Bài giảng Truyền thông đa phương tiện – Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện

Bài giảng Truyền thông đa phương tiện – Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện trình bày đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện trên mạng IP; giới thiệu công nghệ truyền số liệu tốc độ cao; các giao thức truyền thông đa phương tiện; kỹ thuật truyền dòng dữ liệu đa phương tiện; truyền đơn hướng, đa hướng.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN (Multimedia Communication) Giảng viên: Ths Trần Đắc Tốt – Khoa CNTT Email: tottd@cntp.edu.vn Website: www.oktot.com Facebook: https://www.facebook.com/oktotcom/ Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … NỢI DUNG MƠN HỌC Chương 1: Tổng quan trùn thơng đa phương tiện Chương 2: Đặc tính, yêu cầu của dữ liệu đa phương tiện Chương 3: Các chuẩn nén dữ liệu đa phương tiện Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện Chương 5: Các ứng dụng truyền thông đa phương tiện Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … CHƯƠNG 4: TRUYỀN DỮ LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN Đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện mạng IP Giới thiệu công nghệ truyền số liệu tốc độ cao Các giao thức truyền thông đa phương tiện Kỹ thuật truyền dòng liệu đa phương tiện Truyền đơn hướng, đa hướng (Unicast, Multicast) Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU Mục đích: Giới thiệu Nguyên tắc giao thức truyền dữ liệu đa phương tiện Trình bày các giao thức thiết lập gọi, Trình bày cách quản lý dữ liệu đa phương tiện Yêu cầu: Sinh viên nắm vững Nguyên tắc giao thức truyền dữ liệu đa phương tiện Các giao thức streaming chuyên biệt Các giao thức thiết lập gọi Cách quản lý dữ liệu đa phương tiện Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … CHƯƠNG 4: TRUYỀN DỮ LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN Đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện mạng IP Giới thiệu công nghệ truyền số liệu tốc độ cao Các giao thức truyền thông đa phương tiện Kỹ thuật truyền dòng liệu đa phương tiện Truyền đơn hướng, đa hướng (Unicast, Multicast) Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … Đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện mạng IP Mạng hệ thống truyền thông đa phương tiện cần đáp ứng yêu cầu có số lượng th bao lớn (ví dụ mạng điện thoại, Internet,…), diện rộng khả tương tác thời gian thực Yêu cầu truyền thông phải kết hợp truyền nhiều loại thơng tin có đặc tính vật lý khác đường truyền Ảnh, video, âm tiếng nói, văn bản, có dải phổ khác có yêu cầu khác về tốc độ, độ trễ Kỹ thuật truyền video có khác theo yêu cầu ứng dụng… Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … Đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện mạng IP Các vấn đề hệ thống truyền số liệu đa phương tiện Xử lý dữ liệu đa phương tiện: mã hóa nén, đồng Chồng đa thức, đóng gói DL, KT trùn dịng dữ liệu u cầu về giá thành khả thi đảm bảo chất lượng QoS máy người dùng cảm nhận thông tin Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … CHƯƠNG 4: TRUYỀN DỮ LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN Đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện mạng IP Giới thiệu công nghệ truyền số liệu tốc độ cao Các giao thức truyền thông đa phương tiện Kỹ thuật truyền dòng liệu đa phương tiện Truyền đơn hướng, đa hướng (Unicast, Multicast) Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … Giới thiệu công nghệ đường truyền số liệu đa phương tiện ADSL (Asymmentrical Digital Subscriber Line) FTTH Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line) Tốc độ truyền không đối xứng Đường truyền vật lý: cáp đôi dây đồng xoắn (Twisted-pair copper wire) Truyền video, âm thanh, ảnh theo chiều, tín hiệu điều khiển truyền theo chiều ngược lại đường Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 10 Truyền dòng liệu với HTTP Ưu điểm Streaming qua HTTP: Thứ nhất: Khi webserver dùng để phục vụ nội dung đa phương tiện, nhà cung cấp dịch vụ không cần phải đầu tư thêm media server chuyên dụng Thứ hai: việc triển khai đơn giản lưu lượng mạng coi lưu lượng của dịch vụ web cho phép trở nên suốt với firewall gateway Thứ ba: với hỗ trợ dịch vụ HTTP rộng rãi giúp nâng cao tính tương thích với ứng dụng client Hầu hết chương trình media player hỗ trợ thêm pseudo-streaming qua giao thức HTTP/TCP giao thức streaming của riêng Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 69 Truyền dòng liệu với HTTP Nhược điểm Streaming qua HTTP: Nhược điểm của việc streaming qua HTTP/TCP hiệu (performance) Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 70 Streaming với băng thông và lưu trữ Băng thông rộng tốc độ từ 2,5 Mbit /s trở lên khuyến khích cho việc streaming phim điện ảnh Ví dụ: AppleTV, GoogleTV SonyTV Blu-ray Disc Player, sử dụng khoảng 10 Mbit/s cho nội dung độ nét cao HD Kích thước lưu trữ Streaming media tính băng thơng để Streaming chiều dài của tập tin Media, cách sử dụng công thức sau (cho người dùng tập tin): Kích thước lưu trữ (MB) = chiều dài (tính giây) × tỷ lệ bit (bit / s) / (8 × 1024 × 1024) Ví