Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng IPTV và ứng dụng triển khai tại IPTV Bắc Ninh

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng IPTV và ứng dụng triển khai tại IPTV Bắc Ninh

Đồ án tốt nghiệp Đại Học Đề tài: Nghiên cứu cơng nghệ truyền hình qua giao thức Internet (IPTV) MỤC LỤC MỤC LỤC I THUẬT NGỮ VIẾT TẮT .IV DANH MỤC HÌNH VẼ VII DANH MỤC BẢNG BIỂU IX LỜI MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN IPTV VÀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN IPTV Ở VIỆT NAM 1.1 Giới thiệu IPTV 1.1.1 Khái niệm IPTV 1.1.2 Một số đặc điểm IPTV 1.1.3 Sự khác biệt IPTV Internet TV 1.2 Mô hình cấu trúc IPTV 1.3 Tình hình phát triển IPTV Việt Nam 1.3.1 Tình hình phát triển dịch vụ IPTV VNPT 1.3.2 Tình hình phát triển dịch vụ IPTV FPT 11 1.3.3 Tình hình phát triển IPTV VTC 12 1.4 Các dịch vụ cung cấp IPTV 13 1.4.1 Dịch vụ video IPTV .14 1.4.1.1 Dịch vụ video quảng bá 15 1.4.1.2 Dịch vụ Video theo yêu cầu 15 1.4.2 Dịch vụ âm IPTV .17 1.4.2.1 Dịch vụ phát quảng bá 17 1.4.2.2 Dịch vụ âm nhạc quảng bá 17 1.4.2.3 Dịch vụ âm nhạc theo yêu cầu 1.4.2.4 Dịch vụ âm nhạc trả tiền 17 17 1.4.3 Dịch vụ trò chơi 17 1.4.4 Dịch vụ thơng tin tích hợp 17 1.4.4.1 Dịch vụ thoại tích hợp 1.4.4.2 Dịch vụ Internet tích hợp 18 18 1.4.5 Dịch vụ quảng cáo 18 1.4.6 Dịch vụ tương tác .19 1.4.6.1 Ghi hình riêng tư (PVR) 19 1.4.6.2 Ghi hình riêng tư mạng (nPVR) 19 1.4.6.3 Bình chọn dự đoán 19 1.4.6.4 Giáo dục ti vi 20 1.4.6.5 Thương mại ti vi 20 1.4.6.6 Tương tác qua di động 20 1.4.6.7 Tin nhắn ti vi 20 1.4.7 Dịch vụ truyền hình hội nghị .21 1.4.8 Dịch vụ gia tăng khác 21 1.4.8.1 Tin nhắin SMS/MMS21 Nguyễn Văn Diện Lớp: H09VT3 I Đồ án tốt nghiệp Đại Học Đề tài: Nghiên cứu cơng nghệ truyền hình qua giao thức Internet (IPTV) 1.4.8.2 Thư điện tử ti vi 21 1.4.8.3 Chia sẻ truyền thông (an bum ảnh) 21 1.4.8.4 Ghi nhật ký hình ảnh 22 1.4.8.5 Quan sát tồn cầu 22 CHƯƠNG 2: CƠNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH TRÊN IP .23 2.1 Kiến trúc hệ thống IPTV 23 2.2 Hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 24 2.3 Mạng cung cấp dịch vụ Triple Play 25 2.4 Các chuẩn nén hình ảnh sử dụng cho IPTV 26 2.4.1 Chuẩn nén MJPEG Wavelet 27 2.4.2 Chuẩn nén MPEG-x H.26x .28 2.4.3 Chuẩn nén MPEG-2 .29 2.4.4 Chuẩn nén MPEG-4: 30 2.4.4.1 Phân phối luồng liệu 31 2.4.4.2 Hệ thống 32 2.4.4.3 MPEG-4 Audio 33 2.4.4.4 MPEG-4 Visual 33 2.4.5 Chuẩn nén H.264/MPEG-4 Part 10/AVC 34 2.5 Giao thức mạng 38 2.6 Mạng truyền tải dịch vụ IPTV 42 2.6.1 Video Sites 42 2.6.1.1 Thiết bị đầu cuối đặc biệt 42 2.6.1.2 Trung tâm nguồn hình ảnh 43 2.6.1.3 Trung tâm chuyển mạch hình ảnh 43 2.6.2 Các yêu cầu dịch vụ Video 43 2.6.2.1 Băng tần cao 43 2.6.2.2 Băng tần không đối xứng 44 2.6.2.3 Chất lượng dịch vụ 44 2.6.2.4 Thời gian đổi kênh video quảng bá 44 2.6.3 Hướng phát hình ảnh 45 2.6.3.1 Dịch vụ Video lớp 45 2.6.3.2 Kiến trúc chuyển tiếp video 46 2.6.4 Chuyển tiếp truy nhập Internet 48 2.6.4.1 Chuyển tiếp thoại 49 2.6.4.2 Kiến trúc truyền tải biên 49 2.6.5 Các chức DSLAM 50 2.6.6 Các chức cổng truy nhập gia đình (HAG) 51 2.6.6.1 Sự phân chia lưu lượng dựa cổng vật lý 2.6.6.2 Sự phân chia lưu lượng dựa địa MAC 52 52 CHƯƠNG 3: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG IPTV VÀ ỨNG DỤNG TRIỂN KHAI TẠI VNPT BẮC NINH 54 Nguyễn Văn Diện Lớp: H09VT3 II Đồ án tốt nghiệp Đại Học Đề tài: Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua giao thức Internet (IPTV) 3.1 Khái niệm QoE QoS 54 3.2 Các yếu tố đánh giá chất lượng dịch vụ Video 56 3.