Điện tử viễn thông vod (2) khotailieu

s LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại ngày nay, mà công nghệ số ứng dụng rộng rãi vào lĩnh vực, tạo nên giá trị to lớn tinh thần cho người Một ứng dụng phổ biến dịch vụ truyền hình số qua hạ tầng mạng nhà mạng viễn thơng Từ kênh truyền hình với độ nét cao tới kênh phim truyện , dịch vụ đa dạng giải trí , thơng tin , kinh tế , xã hội , tất xây dựng cách tối ưu để đáp ứng nhu cầu giải trí người Các dịch vụ video quan tâm lớn khách hàng nhà mạng viễn thông Sự phổ biến việc thuê video cho thấy khách hàng thích thú với việc có nhiều dịch vụ điều khiển thông qua xếp lịch họ kênh phát cách nhàm chán theo khung cố định nhà mạng Trong thực tế, mà khách hàng nhớ phim xem trailer internet, muốn xem phim thay phải đến rạp chiếu phim, khách hàng nhà, tận hưởng phim hay với dịch vụ hữu ích “Dịch vụ video theo yêu cầu ” ( Video on Demand - VoD ) Dưới hướng dẫn giảng viên T.s Lê Anh Ngọc, sau nhóm chúng em xin trình bày tất hiểu biết dịch vụ Video on Demand Trong q trình tìm hiểu khơng thể tránh khỏi sai sót nên chúng em mong thầy hướng dẫn thêm để báo cáo hoàn chỉnh Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2015 Nhóm Mục Lục LỜI MỞ ĐẦU Danh Sách Hình Ảnh .4 Danh Mục Từ Viết Tắt .5 Phần 1: Khái Quát Về VoD 1.1 Khái niệm VoD .6 1.2 Chức 1.3 Ứng dụng PHẦN 2: Kiến Trúc Hệ Thống 2.1 Cấu tạo chung .8 2.2 Phân loại kiến trúc .8 2.2.1 Centralized VoD 2.2.2 Centralized VoD với đệm cục Local Buffers 2.2.3 Distributed VoD 10 2.3 Cấu tạo chi tiết 11 2.3.1 Khách hàng (Cilent) 11 2.3.2 Mạng (Network) .13 2.3.3 Server 19 Phần 3: Tương Tác Giữa VoD Và Khách Hàng 28 3.1 Các chức tương tác .28 3.2 Cách xử lí tương tác .28 3.3 Chất lượng dịch vụ .29 Phần 4: Tiêu chuẩn Audio / Video VoD .30 4.1 Giới thiệu: 30 4.2 Phân loại 30 Phần 5: Tổng Kết 32 Danh mục tài liệu tham khảo 33 Danh Sách Hình Ảnh Hình : Một hệ thống VoD …………………………………… ………… Hình : Giao tiếp client server………………………………… ……… 10 Hình : Hệ thống Centralized VoD … ………………………………………… 11 Hình : Hệ thống Centralized với đệm cục Local buffer…………….………… 12 Hình : Hệ thống Distributed VoD ………………….…………………………… 13 Hình : Hộp Set-top box ………………………………… ……………………… 14 Hình : Mơ hình mạng cho hệ thống VoD………………….………………… 17 Hình : Mơ hình mạng SONET …………………………………………………… 19 Hình : Mơ hình ATM chuẩn …………………….….……………………………… 20 Hình 10 : Mơ hình mạng ATM …………………………………………………………… 22 Hình 11 : Mạng phân bố cục ADSL………………………….………………………… 23 Hình 12 : Hệ thống phân cấp lưu trữ VoD ………………………… …………………… 24 Hình 13 : Hệ thống tổng thể VoD ………………………….……………………………25 Hình 14 : Biểu đồ dòng liệu server VoD………………… …………………… 27 Hình 15 : Cấu trúc RAID ………………………………………… ……………………33 Danh Mục Từ Viết Tắt VoD Video on demand ( Video theo yêu cầu ) VCR Video Cassette Recording ( Đầu thu băng video ) DVR Digital video recorder ( Đầu thu video số ) MoD Movies on Demand ( Phim theo yêu cầu ) SVoD Subscription Video on Demand ( Th bao có kì hạn VoD ) PVR Networked Personal Video Recorder ( Đầu thu video cá nhân ) IDSN Integrated Services Digital Network (Mạng số tích hợp đa dịch vụ) SONET Synchronous Optical Network ( Mạng đồng cáp quang ) ATM Asynchronous Transfer Mode (Chế độ truyền không đồng ) STS-1 Synchronous Transport Signal ( Tín hiệu truyền đồng ) ADM Add/drop mux ( Bộ ghép/ tách liệu ) DCS Digital Cross-connect ( Bộ đấu chéo số ) TM Terminal multiplex ( Đầu cuối ghép kênh ) PDH Plesiochronous Digital Hierarchy ( Ghép kênh cận đồng ) SDH Synchronous Digital Hierarchy ( Ghép kênh đồng ) OSI Open Systems Interconnection Reference Model ( mơ hình tham chiếu hệ thống mở ) NNI Network Node Interface ( Giao diện nút mạng ) UNI User Network Interface ( Giao diện người dung – mạng ) ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line ( Đường dây thuê bao số bất đối xứng ) POTS Plain Old Telephone Service ( Các dịch vụ điện thoại cũ ) HDTV High-definition Television ( Truyền hình độ nét cao ) ODSC On-Demand Single Cast PMC Phase Multicast ODMC On Demand Multicast RAID Redundant Array of Inexpensive Disks ( Hình thức ghép nhiều ổ đĩa cứng ) Phần 1: Khái Quát Về VoD 1.1 Khái niệm VoD Video on Demand (VoD) hệ thống đa phương tiện tương tác hoạt động truyền hình cáp, khác biệt khách hàng chọn phim từ sở liệu video lớn Khách hàng riêng lẻ khu vực xem chương trình khác họ muốn thay phải xem vào thời gian phát sóng cụ thể Thực tế , VoD dịch vụ thuê video điện tử có ưu điểm đưa yêu cầu hình , có tức , điều khiển giống đầu video (VCR) Hình 1: Một hệ thống VoD 1.2 Chức Tải streaming video theo yêu cầu hệ thống cung cấp cho người dùng tập hợp lớn chức chương trình VCR bao gồm tạm dừng, tua tới, tua nhanh, chậm phía trước, quay lại chậm, nhảy đến trước / sau khung v.v Các chức gọi "trick modes” VoD chuyển tải nội dung thơng qua hộp set-top, máy tính hay thiết bị, cho phép xem thời gian thực, tải thiết bị máy tính, máy ghi video kỹ thuật số (còn gọi máy ghi video cá nhân) thiết bị cầm tay media player để xem lúc Đa số nhà cung cấp truyền hình cable cơng ty viễn thông cung cấp dịch vụ dựa VOD streaming, bao gồm pay-per-view nội dung miễn phí, nhờ mà người dùng mua chọn chương trình phim truyền hình bắt đầu thiết lập để phát truyền hình gần lập tức, tải đến DVR thuê từ nhà cung cấp, tải vào máy tính, để xem tương lai 1.3 Ứng dụng VoD có nhiều ứng dụng lĩnh vực giải trí, thơng tin, học tập với chất lượng dịch vụ tốt: a) MoD (Movies on Demand): Là dịch vụ VoD đầu tiên, cho phép thuê bao yêu cầu phim từ thư viện lưu trữ phim rộng lớn Dịch vụ tương tự việc chọn phim từ lưu trữ video ảo, khơng có khó khan lưu trữ video thật, thuê phim phải trả băng, đĩa vào ngày b) SVoD (Subscription Video on Demand): Là loại thuê bao có kì hạn VoD , cho phép khách hàng xem tất nội dung chương trình kênh có phí thơng qua lịch chương trình khách hàng Dịch vụ cho phép thưởng thức theo chương trình xếp riêng khách hàng c) PVR ( Networked Personal Video Recorder ) : PVR dần trở nên phổ biến để ghi hình chương trình biểu diễn tivi cho phép xem lại thời gian sau Một PVR tích hợp với đĩa cứng STB ( Set Top Box ) để ghi chương trình dạng nén tín hiệu số để xem lại sau d) Giáo dục đào tạo từ xa , dịch vụ cảnh báo , dịch vụ phục vụ nhu cầu thiết yếu ,…vv PHẦN 2: Kiến Trúc Hệ Thống 2.1 Cấu tạo chung Về bản, hệ thống VoD gồm có ba phần chính: + Server (Máy chủ) + Network (Mạng) + Cilent (Khách hàng) Mỗi phần chia nhỏ thành thành phần giao diện Hình 2: Giao tiếp Cilent Server 2.2 Phân loại kiến trúc Gồm có ba loại kiến trúc: + Centralized VoD + Centralized VoD với server cục có đệm Buffers + Distributed VoD 2.2.1 Centralized VoD Là kiến trúc VoD mà , hệ thống VoD thiết kế theo kiểu tập trung để lưu trữ xử lí server , media archives ( kho lưu trữ truyền thông ) vị trí đơn , coi nút mạng trung tâm Các yêu cầu từ khách hàng xử lý nút trung tâm, video theo yêu cầu khách hàng cung cấp thơng qua mạng tới vị trí khách hàng Hệ thống centralized VoD đơn giản để quản lý, họ khả mở rộng kém, độ trễ mạng lâu thơng lượng thấp Hình 3: Hệ thống Centralized VoD 2.2.2 Centralized VoD với đệm cục Local Buffers Để cải thiện hiệu suất kiến trúc Centralized VoD , nhà phát triển thêm vào server cục có đệm video ( video buffer ) lại khơng có kho lưu trữ truyền thông media archives Với kiến trúc , phim hay video phổ biến lưu trữ đệm video cục ( local video buffers ) để gửi tới khách hàng cách nhanh chóng Nếu khơng có đệm vị trí cục , video giao cho khách hàng từ kho lưu trữ trung tâm ( central archives) có yêu cầu Hình : Hệ thống Centralized với đệm cục Local buffers 2.2.3 Distributed VoD Là kiến trúc theo kiểu phân tán VoD bao gồm server cục media archive cục Có thể coi dạng kiến trúc giống nhiều hệ thống VoD theo khu vực nhỏ liên kết với qua mạng Các yêu cầu khách hàng trải rộng tới nhiều vị trí Các server cục làm giảm độ trễ tắc nghẽn mạng so với việc sử dụng server trung tâm để truyền tải video tới ciilent Nếu yêu cầu video khách hàng khơng có sở liệu lưu trữ media archive cục server cục u cầu video tương tự server cục vị trí khác mạng Tuy nhiên Distributed VoD khó để quản lí tính phân tán kiến trúc Hình 5: Hệ thống Distributed VoD 2.3 Cấu tạo chi tiết 2.3.1 Khách hàng (Cilent) Một khách hàng đăng kí dịch vụ VoD cần có số thiết bị hiển thị (thường ti vi) thiết bị âm (Ví dụ: Loa ) để trình chiếu phim theo u cầu Khách hàng tương tác với hệ thống thông qua thiết bị đầu vào điều khiển từ xa , bàn phím hay chuột Chúng gửi tín hiệu yêu cầu khách hàng tới server thông qua giao diện mạng, đồng thời lưu trữ tín hiệu video nhận từ server vào đệm buffer, giải mã tín hiệu nén gửi tới gửi tín hiệu giải mã tới thiết bị hiển thị để hiển thị thời điểm thích hợp Tất tích hợp điều khiển gọi Set-top box 10 Cấu trúc tổng quan mạng ATM : Có thể tồn nhiều mạng ATM tách rời gọi mạng công cộng (Public ATM Network) hay mạng ATM dùng riêng (Private ATM Network) Thông thường mạng ATM công cộng có khả thơng (throughput) cao nhiều so với mạng ATM dùng riêng Phần tử quan trọng mạng ATM chuyển mạch ATM, chuyển mạch thực việc vận chuyển liệu dạng tế bào mạng ATM, chúng gọi tương ứng chuyển mạch ATM công cộng (public ATM switch) hay chuyển mạch ATM dùng riêng (private ATM switch) tuỳ theo mạng ATM chúng Các chuyển mạch ATM mạng ATM công cộng kết nối với thông qua giao tiếp NNI (Network Node Interface) Các điểm cuối ATM (ATM endpoint) thiết bị người dùng có ghép nối với mạng ATM Việc ghép nối điểm cuối người dùng với mạng ATM công cộng thông qua giao tiếp người dùng - mạng UNI (User Network Interface), cấu trúc giao tiếp hoàn toàn tương ứng với giao tiếp UNI mạng ISDN Tuy nhiên chuyển mạch ATM dùng riêng (Private ATM network) kết nối với chuyển mạch ATM cơng cộng khơng dùng giao thức NNI mà lúc coi điểm cuối ATM phải hoạt động thông qua giao tiếp UNI công cộng (Public UNI) Trong thân mạng ATM dùng riêng điểm cuối ATM phải kết nối với chuyển mạch ATM dùng riêng thông qua giao tiếp UNI dùng riêng (Private UNI) 16 2.3.2.2 Hình 10 : Mơ hình mạng ATM Vấn đề truyền tín hiệu Một liên kết phân bố cục đòi hỏi băng thông cần thiết 1,5 Mbps ADSL phương án truyền tín hiệu cung cấp liệu video tốc độ liệu cần thiết hạ tầng viễn thông a) ADSL ( Asymmetrical Digital Subscriber Line ) Là khái niệm đường dây thuê bao số không đồng ADSL đề án truyền tín hiệu sử dụng mạng cáp đồng (ví dụ mạng điện thoại) Nó cung cấp liệu tốc độ cao với vài biến dạng