Nghiên cứu công nghệ IPTV và phát triển truyền hình địa phương trên nền IPTV

giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội [[ \\ - đậu đình hà NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ IPTV VÀ PHÁT TRIỂN TRUYỀN HÌNH A PHNG TRấN NN IPTV luận văn thạc sĩ kỹ thuật ngành : điện tử viễn thông ngời hớng dẫn khoa học: pgs.ts nguyễn văn khang Hà nội - 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn "NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ IPTV VÀ PHÁT TRIỂN TRUYỀN HÌNH ĐỊA PHƯƠNG TRÊN NỀN IPTV " tự nghiên cứu hoàn thành hướng dẫn PGS.TS NGUYỄN VĂN KHANG Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm lời cam đoan Hà Nội, Ngày 25 tháng 03 năm 2012 Học viên Đậu Đình Hà MỤC LỤC Trang Môc lôc .i Danh mục chữ viết tắt iii Danh mơc c¸c h×nh vÏ viii Mở đầu …………………………………………… ……………………… Chương TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ IPTV 1.1 Giới thiệu chung IPTV 1.1.1 Khái niệm 1.2 Cấu trúc Mạng IPTV 1.2.1 Cấu trúc tổng quát mạng IPTV 1.2.2 Cấu trúc chức cho dịch vụ IPTV .8 1.3 Phân loại dịch vụ IPTV 11 1.3.1 Dịch vụ truyền hình quảng bá 11 1.3.2 Dịch vụ theo nhu cầu (On-Demand) .11 1.3.3 Dịch vụ tương tác (Interactive) .12 1.3.4 Dịch vụ thông tin truyền thông .12 1.3.5 Các dịch vụ gia tăng khác .13 1.4 Phương thức công nghệ dùng IPTV 14 1.4.1 Những yêu cầu đặt cho dịch vụ video 14 1.4.2 Vấn đề phân phối IPTV 15 1.4.3 Các kỹ thuật phân phối IPTV 16 Chương NGHIÊN CỨU VỀ MẠNG CUNG CẤP DỊCH VỤ IPTV 2.1 Các công nghệ mạng lõi IPTV 28 2.1.1 ATM SONET/SDH .28 2.1.2 IP MPLS .28 2.1.3 Metro Ethernet 30 2.2 Kiến trúc mạng cung cấp dịch vụ IPTV 31 i 2.2.1 Video site 31 2.2.2 Mạng truyền dẫn .32 2.3 Quản lý mạng IPTV 37 2.3.1 Hệ thống quản lý mạng IPTV 38 2.3.2 Quản lý chất lượng dịch vụ QoS 42 2.4 Tìm hiểu thiết bị phần cứng hệ thống IPTV .45 2.4.1 Thiết bị phần cứng trung tâm Headend 45 2.4.2 Thiết bị mạng gia đình 51 2.5 Các chương trình phần mềm IPTV .54 2.6 Phương thức phục vụ IPTV 55 Chương PHÁT TRIỂN TRUYỀN HÌNH ĐỊA PHƯƠNG TRÊN NỀN IPTV 3.1 Điều kiện, lực, kinh tế xã hội Tỉnh 59 3.2 Cơ sở hạ tầng mạng khả đáp ứng nhu cầu dịch vụ IPTV 61 3.2.1 Hiện trạng sở hạ tầng mạng viễn thông VNPT 61 3.2.2 Triển khai dịch vụ IPTV mạng VNPT 66 3.3 Cở sở tính tốn, lên cấu hình áp dụng vào thực tế cho mạng Viễn thông Nghệ An .68 3.3.1 Mơ hình đấu nối 68 3.3.2 Mơ hình hoạt động 69 3.3.3 Tính tốn u cầu băng thơng 72 3.4 Tối ưu hóa mạng cung cấp dịch vụ IPTV dựa công nghệ sở hạ tầng mạng Viễn Thông Nghệ An 75 3.4.1 Đề xuất giải pháp triển khai IPTV mạng MAN-E 75 3.4.2 Tính tốn băng thơng cho Nghệ An 77 3.4.3 Mô đánh giá hiệu 82 KẾT LUẬN………………………………………………………………… .87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT A ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường thuê bao số không đối xứng AR Aggregation Router Router mạng gom ARP Address Resolution Protocol Giao thức chuyển đổi địa AON Active Optical Network Mạng quang tích cực APON ATM Passive Optical Network Mạng quang thụ động ATM ATM Asynchromous Transfer Mode Phương thức truyền tải không đồng B BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng biên BRAS Broadband Remote Access Server Server truy nhập từ xa băng thông rộng BPON BTV Broadband Passive Optical