dụ: Một video mã hóa 300 kbit /s (đây băng thơng video điển hình thường mã hóa 320 x 240 điểm ảnh) là: (3.600 s × 300.000 bit / s) / (8 × 1024 × 1024) yêu cầu dung lượng lưu trữ khoảng 128 MB Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 71 Streaming với băng thơng và lưu trữ Ví dụ(tt):  Nếu tập tin lưu trữ máy chủ cho việc streaming theo yêu cầu xem 1.000 người lúc cách sử dụng giao thức Unicast, yêu cầu là: 300 kbit/s × 1000 = 300.000 kbit/s = 300 Mbit/s của băng thông  Điều tương đương với khoảng 135 GB cho Sử dụng giao thức Multicast server gửi luồng đơn(thông thường) cho tất cả người dùng Do đó, việc Stream sử dụng 300 kbit/s băng thông  Giả định: tốc độ mã hóa 500 kbit/s Nếu chương trình kéo dài với 3.000 người xem: Từ công thức: Số MBs chuyển = tốc độ mã hóa(bit/s) x số giây x số lượng người xem / (8 * 1024 * 1024) -> Số MBs chuyển = 500 x 1024 (bit/s) × × 3600 (= giờ) × 3.000 (người xem) / (8 * 1024 * 1024) = 1.977.539 MB Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 72 Truyền dòng liệu dùng giao thức TCP/UDP TCP giao thức được dùng hầu hết ứng dụng Internet WWW, FTP, telnet, … Đây giao thức hướng kết nối bao gờm thành phần: điều khiển lỗi, điều khiển luồng, tránh tắc nghẽn Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 73 Truyền dòng liệu dùng giao thức TCP/UDP Giao thức UDP (User Datagaram Protocol) không gặp phải vấn đề TCP tính đơn giản nó: UDP khơng có điều khiển nghẽn, điều khiển lỗi, điều khiển luồng UDP không gây trễ thêm (bỏ qua thời gian xử lý việc trễ gói tin) thuật toán điều khiển luồng, điều khiển nghẽn của TCP, UDP thích hợp việc truyền dữ liệu đa phương tiện nhạy cảm thời gian Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 74 Truyền lũy tuyến Streaming vs Progressive Download Truyền dòng và truyền lũy tuyến là hai khái niệm dễ gây nhầm lẫn người dùng xem phim online Web Progressive Download Dùng Web server File luu trữ Web Server Giao thức HTTP sử dụng để truyền thông giữa Client và Server (sử dụng Web Browser) Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 75 Truyền lũy tuyến Streaming vs Progressive Download Progressive Download (Tiếp theo) Sử dụng giao thức TCP Truyền với tốc độ tốt phụ thuộc mạng File Download dần phần kết hợp với trình diễn File trình diễn đã nhận đủ lượng định nào (thường quy định Web Browser MediaPlayer) Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 76 Ưu điểm “Streaming” so với “Progressive Download File” Sử dụng băng thông hiệu quả hơn: Không cần truyền lại, không sử dụng chế thăm dò tắc nghẽn (truyền từ tốc độ thấp tăng dần) Chất lượng cảm nhận audio và video đến người dùng tốt hơn: Khi xảy tắc nghẽn, Server giữ nguyên dòng audio, giảm dòng video để tránh tắc nghẽn Mặt khác gói tin UDP ưu tiên cao so với TCP nên hạn chế ngắt quảng phía người dùng Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 77 Ưu điểm “Streaming” so với “Progressive Download File” Hỗ trợ truyền thông tương tác thời gian thực: Window Media Services hỗ trợ các tính VCR control (Fastforwad, Seek, Rewind), truyền hình trực tiếp, Multicast Đây là những tính khó thực Web Server Chi phí thấp phục vụ số lượng lớn người dùng Bảo vệ bản quyền: truyền lũy tiến, file lưu lại thư mục tạm thời nên người dùng coppy xem lại Với truyền dòng người dùng coppy và muốn xem lại thì phải Request Server truyền lại Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 78 CHƯƠNG 4: TRUYỀN DỮ LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN Đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện mạng IP Giới thiệu công nghệ truyền số liệu tốc độ cao Các giao thức truyền thông đa phương tiện Kỹ thuật truyền liệu đa phương tiện Truyền đơn hướng, đa hướng (Unicast, Multicast) Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 79 Truyền đơn hướng, đa hướng (Unicast, Multicast) Multicast streaming Unicast_streaming Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 80 Truyền đơn hướng, đa hướng (Unicast, Multicast) Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 81 References Một số nội dung môn học được tham khảo từ: Jerry D Gibson, Multimedia Communications, Academic Press, 2001 PGS.TS Nguyễn Thị Hoàng Lan, Bài giảng Truyền thông đa phương tiện, Viện CNTT & TT - ĐHBK Hà Nội Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 82 Câu hỏi ? Ý kiến ? Đề xuất ? Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 83 ... phương tiện Chương 5: Các ứng dụng truyền thông đa phương tiện Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … CHƯƠNG 4: TRUYỀN DỮ LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN Đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện. .. HỌC Chương 1: Tổng quan trùn thơng đa phương tiện Chương 2: Đặc tính, yêu cầu của dữ liệu đa phương tiện Chương 3: Các chuẩn nén dữ liệu đa phương tiện Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương. .. nghẽn đường truyền Chương 4: Truyền dữ liệu đa phương tiện … 27 CHƯƠNG 4: TRUYỀN DỮ LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN Đặc điểm hệ truyền thông đa phương tiện mạng IP Giới thiệu công nghệ truyền số liệu tốc