IPTV là một định nghĩa chung cho việc áp dụng để phân phối các kênh truyền hình truyền thông, phim truyện và nội dung video theo yêu cầu trên một mạng riêng.. Theo tổ chức Liên Hiệp Viễn
Trang 1KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN
**********************
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài: “TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH
Trang 2ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Họ và tên sinh viên: Đặng Thị Anh
Hệ đào tạo: ĐHCQ
Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật điện tử - Truyền thông
I Tên đề tài:
“TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH INTERNET IPTV”
II Nội dung chính:
1/ Tổng quan về IPTV
2/ Công nghệ truyền hình trên nền IP
3/ QoS trong dịch vụ IPTV
4/ Tình hình phát triển của IPTV tại Việt Nam
III.Ngày giao: 06/02/2017
IV.Ngày nộp: 17/05/2017
TS NGUYỄN HOÀI GIANG TS.NGUYỄN HOÀI GIANG
Trang 3………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
……
-Điểm (ghi bằng số): ……
-Điểm (ghi bằng chữ): …
Hà Nội, ngày tháng năm 2017
Giảng viên hướng dẫn
(Kí và ghi rõ họ tên)
TS.NGUYỄN HOÀI GIANG
Trang 4………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
……
-Điểm (ghi bằng số): ……
-Điểm (ghi bằng chữ): ………
Hà Nội, ngày tháng năm 2017
Giảng viên phản biện
(Kí và ghi rõ họ tên)
Trang 5bậc Đáng chú ý nhất là sự phổ biến của mạng băng rộng với tốc độ kết nối ngày càng nhanh hơn Sự phát triển mạnh mẽ của của mạng Internet đã tạo nên sự thay đổi mạnh mẽ trong lĩnh vực truyền hình cả về kĩ thuật và nội dung Bên cạnh truyền hình tương tự, truyền hình số, truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh,
…một hình thức truyền hình mới ra đời với nhiều tính năng ưu việt hơn các hình thức truyền hình trước đây là truyền hình giao thức Internet (IPTV) Với nhiều
ưu điểm vượt trội hơn so với các hình thức truyền hình khác, IPTV nhanh chóng tiếp cận, đồng thời nhận được sự hưởng ứng và đánh giá cao từ phía người dùng Hiện nay IPTV đang là cấp độ cao nhất của công nghệ truyền hình tương lai Sự vượt trội trong kĩ thuật truyền hình của IPTV là tính năng tương tác giữa hệ thống với người xem, cho phép người xem chủ động về thời gian và khả năng triển khai nhiều dịch vụ giá trị gia tăng tiện ích khác trên hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu của người sử dụng Đây cũng là xu hướng hội tụ của mạng viễn thông thế giới Tại Việt Nam, IPTV được phát triển đầu tiên từ năm 2006, qua hơn mười năm phát triển thì hiện nay công nghệ IPTV đã được rất nhiều các nhà mạng lớn đưa vào ứng dụng và phát triển như VNPT, Viettel, FPT… càng ngày càng trở nên phổ biến
IPTV là vấn đề đang được nhiều người quan tâm Sau một thời gian tìm hiểu cùng với sự hướng dẫn của thầy giáo TS Nguyền Hoài Giang, em đã hoàn
thành xong đồ án tốt nghiệp với đề tài „„Tìm hiểu về công nghệ truyền hình Internet IPTV ‟‟ Nội dung đồ án bao gồm những chương chính như sau :
Chương 1 : Tổng quan về IPTV
Chương 2 : Công nghệ truyền hình trên nền IP
Chương 3 : QoS trong dịch vụ IPTV
Chương 4 : Tình hình phát triển dịch vụ IPTV tại Việt Nam
Do kiến thức cũng như khả năng tìm hiểu còn hạn chế chưa được đầy đủ
và xác thực, nội dung đồ án tốt nghiệp còn thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý từ các quý thầy cô và các bạn để đồ án này được hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên thực hiện
Đặng Thị Anh
Trang 6nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của quý thầy cô
và các bạn cùng lớp Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Khoa Công Nghệ Điện Tử-Thông Tin, Viện Đại Học Mở Hà Nội Đặc biệt là TS.Nguyễn Hoài Giang đã trực tiếp hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp em hoàn thành đề tài này
Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn hẹp nên trong quá trình thực hiện đề tài của em không thể tránh khỏi những sai sót mong thầy cô và các bạn bổ sung
và góp ý để em có thêm kinh nghiệm và hoàn thiện hơn đồ án này
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Đặng Thị Anh
Trang 7NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
LỜI MỞ ĐẦU
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC HÌNH VẼ
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ IPTV 1
1.1 GIỚI THIỆU VỀ IPTV 1
1.1.1 Khái niệm IPTV 1
1.1.2 Các giao thức IPTV sử dụng 3
1.2 MÔ HÌNH CẤU TRÚC IPTV 5
1.2.1 Cơ sở hạ tầng của mạng IPTV 5
1.2.2 Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV 7
1.3 CÁC DỊCH VỤ CỦA IPTV 10
1.3.1 Dịch vụ quảng bá (Broadcast TV) 11
1.3.2 Dịch vụ theo yêu cầu (On Demand Service) 12
1.3.3 Dịch vụ tương tác (Interactive Service) 12
1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 13
CHƯƠNG 2 : CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH TRÊN NỀN IP 15
2.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG IPTV 15
2.2 CẤU TRÚC HỆ THỐNG IPTV 16
2.2.1 Mạng cung cấp dịch vụ IPTV 16
2.2.2 Các phương thức truyền và phân phối dữ liệu IPTV 20
2.2.3 Đóng gói dữ liệu video của IPTV 23
2.3 VẤN ĐỀ CÔNG NGHỆ CHO IPTV 27
2.3.1 Vấn đề về xử lý nội dung 27
2.3.2 VoD và Video server 28
2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 30
