Truyền hình trên mạng internet IPTV

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NƠI ĐẶNG QUỐC VIỆT TRUYỀN HÌNH TRÊN MẠNG INTERNET - IPTV LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Hà Nội, tháng năm 2011 LỜI NĨI ĐẦU Thơng tin hình ảnh có vai trò lớn người với ý nghĩa dịch vụ truyền hình dịch vụ quan trọng Trong khứ từ xuất trải qua giai đoạn phát triển, dịch vụ truyền hình thức dịch vụ khác nỗ lực nhằm mang đến cho khách hàng dịch vụ ngày cao mặt chất lượng khả bao hàm ngày nhiều giá trị gia tăng IPTV đời chưa lâu với ưu điểm phủ nhận việc đảm bảo đầy đủ tính chất lượng dịch vụ truyền hình truyền thống khác, khả cung cấp nhiều dịch vụ truyền hình túy, khả cung cấp nhiều hạ tầng mạng đến với khách hàng… tạo hình thức dịch vụ truyền hình hồn tồn mà khách hàng chủ động lựa chọn đưa yêu cầu cách dễ dàng khác hẳn hình thức truyền hình có sẵn Việc tìm hiểu nghiên cứu IPTV đạt thành cơng mà điển hình việc dịch vụ truyền hình triển khai thành cơng Việt Nam Luận văn học viên kết trình tìm hiểu dịch vụ truyền hình IPTV Chắc chắn nhiều hạn chế nhiên học viên nỗ lực mang lại nhìn tổng quát dịch vụ truyền hinh IPTV, đánh giá giải pháp kỹ thuật triển khai có nhận định việc cung cấp dịch vụ IPTV giới Việt Nam Trong trình làm luận văn học viên hướng dẫn bảo tận tình Giáo viên hướng dẫn PGS.TS Hồ Anh Túy TS Trần Trung Dũng Xin gửi đến Cô Thầy lời cảm ơn sâu sắc giúp đỡ quý báu MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ IPTV .10 1.1 Khái niệm IPTV 10 1.1.1 Định nghĩa 10 1.1.2 Sự khác biệt truyền hình Internet IPTV 11 1.2 Một số đặc tính 12 1.3 Cấu trúc mạng IPTV 13 1.3.1 Khái quát hệ thống IPTV .13 1.3.2 Các thành phần 13 1.3.3 Một số thành phần khác 16 1.4 Các loại hình dịch vụ triển khai .17 1.4.1 Video theo yêu cầu: 17 1.4.2 Chương trình truyền hình cá nhân hóa: .18 1.4.3 Truyền hình tương tác: 18 1.4.4 Quảng cáo tương tác (IAd): 19 1.4.5 Theo dõi qua video: 19 1.4.6 Tin tức thời thời tiết theo yêu cầu: 19 1.4.7 Thương mại điện tử ứng dụng Internet: 19 1.4.8 Truyền hình độ phân giải cao HDTV: 20 1.5 Vấn đề phân phối IPTV .20 1.5.1 Các giải pháp kỹ thuật cho truyền thông Internet .20 1.5.2 So sánh phương thức truyền dẫn .26 1.6 Một số giao thức sử dụng truyền thông đa phương tiện mạng Internet 28 1.6.1 Giao thức UDP (User Datagram Protocol) 29 1.6.2 Giao thức truyền tải thời gian thực RTP (Real-time Transport Protocol) giao thức kiểm soát thời gian thực RTCP (Real-time Control Protocol) 30 1.6.3 Giao thức dòng liệu thời gian thực RTSP (Real-Time Streaming Protocol) 30 1.6.4 Giao thức quản lý nhóm Internet IGMP (Internet Group Management Protocol) 31 1.6.5 Một số giao thức khác .32 1.7 Kết luận 32 CHƯƠNG CÁC KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV 33 2.1 Các loại mạng truy cập băng rộng 33 2.2 IPTV phân phối mạng truy cập cáp quang .34 2.2.1 Mạng quang thụ động 35 2.2.2 Mạng quang tích cực 39 2.3 IPTV phân phối mạng ADSL 39 2.3.1 ADSL 40 2.3.2 