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ IPTV 57 3.3.1 Yếu tố chất lượng nguồn tín hiệu video 57 3.3.2 Yếu tố mã hóa tín hiệu 58 3.3.3 Yếu tố độ dài nhóm ảnh (GOP) 59 3.3.4 Yếu tố gói tin .60 3.3.5 Yếu tố thứ tự gói tin 60 3.3.6 Yếu tố gói 60 3.3.7 Yếu tố trễ 62 3.3.8 Yếu tố rung pha 62 3.3.9 Yếu tố tranh chấp với dịch vụ triple-play khác 62 3.3.10 Yêu tố tham số cấu hình 63 3.3.11 Yếu tố máy chủ 63 3.4 Các phương pháp đo chất lượng dịch vụ Video 63 3.4.1 Phương pháp đo chất lượng video định tính 63 3.4.2 Phương pháp đo chất lượng video định lượng .64 3.4.2.1 Hệ thống đo chất lượng video dựa mơ hình tham chiếu đầy đủ 65 3.4.2.2 Hệ thống đo chất lượng videodựa mơ hình khơng tham chiếu 67 3.4.2.3 Hệ thống đo chất lượng video dựa mơ hình tham chiếu rút gọn 68 3.4.3 Phương pháp đo gián tiếp chất lượng video 68 3.4.3.1 Hệ số trễ 69 3.4.3.2 Tỉ lệ gói 70 3.4.4 Phương pháp đo thời gian chuyển kênh .72 3.4.5 Phương pháp đánh giá độ tin cậy 73 3.4.6 Phương pháp kiểm tra độ bảo mật .74 3.4.7 Các điểm đo giám sát chất lượng 76 3.5 Các yêu cầu kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ IPTV 77 3.5.1 Chỉ tiêu chất lượng tín hiệu video 77 3.5.1.1 Các tham số lớp truyền dẫn 77 3.5.2 Chỉ tiêu thời gian tương tác 78 3.5.3 Chỉ tiêu đồng tín hiệu hình tiếng 79 3.6 Ứng dụng triển khai IPTV Viễn Thông Bắc Ninh 79 3.6.1 Vị trí địa lý 79 3.6.2 Tình hình triển khai IPTV VNPT Bắc Ninh 81 3.6.3 Khai thác, quản lý thuê bao MyTV .84 3.6.3.1 Khai báo tài khoản cho khách hàng 3.6.3.2 Quản lý thuê bao MyTV 89 Nguyễn Văn Diện Lớp: H09VT3 85 III Đồ án tốt nghiệp Đại Học Đề tài: Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua giao thức Internet (IPTV) THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt ACM Admission Control Mechanism Cơ chế kiểm soát truy cập ATIS Aliance for Telecommuniction Industry Standard Tổ chức công nghiệp viễn thông BRAS Broadband Remote Access Server Máy chủ băng rộng truy cập từ xa CA Conditional Access Truy cập có điều kiện CDP Content Delivery Protocols Giao thức phân phát nội dung CPE Customer Premises Equipment Thiết bị nhà thuê bao DF Delay Factor Hệ số trễ DHCP Dynamic Protocol DNS Domain Name System Hệ thống tên miền DRM Digital Right Management Quản lý quyền sử dụng số DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer Thiết bị ghép kênh đường dây thuê bao số DVB Digital Video Broadcasting Quảng bá truyền hình số DVB-H Digital Video Handheld DVR Digital Video Recorder Bộ ghi video số EPG Electronic Program Guide Hướng dẫn chương trình điện tử Nguyễn Văn Diện Lớp: H09VT3 Host Configuration