tín hiệu hệ thống cáp đồng có ADSL bao gồm cặp đơn vị ADSL Một đặt vị trí khách hàng ; đặt tổng đài trung tâm ADSL sử dụng mạch tích hợp tiên tiến , kỹ thuật xử lý tín hiệu số phức tạp, thuật toán softwarebased để bù đắp méo dạng tín hiệu dây đồng ADSL cung cấp cho thuê bao tín hiệu băng rộng down- link 1,536 Mbps , tín hiệu up-link 16 Kbps, kênh ISDN tỉ lệ kHz dây đồng xoắn Những đặc điểm đáp ứng yêu cầu thông tin liên lạc băng thông hai chiều gửi theo dịch vụ VoD ADSL có tính khả thi phân chia tín hiệu loạt tần số sóng mang, tự động điều chỉnh để đạt phân bố kênh hiệu Phần mở rộng ADSL bao gồm HDSL, SDSL, S-HDSL, VDSL HDSL có tốc độ liệu Mbps, hỗ trợ luồng liệu video MPEG-2 lên đến khoảng km Hình 11: Mạng phân bố cục ADSL 17 Một vấn đề lớn việc thực giao thức truyền tải giới hạn băng thông phương tiện đường dây cáp quang / đồng trục phải nhiều thời gian để triển khai sở hạ tầng để trở nên phổ biến ATM lí tưởng với VoD có thiếu sót lớn cho việc kết nối ATM chi phí lớn đối cho thiết bị Để ATM trở nên phổ biến cần phải có thời gian tương lai gần ADSL phổ biến với công ty phát triển cho lý mà chạy dịch vụ điện thoại (POTS) ADSL đáp ứng u cầu băng thơng truyền hình HDTV ADSL ATM cốt lõi phần mạng VoD 2.3.3 Server Một Server hệ thống VoD xử lý lệnh từ người sử dụng, chấp nhận từ chối yêu cầu khách hàng dựa trạng thái hệ thống tải mạng Một kho lưu trữ đa phương tiện ( multimedia archive ) kết nối với máy chủ , kho lưu trữ có chứa tập hợp video có sẵn cho khách hàng Tùy thuộc vào yêu cầu hệ thống ngân sách có sẵn, hệ thống phân cấp lưu trữ sử dụng VoD nhằm tới ưu hóa cân chi phí tính hiệu bao gồm : + Cache (RAM) : có chi phí đắt thời gian tủy cập lại thấp + Disk-array : Mức giá hợp lí , sai hỏng lưu trữ mức vừa phải , tốc độ truy cập 10 ms + Optical disk : Có dung lượng 650 Mb với thời gian truy cập khoảng 100 ms + Digital Versatile Disc ( DVD ) : Có thể lưu trữ liệu lên tới 4,7 GB Nội dung video lưu trữ DVD có cấu hình phù hợp với sở thích người xem với công cụ hỗ trợ + Tape drive : Mức giá thấp thời gian truy cập lâu Hình 12: Hệ thống phân cấp lưu trữ VoD 18 Kết hợp tất thành phần ta hệ thống tổng thể VoD hình 12 2.3.3.1 Hình 13: Hệ thống tổng thể VoD Admission Control Bất kỳ khách hàng muốn sử dụng dịch vụ VoD phải yêu cầu thiết lập kết nối với server Nếu phim yêu cầu phần phim yêu cầu không lưu trữ server hành, có q trình chuyển giao liệu server để đáp ứng yêu cầu khách hàng Do cần đến việc điều khiển nhận liệu từ server xa, q trình Admission Control Để đảm bảo khách hàng phát lại video cách liên tục, chất lượng dịch vụ QoS cam kết với khách hàng server phải có đủ nguồn tài ngun tiểu hệ thống lưu trữ (storage subsystem) để đọc băng thơng, nhớ đệm (Buffers) , Bộ xử lí băng thông mạng băng thông trước tiếp nhận yêu cầu kết nối Trước thiết lập kết nối, tập hợp thông số QoS gửi cho khách hàng để kiểm tra dịch vụ Nếu QoS yêu cầu không đáp ứng có trao đổi hai phía server khách hàng, không kết nối bị từ chối Một thuật toán Admission Control phải đáp ứng yêu cầu dung lượng hệ thống lưu trữ số lượng tối thiểu khối liệu mà server đọc khe thời gian Một khe thời gian khoảng thời gian số lượng chuỗi liệu video phục vụ / số lượng chuỗi liệu video hoạt động server 19 Dựa thuật toán Neufield, Makaroff, Hutchinson , mà đưa khái niệm số lượng tối thiểu khối liệu mà server đọc khe thời gian minRead Nó chứa thơng tin tiểu hệ thống lưu trữ (storage subsystem) cần thiết cho thuật toán