CHƯƠNG 3: QoS TRONG DỊCH VỤ IPTV 31
Trang 83.1.2 Các quan điểm về QoS 32
3.1.3 QoS và các khái niệm liên quan 34
3.2 QoS CHO DỊCH VỤ IPTV 36
3.2.1 QoS trong mạng IP 37
3.2.2 Yêu cầu đối với dịch vụ IPTV 39
3.2.3 Đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV: 42
3.3 GIẢI PHÁP QoS CHO DỊCH VỤ IPTV 46
3.3.1 Các biện pháp đảm bảo QoS IPTV ở Head-end 47
3.3.2 Các biện pháp đảm bảo QoS ở mạng quản lý: 47
3.3.3 Các biện pháp đảm bảo QoS ở Home network: 47
3.3.4 Các biện pháp đảm bảo QoS ở mạng truyền dẫn: 48
3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 51
CHƯƠNG 4: TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN DỊCH VỤ IPTV TẠI VIỆT NAM 52
4.1 SO SÁNH IPTV VÀ CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH KHÁC 52
4.1.1 IPTV và các công nghệ truyền hình truyền thống 52
4.1.2 Truyền hình cáp digital và IPTV 53
4.1.3 IPTV và Internet TV 54
4.2 TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN DỊCH VỤ IPTV TẠI VIỆT NAM 55
4.2.1 Tình hình phát triển dịch vụ IPTV của VNPT 56
4.2.2 Tình hình phát triển dịch vụ IPTV của Viettel 59
4.2.3 Tình hình phát triển dịch vụ IPTV của FPT 60
4.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 61
TỔNG KẾT 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO 64
Trang 9Hình 1.1: Mô hình chuẩn IPTV đơn giản 6
Hình 1.2: Mô hình IPTV thực tế 7
Hình 1.3: Cấu trức chức năng cho dịch vụ IPTV 8
Hình 1.4: Các thành phần của cấu trúc chức năng 10
Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động của hệ thống IPTV 15
Hình 2.2 : Mô hình tổng quát hệ thống IPTV 17
Hình 2.3: Các kết nối Unicast cho nhiều user IPTV 21
Hình 2.4: Các kết nối được sử dụng trong kỹ thuật Multicast 22
Hình 2.5: Mô hình truyền thông IPTV 24
Hình 2.6: Cấu trúc dòng cơ bản (Elementary stream) với kỹ thuật nén H.264 25 Hình 2.7: Cấu trúc gói PES 25
Hình 2.8: MPEG-TS 26
Hình 2.9: Cấu trúc dòng MPEG-TS tổng hợp 26
Hình 2.10: Đóng gói MPEG/RTP/UDP/IP 27
Hình 2.11: Cấu trúc hệ thống Video on Demand (VoD) 28
Hình 2.12: Mô hình triển khai server 29
Hình 3.1: Các quan điểm về QoS 33
Hình 3.2: Mô hình các nhóm QoS dịch vụ 34
Hình 3 3: So sánh QoS và QoE 35
Hình 3.4: Các thành phần của QoE 36
Hình 3.5 : Mô hình tham chiếu QoS NI – NI (ITU-T Y.1514) 37
Hình 3.6: QoS và QoE của dịch vụ IPTV 41
Hình 3.7: Mô hình đo lường chất lượng hệ thống IPTV 43
Hình 3.8: Các thành phần của IPTV 46
Hình 3.9: Băng thông của mạng truyền dẫn 48
Hình 3.10: Các loại trễ 49
Hình 3.11: Mất gói do tràn bộ đệm hàng đợi 50
Hình 4.1: Các công nghệ truyền hình 52
Hình 4.2: Cấu hình cung cấp dịch vụ IPTV của VASC 57
Hình 4.3: Mô hình tổng quan của dịch vụ Next TV 59
Trang 10Bảng 1.1: Các dịch vụ của IPTV 11
Bảng 3.1: Lớp dịch vụ theo đề xuất của RTSI 38
Bảng 3.2: Phân tích lớp dịch vụ theo ITU-T Y1514 39
Bảng 3.3: Các tham số đo lường chất lượng end-to-end 44
Bảng 3.4: Các tham số đo lường chất lượng mạng IP 46
Trang 11Thuật ngữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
A
ACC Advanced Audio Coding Mã hóa âm thanh tiên tiến
ADSL Asymmetrical Digital
B
BTV Broadcast Televison Truyền hình quảng bá
C
CA Condition Access Điều kiện truy nhập
CBWFQ Class Base Weighted Fair
DE Delay factor Yếu tố trì hoãn
DSLAM Digital Subcriber Line
Access Multiplexer
Bộ ghép kênh truy cập đường dây thuê bao số DRM Digital Rights Management Quản lí quyền nội dung số
Trang 12DVB Digital video broadcasting Quảng bá video số
IP Internet Protocol Giao thức Internet
IPTV Internet Protocol Television Truyền hình giao thức
Internet
Trang 13ITU-T
Telecommunication Tổ chức viễn thông quốc tế
IGMP Internet Group Management
Protocol
Giao thức quản lý nhóm mạng Internet
ISDN Integrated Services Digital
Network
Mạng số tích hợp đa dịch
vụ
L
LAN Local Area Network Mạng nội bộ
LL Low Loss Giảm thiểu mất thông tin LLQ Low Latency Queuing Hàng đợi trễ thấp
MMS Multi Message Services Dịch vụ tín nhắn đa phương
tiện MOS Mean Opinion Score Điểm trung bình chất lượng
MoD Media on Demand Đa phương tiện theo yêu
cầu
MPEG Moving picture experts
group
Nhóm chuyên ngành về ảnh động
MPEG-TS MPEG Transport Stream Luồng truyền tải MPEG
Trang 14PAL Phase Alternative Line Tên một hệ truyền hình
PLR Private Label Rights Quyền nhãn hiệu riêng
PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động
PES Parketized Element Stream Luồng thành phần quảng bá
PIM Protocol Independent
Multicast
chương trình phát đa hướng không phụ thuộc vào giao thức
PQ Priority Queuing Hàng đợi ưu tiên
Q
QoE Quality of Experience Chất lượng trải nghiệm
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
Trang 15RED Random Early Detection Phát hiện sớm ngẫu nhiên
RTCP Real-Time Control Protocol Giao thức điều khiển thời
gian thực RTI Real-Time Interactive Tương tác thời gian thực
RTMP Real Time Messaging
SD Standard Definition Độ nét tiêu chuẩn
SDTV Standard Definition
Television
Truyền hình có độ nét tiêu chuẩn
SMS Short Message Services Dịch vụ tin nhắn ngắn
Trang 16VDSL Very-high-speed Digital
Subcriber Line
Đường dây thuê bao số tốc
độ rất cao VoD Video on Demand Video theo yêu cầu
VLAN Virtual Local Area Network Mạng LAN ảo