Mạng quang thụ động băng Network rộng Broadcasting Television Truyền hình quảng bá C CATV Cable Television Truyền hình cáp CAS Conditional Access System Hệ thống truy cập có điều kiện CDN Content Distribution Network Mạng phân phát nội dung CR- LDP Constain- based routing using Định tuyến sử dụng giao Lable Distribution Protocol thức phân phối nhãn Customer Premises Equipment Thiết bị đầu khách hàng CPE D DER Distribution Edge Router Bộ định tuyến phân phối biên DRM Digital Rights Management Quản lý quyền nội dung số DHCP Dynamic Host Configuration iii Protocol Giao thức cấu hình host động DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số DSLAM Digital Subscriber Line Access Bộ ghép kênh truy cập đường Multiplexer dây thuê bao số DSN Domain Name System Hệ thống tên miền DWDM Dense Wavelength Division Ghép kênh bước sóng mật độ Multiplex cao E EPG Electronic Program Guide Hướng dẫn chương trình điện tử EPON Ethernet Passive Optical Network Mạng quang thụ động Ethernet EVC Ethernet Virtual Connection Kết nối ảo Ethernet F FTTH Fiber to The Home Cáp quang tới nhà khách hàng FTTRO Fiber to the regional office Cáp quang tới khu vực văn phòng FTTN Fiber to the neighborhood Cáp quang tới vùng lân cận FTTC Fiber to the curd Cáp quang tới lề đường H HDLC High- level Data Link Cotrol Điều khiển liên kết liệu mức cao HTML HyperText Markup Language Ngôn ngữ liên kết siêu văn I ICMP IGMP Internet Control Messeger Giao thức tin điều khiển Protocol Internet Internet Group Management Giao thức quản lý nhóm iv Protocol IGP Internal Gateway Protocol Giao thức cổng IRD Integrated Receiver Decoder Bộ giải mã đầu thu tích hợp IP Internet Protocol Giao thức Internet IPTV Internet Protocol Television Truyền hình dùng giao thức Internet IPTVCD IPTV Customer Device Thiết bị khách hàng IPTV ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet ITU International Telecommunication Union Liên hiệp viễn thông quốc tế L LAN Local Area Network Mạng cục LCP Link Control Protocol Giao thức điều khiển liên kết LMP Link Management Protocol Giao thức quản lý liên kết LIB Lable Information Bases Cơ sở thông tin nhãn LSP Lable Switch Path Tuyến chuyển mạch nhãn LSR Lable Switched Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn M MAN-E Metro Access Network Ethernet Mạng Ethernet diện rộng MPEG Moving Picture Experts Group Tổ chức chuyên gia hình ảnh MPLS MultiProtocol Lable-Switch Chuyển mạch nhãn đa giao thức MIB Management Information Base Cơ sở thông tin quản lý NMS Network Management System Hệ thống quản lý mạng NNI Network- Network Interface Giao diện mạng- mạng NGN Next Generation Network Mạng hệ sau v O OAM&P Operation, Administation, Các chức vận hành,bảo Maintaince and Provisioning dưỡng, quản lý giám sát OC Optical Carrier Sóng mang quang OLT Optical Line Termination Kết cuối đường quang ONT Optical Network Termination Kết cuối mạng quang OSS Operations Support System Hệ thống hỗ trợ vận hành OTN Optical Transport Network Mạng truyền tải quang P PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động PPV Pay-per-view Xem phải trả tiền PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm nối điểm PKI Public Key Infrastructure Cơ sở hạ tầng khố cơng cộng PSTN Public Switching