Broadcasting - Giao thức cấu hình host động Thiết bị cầm tay hỗ trợ quảng bá truyền hình số IV Đồ án tốt nghiệp Đại Học Đề tài: Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua giao thức Internet (IPTV) ESG Electronic Service Guide Hướng dẫn dịch vụ điện tử ETSI European Telecommunications Sdandards Institute Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu FEC Forward Error Correction Hiệu chỉnh lỗi hướng FTTx Fiber To The (Home, Building ) Họ công nghệ FTTx GOP Group of Pictures Nhóm ảnh HAG Home Access Gateway Cổng truy nhập gia đình HDTV High Definition TeleVision Truyền hình độ phân giải cao HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn ICMP Internet Control Message Protocol Giao thức tin điều khiển internet IGMP Internet Protocol Giao thức quản lý nhóm Internet IP Internet Protocol Giao thức internet IPTV Internet Protocol TeleVision Truyền hình dựa IP IPTVCD IPTV Consumer Device Thiết bị IPTV người sử dụng IPTVCM IPTV Communications Model Mơ hình thơng tin IPTV ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet ITU-T International Union Tổ chức viễn thông giới KoD Karaoke on Demand Karaoke theo yêu cầu MoCA Media over Coax Alliance Kết hợp truyền thông cáp đồng trục MOS Mean Opinion Score Điểm ý kiến trung bình MPEG Moving Picture Experts Group Nhóm chun gia hình ảnh động MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức NGN Next Generation Network Mạng hệ PIM Protocol Independent Multicast Giao thức đa hướng độc lập PPP Point-to-Point Protocol Giao thức điểm-điểm PPPoE Point-to-Point Ethernet PVR Personal Video Recorder Nguyễn Văn Diện Lớp: H09VT3 Group Management Telecommunicatin Protocol over Giao thức điểm-điểm Ethernet Dịch vụ ghi lại nội dung video theo V Đồ án tốt nghiệp Đại Học Đề tài: Nghiên cứu công nghệ truyền hình qua giao thức Internet (IPTV) nhu cầu cá nhân PSNR Peak Signal-to-Noise Ratio Tỉ số tín hiệu đỉnh nhiễu RG Routing Gateway / Residential Gateway Cổng định tuyến/Cổng thường trú RTCP Real-Time Control Protocol Giao thức điều khiển thời gian thực RTSP Real Time Streaming Protocol Giao thức luồng thời gian thực QoS Quality of Setvice Chất lượng dịch vụ RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực RTSP Real Time Streaming Protocol Giao thức điều khiển luồng thời gian thực SD Standard Definition Độ nét tiêu chuẩn SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên SM Sparse Mode Chế độ thưa SNR Signal Noise Ratio Tỷ số tín hiệu nhiễu STB Set-Top-Box Thiết bị truyền hình đầu cuối TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TS Transport Stream Luồng truyền tải UDP User Datagram Protocol Giao thức liệu sử dụng VHE Video Head End Nguồn Video VHO Video Headend Office Trung tâm nguồn video VoD Video on Demand Dịch vụ xem video theo yêu cầu VoIP Voice over IP Thoại giao thức Internet VSAQ Video Service Audio Quality Chất lượng âm dịch vụ Video VSCQ Video Service Control Quality Chất lượng điều khiển dịch vụ Video VSMQ Video Service Multimedia Quality Chất lượng đa phương tiện dịch vụ Video VSPQ Video Service