J
JSON JavaScript Object Notation Kiểu dữ liệu mở trong
JavaScript
W
WFQ Weighted Fair Queuing Hàng đợi cân bằng trọng số
WRED Weighted Random Early
Detection
Phát hiện sớm ngẫu nhiên
có trọng số
Trang 17SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 1
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ IPTV
1.1 GIỚI THIỆU VỀ IPTV
IPTV là một cơ chế truyền tải nội dung truyền hình dựa trên nền tảng là một mạng sử dụng giao thức IP Lợi ích của cơ chế này là khả năng phân phối nhiều loại tín hiệu truyền hình khác nhau, tăng tính tương tác, cải tiến để tương thích với các thuê bao đang tồn tại
Sự phát triển nhanh chóng của mạng Internet băng rộng làm thay đổi cả về nội dung và kỹ thuật truyền hình Đặc biệt nổi trội về kỹ thuật là tính tương tác giữa hệ thống với người xem, cho phép người xem chủ động về thời gian và khả năng triển khai dịch vụ giá trị gia tăng tiện ích khác trên hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu của người sử dụng Đây là xu hướng hội tụ của mạng viễn thông thế giới
1.1.1 Khái niệm IPTV
IPTV là tên viết tắt của cụm từ Internet Protocol Television
Khi mới bắt đầu IPTV được gọi là truyền hình giao thức internet hay TelcoTv hay truyền hình băng rộng Thực chất tất cả các tên trên đều mang hàm
ý về việc phân phối truyền hình băng rộng chất lượng cao hoặc nội dung âm thanh, hình ảnh theo yêu cầu trên một mạng băng rộng IPTV là một định nghĩa chung cho việc áp dụng để phân phối các kênh truyền hình truyền thông, phim truyện và nội dung video theo yêu cầu trên một mạng riêng
Theo tổ chức Liên Hiệp Viễn Thông Quốc Tế ITU :
IPTV được định nghĩa là các dịch vụ đa phương tiện như truyền hình, video, audio, văn bản, số liệu truyền tải trên các mạng dựa trên IP được kiểm soát nhằm cung cấp mức chất lượng dịch vụ, tính tương tác, độ bảo mật và tin cậy theo yêu cầu
Một số đặc điểm của IPTV :
Ưu điểm :
Hỗ trợ truyền hình tương tác :
Khả năng hoạt động hai chiều của hệ thống IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ đưa ra một số lượng lớn các ứng dụng truyền hình tương tác Các loại hình dịch vụ được phân phối qua dịch vụ IPTV có thể bao gồm truyền hình trực
Trang 18SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 2
tiếp tiêu chuẩn, truyền hình độ trung thực cao (HDTV), các trò chơi trực tuyến
và kết nối Internet tốc độ cao
Không phụ thuộc thời gian :
IPTV khi kết hợp với máy thu video số cho phép tạo chương trình nội dung không phụ thuộc thời gian bằng cơ chế ghi và lưu lại nội dung và sau đó có thể xem lại
Tăng tính cá nhân :
Hệ thống IPTV từ đầu cuối – đến – đầu cuối hỗ trợ thông tin hai chiều và cho phép các đối tượng sử dụng lựa chọn và thiết lập việc xem TV theo sở thích riêng như chương trình và thời gian xem ưa thích
Yêu cầu về băng thông thấp
Thay vì phải truyền tải tất cả các kênh cho mọi đối tượng sử dụng, công nghệ IPTV cho phép các nhà cung cấp dịch vụ chỉ cần phải phát các kênh mà đối tượng sử dụng yêu cầu Tính năng hấp dẫn này cho phép nhà khai thác mạng tiết kiệm băng thông
Khả năng truy nhập trên nhiều loại thiết bị
Việc xem nội dung IPTV không bị giới hạn là dùng cho các máy thu hình Các khách hàng thường sử dụng máy tính cá nhân và các thiết bị di động để truy cập tới các dịch vụ IPTV
IPTV thường được xem là công nghệ TriplePlay (dữ liệu, âm thanh và hình ảnh) Nhưng trong một môi trường mà thách thức nhân lên theo cấp số mũ và công nghệ phải liên tục được cập nhật, bộ ba dịch vụ nói trên đã chuyển thành
bộ tứ khi có thêm xem truyền hình qua thiết bị di động MobileTV
Khả năng của IPTV hứa hẹn mang đến những nội dung kỹ thuật số chất lượng cao như video theo yêu cầu VoD, hội thảo, truyền hình tương tác/trực tiếp, game, giáo dục từ xa, tin nhắn nhanh qua TV…v.v…
Nhƣợc điểm :
Nhược điểm của IPTV chính là khả năng mất dữ liệu rất cao và sự chậm trễ trong truyền tín hiệu Nếu như đường kết nối mạng của người dùng không thật sự tốt cũng như không đủ băng thông cần thiết thì hiện tượng hình ảnh, video bị giật, nhiễu hay việc chuyển kênh có thể tốn khá nhiều thời gian để tải về Nếu máy chủ của nhà cung cấp dịch vụ không đủ
Trang 191.1.2 Các giao thức IPTV sử dụng
IPTV bao gồm cả truyền hình trực tiếp cũng như lưu trữ các gói video theo yêu cầu Chương trình phát lại yêu cầu một thiết bị băng thông rộng kết nối với mạng IP cố định hoặc không dây theo mẫu của máy tính cá nhân độc lập hoặc thiết bị hạn chế được gắn vào như điện thoại thông minh, máy tính bảng màn hình cảm ứng, bàn phím điều khiển, được kết nối với tivi hoặc đầu thu kỹ thuật
số
Hình ảnh nén được cung cấp bởi H.263 hoặc H.264 có nguồn gốc từ phần mềm giải nén, âm thanh nén thông qua một phần mềm giải nén cơ bản MDCT và sau đó đóng gói trong một luồng truyền tải MPEG hoặc các gói thông tin RTP hoặc gói Flash Video cho truyền hình trực tiếp hay đường truyền video theo yêu cầu Phân giải địa chỉ IP cho phép dữ liệu được gửi trực tiếp tới nhiều người nhận cùng một lúc bằng cách sử dụng một địa chỉ nhóm các phần mềm truyền tải thông tin
H.264/MPEG-4 AVC thường được sử dụng cho đường truyền Internet dựa trên tiêu chuẩn tốc độ cao như H.261 và H.263, những đường truyền internet tốc
độ cao Đường truyền này thường có nhiều thiết kế cho chương trình truyền hình ISDN
H.262/MPEG-1/2 và thường không được sử dụng như một băng thông rộng,
dễ dàng yêu cầu để sử dụng cho mạng lưới đó, đó là lý do tại sao họ chỉ sử dụng
để kết nối các chương trình phát sóng hoặc lưu trữ các chương trình ứng dụng Trong các hệ thống IPTV chính, các giao thức cơ bản được sử dụng là:
- Nhà cung cấp dịch vụ dựa trên các đường truyền trực tiếp:
IGMP cho đăng ký vào một dòng truyền tải thông tin đa hướng (kênh truyền hình) và thay đổi từ một dòng truyền tải thông tin đa hướng khác (kênh truyền hình thay đổi) Địa chỉ IP của dòng truyền tải thông tin đa hướng hoạt động ở mạng LAN (bao gồm các VLAN) và mạng WAN Địa
Trang 20SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 4
chỉ IP của dòng truyền tải thông tin đa hướng thường được định tuyến trong mạng lõi của mã chương trình phát đa hướng không phụ thuộc vào giao thức (PIM), thiết lập đúng sự phân bổ của dòng truyền tải thông tin
đa hướng (các kênh truyền hình) từ nguốn phát sóng của tất cả các đường truyền đến với khách hàng, những người muốn xem những kênh truyền hình này, sao chép gói tin nhận được khi cần thiết Theo nội dung đã được yêu cầu, sử dụng đường truyền kết nối đơn hướng được định trước RTP trên UDP hoặc các luồng thông tin H.222 có phí thấp so với TCP là một giải pháp tốt
- Website dựa trên kênh truyền hình đường truyền đơn hướng và truyền hình theo yêu cầu:
Các phần mềm hỗ trợ trình duyệt đưa ra RTMP dựa trên TCP với thiết lập
và điều khiển thông qua các bước chuyển AMF hoặc XML hoặc JSON
Apple iOS sử dụng đường truyền đa hướng dựa trên hệ thống máy tính HTTP với thiết lập và điều khiển thông qua một tập tin được gắn vào tập tin chương trình M3U
Các chương trình ứng dụng trên internet sử dụng các đường truyền đồng nhất (đường truyền đa hướng dựa trên hệ thống máy tính) thông qua website HTTP trên truyền hình đường truyền đa hướng và đường truyền truyền hình đơn hướng theo yêu cầu
- Website truyền hình đa hướng và đường truyền đơn hướng video theo yêu cầu:
IETF tiến cử RTP dựa trên UDP hoặc TCP chuyển đến chương trình thiết lập và kiểm soát việc sử dụng RTSP dựa trên TCP
- Được kết nối với tivi, máy chơi game, hộp giải mã truyền hình và máy ghi video cá nhân:
Nội dung trong mạng cục bộ sử dụng UpnP AV cho đường truyền đơn hướng thông qua HTTP dựa trên TCP hoặc cho đường truyền truyền hình
đa hướng RTP dựa trên UDP
Nội dung dựa trên các website được cung cấp thông qua các website có thêm các tính năng hỗ trợ nội tuyến hoặc truyền hình được phát sóng dựa trên các ứng dụng sử dụng một ngôn ngữ trung gian như MHEG-5, đây là
Trang 21SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 5
chương trình ứng dụng khởi động một công việc như tải một trình duyệt web nội tuyến được sử dụng như một phần mềm bổ trợ hỗ trợ trình duyệt Một dịch vụ IPTV của công ty truyền thông thường được phân phối trên một việc đầu tư lớn về mạng lưới các dịch vụ có quyền kiểm soát
- IPTV địa phương được sử dụng cho các thiết bị nghe nhìn (AV) trong mạng lưới các doanh nghiệp được dựa trên sự kết hợp của:
Thiết bị thu hình theo tiêu chuẩn và giải mã IPTV
Cổng IPTV giả mãi kênh MPEG được phát sóng và địa chỉ IP bọc chúng
để tạo ra các đường truyền thông tin đa hướng
1.2 MÔ HÌNH CẤU TRÚC IPTV
1.2.1 Cơ sở hạ tầng của mạng IPTV
ITU-T mô tả mô hình chuẩn dịch vụ IPTV như trong hình 1.1
Trong đó, vai trò của bốn thành phần chính là :
Nhà cung cấp nội dung (Content Provider) : sở hữu hoặc được cấp phép
để bán nội dung hay quyền sở hữu nội dung
Nhà cung cấp dịch vụ (Service Provider) : cung cấp dịch bị IPTV tới người sử dụng Nhà cung cấp dựa trên QoS trong các mạng của nhà cung cấp để đảm bảo QoE cho các dịch vụ IPTV
Nhà cung cấp mạng (Network Provider) : cung cấp dịch vụ mạng cho cả người sử dụng và nhà cung cấp dịch vụ Nhà cung cấp mạng cần cam kết không chỉ với nhà cung cấp dịch vụ mà còn với cả người sử dụng về các tham số mạng
Người sử dụng (Customer) : sử dụng và trả tiền cho các dịch vụ IPTV
Trang 22SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 6
Hình 1.1: Mô hình chuẩn IPTV đơn giản
Mô hình này hoàn toàn đơn giản nhưng định nghĩa đơn giản này sẽ giúp chúng ta phân biệt hơn nữa các dịch vụ IPTV khi xem xét từng vai trò
Trên thực tế, các mạng video IP là những hệ thống khá phức tạp được cấu thành từ rất nhiều phần tử, đó là một trong những lý do mà chúng khó thiết kế và phát triển Về bản chất các mạng video IP của các nhà khai thác viễn thông là khác phân bố hơn so với các nhà cung cấp mạng video cáp, thường tập trung nhiều chức năng tại trung tâm chính Hình 1.2 minh họa một cấu trúc mạng IPTV tiêu biểu trên thực tế Có thể thấy, trên mạng thực tế, để truyền tải dịch vụ IPTV từ đầu cuối-tới-đầu cuối cần có sự tham gia của nhiều phần tử mạng hàng loạt công nghệ Trong các phần tiếp theo, chúng ta sẽ tập trung vào các công nghệ sử dụng trong lớp hạ tầng dịch vụ IPTV, bao gồm các hệ thống nguồn video IP, các máy chủ VoD, các phần mềm trung gian (middlleware), các set-top box và phần mềm bảo mật/quản lý bản quyền là đặc trưng đối với dịch vụ IPTV