Telephone Mạng chuyển mạch điện Network thoại công cộng PVC Permanent Virtual Channel Kênh ảo cố định QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ R RARP Reverse ARP Giao thức chuyển đổi địa ngược RIP Routing Information Ptotocol Giao thức thông tin định tuyến RF Radio Frequency Tần số vô tuyến RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức chiếm tài nguyên RTCP RTP Control Protocol Giao thức điều khiển RTP RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực H HFC Hybrid Fiber/Coax Mạng lai ghép cáp vi quang cáp đồng trục S SDH Synchronous Digital Hierarche Phân cấp số đồng SDV Switched Digital Video Mạng chuyển mạch video số SLA Service-Level Agreement Cam kết cấp độ dịch vụ SONET Synchronuos Optical Network Mạng quang đồng SNMP Simple Network Management Giao thức quản lý mạng đơn Protocol giản STB Set-top-box Hộp phối ghép SVC Switched Virtual Channel Kênh chuyển mạch ảo T TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn U UDP User Datagram Protocol Giao thức gói liệu người dùng UNI User- Network Interface Giao diện mạng- người dùng V VC Virtual Channel Kênh ảo VCI VC Identification Nhận dạng kênh ảo VDSL Very high speed Digital Subscriber Đường dây thuê bao số tốc Line độ cao VoD Video on demand Video theo yêu cầu VLAN Virtual Local Area Network Mạng LAN ảo VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo W WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WDM Wavelength Division Multiplex Ghép kênh theo bước sóng vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Hoạt động hệ thống IPTV phục vụ quảng bá…………… ……4 Hình 1.2 Hoạt động hệ thống IPTV phục vụ theo yêu cầu………………5 Hình 1.3 Cấu trúc tổng quát mạng IPTV……………………………… Hình 1.4 Các thành phần cấu trúc chức mạng IPTV Hinh 1.5 IPTV cấu trúc mạng ADSL 21 Hình 1.6 Mơ hình triển khai cấu trúc mạng IPTV cáp kết hợp IP RF .25 Hình 1.7 Cấu trúc mạng kênh truyền hình Internet 26 Hình 2.1 Topology mạng lõi MPLS .29 Hình 2.2 Kiến trúc mạng cung cấp dịch vụ IPTV 31 Hình 2.3 Kiến trúc truy nhập đa kênh ảo 33 Hình 2.4 Kiến trúc truy nhập EtherType 34 Hình 2.5 Kiến trúc truy nhập đa VLAN .35 Hình 2.6 Hệ thống SNMP đơn giản .40 Hình 2.7 Ví dụ sử dụng ba hàng đợi có quyền ưu tiên 44 Hình 2.8 Cấu trúc trung tâm Headend IPTV 46 Hình 2.9 Cấu trúc IP-STB 52 Hình 3.1 Mạng đường trục VNPT 61 Hình 3.2 Mơ hình kết nối từ mạng lõi đến mạng gom/mạng truy nhập tỉnh thành .63 Hình 3.3 Mạng truy nhập mạng gom tỉnh thành chưa triển khai MEN…………………………………………………………………………64 Hình 3.4 Mơ hình mạng gom mạng truy nhập tỉnh thành tiến hành triển khai MEN .65 Hình 3.5 Cấu hình mạng MAN-E VNPT Nghệ An .68 Hình 3.6 Mơ hình đấu nối phục vụ cho dịch vụ IPTV 69 Hình 3.7 Truy nhập đầu cuối địa IP 71 Hình 3.8 Định tuyến lưu lượng multicast .72 viii CVOD = AR-1 ×S×R × 1-R ×B AR i ( ) (3-9) Trong trường hợp thực cân tải từ core MAN switch đến PE CVOD = AR-2 × Si×R1× (1-R )×B AR (3-10) Dung lượng vịng access dành cho VoD: với giả thiết số lượng thuê bao phục vụ VoD server mạng MAN tương đối đồng ta có: CVoD = ×S ×R ×B AR i (3-11) Nếu thực cân tải core MAN switch ta có: 1 CVoD = × ×S ×R ×B AR i (3-12) 3.3.4 Yêu cầu tính thiết bị, giao thức cần hỗ trợ - IP-DSLAM: IGMP snooping; proxy; Phân loại lưu lượng ánh