Adminssion Control MinRead xác định cách chạy chương trình chuẩn hóa khối liệu không gian đĩa liệu để tối đa hóa thời gian tìm kiếm Cần xác định minRead xác tốt ảnh hưởng tới khả truyền tải liệu server  Thuật tốn Admission mơ tả đơn giản sau : Lập biểu đồ tổng luồng liệu hoạt động so với luồng liệu yêu cầu Nếu lớn minRead khe thời gian kết nối bị từ chối  Các server phải đảm bảo đủ tài nguyên trước chấp nhận kết nối Nếu tài nguyên lưu trữ server vơí tốc độ truyền video mức trung bình xảy trễ gói tin server đỉnh điểm số lượng kết nối Nếu tài nguyên lưu trữ server với tốc độ truyền video mức cao tận dụng hầu hết thời gian mạng truyền tải liệu  Hình 14 : Biểu đồ dòng liệu server VoD 2.3.3.2 Phương pháp thiết kế server 20 Để thiết kế server cho hệ thống VoD cần quan tâm đặc biệt tới dung lượng server, số lượng người xem hỗ trợ đồng thời server Điều phụ thuộc vào việc phân bố luồng video tới người xem Cách đơn giản dành luồng cho người xem lại tốn khơng hiệu dung lượng server bị giới hạn số lượng tối đa dòng video xử lí server Nếu mạng VoD hoạt động theo hướng multicast (đa hướng kết nối) ATM khả chia sẻ luồng video người xem với Điều làm tăng đáng kể số lượng người xem tiết kiệm băng thông mạng Có ba phương pháp khả thi việc thiết kế server :  On-Demand Single Cast (ODSC): Đây phương pháp đơn giản Trong phương pháp này, khách hàng gán dòng video riêng kể từ kết nối thiết lập Khi đó, khách hàng có tồn quyền sử dụng hay tương tác với kênh video riêng cách dễ dàng Nhược điểm phương pháp dung lượng server bị hạn chế Thời gian chờ kết nối lâu yêu cầu khách hàng đến vào thời điểm server hoạt động tải  Phase Multicast (PMC) or Batching: Phương pháp đòi hỏi mạng liệu phải hỗ trợ multicasting Mỗi dòng video chia sẻ người xem nhóm multicast Các dòng video bắt đầu thời điểm hay pha cố định Kết nối thiết lập thời điểm hoạt động dòng video nhóm lại thành luồng liệu chung truyền tải tới người xem nhóm multicast Việc truyền multicast tiết kiệm băng thơng cách đáng kể Tuy nhiên có trễ thời gian thiết lập dài, khó khan việc tương tác  On Demand Multicast (ODMC): Là phương pháp kết hợp ODSC PMC Nó chuyển đổi cách linh hoạt từ ODSC sang PMC tùy vào tình trạng tải hệ thống Nếu tải nhẹ sử dụng ODSC để phục vụ, tải nặng dung PMC ODMC giải nhược điểm ODSC bất lực việc q tải, tình trạng sử dụng khơng 2.3.3.3 mức tải sử dụng PMC Tiểu hệ thống lưu trữ ( Storege subsystem ) Các tiểu hệ thống server ( server subsystem ) nơi lưu trữ video nén Các luồng vide hay audio nén tương ứng lưu trữ nhiều server khác Các tiểu hệ thống lưu trữ nơi để thực việc tối ưu hóa , cải 21 thiện hiệu suất hệ thống VoD hay để xác định chi phí server Một chuẩn 2.3.3.4 video qui định VoD để mã hóa video MPEG2 Cấu trúc phân cấp ( Hierarchical Structure ) Ngay với chuẩn Video MPEG2 dung lượng video lưu trữ lên tới Gb Nếu sử dụng đĩa từ cố định (fixed magnetic disk) để lưu trữ VoD chi phí để lưu trữ hàng ngàn phim VoD tốn Do đó, thiết bị lưu trữ cấp ba (tertiary storage) với dung lượng lớn sử dụng cách hiệu cho việc lưu trữ video chất lượng cao VoD Tape, optical jukeboxes hay DVD (Digital Versatile Disc) Các thiết bị lưu trữ chuyên dụng cho khả lưu trữ lớn chi phí thấp thời gian truy cập ngẫu nhiên lại chậm Do server tổ chức cách phân cấp để kết hợp giá thành rẻ, dung lượng lớn thiết bị lưu trữ cấp ba hiệu suất cao đĩa từ cố định (Hình 12) Mơ hình lưu trữ phân cấp mơ tả sau:  Những phim ưa thích lưu trữ RAM  Những phim