ADSL2 42 2.3.3 VDSL 43 2.5 Các công nghệ mạng lõi IPTV 45 2.5.1 ATM SONET/SDH 46 2.5.2 IP MPLS .47 2.5.3 Metro Ethernet 48 2.6 Kết luận 50 CHƯƠNG KHÁI QUÁT VỀ NÉN TÍN HIỆU VIDEO VÀ CHUẨN NÉN MPEG 50 3.1 Mục đích nén Video 50 3.2 Chuẩn nén MPEG 52 3.2.1 Khái quát nén MPEG .52 3.3 Lựa chọn H.264/ MPEG-4 part 10 cho truyền hình mạng Internet 53 3.3.1 Giới thiệu chung H.264 /MPEG-4 part 10 .53 3.3.2 Tính kế thừa chuẩn nén H.264/MPEG- part 10 55 3.3.3 So sánh hiệu mã hoá H264/MPEG Part 10 với tiêu chuẩn trước 56 3.4 Kết luận 60 CHƯƠNG CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ VÀ BẢO MẬT TRONG IPTV .60 4.1 Chất lượng dịch vụ 60 4.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng video .60 4.1.2 Qos/QoE cho chất lượng dịch vụ IPTV 62 4.2 Bảo mật IPTV 71 4.2.1 Những nguy hệ thống IPTV 72 4.2.2 Các biện pháp an ninh hệ thống IPTV 75 4.3 Kết luận 76 CHƯƠNG TRIỂN KHAI HỆ THỐNG IPTV 77 5.1 Mơ hình tổng quan 77 5.2 Sơ lược hoạt động hệ thống 78 5.3 Xác định băng thông cho hệ thống 82 5.3.1 Kiến trúc IPTV vấn đề cần quan tâm triển khai 82 5.3.2 Các vấn đề cần quan tâm với thành phần mạng IPTV: .84 5.3.3 Tính tốn băng thơng mạng: .89 5.4 Tóm tắt số giải pháp số nhà cung cấp IPTV tiêu biểu 90 5.4.1 Giải pháp Envivio: 90 5.4.2 Giải pháp IPTV/VOD OPTIBASE HUAWEI: .98 5.4.3 Giải pháp ZTE: 103 5.5 Đánh giá so sánh giải pháp 107 5.6 Kết luận 108 CHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ KẾT LUẬN 108 6.1 Hướng phát triển: 108 6.1.1 Khả triển khai dịch vụ IPTV Việt Nam: 108 6.1.2 Khả phát triển IPTV 113 6.2 Kết luận 115 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ADSL AON Asymmetric Digital Đường dây thuê bao Subscriber Line số bất đối xứng Active Optical Mạng quang tích cực Network ATM BPON CAS CMTS CDN DHCP Asynchronnuos Truyền dẫn bất đồng Transfer Mode Mode Broadband Passive Mạng quang thụ động Optical Network băng rộng Conditional Access Hệ thống truy cập có System điều kiện Cable Modem Hệ thống kết cuối Termination System modem cáp Content Delivery Mạng phân phối nội Network dung Dynamic Host Giao thức cấu hình Configuration Host động Protocol DRM DSL DSLAM Digital Rights Quản lý quyền nội Management dung số Digital Subscriber Đường dây thuê bao Line số Digital Subscriber Bộ ghép kênh truy cập Line Access đường dây thuê bao số Multiplexer EPG Electronic Program Chỉ dẫn chương trình Guide điện tử EPON Ethernet PON Mạng quang thụ động Ethernet FTP File Transfer Protocol Giao thức vận chuyển file FTTC Fiber To The Curd Cáp quang tới lề đường FTTH Fiber To The Home Cáp quang tới hộ gia đình FTTN FTTRO GPON Fiber To The Cáp quang tới vùng Neighbourhood lân cận Fiber To The Cáp quang tới tổng Regional Office đài khu vục Gigabit PON Mạng quang thụ động Gigabit HFC Hybrid Fiber Coaxial Hỗn hợp cáp quang/đồng trục HTTPS IRD OLT Hyper Text Transfer Giao thức HTTP bảo Protocol Secure đảm Integrated Receiver Bộ giải mã đầu thu Decoder tích hợp Optical Line Kết cuối