông qua kết nối Internet băng rộng 8.5.2.2 Cấu trúc chức cho dịch vụ IPTV Một mạng IPTV bao gồm nhiều thành phần bản, cung cấp cấu trúc chức cho phép phân biệt chun mơn hố nhiệm vụ Hình 8.5.2 Cấu trúc chức cho dịch vụ IPTV Cung cấp nội dung Tất nội dung sử dụng dịch vụ IPTV, bao gồm VoD truyền hình quảng bá phải thơng qua chức cung cấp nội dung, chức tiếp nhận, chuyển mã mã hóa tạo nên luồng video số có khả phân phối qua mạng IP Phân phối nội dung Khối phân phối nội dung bao gồm chức chịu trách nhiệm việc phân phối nội dung mã hố tới th bao Thơng tin nhận từ chức vận truyển điều khiển IPTV giúp phân phối nội dung tới thuê bao cách xác Chức phân phối nội dung bao gồm việc lưu trữ copy nội dung để tiến hành nhanh việc phân phối, lưu trữ tạm thời (cache) cho VoD ghi video cá nhân Khi chức thuê bao liên lạc với chức điều khiển IPTV để yêu cầu nội dung đặc biệt, gửi tới chức phân phối nội dung để có quyền truy cập nội dung Điều khiển IPTV Các chức điều khiển IPTV trái tim dịch vụ Chúng chịu trách nhiệm việc liên kết tất chức khác đảm bảo dịch vụ hoạt động cấp độ thích hợp để thoả mãn nhu cầu khách hàng Chức điều khiển IPTV nhận yêu cầu từ thuê bao, liên lạc với chức phân phối vận chuyển nội dung để đảm bảo nội dung phân phối tới thuê bao Một chức khác điều khiển IPTV cung cấp hướng dẫn chương trình điện tử EPG (Electronic Program Guide), EPG thuê bao sử dụng để chọn nội dung theo nhu cầu Chức điều khiển IPTV chịu trách nhiệm quản lý quyền nội dung số DRM (Digital Rights Management) yêu cầu thuê bao để truy cập nội dung Chức vận chuyển IPTV Sau nội dung yêu cầu từ thuê bao chấp nhận, chức vận chuyển IPTV chịu trách nhiệm truyền tải nội dung tới thuê bao, thực truyền ngược lại tương tác từ thuê bao tới chức điều khiển IPTV Chức thuê bao Chức thuê bao bao gồm nhiều thành phần nhiều hoạt động khác nhau, tất sử dụng thuê bao để truy cập nội dung IPTV Một số thành phần chịu trách nhiệm liên lạc thông tin với chức truyền dẫn, ví dụ truy cập getway kết nối với ghép kênh truy cập đường dây thuê bao số DSLAM, hay trình STB (bộ giải mã) sử dụng trình duyệt web để kết nối với Middleware server Trong chức này, STB lưu trữ số thành phần quan trọng key DRM thông tin xác thực user Khối chức thuê bao sử dụng EPG cho phép khách hàng lựa chọn hợp đồng để truy cập yêu cầu từ chức điều khiển IPTV Nó nhận giấy phép số key DRM để truy cập nội dung Hình 8.5.3 Các thành phần cấu trúc chức 8.5.3 VẤN ĐỀ PHÂN PHỐI IP Các kiểu lưu lượng mạng IP thời gian thực khác tạo loại dịch vụ IP khác VoIP truy cập Internet tốc độ cao Với loại dịch vụ có đặc điểm riêng nội dung, cần phải có phương thức phân phối thích hợp Hiện có ba phương thức dùng để phân phối nội dung IPTV qua mạng IP unicast, broadcast multicast  IP Unicast: Được sử dụng để truyền liệu (hay gói liệu) từ máy phát (sender) đến máy thu đơn giản  IP Broadcast: Được sử dụng để gửi liệu từ máy phát (sender) đến toàn mạng Subnetwork gồm nhiều máy thu  IP Multicast: Được sử dụng để cung cấp liệu từ máy phát đến nhóm máy thu cài đặt theo cấu hình thống nhất, thành viên nhóm thuộc mạng phân tán khác Tuy nhiên, vấn đề truyền dẫn video môi trường mạng, yêu cầu phải phân phối liệu từ điểm đến nhiều điểm, dòng liệu cần truyền từ máy phát sender đến nhiều máy thu có nhu cầu xem đồng thời, lại khơng phép đến toàn máy kết nối mạng subnetwork (để giảm lưu lượng lưu thông mạng), nên giải pháp IP Boradcast thường sử dụng thực tế Các ứng dụng truyền dẫn truyền hình mạng thường sử dụng phương pháp IP Unicast IP Multicast, IP Multicast giải