phổ biến lưu trữ hard disk  Những phim hấp dẫn phổ biến lưu trữ thiết bị lưu trưc cấp ba (tertiary storage) Cách phân cấp hệ thống lưu trữ làm giảm chi phí vận hành server mà lại cung cấp nhiều lựa chọn phim cho người dùng 2.3.3.5 Phân bố liệu lưu trữ phim Một số cách tiếp cận quản lí hệ thống phân cấp lưu trữ :  Một cách tiếp cận để lưu trữ đoạn bắt đầu tập tin đa phương tiện đĩa từ Phương pháp giảm độ trễ trình khởi động giúp trình playback trơn tru  Một cách khác dựa vào tính phổ biến phim thực tế Dựa vào điều này, phim xếp lại nhân rộng lên cần thiết cao điểm yêu cầu kết nối VoD Do phim có sẵn để xem cao điểm dựa vào nhu cầu dự định 2.3.3.6 trước Sắp xếp khối liệu Cách thức mà khối liệu tập tin media đặt ổ đĩa ảnh hưởng đáng kể chương trình phục hồi liệu hiệu suất hệ thống( kể từ thời gian cần thiết để lấy liệu ) Điều phụ thuộc hoàn tồn vào vị trí khối liệu Các chương trình phục hồi liệu 22 ảnh hưởng đến chức tương tác hệ thống Fast Forward (FF), Fast Backward (FB), tìm kiếm hỗ trợ Một phương pháp thực FF FB để đọc nhiều khối liệu cho khách hàng theo vòng Tuy nhiên, băng thơng mở rộng đĩa mở đòi hỏi phải có thiết bị lưu trữ nhiều để phục vụ số lượng khách hàng, làm tăng chi phí hệ thống lưu trữ Hai phương án sử dụng việc xếp khối liệu Load-matching Load-balancing: Load-matching : Các khối liệu thường xuyên truy cập nhiều phần bên track ( outer track ) đội truy nhập vào bên track ( inner track ) Điều giúp có nhìn trực quan tốc độ truyền tải phụ thuộc với tỉ lệ 1: 1,8 từ inner tới outer Load-balancing: Dữ liệu xếp cho dung lượng truyển tải không đổi cung cấp độc lập lựa chọn khách hàng vị trí liệu Cả hai chiến lược cố gắng tối đa hóa dung lượng server, số lượng người xem đồng thời hỗ trợ Hai chương trình vị trí khối liệu Disk farm Disk array (RAID) Với Disk farm, đĩa chứa nhiều phim bên với Disk array phim lại rải rác nhiều ổ đĩa, ví dụ : phim chia làm nhiều khối , khối lại nằm ổ đĩa , khối nằm ổ đĩa ,…vv , cách tổ chức gọi striping Và thực tế RAID sử dụng nhiều cho hiệu suất tối ưu Disk farm: Load-matching sử dụng disk farm: Phim ưa thích lưu trữ outer track, phim phổ biến lưu trữ inner track Tuy nhiên, tiếng hay yêu thích phim thay đổi ngày, nên dung lượng server thay đổi điều xảy Lúc ta lại phải thay đổi vị trí lưu trữ phim outer track inner track, vậy, làm chi phí trở nên cao RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks) hình thức ghép nhiều ổ đĩa cứng vật lý thành hệ thống ổ đĩa cứng có chức gia tăng tốc độ đọc/ghi liệu nhằm tăng thêm an toàn liệu chứa hệ thống đĩa kết hợp hai yếu tố 23 Không giống lưu trữ liệu đĩa đơn, Loadmatching Load-balancing dung RAID trình "striping" tất phim tất đĩa Striping cho phép truy cập song song liệu từ thành phần vật lý (physical sector) tất ổ đĩa mảng đó, thành phần vật lí logic có thời gian truy cập giống hệt Thơng lượng hiệu tăng lên số lượng ổ đĩa mảng Tốc độ truyền tải làm cho RAID trở thành cấu trúc tốt cho hệ thống lưu trữ cung cấp băng thơng cao cho hệ thống VoD RAID có nhiều đĩa chẵn, lẻ để cung cấp khả chịu lỗi Phần mở rộng đĩa có thêm khối logic EXCLUSIVE OR (XOR ) block-by-block cho phép phục hồi liệu cho ổ đĩa bị lỗi Tuy nhiên phương pháp khơng thích hợp với chức tương tác FF FB nhiều khối đọc song song bị bỏ Hình 15: Cấu trúc RAID 24 Phần 3: Tương Tác Giữa VoD Và Khách Hàng 3.1 Các chức tương tác Play/Resume: Bắt đầu trình chiếu hay tiếp tục sau dừng chiếu Stop: Ngừng chiếu, khơng có hình ảnh âm