và một số giao thức mạng liên quan đến quá trình truyền tải nội dung IPTV
* Ref: ITU TSB IPTV Consultation meeting (Doc Iptv018e and 20e)
Trang 23SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 7
Hình 1.2: Mô hình IPTV thực tế
1.2.2 Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV
Một mạng IPTV có thể bao gồm nhiều thành phần cơ bản, nó cung cấp một cấu trúc chức năng cho phép phân biệt và chuyên môn hóa các nhiệm vụ
Trang 241.2.2.2 Chức năng phân phối nội dung
Khối phân phối nội dung bao gồm các chức năng chịu trách nhiệm về việc phân phối nội dung đã được mã hóa tới thuê bao Thông tin nhận từ các chức năng vận chuyển và điều khiển IPTV sẽ giúp phân phối nội dung tới thuê bao một cách chính xác
Chức năng phân phối nội dung sẽ bao gồm cả việc lưu trữ các bản copy của nội dung để tiến hành nhanh việc phân phối, các lưu trữ tạm thời (cache) cho VoD và các bản ghi video cá nhân Khi chức năng thuê bao liên lạc với chức năng điều khiển IPTV để yêu cầu nội dung đặc biệt thì nó sẽ gửi yêu cầu tới chức năng phân phối nội dung để có được quyền truy cập nội dung
1.2.2.3 Chức năng điều khiển IPTV
Trang 25SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 9
Các chức năng điều khiển IPTV là trái tim của dịch vụ Chúng chịu trách nhiệm về việc liên kết tất cả các chức năng khác nhau và đảm bảo dịch vụ hoạt động ở cấp độ thích hợp để thỏa mãn nhu cầu của khách hàng Chức năng điều khiển IPTV nhận yêu cầu từ thuê bao, liên lạc với chức năng phân phối và vận chuyển nội dung để đảm bảo nội dung được phân phối tới thuê bao
Một chức năng khác của điểu khiển IPTV là cung cấp hướng dẫn chương trình điện tử EPG (Electronic Program Guide), EPG được thuê bao sử dụng để chọn nội dung theo nhu cầu của người sử dụng Chức năng điều khiển IPTV cũng sẽ chịu trách nhiệm về quản lý quyền nội dung số DRM (Digital Rights Management) được yêu cầu bởi thuê bao để có thể truy cập nội dung
1.2.2.4 Chức năng vận chuyển IPTV
Sau khi nội dung yêu cầu từ thuê bao được chấp nhận, chức năng vận chuyển IPTV sẽ chịu trách nhiệm truyền tải nội dung đó tới thuê bao và cũng thực hiện truyền ngược lại các tương tác từ thuê bao tới chức năng điều khiển
1.2.2.5 Chức năng thuê bao
Chức năng thuê bao bao gồm nhiều thành phần và nhiều hoạt động khác nhau, tất cả đều được sử dụng bởi thuê bao để truy cập nội dung IPTV Một số thành phần chịu trách nhiệm liên lạc thông tin và chức năng truyền dẫn Ví dụ như truy cập gateway kết nối với bộ 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 năng này, STB lưu trữ một số các thành phần quan trọng như các key DRM và thông tin xác thực người dùng Khối chức năng thuê bao sẽ sử dụng EPG cho phép khách hàng lựa chọn hợp đồng để truy cập và yêu cầu nó từ các chức năng điều khiển IPTV Nó cũng nhận các giấy phép số và các key DRM để truy cập nội dung
Trang 26Các dịch vụ chính thường được triển khai trước là dịch vụ video theo yêu cầu và video quảng bá, tuy nhiên các nhà khai thác viễn thông đều có kế hoạch
bổ sung các dịch vụ này với các dịch vụ trò chơi, quảng cáo, âm thanh, thông tin…Điều cần biết là định nghĩa và phạm vi của các dịch vụ này sẽ liên tục được tiến triển theo thời gian
Trang 27 Dịch vụ theo yêu cầu (On Demand Service)
Dịch vụ tương tác (Interactive Service)
1.3.1 Dịch vụ quảng bá (Broadcast TV)
Dịch vụ phát thanh quảng bá (Broadcast TV) :
Dịch vụ này cho phép người sử dụng dò tìm bất kỳ đài phát nào trên thế giới và nghe qua lối ra âm thanh của TV hay hệ thống loa kèm theo
Trang 28SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 12
Dịch vụ sóng phát thanh (Broadcast audio channel) :
Là dịch vụ nghe sóng phát thanh theo yêu cầu Với một danh sách định sẵn
có trong hệ thống chương trình phát thanh được phát trực tiếp theo chuyên đề cụ thể như : âm nhạc, chính trị, kinh tế, xã hội…Chúng ta có thể lựa chọn và nghe các chương trình phát thanh trong nước, quốc tế qua hệ thống
Tạm dừng (Time Shift TV) :
Dịch vụ tạm dừng là dịch vụ kết hợp giữa dịch vụ truyền hình trực tuyến Live TV và dịch vụ theo yêu cầu Với chức năng dịch thời gian, có thể tạm dừng hoặc tua đi tua lại kênh truyền hình đang phát để xem lại sau
1.3.2 Dịch vụ theo yêu cầu (On Demand Service)
Truyền hình Live TV :
Live TV tương tự như dịch vụ truyền hình truyền thống Dịch vụ này cung cấp cho người sử dụng những chương trình truyền hình được thu lại từ hệ thống truyền hình mặt đất, truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh và kênh truyền hình riêng Hiện nay hệ thống của MyTV đã cung cấp 71 kênh truyền hình Các nội dung truyền hình được phát theo lịch trình và thời gian cố định như truyền hình truyền thống Nhưng với công nghệ IPTV, người sử dụng không chỉ xem một cách thụ động mà có thể sử dụng những tính năng ưu việt: tạm dừng, lưu trữ, hướng dẫn chương trình điện tử, khóa chương trình không dành cho trẻ em
Truyền hình theo yêu cầu (TVoD) :
Dịch vụ này cho phép bạn lựa chọn xem lại các chương trình đã phát trước
đó Với dịch vụ truyền hình theo yêu cầu, người xem không phải phụ thuộc vào thời gian phát sóng của các đài truyền hình và không bao giờ bỏ lỡ bất cứ một chương trình truyền hình yêu thích nào