pháp ứng dụng phổ biến 8.5.2.3 IP Unicast Một số ứng dụng truyền thơng chương trình truyền hình mạng giai đoạn đầu sử dụng phương pháp truyền liệu IP Unicast Trong truyền unicast, luồng video IPTV gửi tới IPTVCD Vì thế, có nhiều user IPTV muốn nhận kênh video tương tự IPTVCD cần tới luồng unicast riêng rẽ Một luồng truyền tới điểm đích qua mạng IP tốc độ cao Nguyên tắc thực thi unicast mạng IP dựa việc phân phối luồng nội dung định hướng tới user đầu cuối Từ góc độ kỹ thuật này, việc cấu hình thực thi dễ dàng Nhưng ứng dụng mang nhiều hạn chế ứng dụng nhiều lý sau:  Băng thông mạng bị lãng phí  Dịch vụ khó mở rộng số lượng máy thu tăng lên  Không thể sử dụng dịch vụ bị giới hạn thời gian, cung cấp đến máy thu phải theo trình tự xếp hàng Hình 8.5.4 Các kết nối Unicast cho nhiều user IPTV Như hình 8.5.4, nhiều user IPTV truy cập kênh IPTV thời điểm, số kết nối định hướng thiết lập qua mạng.Trong ví dụ này, server cần cung cấp kết nối tới thuê bao có yêu cầu truy cập Kênh10,với tổng số năm luồng riêng rẽ server nội dung kết thúc router đích 8.5.2.4 IP Broadcast Các mạng IP hỗ trợ chức truyền broadcast, mặt giống kênh IPTV đưa tới thiết bị truy cập kết nối vào mạng băng rộng Khi server cấu hình truyền broadcast, kênh IPTV gửi tới tất thiết bị IPTVCD kết nối vào mạng bất chấp thuê bao có u cầu kênh hay khơng Đây vấn đề tài nguyên IPTVCD bắt buộc phải hoạt động để xử lý gói tin khơng mong muốn Một vấn đề khác mà broadcast không phù hợp cho ứng dụng IPTV thực tế kỹ thuật truyền thông tin không hỗ trợ việc định tuyến Từ lâu, hầu hết mạng mở rộng việc sử dụng router, truyền broadcast không sử dụng định tuyến Đây lý làm mạng thiết bị IPTVCD khác bị tràn ngập tất kênh gửi tới tất người 8.5.2.5 IP Multicast Trong phạm vi triển khai IPTV, nhóm multicast truyền broadcast kênh truyền hình thành viên nhóm tương đương với thiết bị IPTVCD Vì thế, kênh IPTV đưa tới IP STP muốn xem kênh Đây cách hạn chế lượng tiêu thụ băng thông tương đối thấp giảm gánh nặng xử lý server Hình 1.5 mơ tả hoạt động việc sử dụng kỹ thuật multicast ví dụ phân phối cho năm thuê bao truy cập kênh 10 IPTV lúc Hình 8.5.5 Các kết nối sử dụng kỹ thuật Multicast Như hình 8.5.5 copy đơn (single) gửi từ server nội dung tới router phân phối Router tạo hai copy luồng thông tin tới gửi chúng tới router đặt tổng đài khu vực theo kết nối IP định hướng Sau đó, router tạo copy khác để cung cấp cho thuê bao muốn xem Vai trò quan trọng phương thức làm giảm số kết nối IP dung lượng liệu ngang qua mạng Đây phương thức thường nhà cung cấp dịch vụ sử dụng để phát quảng bá chương trình trực tiếp kỹ thuật có hiệu suất cao cho hạ tầng mạng IP tồn Phương thức khơng có lợi tuyến hướng lên (upstream) luồng thông tin thiết bị IPTVCD broadcast server Cần ý rằng, việc phát multicast nội dung IPTV thường phức tạp nhiều so sánh với mô hình thơng tin unicast broadcast 8.5.2.6 So sánh phương thức phân phối IPTV IP Unicast: Như đã trình bày trên, nhược điểm lãng phí băng thơng, khó mở rộng dịch vụ số khách hàng tăng lên, dịch vụ bị giới hạn thời gian (như truyền hình online), nên IP Unicast khơng thật thích hợp cho dịch vụ truyền hình mơi trường mạng IP Multicast: So IP Unicast, truyền thông IP Multicast cho phép phân phối liệu từ điểm đến nhiều điểm với hiệu băng thông cao nhiều, tồn số vấn đề như:  Các định tuyến trung gian (Router) cần phải có khả multicast Yêu cầu cao tính thiết bị lực quản trị mạng  Vấn đề độ tin cậy khả kiểm soát lỗi truyền liệu  Các yêu cầu liên quan đến máy thu: Cần có Card mạng phần mềm hỗ trợ IP