Pause: Tạm ngưng chiếu giữ nguyên hình ảnh Jump Forward: Chuyển đến thời điểm hướng phía trước phim trình chiếu mà khơng có hình ảnh âm Jump backward: Chuyển đến thời điểm hướng phía sau phim trình chiếu mà khơng có hình ảnh âm Fast Forward (FF): Duyệt trình chiếu hướng phía trước với hình ảnh âm Fast Backward (FB): Duyệt trình chiếu hướng phía sau với hình ảnh âm Slow down: Phát phía trước với tốc độ chậm có hình ảnh âm thanh\ Fast Reverse (REW): Duyệt trình chiếu theo hướng ngược với hình ảnh âm Slow Reverse: Chiếu ngược lại với tốc độ chậm hình ảnh âm 25 3.2 Cách xử lí tương tác Hầu hết nghiên cứu dựa Fast Forward (FF) Fast Backward (FB) Sau số phương pháp tiêu biểu: D-frames cung cấp MPEG-1: D-frame MPEG-1 chứa trung bình khối sử dụng để duyệt tìm kiếm Các D-frame trình chiếu cho khách hàng sau giải mã khách hàng chế đố FF FB Tuy nhiên chất lượng đầu D-frame sẵn MPEG2 Khối phân loại: Trong phương pháp này, FF FB hỗ trợ bở server khối phân loại Mỗi khối đánh dấu thích hợp hay khoong thích hợp với FF FB Trong trình phát bình thường hai khối lấy ra, FF FB có khối thích hợp với FF FB lấy ra, tùy theo yêu cầu khách hàng Phương pháp thực cách kết hợp nhiều luồng liệu mở rộng với luồng sở hình ảnh chất lượng tốt 3.3 Chất lượng dịch vụ Chất lượng dịch vụ (QoS) sử dụng nhiều khía cạnh khác Ví dụ, QoS mạng bao gồm bảo đảm thông qua, chậm trễ mạng, chậm trễ jitter, tỷ lệ lỗi,… vv QoS VoD đề cập đến tiêu chuẩn dịch vụ VoD đáp ứng mong đợi người sử dụng Thời gian thiết lập nhanh: Trễ thiết lập ban đầu ( Thời gian thiết lập kết nối ) nên vòng phút Sự độc lập chất lượng dịch vụ giành cho khách hàng khác nhau: Chất lượng dịch vụ cung cấp cho khách hàng khơng nên suy giảm có gia nhập khách hàng thiết lập dịch vụ Tính liên tục dòng phương tiện truyền thơng: Khơng có có chút jitter trình chiếu video Đáp ứng kịp thời chức tương tác Tất tiêu chuẩn QoS đòi hỏi kết hợp tất ba thành phần hệ thống VoD: Server , mạng, Set-top box vị trí khách hàng 26 Phần 4: Tiêu chuẩn Audio / Video VoD 4.1 Giới thiệu: Moving Picture Experts Group (MPEG) - "Nhóm chuyên gia hình ảnh động" : nhóm quy tắc hoạt động thành lập ISO IEC để thiết lập tiêu chuẩn cho việc truyền tải âm video Chuẩn MPEG lần mắt vào năm 1988 sáng kiến Hiroshi Yasuda (Nippon Telegraph điện Telephone) Leonardo Chiariglione, chủ tịch nhóm kể từ thành lập Hội nghị MPEG diễn vào tháng năm 1988 Ottawa, Canada Tính đến cuối năm 2005, MPEG lên tới 350 thành viên tham gia hội nghi từ lĩnh vực công nghiệp, trường đại học viên nghiên cứu khác Danh pháp thức MPEG ISO/IEC JTC1/SC29 WG11 4.2 Phân loại Chuẩn MPEG gồm phận khác Mỗi phận lại bao gồm đặc điểm kỹ thuật định Các tiêu chuẩn xác định Cơ cấu (Profiles) Cấp độ (Levels) Cơ cấu nhằm xác định tập hợp cơng cụ có sẵn, cấp độ xác định phạm vi giá trị thích hợp cho thuộc tính liên quan đến chúng Một số tiêu chuẩn MPEG thay đổi cải tiến và/hoặc phiên MPEG tiêu chuẩn hóa định dạng nén tiêu chuẩn phụ sau MPEG-1 (1993): Mã hóa hình ảnh động âm liên quan việc lưu trữ kỹ thuật số đa phương tiện lên đến 1,5Mbit/s (ISO/IEC 11172) Chuẩn nén MPEG cho âm video Nó thường giới hạn khoảng 1,5Mbit/s mặt kỹ thuật bit rate cao nhiêu Nó thiết kế phép hình ảnh chuyển động âm mã hóa thành 27 bitrate Đĩa CD Nó sử dụng Video CD dùng cho video chất lượng thấp DVD Nó dùng dịch vụ truyền hình vệ tinh truyền hình cap kỹ thuật số trước MPEG-2 trở nên phổ biến Để đáp ứng yêu cầu bit thấp, MPEG-1 downsamples hình ảnh, tần