Đa phương tiện theo yêu cầu (MoD) :
Dịch vụ này cho phép người sử dụng lựa chọn, nghe, xem các clip, video clip ca nhạc, phim truyện từ thư viện của nhà cung cấp
Lưu trữ (nPVR) :
Chức năng nPVR (Personal Video Recorder) cho phép người sử dụng ghi chương trình và lưu trữ chúng trong hệ thống lưu trữ của nhà vận hành và xem lại sau đó với đầy đủ chức năng điều khiển VCR
1.3.3 Dịch vụ tương tác (Interactive Service)
Tương tác thông tin :
Trang 29SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 13
Tương tác thông tin như việc dự đoán hay bình chọn, nhắn tin qua tivi… Dịch vụ này cho phép người sử dụng thực hiện các thao tác trực tiếp trên tivi qua hệ thống IPTV cùng cới sự hỗ trợ của các thiết bị điều khiển và giao diện được cung cấp
xử lý video, bảo mật mạng truyền tải Cấu trúc hạ tầng mạng IPTV từ đầu tới-cuối có thể bao
gồm tất cả hay một số các thành phần sau :
Nhà cung cấp nội dung (Content Provider) : sở hữu hoặc được cấp phép
để bán nội dung hay quyền sở hữu nội dung
Nhà cung cấp dịch vụ (Service Provider) : cung cấp dịch bị IPTV tới người sử dụng Nhà cung cấp dựa trên QoS trong các mạng của nhà cung cấp để đảm bảo QoE cho các dịch vụ IPTV
Nhà cung cấp mạng (Network Provider) : cung cấp dịch vụ mạng cho cả người sử dụng và nhà cung cấp dịch vụ Nhà cung cấp mạng cần cam kết không chỉ với nhà cung cấp dịch vụ mà còn với cả người sử dụng về các tham số mạng
Người sử dụng (Customer) : sử dụng và trả tiền cho các dịch vụ IPTV
Trang 30SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 14
Về cấu trúc chức năng dịch vụ của IPTV thì gồm những chức năng :
Chức năng cung cấp nội dung
Chức năng phân phối nội dung
Chức năng điều khiển
Chức năng vận chuyển
Chức năng thuê bao
Dịch vụ IPTV có rất nhiều ưu điểm vượt trội như : khả năng tương tác cao, tích hợp đa dịch vụ, tiết kiệm được băng thông, kiểm soát tối đa các chương trình truyền hình trên TV, truyền hình chất lượng cao (HD),…
Tuy nhiên vẫn tồn tại những nhược điểm không nhỏ như sự chậm trễ trong truyền tín hiệu, khả năng mất dữ liệu cao
Trang 31SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 15
CHƯƠNG 2 : CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH
TRÊN NỀN IP 2.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG IPTV
Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động của hệ thống IPTV
Tín hiệu âm thanh hình ảnh được chuyển đổi thành tín hiệu dạng số qua quá trình lấy mẫu, lượng tử và số hóa tại một bộ biến đổi A/D Các tín hiệu số này sau đó được nén lại để tăng hiệu quả truyền dẫn, được đóng gói được truyền qua một mạng IP
Mạng IP bao gồm các router/switch định tuyến, sẽ dựa trên địa chỉ của gói tin, các thông tin chỉ dẫn (độ ưu tiên, nhãn, ) và bảng thông tin định tuyến của mình để tìm ra con đường tốt nhất để chuyển gói tin Trong quá trình chuyển gói tin, để hạn chế việc mất gói (gián đoạn đường truyền, méo dạng do nhiễu hay loại bỏ do nghẽn) ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ, người ta thường sử dụng các bộ đệm gói tin để nhận và thêm vào một độ trễ làm tất cả các gói tin xuất hiện với độ trễ không thay đổi
Trang 32SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 16
Các gói tin IP này được biến đổi trở lại thành dạng tín hiệu truyền hình (PAL, NTSC hay DVB) thông qua các gateway hoặc các đầu cuối Set-top Box
và được hiển thị bằng TV hoặc máy tính cá nhân
Mọi hoạt động của hệ thống IPTV như khởi tạo, kết nối, quản lý các chức năng truyền hình đều thông qua middleware server của nhà cung cấp dịch vụ Khi khởi tạo ban đầu, các đầu cuối truyền hình sẽ được cung cấp một địa chỉ IP
và thông qua địa chỉ IP này middleware sẽ quản lý và tải xuống các chương trình hướng dẫn điện tử vào STB STB sẽ tương tác điều khiển với middleware để thực hiện các yêu cầu của người dùng
Các kênh truyền hình sau khi nén được gán địa chỉ IP quảng bá Một đầu cuối muốn theo dõi một kênh truyền hình nào đó (dựa trên thông tin middleware cung cấp qua EPG) sẽ gửi lệnh tham gia vào nhóm multicast của kênh thông qua IGMP Thời gian chuyển kênh chính là thời gian rời bỏ một nhóm multicast và tham gia vào một nhóm multicast khác
Khi có các dịch vụ theo yêu cầu, middleware sẽ chuyển phiên làm việc cho máy chủ VoD Máy chủ VoD cũng được middleware quản lý cung cấp một địa chỉ IP, thông qua đó thiết lập một kết nối streaming giữa đầu cuối và máy chủ VoD Đầu cuối STB phải hỗ trợ đa địa chỉ IP (mỗi địa chỉ IP chỉ có thể tham gia vào một nhóm multicast) để có thể coi cùng lúc nhiều chương trình khác nhau
2.2 CẤU TRÚC HỆ THỐNG IPTV
2.2.1 Mạng cung cấp dịch vụ IPTV
Trang 33SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 17
Hình 2.2 : Mô hình tổng quát hệ thống IPTV
Mô hình IPTV được sử dụng chung cho thiết bị của hầu hết các nhà sản xuất thường bao gồm : mạng nội dung, mạng truyền dẫn, mạng gia đình, bộ phận quản lý
Tuy nhiên, đây chỉ là một mô hình tổng quát ở cấp cao Thực tế, về chi tiết, các hệ thống IPTV và giải pháp mạng của nhà sản xuất khác nhau có đặc tính riêng khác nhau và phức tạp
2.2.1.1 Mạng nội dung