Multicast… Nhìn chung, dịch vụ truyền hình trực tuyến mơi trường mạng có nhu cầu mở rộng không lớn lắm, IP Multicast phương thức truyền thông phổ biến IP broadcast: Trong thực tế kỹ thuật truyền thông tin không hỗ trợ việc định tuyến mà broadcast khơng phù hợp cho ứng dụng IPTV 8.5.3 CÁC CÔNG NGHỆ CHO IPTV 8.5.3.1 Vấn đề sử lý nội dung Các hệ thống xử lý nội dung tiếp nhận tín hiệu video thời gian thực từ nhiều nguồn khác nhau, hình thức chúng định dạng thích hợp để STB giải mã hiển thị hình Tiến trình bao gồm chức sau:  Nén: Các nguồn video tương tự, trình nén số thực thi tín hiệu video trước phát lên hệ thống IPTV Tốc độ cao liệu video độ dài gói tin thực cho phù hợp với tất nguồn video đầu vào, để đơn giản hóa cơng việc truyền dẫn chức ghép kênh  Chuyển mã: Các luồng video tương tự định dạng số, đơi cần chuyển đổi sang thuộc tính MPEG cấp độ luồng tới thích hợp với STB Chuyển mã nội dung định dạng HD cung cấp chuẩn để chuyển mã gốc MPEG-2 thành H.264 để có băng thông thấp cho mạng DSL  Chuyển đổi tốc độ: Bản chất việc chuyển đổi tốc độ tiến trình chuyển đổi tốc độ bit luồng video số tới Ví dụ luồng chuẩn SD 4,5 Mbps cần phải giảm xuống 2,5 Mbps để sử dụng hệ thống IPTV  Nhận dạng chương trình: Mỗi luồng video cần ghi nhãn hệ thống IPTV, thiết bị ghép kênh STB xác định xác luồng video Mỗi chương trình audio hay video bên luồng truyền dẫn MPEG phải xử lý để đảm bảo khơng có trùng lẫn chương trình Việc xử lý nội dung thực thi luồng video trực tiếp lưu trữ bên video server 8.5.3.2 VoD Video server VoD (video on demand) – truyền hình theo yêu cầu cách thức người xem chương trình truyền hình theo lựa chọn khán giả.Cấu trúc hệ thống VoD sử dụng công nghệ video-over-IP hình 1.6 bao gồm thành phần Đầu tiên, nội dung phải xử lý cho việc lưu trữ phân phối trình nén mật mã trạm tiền xử lý nội dung Một VoD server lưu trữ nội dung tạo luồng gửi tới thuê bao Mỗi thuê bao có STB để nhận giải mã nội dung, sau đưa lên hình hiển thị Bộ STB cung cấp cho thuê bao danh sách dịch vụ từ thành phần quản lý thuê bao hệ thống truy cập có điều kiện Đây hệ thống nhận lệnh từ thuê bao, gửi lệnh thích hợp tới VoD server phân phối key giải mã cho STB Hình 8.5.6 Cấu trúc hệ thống VoD Các video server yếu tố cần thiết cho hệ thống VoD, chúng tạo luồng video thực tế gửi chúng tới thuê bao Các server có dung lượng nhớ lớn nhỏ khác tùy thuộc vào ứng dụng khác Trong phần để cập đến số khía cạnh server cách thức chúng sử dụng cho việc phân phối nội dung Dung lượng lưu trữ nội dung hỗ trợ server lớn nhỏ Các nhà cung cấp sử dụng hai phương thức để phân phối server mạng họ, hình 8.5.7 Đầu tiên phương thức tập trung hóa, server lớn,dung lượng cao xây dựng vị trí trung tâm, chúng phân phối nội dung cho thuê bao thông qua liên kết tốc độ cao kết nối tới nhà cung cấp dịch vụ nội hạt Phương thức thứ hai phân phối hóa server, server nhỏ đặt vị trí gần thuê bao server cung cấp cho thuê bao vùng đó.Trung tâm Library server download copy nội dung cung cấp cho Hub server phân phối có u cầu Trong phương thức tập trung hóa giảm số lượng server cần phải xây dựng, giảm giá thành việc truyền dẫn lưu trữ nội dung vị trí khác Còn phương thức phân phối hóa giảm số lượng băng thơng cần thiết vị trí Cả hai phương thức sử dụng thực tế, dung lượng VoD server phụ thuộc vào cấu trúc hệ thống sở thích người xem Hình 8.5.7 Mơ hình triển khai server 8.5.3.3 Các hệ thống hỗ trợ hoạt động Việc phân phối dịch vụ video tới khách hàng yêu cầu nhiều thiết bị phần cứng có độ tin cậy cao Một phần mềm lớn yêu cầu để quản