Picture Quality Chất lượng ảnh dịch vụ Video VSTQ Video Service Transmission Quality Chất lượng truyền dịch vụ Video WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh theo bước sóng quang Nguyễn Văn Diện Lớp: H09VT3 VI Đồ án tốt nghiệp Đại Học Đề tài: Nghiên cứu cơng nghệ truyền hình qua giao thức Internet (IPTV) DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1: IPTV cơng nghệ tương lai Hình 2: Mơ hình chuẩn IPTV Hình 3: Mơ hình IPTV thực tế Hình 4: Cấu hình cung cấp dịch vụ IPTV VASC Hình 5: Dịch vụ iTV FPT 11 Hình 6: Kiến trúc chung hệ thống IPTV 23 Hình 7: Mơ hình kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 24 Hình 8: Kiến trúc mạng cung cấp dịch vụ Triple Play .26 Hình 9: Lịch sử xu hướng phát triển chuẩn nén 27 Hình 10: Mơ hình lớp hệ thống MPEG-4 31 Hình 11: So sánh hoạt động chuẩn nén .38 Hình 12: So sánh yêu cầu băng thông, lưu trữ thời gian tải chuẩn nén .38 Hình 13: So sánh phương thức truyền dẫn .39 Hình 14: So sánh lưu lượng sử dụng Unicast Multicast 41 Hình 15: Kiến trúc mạng truyền tải dịch vụ IPTV 42 Hình 16: Kiến trúc Lớp mạng truyền tải dịch vụ Video 45 Hình 17: Kiến trúc chuyển tiếp video 47 Hình 18: Cấu hình chuyển tiếp truy nhập Internet 48 Hình 19: Cấu hình chuyển tiếp thoại 49 Hình 20: Mạng truyền tải biên 50 Hình 21: DSLAM Bridge-Group 51 Hình 22: Phân chia lưu lượng cổng vật lý 52 Hình 23: Mố tương quan giữt QoE QoS 55 Hình 24: Các yếu tố tác động tới QoE .55 Hình 25: Hệ thống phân phối dịch vụ video đầu cuối-tới-đầu cuối 58 Hình 26: Các loại lỗi lớp vật lý giao thức 58 Hình 27: Hệ thống đo chất lượng video dựa mơ hình tham chiếu đầy đủ 67 Hình 28: Giám sát chất lượng video sử dụng mơ hình rút gọn 68 Hình 29: Mạng IPTV với rung pha .69 Nguyễn Văn Diện Lớp: H09VT3 VII Đồ án tốt nghiệp Đại Học Đề tài: Nghiên cứu cơng nghệ truyền hình qua giao thức Internet (IPTV) Hình 30: Mạng IPTV có rung pha 70 Hình 31: Tính giá trị MDI điểm khác mạng IPTV 71 Hình 32: Cấu hình đo trễ chuyển kênh 73 Hình 33: Kiểm tra bảo mật theo dựa DHCP Option 82 75 Hình 34: Kiểm tra ứng dụng firewall .75 Hình 35: Các điểm đo, giám sát chất lượng mạng IPTV .76 Hình 36: Bản đồ hành tỉnh Bắc Ninh 81 Hình 37: Sơ đồ triển khai MAN-E VNPT Bắc Ninh .82 Hình 38: Giao diện thêm khách hàng .85 Hình 39: Thêm người sử dụng từ danh sách dạng file 86 Hình 40: Danh sách khách hàng chờ kiểm tra lắp đặt dịch vụ IPTV 87 Hình 41: Giao diện kiểm tra cập nhật tình trạng lắp đặt 87 Hình 42: Gửi mail thơng báo cho khách hàng khả lắp đặt .88 Hình 43: Giao diện thực đồng liệu 89 Hình 44: Giao diện thay đổi gói cước sử dụng 89 Hình 45: Giao diện thay đổi trạng thái sử dụng dịch vụ 90 Hình 46: Giao diện thay đổi giải mã 91 Nguyễn Văn Diện Lớp: H09VT3 VIII Đồ án tốt nghiệp Đại Học Đề tài: Nghiên cứu cơng nghệ truyền hình qua giao thức Internet (IPTV) DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Mức cước thuê bao tháng cho dịch vụ MyTV .10 Bảng 2: Mức cước dịch vụ theo yêu cầu (PayTV) MyTV 10 Bảng 3: Các dịch vụ IPTV 14 Bảng 4: Yêu cầu băng thông chuẩn nén 37 Bảng 5: Các nguyên nhân gây