Giống như những hệ thống truyền hình cáp và truyền hình vệ tinh, dịch vụ IPTV yêu cầu đầu cuối cung cấp nội dung, nơi mà các kênh truyền hình trực tuyến (broadcast TV) và các nội dung VOD (phim ảnh, ca nhạc…) được thu lại, định dạng để sau đó phân phối qua mạng IP Thông thường, đầu cuối video (Video Headend) thu các chương trình live TV, VoD từ vệ tinh, truyền hình cáp, hoặc từ các nhà phân phối tập trung… Một vài chương trình cũng có thể được thu của các đài truyền hình quảng bá mặt đất
Đầu cuối video thu các kênh truyền hình, mã hóa định dạng video số Nén tín hiệu số sử dụng các kỹ thuật nén thường dùng cho video: MPEG-2, MPEG-4…Sau đó, đóng gói và truyền qua mạng IP
Dữ liệu từ các video-headend cùng với một số chương trình khác (phim, nhạc…) cũng được chuyển vào VOD server để phục vụ cho dịch vụ VOD
2.2.1.2 Mạng truyền tải
Trang 34SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 18
Mạng truyền tải là mạng băng rộng IP
Tùy theo hình thức dịch vụ mà các luồng dữ liệu có thể truyền bằng các phương thức khác nhau : phương thức truyền đa hướng (multicast), phương thức truyền đơn kênh (unicast) Thông thường, truyền hình quảng bá BTV (Broadcsat TV) dùng multicast, truyền hình theo yêu cầu VoD và các dịch vụ gia tăng dùng unicast
Mạng lõi/biên của nhà cung cấp dịch vụ (Service Provider Core/Edge Network)
Các luồng video số đã mã hóa được truyền qua mạng IP của nhà cung cấp dịch vụ Những mạng này thường độc lập đối với các nhà cung cấp dịch vụ IPTV và thông thường bao gồm các thiết bị của nhiều nhà sản xuất Mạng này
có thể là mạng IP đã tồn tại hoặc mạng được xây dựng cho mục đích truyền dẫn Video Hiện nay, mạng lõi thường dùng kỹ thuật chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (Multip Protocol Label Switching) còn mạng biên thường là mạng đô thị MAN-E (Metro Access Network – Enthenet)
Mạng truy nhập
Mạng truy nhập là mạng từ biên của nhà cung cấp dịch vụ đến nhà khách hàng Mạng truy nhập băng thông có thể được xây dựng bằng các công nghệ khác nhau: DSL – Digital Subcriber Line (đường dây thuê bao số) mà thông thường là ADSL – Asymmetrical Digital Subcriber Line (đường dây thuê bao số bất đối xứng) hoặc VDSL – Very-high-speed Digital Subcriber Line (đường dây thuê bao số tốc độ rất cao), PON – Passive Optical Networking (mạng quang thụ động) …
Nhà cung cấp dịch vụ đặt một thiết bị tại nhà khách hàng (ví dụ như modem) để tạo liên kết IP tới mạng gia đình Hiện nay các công nghệ truy nhập vô tuyến đang phát triển rất nhanh, mạng di dộng thế hệ thứ tư 4G ( Fourth Genegation)
và đặc biệt là giải pháp phát triển lâu dài LTE (Long Term Evilution) hứa hẹn cung cấp dịch vụ IPTV di động
2.2.1.3 Mạng gia đình
Mạng gia đình là mạng phân phối dịch vụ IPTV trong nhà Có rất nhiều loại mạng gia đình : mạng không dây (wireless), mạng có dây (wireline),…Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu băng thông rất cao của IPTV hiện nay chỉ có công
Trang 35 EPG (Electronic Program Guide – Giao diện người dùng): là giao diện tương tác giữa người dùng và dịch vụ, cho phép người sử dụng có thể dùng các dịch vụ IPTV với các thao tác đơn giản, tương thích với màn hình TV
CRM (Customer Relationship Management – Quản lý quan hệ người dùng): giao diện giữa nhà cung cấp dịch vụ và người dùng Cho phép thực hiện marketing và bán các sản phẩm dịch vụ IPTV
CA (Condition Access – Điều kiện truy nhập)/DRM (Digital Rights Management – Quản lý bản quyền số): còn được gọi là hệ thống an toàn IPTV, có tác dụng kiểm tra quyền truy nhập của khách hàng và chống lại việc đánh cắp nội dung IPTV
VOD (Quản lý VoD): cho phép quản lý việc sử dụng các dịch vụ VoD
Billing (tính cước): cho phép tính cước dịch vụ, đây là một vấn đề khá phức tạp vì IPTV là một hệ thống đa dịch vụ Các chức năng cơ bản của phần mềm thanh toán của IPTV là :
Bảo trì cơ sở dữ liệu thuê bao
Đánh giá, tính phí cho dịch vụ IPTV
Tạo và quản lý kế hoạch thuế
Tạo ra các tài liệu kế toán (hóa đơn)
Thẻ truy cập quản lý và báo cáo tài chính
Trang 36SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 20
2.2.2 Các phương thức truyền và phân phối dữ liệu IPTV
Hiện nay có ba phương thức dùng để truyền phân phối dữ liệu qua mạng IP
là : Unicast, Broadcast và Multicast
IP Unicast: Được sử dụng để truyền dữ liệu (hay một gói dữ liệu) từ một máy phát (sender) đến một máy thu đơn giản
IP Broadcast: Được sử dụng để gửi dữ liệu từ một máy phát (sender) đến toàn bộ một mạng con Subnetwork gồm nhiều máy thu
IP Multicast: Được sử dụng để cung cấp dữ liệu từ một máy phát đến một nhóm các máy thu được cài đặt theo một cấu hình thống nhất, các thành viên của một nhóm này có thể thuộc các mạng phân tán khác nhau
Tuy nhiên, đối với vấn đề truyền dẫn video trong môi trường mạng, do yêu cầu phải phân phối dữ liệu từ một điểm đến nhiều điểm, trong đó dòng dữ liệu cần được truyền đi từ một máy phát sender đến nhiều máy thu có nhu cầu xem đồng thời, nhưng lại không được phép đi đến toàn bộ các máy được kết nối trong cùng một mạng con subnetwork (để giảm lưu lượng lưu thông trên mạng), nên giải pháp IP Boradcast thường ít được sử dụng trong thực tế Các ứng dụng truyền dẫn truyền hình trên mạng hiện nay thường sử dụng phương pháp IP Unicast và IP Multicast, trong đó IP Multicast là giải pháp hiện đang được ứng dụng khá phổ biến hiện nay