xạ PVC ↔ SVLAN; 802.1q; 802.1p - Access switch: IGMP snooping; 802.1q; 802.1p - Core switch: IGMP v2, v3; PIM-SM; DHCP relay; 802.1q; 802.1p; DSCP (Differentiated Service Code Point); Phân loại lưu lượng ánh xạ 802.1p ↔ DSCP; OSPF - PE: IGMP v2, v3; PIM-SM; DHCP relay; DSCP (Differentiated Service Code Point); OSPF; Multicast VPN 3.4 Tối ưu hóa mạng cung cấp dịch vụ IPTV dựa công nghệ sở hạ tầng mạng Viễn Thông Nghệ An 3.4.1 Đề xuất giải pháp triển khai IPTV mạng MAN-E - Căn vào cấu hình, topo mạng IP VNPT Nghệ An - Căn vào bảng dự báo dung lượng VNPT mạng VNPT Nghệ An - Căn vào mạng cáp quang VNPT Nghệ An thông tin liên quan đến định hướng phát triển tuyến cáp quang đơn vị thời gian đến hết năm 2012 75 - Căn vào trình triển khai dịch vụ IPTV VNPT - Căn vào điểm tập trung đông dân cư, khu dự kiến phát triển khu công nghiệp tương lai thông tin liên quan đến việc phát triển học dân cư Từ nêu cá nhân đề xuất phương án truyền tải dịch vụ IPTV cho mạng VNPT Nghệ An sau: - Mạng truyền tải MAN-E VNPT Nghệ An kết nối vào mạng lõi VNPT qua hai PE đặt Vinh Diễn Châu, kết nối GiE - Trung tâm IPTV kết nối trực tiếp vào mạng core IP/MPLS VNPT thông qua hai PE VTN kết nối 10GiE Có hai trung tâm IPTV với nội dung giống nhau, đặt Hà Nội đặt Vinh - Phần truy nhập bao gồm DSLAM, MSAN L2SW kết nối dạng đến access switch (UPE) giao diện GiE - Bố trí VoD server core switch có kết nối lên PE Vinh Diễn Châu Việc bố trí hai VoD server giúp giảm tải cho mạng gom Hình 3.9 Giải pháp truyền tải dịch vụ IPTV cho VNPT Nghệ An 76 3.4.2 Tính tốn băng thơng cho Nghệ An Theo điều tra địa bàn tỉnh Nghệ An nhận thấy: - 70% khách hàng IPTV sử dụng truy nhập ADSL2+ - 30% khách hàng IPTV sử dụng truy nhập VDSL2/FTTH - 100% khách hàng sử dụng dịch vụ VoD A Dung lượng dịch vụ VoD: - Các số [7]: + Sử dụng kết nối ADSL 2+: • Số thuê bao VoD: Su1 = 70% x số th bao IPTV • Băng thơng trung bình cho dịch vụ VoD (tính gộp cho HD SD): • dw1 = 6144 (kbps) • % thuê bao chiếm băng thông: URv1 = 20% Dung lượng dịch vụ VoD sử dụng kết nối qua ADSL 2+ là: D1 = Su1 x dw1/1024 x URv1 + Sử dụng kết nối VDSL2/ FTTH: • Su2 = 30% x số thuê bao IPTV • Băng thơng trung bình cho dịch vụ VoD (tính gộp cho HD SD): • dw2 = 5120 (kbps) • % th bao chiếm băng thơng: URv2 = 50% Dung lượng dịch vụ VoD sử dụng kết nối qua VDSL2/FTTH là: D2 = Su2 x dw2/1024 x URv2 Tổng băng thông: D = D1 + D2 (Mbps) Với kết điều tra dự báo cho biết số thuê bao IPTV viễn thông Nghệ An [6] năm 2011 - 2012 là: 5764; sau năm 2012 có tổng số thuê bao tối đa là: 17200, ta có số liệu cụ thể sau: - Năm 2011 - 2011: Dung lượng dịch vụ VoD là: D2011-2012 = D12011-2012 + D22011-2012 D2011-2012 = 0,7 x 5764 x 6144/1024 x 0.2 + 0,3 x 5764 x 5120/1024 x 0.5 D2011-2012 = 9165 (Mbps) 77 - Sau năm 2012: Dung lượng dịch vụ VoD là: Dsau2012 = D1sau2012 + D2sau2012 Dsau2012 = 0,7 x 17200 x 6144/1024 x 0,2 + 0,3 x 17200 x 5120/1024 x 0,5 Dsau2012 = 27348 (Mbps) B Dung lượng dịch vụ BTV: - Các số [7]: • Tổng kênh dịch vụ IPTV: Ch =100 (20HD; 80SD) • Băng thơng trung bình cho kênh SD: ew1 = 4096 (Kbps) • Băng thơng trung bình cho kênh HD: ew2 = 8704 (Kbps) Băng thông sử dụng dịch vụ IPTV [7]: E= ew1/1024 x 80 + ew2/1024 x 20 E = 4096/1024 x 80 + 8704/1024 x 20 E = 337 (Mb) C