số ảnh 24–30 Hz, cho chất lượng mức trung bình Nó bao gồm MPEG-1 Audio Layer III định dạng nén âm phổ biến (MP3) MPEG-2 (1995): Mã hóa chung cho hình ảnh chuyển động thông tin âm liên quan (ISO/IEC 13818) Tiêu chuẩn truyền tải video âm có chất lượng truyền hình Chuẩn MPEG-2 hỗ trợ quét xen kẽ HD video MPEG-2 xem trọng chọn làm chương trình nén cho phát sóng truyền hình kỹ thuật số, dịch vụ kỹ thuật số vệ tinh, truyền hình cap kỹ thuật số, SVCD DVD Video Nó sử dụng Đĩa Blu-ray, thường dùng MPEG-4 Part 10 SMPTE VC-1 cho nội dung HD MPEG-3: MPEG-3 xử lý chuẩn hóa scalable nén đa độ phân giải dành cho HDTV nhân thấy khơng cần thiết nên đuọc xác nhập vào MPEG-2; kết khơng tiêu chuẩn MPEG-3 Đừng nhầm lẫn MPEG-3 với MP3, MP3 âm MPEG-1 MPEG-2 Lớp III MPEG-4 (1998): Mã hóa đối tượng nghe nhìn (ISO/IEC 14496) MPEG-4 sử dụng cơng cụ mã hóa phức tạp để đạt yếu tố nén cao MPEG2 Ngồi việc mã hóa video hiệu hơn, MPEG-4 tiến gần tới ứng dụng đồ họa máy tính Với cấu phức tạp hơn, giải mã MPEG-4 hiệu trỏ thành xử lý việc dựng hình chiều kết cấu bề mặt MPEG-4 hỗ trợ Intellectual Property Management and Protection (IPMP) (Quản lý bảo vệ sở hữu trí tuệ), việc cung cấp sở để sử dụng công nghệ độc quyền để quản lý bảo vệ nội dung quản lý quyền kỹ thuật số Nó hỗ trợ MPEG-J, chương trình giải pháp đầy đủ để tạo ứng dụng tương tác tùy chỉnh đa phương tiện (Ứng dụng Java với môi trường Java API) nhiều tính khác Một số tiêu chuẩn video hiệu cao (mới Video MPEG-2) đáng ý là: o MPEG-4 part (Simple and Advanced Simple Profile) o MPEG-4 AVC (MPEG-4 Part 10 H.264) MPEG-4 AVC sử dụng HD DVD Đĩa Blu-ray, với VC-1 and MPEG-2 28 MPEG-2 với ưu điểm tốt trở thành tiêu chuẩn video/audio VoD Phần 5: Tổng Kết Mặc dù tồn nhiều vấn đề cần giải VoD dịch vụ số hữu ích hấp dẫn với khách hàng với tính tương tác, tính giải trí cao VoD bước đột phá lớn cơng nghệ tryền hình số Với việc sử dụng chuẩn nén video MPEG-2 cho chất lượng hình ảnh, tốt, chân thực, với việc sử dụng công nghệ mạng tiên tiến ATM, ADSL tạo kho lưu trữ video khổng lồ, đáp ứng yêu cầu người dung nhanh chóng Với VoD giới giải trí mang vào nhà người với thiết bị hiển thị Set-top box với mức giá phải Hơn nữa, hạ tầng kĩ thuật VoD ngày phát triển hoàn thiện tạo tương lai phát triển mạnh mẽ VoD Việc tìm hiểu dịch vụ Video on Demand nhóm chúng em có ý nghĩa tích cực kỹ tìm kiếm, phân tích, tổng hợp kiến thức để hoàn thành việc giới thiệu cách rõ ràng cơng nghệ Dù tồn vấn đề việc hiểu tài liệu tiếng Anh việc phối hợp làm việc nhóm chắn điều dần cải thiện chuyên đề sau! 29 Danh mục tài liệu tham khảo Giáo trình Mạng Truy Nhập 2007 – HV Cơng nghệ bưu viễn thơng Interactive Video On Demand System – Nova blog http://novastars.com/video-on-demand/index.html VoD: Video On Demand - Edward Chow http://www.cs.uccs.edu/~cs525/vod/vod.htm http://vi.wikipedia.org/wiki/MPEG 30 ... có ba loại kiến trúc: + Centralized VoD + Centralized VoD với server cục có đệm Buffers + Distributed VoD 2.2.1 Centralized VoD Là kiến trúc VoD mà , hệ thống VoD thiết kế theo kiểu tập trung để... cầu mạng VoD: + Tốc độ mạng cao: Video VoD nén chuẩn MPEG yêu cầu băng thông 1,5 - Mbps Một hệ thống hỗ trợ 100 khách hàng đòi hỏi băng thông gần 600 Mbps Như hệ thống Ethernet 10 Mbps thông thường... cục cần băng thông tối thiểu 1,5 Mbps - băng thông luồng liệu VoD video Băng thông backbone thường lên đến hàng trăm megabits giây, tùy thuộc vào số lượng kết nối đồng thời vào mạng VoD hỗ trợ