vì những lý do sau :
Băng thông của mạng bị lãng phí
Dịch vụ rất khó mở rộng khi só lượng máy thu tăng lên
Không thể sử dụng trong các dịch vụ bị giới hạn bởi thời gian, do sự cung cấp đến mỗi máy thu phải theo trình tự xếp hàng
Trang 37SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 21
Hình 2.3 Các kết nối Unicast cho nhiều user IPTV
Qua hình 2.3 ta có thể thấy, khi nhiều user IPTV truy cập cùng một kênh tại cùng một thời điểm thì một số các kết nối định hướng được thiết lập qua mạng Trong ví dụ này server cần cung cấp kết nối tới mọi thuê bao có yêu cầu truy cập Kênh 10 với tổng số là năm luồng riêng rẽ bắt đầu từ server nội dung và kết thúc tại router đích
2.2.2.2 IP Broadcast
Các mạng IP cũng hỗ trợ chức năng truyền broadcast, về mặt nào đó giống như kênh IPTV được đưa tới mọi thiết bị truy cập được kết nối vào mạng băng rộng Kh : một server được cấu hình truyền broadcast, có một kênh IPTV gửi tới tất cả các thiết bị IPTVCD được kết nối vào mạng bất chấp thuê bao có yêu cầu hay không Đây sẽ là vấn đề chính do các tài nguyên IPTVCD bắt buộc phải hoạt động để xử lý các gói tin không mong muốn Một vấn đề khác mà broadcast không phù hợp cho các ứng dụng IPTV là trong thực tế kỹ thuật truyền thông tin này không hỗ trợ việc định tuyến Từ lâu, hầu hết các mạng đã
mở rộng việc sử dụng các router nhưng nếu truyền broadcast thì không sử dụng định tuyến Đây là lý do làm mạng và các thiết bị IPTVCD khác bị ngập tất cả các kênh được gửi tới tất cả mọi người
Trang 38Hình 2.4 Các kết nối được sử dụng trong kỹ thuật Multicast
Hình vẽ 2.4 mô tả hoạt động của việc sử dụng kỹ thuật multicast trong ví
dụ phân phối cho năm thuê bao truy cập kênh 10 IPTV cùng một lúc Theo như hình vẽ, bản copy đơn (single) được gửi từ server nội dung tới rounter phân phối Router này sẽ tạo ra hai bản copy của luồng thông tin tới và gửi chúng tới các rounter đặt tại các tổng đài khu vực theo các kết nối IP định hướng Sau đó, mỗi router sẽ tạo ra các bản copy khác để cung cấp cho các thuê bao muốn xem Vai trò quan trọng của phương pháp này là làm giảm số kết nối IP và dung lượng dữ liệu đi ngang qua mạng Đây là phương thức thường được các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng để phát quảng bá các chương trình trực tiếp và là một
kỹ thuật có hiệu suất cao cho hạ tầng mạng IP đang tồn tại Phương thức này không có lợi trong tuyến hướng lên (upstream) luồng thông tin giữa các thiết bị
Trang 39SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 23
IPTVCD và broadcast server Việc phát multicast nội dung IPTV thường phức tạp hơn nhiều nếu so sánh với mô hình thông tin unicast và broadcast
So sánh các phương thức truyền và phân phối dữ liệu IPTV
IP Unicast : Như đã trình bày ở trên, do các nhược điểm lãng phí băng thông, khó mở rộng dịch vụ khi con số khách hàng tăng lên, nhất là trong các dịch vụ bị giới hạn về thời gian (như truyền hình online), nên IP Unicast không thật sự thích hợp cho dịch vụ truyền hình trên môi trường mạng
IP Multicast : So với IP Unicast, truyền thông IP Multicast cho phép phân phối dữ liệu từ một điểm đến nhiều điểm với hiệu quả băng thông cao hơn rất nhiều, nhưng vẫn tồn tại một số điểm như :
- Các bộ định tuyến trung gian (Router) cần phải có khả năng multicast
- Yêu cầu cao về tính năng thiết bị và năng lực quản trị mạng
- Vấn đề độ tin cậy và khả năng kiểm soát lỗi truyền dữ liệu
Các yêu cầu liên quan đến máy thu: cần có card mạng và phần mềm hỗ trợ
IP Multicast…
Nhìn chung, đối với các dịch vụ truyền hình trực tuyến trên môi trường mạng có nhu cầu mở rộng không lớn lắm, IP Multicast vẫn là phương thức truyền phổ biến hiện nay
IP Broadcast: Trong thực tế kỹ thuật truyền thông tin này không hỗ trợ việc định tuyến vì thế mà broadcast không phù hợp cho các ứng dụng IPTV
2.2.2.4 Giao thức RTP/PTCP
RTP và RTCP là một bộ giao thức nằm ở lớp 4 của mô hình OSI (Transport) được chuẩn hóa theo RFC 1889 và RFC 3550, cho phép truyền tải gói tin thời gian thực (thông thường là audio và video) qua mạng IP có hỗ trợ chất lượng
RTP định dạng dữ liệu thực và truyền qua mạng trong khi RTCP được dùng để gửi các gói tin điều khiển, thu nhận thông tin và phản hồi về chất lượng dịch vụ
2.2.3 Đóng gói dữ liệu video của IPTV
2.2.3.1 Mô hình truyền thông IPTV
Trang 40SVTH : ĐẶNG THỊ ANH 24
Hình 2.5 Mô hình truyền thông IPTV
Dữ liệu video ở đầu gửi được truyền từ lớp cao xuống lớp thấp trong mô hình IPTV, và được truyền đi trong mạng băng rộng bằng các giao thức của lớp vật lí Ở đầu nhận, dữ liệu nhận được chuyển từ lớp thấp nhất đến lớp trên cùng trong mô hình IPTV
2.2.3.2 Mã hóa video (video encoding)
Tín hiệu đầu ra của bộ mã hóa gọi là các dòng cơ bản (elementary stream) Tùy theo kỹ thuật nén mà có các dòng cơ bản khác nhau Dòng cơ bản thường chỉ bao gồm dữ liệu video/audio và một vài thông tin về kích thước và tần số ảnh, tỉ lệ màn ảnh…Đối với kỹ thuật nén H.264, dòng cơ bản này còn được chia thành các gói đơn vị NAL (Network Abstraction Layer unit)