Tổng dung lượng IPTV tồn mạng viễn thơng Nghệ An: - Năm 2011 - 2012: 9165 + 337 = 9502 (Mbps) - Sau năm 2012: 27348 + 337 = 27685 (Mbps) Để giảm tải cho mạng gom, VoD server đưa gần với thuê bao Cụ thể thực theo giải pháp sau: Bố trí VoD server core switch có kết nối lên PE Vinh Diễn Châu Dung lượng kết nối từ core MAN switch lên PE dành cho VoD có 20% Áp dụng cơng thức (3-7), (3-8), (3-9), (3-10), (3-11), (3-12).Số liệu tính tốn cụ thể sau: - Dung lượng kết nối Core Switch lên PE: CVoD2 = CVoD dùng DSLAM 2+ + CVoD2 dùng FTTH/VDSL2+ CVoD2 dùng DSLAM 2+ = Si (dùng DSLAM 2+) x R1 x (1-R2) x B (dùng DSLAM 2+) CVoD2 dùng FTTH/VDSL2+ = Si (dùng FTTH/VDSL2+) x R1 x (1-R2) x B (dùng FTTH/VDSL2+) Năm 2011-2012: CVoD2 dùng DSLAM 2+ = 0,7 x 5764 x 0,3 x 0,2 x 6,144 = 1.488 (Gbps) 78 CVoD2 dùng FTTH/VDSL2+ = 0,3 x 5764 x 0,3 x 0,2 x 5,120 = 0,531 (Gbps) CVoD2 = 1.488 + 0,531 = 2,019 (Gbps) Sau năm 2012: CVoD2 dùng DSLAM 2+ = 0,7 x 17200 x 0,3 x 0,2 x 6,144 = 4.438 (Gbps) CVoD2 dùng FTTH/VDSL2+ = 0,3 x 17200 x 0,3 x 0,2 x 5,120 = 1,585 (Gbps) CVoD2 = 4.438 + 1,585 = 6,053 (Gbps) Trong trường hợp thực cân tải từ core MAN switch đến PE: CVoD2/2 - Dung lượng vòng core dành cho VoD: VoD server đặt core switch nên có 20% lưu lượng VoD phải chuyển tiếp đến PE CVoD3 = CVoD3 dùng DSLAM 2+ + CVoD3 dùng FTTH/VDSL2+ CVoD3 dùng DSLAM 2+ = (AR-1)/AR x Si (dùng DSLAM 2+) x R1 x (1-R2) x B (dùng DSLAM2+) CVoD3 dùng FTTH/VDSL2+ = (AR-1)/AR x Si (dùng FTTH/VDSL2+) x R1 x (1-R2) x B (dùng FTTH/VDSL2+) Năm 2011 - 2012: CVoD3 dùng DSLAM 2+ = (3-1)/3 x 0,7 x 5764 x 0,3 x 0,2 x 6,144 = 0,992 (Gbps) CVoD3 dùng FTTH/VDSL2+ = (3-1)/3 x 0,3 x 5764 x 0,3 x 0,2 x 5,120 = 0,354 (Gbps) CVoD3 = 0.992 + 0,354 = 1,346 (Gbps) Sau năm 2012: CVoD3 dùng DSLAM 2+ = (3-1)/3 x 0,7 x 17200 x 0,3 x 0,2 x 6,144 = 2,959 (Gbps) CVoD3 dùng FTTH/VDSL2+ = (3-1)/3 x 0,3 x 17200 x 0,3 x 0,2 x 5,120 = 1,057 (Gbps) CVoD3 = 2.959 + 1,057 = 4,016 (Gbps) Trong trường hợp thực cân tải từ core MAN switch đến PE CVoD3 cân tải = CVoD3 cân tải dùng DSLAM 2+ + CVoD3 cân tải dùng CVoD3 cân tải dùng DSLAM 2+ = 79 FTTH/VDSL2+ (AR-2)/AR x Si (dùng DSLAM 2+) x R1 x (1-R2) x B (dùng DSLAM 2+) CVoD3 cân tải dùng FTTH/VDSL2+ = (AR-2)/AR x Si (dùng FTTH/VDSL2+) x R1 x (1-R2) x B (dùng FTTH/VDSL2+) Năm 2011-2012: CVoD3 cân tải dùng DSLAM 2+ = (3-2)/3 x 0,7 x 5764 x 0,3 x 0,2 x 6,144 = 0,496 (Gbps) CVoD3 cân tải dùng FTTH/VDSL2+ = (3-2)/3 x 0,3 x 5764 x 0,3 x 0,2 x 5,120 = 0,177 (Gbps) CVoD3 = 0.496 + 0,177 = 0,673 (Gbps) Sau năm 2012: CVoD3 cân tải dùng DSLAM 2+ = (3-2)/3 x 0,7 x 17200 x 0,3 x 0,2 x 6,144 = 1,480 (Gbps) CVoD3 cân tải dùng FTTH/VDSL2+ = (3-2)/3 x 0,3 x 17200 x 0,3 x 0,2 x 5,120 = 0,528 (Gbps) CVoD3 = 1.480 + 0,528 = 2,008 (Gbps) Dung lượng vòng access dành cho VoD: với giả thiết số lượng thuê bao phục vụ VoD server mạng MAN tương đối đồng ta có: CVoD4 = CVoD4 dùng DSLAM 2+ + CVoD4 dùng FTTH/VDSL2+ CVoD4 dùng DSLAM 2+ = 1/AR x Si (dùng DSLAM 2+) x R1 x B (dùng DSLAM 2+) CVoD4dùngFTTH/VDSL2+ = 1/AR x Si (dùngFTTH/VDSL2+) x R1 x B (dùng FTTH/VDSL2+) Năm 2011-2012: CVoD4 dùng DSLAM 2+ = 1/3 x 0,7 x 5764 x 0,3 x 6,144 = 2,479 (Gbps) CVoD4 dùng FTTH/VDSL2+ = 1/3 x 0,3 x 5764 x 0,3 x 5,120 = 0,885 (Gbps) CVoD4 = 2.479 + 0,885 = 3,364 (Gbps) Sau năm 2012: CVoD4 dùng DSLAM 2+ = 1/3 x 0,7 x 17200 x 0,3 x 6,144 = 7,397 (Gbps) CVoD4 dùng FTTH/VDSL2+ = 1/3 x 0,3 x 17200 x 0,3 x 5,120 = 2,642 (Gbps) CVoD4 = 7.397 + 2,642 = 10,039 (Gbps) Nếu thực cân tải core MAN switch ta có: 80 CVoD4 cân tải = CVoD4 cân tải dùng DSLAM 2+ + CVoD4 cân tải dùng FTTH/VDSL2+ CVoD4 cân tải dùng DSLAM 2+ = 1/2AR x Si (dùng DSLAM 2+) x R1 x B (dùng DSLAM 2+) CVoD4cântảidùngFTTH/VDSL2+ = 1/2AR x Si (dùngFTTH/VDSL2+) x R1 x B (dùng FTTH/VDSL2+) Năm 2011-2012: CVoD4 cân tải CVoD4 dùng DSLAM 2+ = 1/6 x 0,7 x 5764 x 0,3 x 6,144 = 1,240 (Gbps) cân tải dùng FTTH/VDSL2+ = 1/6 x 0,3 x 5764 x 0,3 x 5,120 = 0,443 (Gbps) CVoD4 = 1.240 + 0,443 = 1,683 (Gbps) Sau năm 2012: CVoD4 cân tải dùng DSLAM 2+ = 1/6 x 0,7 x 17200 x 0,3 x 6,144 = 3,699 (Gbps) CVoD4 cân tải dùng FTTH/VDSL2+ = 1/6 x 0,3 x 17200 x 0,3 x 5,120 = 1,321 (Gbps) CVoD4 = 3.699 + 1,321 = 5,020 (Gbps) Kết cụ thể liệt kê bảng sau: Lưu lượng VoD (Gbps) Vòng core Vòng access Core switch → PE Khơng cân tải 1,346 3,364 2,019 Có cân tải 0,673 1,683 1,01 Khơng cân tải 4,016 10,039 6,053 Có cân tải 2,008 5,020 3,027 0,337 0,337 0,337 Không cân tải 1,683 3,701 2,076 2011-2012(Gbps) Có cân tải 1,010 2,020 1,347 Tổng dung lượng Không cân tải 4,353 10,376 6,39 năm 2011-2012 VoD (Gbps) Sau năm2012 BTV (Gbps) Tổng dung lượng năm 81 sau năm 2012(Gbps) Có cân tải 2,345 5,357 3,364 3.4.3 Mô đánh giá hiệu Sơ đồ đấu nối VTC Headend mạng MANE VNPT NAN Switch Layer VTC đấu nối với Router NAN n cổng 1GE Hình 3.10 Sơ đồ đấu nối VTC Headend MANE NAN - Kết nối IPTV Headend MANE Router VTC đấu nối với PE-AGG VNPT NAN mơ tả hình 3.11 Hình 3.11 Kết nối VTC Headend PE-AGG Kết nối vật lý từ hệ thống Headend IPTV đến PE-AGG VNPT NAN bao gồm loại đường kết nối logic có nhiệm vụ sau: Đường kết nối Multicast: kết nối Layer 3, chạy giao thức PIM để định tuyến luồng multicast (kênh LiveTV luồng điều khiển) Đường kết nối Unicast: bao gồm kết nối Layer từ VTC Router, qua truyền tải Layer mạng MANE DSLAM, đến STB 82 - Kết nối Layer cho lưu lượng Multicast Hình 2.12 Kết nối Layer cung cấp dịch vụ LiveTV Cấu hình thiết bị Kết nối Unicast Sub-interface Định tuyến Multicast uPE PE-AGG VTC Router 10.65.0.1/30 10.65.0.2/30 VLAN-ID = 98 VLAN-ID = 98 + Cấu hình PIM SM + Cấu hình PIM SM + Cấu hình PIM SM + Cấu hình địa + Cấu hình địa Static RP = Static RP = 10.254.0.1 n/a 10.254.0.1 Cấu hình static route Định tuyến Unicast (để phục vụ multicast) Có route đến hệ đến subnet hệ thống HE VTC thống HE VTC và RP (do PE-AGG RP Redistribute static redistribute static route vào IS-IS route vào IS-IS) RP: 254.0.0/16 Server: 10.255.0.0/16 Kết thử nghiệm dùng để đánh giá: PE-AGG uPE ping thông địa RP, địa Server (phát luồng Multicast) Máy tính (giả lập STB) sử dụng VLC để nhận luồng Multicast 225.14.3.2 port 5500 hiển thị kênh Live TV tương ứng 83 PE-AGG có state tin PIM join địa multicast 225.14.3.2 từ uPE, đó: - Hướng Upstream sub-interface kết nối đến VTC Router - Hướng Downstream interface kết nối đến uPE VTC Router có state tin PIM join địa multicast 225.14.3.2 từ PEAGG với hướng downstream PE-AGG - Kết nối Layer cho lưu lượng Unicast Hình 3.13 Các kết nối Layer cung cấp dịch vụ VoD Cấu hình thiết bị Tại VNPT NAN PE-AGG, uPE1: cấu hình VPN Layer cho dịch vụ VoD DSLAM: cấu hình vlan X cho dịch vụ VoD Modem: cấu hình PVC cho dịch vụ Internet IPTV Tại VTC • Cấu hình sub-interface vlan X cho dịch vụ VoD uPE1, địa chỉ: 10.65.x.1/20 • Cấu hình DHCP Relay với địa DHCP Server 10.255.64.2 • Gán trường DHCP Option 82 vào gói tin DHCP Request từ STB gửi lên Lưu ý: Do phần mạng Unicast từ STB đến VTC Layer nên VTC Router đảm nhiệm chức DHCP Relay gán thêm trường DHCP Option 82 vào gói tin DHCP Request từ STB gửi lên Khơng cấu hình DHCP Option 82 DSLAM, 84 uPE PE-AGG UPE tạo kết nối Layer điểm-điểm, qua PE-AGG đến VTC Router Do kết nối từ uPE đến STB Bridge Do vậy, VNPT NAN phải có biện pháp giải tình trạng thơng DSLAM Bridge domain Ví dụ cấu hình chặn L2 switch Access switch Aggregate dùng Private VLAN L2 ACL Kết đánh giá Máy tính (giả lập STB) nhận địa IP cấp hệ thống Headend DHCP server có log việc cấp phát cấu hình Máy tính (giả lập STB) ping thông đến gateway VTC Router, ping thông đến VoD Server Chất lượng dịch vụ Mạng MANE phân phối dịch vụ IPTV phải đảm bảo yêu cầu chất lượng dịch vụ: • Trễ end-to-end < 50 ms • Jitter < 9ms (với buffer size 15 KByte) • Tỷ lệ gói: 0.05% cho kênh HD 0.4% cho kênh SD VOD • Tỷ lệ gói chuyển kênh: 0% (cho HD SD) Do vậy, lưu lượng từ hệ thống IPTV Headend cần mạng phân phối dịch vụ VNPT NAN phân loại ưu tiên theo thứ tự từ cao đến thấp bảng sau: Thứ tự ưu Loại lưu lượng Tên trường DSCP tiên Network Control Live TV Network control EF (Expedited forwarding) Giá trị Giá trị 802.1p DSCP 110 110000 101 101110 100 100010 AF41 (Assured VoD control (RTSP) Forwarding, Drop Probability low) 85 AF31 (Assured VoD Forwarding, Drop 011 011010 000 000000 Probability low) Các lưu lượng khác BE (Best Effort) Cụ thể: Network Control (ưu tiên cao nhất); Live TV; VoD control; VoD; Các lưu lượng khác (ưu tiên thấp nhất) Thiết bị MANE VNPT Nghệ An có nhiệm vụ đọc trường 802.1P và/hoặc DSCP chuyển tiếp lưu lượng IPTV mạng phân phối theo thứ tự ưu tiên Tóm tắt chương 3: Trên sở tìm hiểu nghiên cứu công nghệ IPTV chương 2, chương đề xuất phương án triển khai IPTV mạng VNPT Nghệ An Để làm điều phải nghiên cứu tìm hiểu trình triển khai dịch vụ IPTV VNPT mạng lưới, sở hạ tầng có VNPT Nghệ An Từ vào tính tốn cụ thể băng thơng cho mạng để có kết phục vụ cho công tác phát triển mạng tối ưu mạng lưới Chương đưa kết hay phần đánh giá hiệu lúc bắt đầu triển khai dịch vụ IPTVtrên mạng VNPT với nhà cung cấp dịch vụ 86 KẾT LUẬN IPTV nhìn nhận phương thức cho nhà cung cấp nội dung mở rộng thị trường cơng nghệ có khả mang tới lợi nhuận lớn cho nhà cung cấp viễn thông tương lai gần IPTV thay đổi phương thức xem chương trình truyền hình cách mạng việc tạo nội dung Với phát triển công nghệ truy cập băng rộng thiết bị sản xuất chương trình truyền hình, tin tưởng IPTV thực cạnh tranh với chương trình truyền hình vệ tinh, truyền hình cáp hay loại truyền hình thơng thường IPTV khơng đơn giản đưa chương trình truyền hình thơng thường kết nối hay thiết bị khác Với chi phí thấp việc sản xuất nội dung cho phép nhà cung cấp IPTV đưa nhiều chương trình, từ thể thao, thời chương trình đào tạo Tivi, nhiều chương trình khác Khách hàng lợi lớn từ dịch vụ IPTV, họ thích thú với nội dung chương trình linh hoạt họ lựa