lý số lượng cơng việc khổng lồ đó, từ việc thông báo cho khách hàng chương trình kênh broadcast khác liệu cần thiết cho việc lập hóa đơn dịch vụ mà khách hàng đăng ký Tập trung lại, hệ thống phần mềm gọi hệ thống hỗ trợ hoạt động OSS (Operations Support Systems) bao gồm nhiều dạng khác Một số chức cung cấp hệ thống IPTV OSS sau:  Hướng dẫn chương trình điện tử EPG (Electronic Program Guide) cung cấp cho người xem lịch phát kênh broadcast tên chương trình VoD sẵn có Hướng dẫn bao gồm kênh broadcast thơng qua việc lựa chọn chương trình hướng dẫn chương trình tương tác cho phép user lên lịch kênh phát tương lai Một số nhà khai thác dịch vụ IPTV sử dụng cơng ty bên ngồi để cung cấp liệu hướng dẫn chương trình  Hệ thống phân quyền yêu cầu thuê bao đăng ký xem nội dung thơng qua hệ thống IPTV Hệ thống cần có khả kiểm tra thông tin tài khoản khách hàng, để hệ thống phân quyền đáp ứng yêu cầu thuê bao hay không Hệ thống cần kết nối với hệ thống lập hoá đơn thuê bao  Truy cập nội dung trực tuyến (e-mail, web) cung cấp số hệ thống IPTV, cho phép user xem nội dung PC tương tự xem Tivi không cần giải mã IP STB  Hệ thống lập hoá đơn quản lý thuê bao bảo quản liệu thuê bao, bao gồm hợp đồng, chi tiết hoá đơn, trạng thái tài khoản, thông số nhận dạng thiết bị Các hệ thống OSS thành phần đầu tư nhà cung cấp dịch vụ IPTV thời gian lẫn tiền bạc Bởi đảm bảo phần mềm cần thiết mua từ nhiều nhà cung cấp khác thực thi đầy đủ chức lựa chọn nhà cung cấp Việc tích hợp hệ thống nhiều tháng, nhiều cơng việc cần hoàn thành trước cung cấp dịch vụ cho số lượng lớn thuê bao Hơn nữa, chi phí yếu tố để cố định giá dù dịch vụ thu hút 1000 hay 100000 thuê bao Cũng vậy, chi phí lắp đặt hệ thống OSS cần xem xét cẩn thận kế hoạch kinh doanh nhà cung cấp dịch vụ, việc tính tốn chi phí lắp đặt OSS nằm giai đoạn kế hoạch triển khai, chi phí vượt trội giá thành phần cứng hệ thống cho số lượng thuê bao thấp Hơn nữa, giá thành để bảo dưỡng sở liệu khơng xem xét triển khai mơ hình kinh doanh cho hệ thống IPTV TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Dương Hoàng Tiến & Dương Thanh Phương, Giáo trình kỹ thuật số, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, năm 2004 [2].Nguyễn Kim Sách, Truyền hình số Multimedia, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, năm 2000 [3].http://tailieu.vn/doc/luan-van-tim-hieu-cong-nghe-truyen-hinhinternet-iptv-va-he-thong-iptv-tai-viet-nam-1441438.html [4].http://tailieu.vn/doc/bao-cao-mon-truyen-hinh-260698.html [5].http://tailieu.vn/doc/cau-truc-du-lieu-trong-he-thong-truyen-hinh-capky-thuat-so-119512.html [6].http://tailieu.vn/doc/tai-lieu-truyen-hinh-so-mat-dat-1217567.html [7].http://tailieu.vn/doc/truyen-hinh-so-mat-dat-176790.html [8].http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-su-ra-doi-va-phat-trien-cua-truyenhinh-56099/ [9].https://vi.wikipedia.org/wiki/Truy%E1%BB%81n_h %C3%ACnh#Truy.E1.BB.81n_h.C3.ACnh_v.E1.BB.87_tinh ... thống truyền hình cải biên Sóng mang/tạp âm CD Ma hóa ghép kênh theo tần số trực giao Nhóm chun gia truyền hình số Truyền hình số Truyền hình số qua cáp / vệ tinh / phát sóng mặt đất Truyền hình. .. sang kỹ thuật số (analog-todigital)  Truyền hình số vệ tinh: Truyền hình số vệ tinh hệ thống cung cấp chương trình truyền hình sử dụng tín hiệu truyền từ vệ tinh  Truyền hình số Internet: hệ... CATV 8.1.2 Truyền hình số 8.1.2.1 Khái niệm Truyền hình số (Digital TV) truyền hình mà tín hiệu hình ảnh âm truyền dẫn phát song dạng liệu số xử lý, không giống tín hiệu tương tự mà TV truyền thống