mấá gói .61 Bảng 6: Các thang điểác thang đicác phép kiểm tra chất l IPTV .64 Bảng 7: Các tiêu truyền dẫn dịch vụ SDTV, VoD mã MPEG-2 77 Bảng 8: Chỉ tiêu truyền dẫn dịch vụ SDTV, VoD mã MPEG-4 AVC/VC-1 78 Bảng 9: Các tiêu truyền dẫn dịch vụ HDTV mã MPEG-2 78 Bảng 10: Các tiêu truyền dẫn dịch vụ HDTV mã MPEG-4 AVC/VC-1 78 Bảng 11: Chỉ tiêu thời gian tương tác 79 Bảng 12: Chỉ tiêu đồng tín hiệu hình tiếng 79 Bảng 13: Mô tả kết nối mạng MAN-E Bắc Ninh 83 Nguyễn Văn Diện Lớp: H09VT3 IX Đồ án tốt nghiệp Đại Học Đề tài: Nghiên cứu cơng nghệ truyền hình qua giao thức Internet (IPTV) LỜI MỞ ĐẦU Ngày trước phát triển mạnh mẽ khoa học kĩ thuật với phát minh quan trọng lĩnh vực làm cho đời sống người có thay đổi to lớn Trong lĩnh vực giải trí phải kể đến dịch vụ truyền hình vệ tinh, tăng trưởng dịch vụ truyền hình cáp số đặc biệt đời truyền hình độ nét cao (HDTV) để lại dấu ấn truyền hình Bên cạnh phát triển bùng nổ Internet, đặc biệt mạng Internet băng thông rộng làm thay đổi nội dung kỹ thuật truyền hình Truyền hình giao thức Internet (IPTV) cơng nghệ truyền hình tương lai Với hậu thuẫn viễn thông, IPTV dễ dàng cung cấp nhiều hoạt động tương tác hơn, cung cấp cạnh tranh mạnh mẽ cho doanh nghiệp kinh doanh dịch vụ truyền hình IPTV có hội lớn để phát triển nhanh chóng mà mạng băng rộng có mặt khắp nơi Rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông lớn giới triển khai dịch vụ IPTV xem hội để thu lợi nhuận từ thị trường có họ coi giải pháp tự bảo vệ trước lấn sân dịch vụ truyền hình cáp Ở Việt Nam số nhà cung cấp triển khai dịch vụ IPTV mạng băng rộng xDSL Trong tương lai gần, truyền hình HDTV ứng dụng triển khai rộng rãi nước để cung cấp dịch vụ truyền hình chất lượng cao cho người sử dụng Tại Việt Nam, có nhiều nhà khai thác dịch vụ viễn thơng lớn cạnh tranh nhằm cung cấp cho người sử dụng dịch vụ băng thông rộng với chất lượng cao giá rẻ Họ nhận xu hướng phát triển truyền hình trực tuyến video theo yêu cầu, có bước mạnh mẽ Đó dịch vụ MyTV VNPT, iTV FPT dịch vụ IPTV địa phương VTC với thương hiệu khác Nhằm mục đích nâng cao chất lượng dịch vụ IPTV, đồ án nghiên cứu vấn đề đảm bảo chất lượng dịch vụ IPTV mạng viễn thông cố định Đồ án xây dựng với bố cục sau: Chương 1: Tởng quan IPTVvà tình hình phát triển IPTV Việt Nam Chương 2: Cơng nghệ tuyền hình IP Chương 3: Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng IPTV ứng dụng triển khai IPTV Bắc Ninh Nguyễn Văn Diện Lớp: H09VT3 ... Chương 1: Tởng quan IPTVvà tình hình phát triển IPTV Việt Nam Chương 2: Cơng nghệ tuyền hình IP Chương 3: Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng IPTV ứng dụng triển khai IPTV Bắc Ninh Nguyễn Văn Diện... Internet (IPTV) 3.1 Khái niệm QoE QoS 54 3.2 Các yếu tố đánh giá chất lượng dịch vụ Video 56 3.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ IPTV 57 3.3.1 Yếu tố chất lượng. .. dựa địa MAC 52 52 CHƯƠNG 3: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG IPTV VÀ ỨNG DỤNG TRIỂN KHAI TẠI VNPT BẮC NINH 54 Nguyễn Văn Diện Lớp: H09VT3 II Đồ án tốt nghiệp Đại Học Đề tài: Nghiên cứu