chọn Các ứng dụng tương tác theo yêu cầu không cho phép khách hàng lựa chọn chương trình giải trí mà cịn cung cấp cơng cụ để học tập Truyền hình IP khai thác sử dụng nhiều định dạng khác Hiện IPTV nhân tố quan trọng thị trường truyền hình thu phí, tương lai nhà cung cấp IPTV cho dịch vụ thu hút nhiều khách hàng Để triển khai thác dịch vụ IPTV cần phải có tảng mạng băng rộng chất lượng an tồn Bên cạnh đó, việc quản lý mạng IPTV vào hoạt động vấn đề cần phải đặc biệt ý, hiệu mạng cao hay thấp phụ thuộc vào yếu tố Với nội dung trình bày trên, luận văn vấn đề: - Có nhìn tổng qt cơng nghệ IPTV - Các phương thức phân phối mạng IPTV vấn đề quản lý mạng IPTV - Giới thiệu số thiết bị phần cứng chương trình phần mềm sử dụng mạng phân phối IPTV 87 - Từ tìm hiểu, nghiên cứu áp dụng vào q trình triển khai, tính tốn băng thơng, lên cấu hình vào thực tế cho mạng Viễn thơng Nghệ An Vì IPTV cơng nghệ mới, nội dung luận văn chưa trình bày cụ thể hết phần, vấn đề khúc mắc Các vấn đề cần tìm hiểu thêm kỹ thuật nén liệu, giao thức sử dụng để phân phối mạng IPTV số thiết bị chuyên dụng khác Do thời gian lượng kiến thức thân hạn chế, nên nội dung luận văn chưa đầy đủ xác Hướng phát triển luận văn hoàn thiện vấn đề cịn thiếu sót áp dụng vào thực tế để phát triển mạng dịch vụ IPTV VNPT Nghệ An Vì mong quan tâm đóng góp ý kiến thầy bạn đồng nghiệp để nội dung luận văn hoàn thiện 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Công ty điện toán truyền số liệu - Trung tâm điện toán truyền số liệu khu vực1 (3-2010), Chuyên đề công nghệ FTTx giải phápFTTH, Học viện Bưu viễn thơng Việt nam - Trung tâm cơng nghệ thông tin (72008), Tài liệu đào tạo mạng MEN – Lý thuyết_V2, Phạm Việt Hùng (2007), Công nghệ truy cập mạng NGN, Trung tâm đào tạo Bưu – Viễn thơng Phạm Thế Quế (3-2001), Bài giảng Mạng Máy tính, Học viện Cơng nghệ -Bưu viễn thơng Việt Nam Tập đồn Bưu viễn thông Việt Nam – Ban viễn thông (2008), Hệ thống truyền hình mạng xDSL, Tập đồn Bưu viễn thơng Việt Nam – Ban viễn thơng (3-2009), Số liệu dự báo mạng MAN-E Nghệ An, Tập đồn Bưu viễn thơng Việt Nam – Tổng giám đốc tập đoàn BCVT Việt Nam (11-2-2010), Quyết định số 470/QĐ-VNPT-VT việc xây dựng cấu trúc mở rộng mạng MAN-E giai đoạn 2010 – 2011, TiÕng Anh Wes Simpson & Howard Greefield (2007), IPTV and Internet Video: New Markets in Television Broadcasting, Fisrt edition, Elsevier Inc Tài liệu mạng Internet (2006), ”IPTV gì”, http://www.tapchibcvt.gov.vn/ vi-VN/hoidap /2006 /5/16415.bcvt 10 (11-10-2006),“IPTV- Overview and key to seccess”, http://www.uands.com 11 IPTV solution by Netup, http;//www.netup.tv 89 ...LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn "NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ IPTV VÀ PHÁT TRIỂN TRUYỀN HÌNH ĐỊA PHƯƠNG TRÊN NỀN IPTV " tự nghiên cứu hoàn thành hướng dẫn PGS.TS NGUYỄN VĂN KHANG Tơi... vụ IPTV Ngồi chương tìm hiểu hệ thống quản lý mạng IPTV Chương “ Phát triển truyền hình địa phương IPTV? ?? đề xuất phương án triển khai IPTV mạng VNPT Nghệ An sau nghiên cứu tìm hiểu trình triển. .. chọn là: Nghiên cứu công nghệ IPTV phát triển truyền hình địa phương IPTV hướng dẫn Phó Giáo sư , Tiến sĩ Nguyễn Văn Khang Mục đích đề tài thể rõ qua tên đề tài Trong trọng đến q trình triển khai