đường quang Termination ONT Optical Network Kết cuối mạng quang Termination PON Passive Optical Mạng quang thụ động Network QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RTSP Real Time Streaming Giao thức streaming Protocol thời gian thực SDH SLA SONET Synchronous Digital Ghép kênh cấp độ số Hierarchy đồng Service Level Cam kết cấp độ dịch Agreement vụ Synchronous Optical Mạng quang đồng Network Transmission Control Giao thức điều khiển Protocol/Internet vận chuyển Protocol IP Universal Resource Bộ xác định địa tài Locator nguyên VoD Video on Demand Video theo yêu cầu VLAN Virtual Local Area Mạng LAN ảo TCP/IP URL Network WDM Wavelength Division Ghép kênh phân chia Multiplexing theo bước sóng DANH SÁCH HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU Hình 1.1 Mơ hình tổng quát IPTV 13 Hình 1.2 Hệ thống IPTV điển hình 13 Hình 1.3 Mơ hình Unicast 20 Hình 1.4 Mơ hình Multicast 21 Hình 1.5 Mơ hình Simulcast 21 Hình 1.6 Giải pháp truyền thông IP Unic 22 Hình 1.7 Giải pháp truyền thơng IP Multicast 23 Hình 1.8 Mạng truyền thơng với phần tử có khả IP Multicast 24 Hình 1.9 Cấu trúc hình mở rộng IP Multicast 25 Hình 1.10 Mơ hình phân lớp giao thức 28 Hình 2.1 Mơ hình kiến trúc IPTV 33 Hình 2.2 Mạng IPTV FTTH sử dụng cơng nghệ PON 36 Hình 2.3 IPTV cấu trúc mạng ADSL 41 Hình 2.4 Hạ tầng mạng lõi IPTV 46 Hình 2.5 Topology mạng lõi MPLS 48 Hình 2.6 Sử dụng EVC để cung cấp kết nối IPTV qua lõi mạng 49 Hình 3.1 Quá trình phát triển tiêu chuẩn mã hóa 53 Bảng 3.1 So sánh tốc độ bit H.264 với chuẩn cũ (tỷ lệ %) 59 Hình 4.1 Đánh giá theo hệ thị giác chủ quan NSD 66 Hình 4.2 Mơ hình đánh giá QoE cần so sánh hình ảnh gốc hình ảnh đầu 69 Hình 4.3 Mơ hình MPQM đánh giá QoE IPTV 69 Hình 4.4 Mơ hình MPQM 70 Hình 4.5 Mơ hình V-factor 70 Hình 5.1 Mơ hình tổng quan IPTV 77 Hình 5.2 Mơ hình mạng 78 Hình 5.3 Mơ hình IPTV quảng bá 78 Hình 5.4 Mơ hình IPTV VOD 79 Hình 5.5 Dịng số liệu phận hệ thống IPTV phát trực tiếp 80 Hình 5.6 Dịng tương tác phận trạng thái PAUSE trình truyền hình trực tiếp 81 Hình 5.7 Dịng tương tác phận phát chương trình video theo yêu cầu 82 Hình 5.8 Mơ hình kiến trúc mạng IPTV 83 Hình 5.9 Sơ đố khối dịch vụ IPTV 84 Hình 5.10 Điểm kết nối dịch vụ 87 Hình 5.11 Kiến trúc Envivio IPTV 91 Hình 5.12 Mơ hình IPTV Optibase 98 Hình 5.13 Mơ hình IPTV Huawei 101 Hình 5.14 Mơ hình IPTV ZTE 104 Bảng 4.1 Đánh giá tham số QoS IPTV 117 Bảng 4.2 Bảng tham số cụ thể QoS IPTV 118 ... 28 Hình 2.1 Mơ hình kiến trúc IPTV 33 Hình 2.2 Mạng IPTV FTTH sử dụng công nghệ PON 36 Hình 2.3 IPTV cấu trúc mạng ADSL 41 Hình 2.4 Hạ tầng mạng lõi IPTV 46 Hình. .. 4.4 Mơ hình MPQM 70 Hình 4.5 Mơ hình V-factor 70 Hình 5.1 Mơ hình tổng quan IPTV 77 Hình 5.2 Mơ hình mạng 78 Hình 5.3 Mơ hình IPTV quảng bá 78 Hình. .. biệt truyền hình Internet v IPTV Do đợc truyền mạng dựa giao thức IP, ngời ta đôi lúc hay nhầm IPTV truyền hình Internet Tuy nhiên, dịch vụ có nhiều điểm khác nhau: - Đợc truyền tải mạng khác Truyền