Mạng iptv và phương án triển khai trên hệ thống truyền hình cáp của đài truyền hình việt nam (tt)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - LÊ TRUNG KIÊN MẠNG IPTV VÀ PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI TRÊN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH CÁP CỦA ĐÀI TRUYỀN HÌNH VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 60.52.70 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS BÙI TRUNG HIẾU TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2012 MỞ ĐẦU Truyền hình cáp (CATV) từ lâu khơng cịn xa lạ người dân nước phát triển giới Tuy nhiên việc phát triển mở rộng mạng truyền hình cáp chưa quan tâm nhiều trước mạng truyền hình cáp đơn cung cấp dịch vụ truyền hình, khơng thể cung cấp dịch vụ khác thoại, số liệu… làm cho truyền hình cáp dần khách hàng Ngược lại với phát triển bùng nổ dịch vụ truyền hình qua giao thức Internet – IPTV năm gần thay đổi thói quen xem truyền hình truyền thống khơng đơn cung cấp cho khách hàng chương trình mà cho phép khán giả chủ động chọn nội dung mà muốn xem Sự vượt trội kĩ thuật truyền hình IPTV tính tương tác hệ thống với người xem khả triển khai nhiều dịch vụ giá trị gia tăng tiện ích khác hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu người sử dụng Đó yếu tố mà truyền hình cáp khơng có Vì nghiên cứu để áp dụng linh hoạt IPTV vào mạng truyền hình cáp dựa hạ tầng sẵn có vấn đề mà nhà cung cấp truyền hình cáp quan tâm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Khái quát chung mạng IPTV 1.1.1 Khái niệm IPTV IPTV – Internet Protocol TV – công nghệ cho phép truyền tín hiệu hình ảnh (Video) âm (Audio) truyền hình qua hệ thống mạng IP (Internet Protocol) Hay nói cách khác IPTV cơng nghệ truyền hình sử dụng giao thức Internet 1.1.2 Một số đặc tính IPTV - Hỗ trợ truyền hình tương tác - Sự dịch thời gian - Yêu cầu băng thơng thấp - Có thể truy xuất qua nhiều thiết bị 1.1.3 Sơ đồ cấu trúc IPTV 1.1.3.1 Sơ đồ khối 1.1.3.2 Chức 1.1.4 Các ứng dụng dịch vụ IPTV - Cung cấp dịch vụ quảng bá - Cung cấp dịch vụ theo yêu cầu - Cung cấp dịch vụ tương tác - Các ứng dụng băng rộng 1.2 Mạng truyền hình cáp CaTV 1.2.1 Khái niệm Truyền hình cáp CaTV dịch vụ truyền hình sử dụng sợi quang (fiber) cáp đồng trục (coaxial) để truyền tín hiệu tới máy thu hình khách hàng Tín hiệu truyền sợi cáp tương tự số (DVB-C) 1.2.2 Kỹ thuật mạng HFC 1.2.2.1 Cấu trúc 1.2.2.2 Đặc điểm 1.2.2.3 Hoạt động mạng 1.2.3 Ưu nhược điểm mạng HFC 1.3 Chuẩn nén liệu sử dụng IPTV CATV 1.3.1 Tổng quan nén MPEG-1, MPEG-2 1.3.2 Chuẩn nén MPEG-4 1.3.3 Chuẩn nén MPEG - AVC CHƯƠNG : CẤU TRÚC MẠNG IPTV CÁP 2.1 Giới thiệu mạng DOCSIS 2.1.1 Lịch sử đời DOCSIS Data Over Cable Service Interface Specification (DOCSIS) chuẩn viễn thông quốc tế cho phép truyền liệu tốc độ cao mạng CATV Nó sử dụng nhiều nhà cung cấp dịch vụ truyền hình cáp để cung cấp dịch vụ liệu tốc độ cao Internet, VoIP, IPTV… mạng HFC 2.1.2 DOCSIS 3.0 2.1.2.1 Giới thiệu DOCSIS 3.0 DOCSIS 3.0 mở rộng DOCSIS 1.x 2.0 tăng thêm dung lượng cách thêm công nghệ Channel bonding cho DOCSIS downstream upstream 2.1.2.2 Liên kết kênh đường xuống - Downstream channel bonding Downstream channel bonding (liên kết kênh downstream) đặc điểm DOCSIS 3.0 cho phép gia tăng băng thông kênh downstream DOCSIS thông qua liên kết nhiều kênh downstream 2.1.2.3 Cải tiến IP multicast Đặc tính kỹ thuật DOCSIS 3.0 định nghĩa thêm giao thức IP multicast mới, chế để quản lý đường multicast nhằm đảm bảo chất lượng QoS 2.1.2.4 RF spanning RF spanning khả CM việc tách nhóm dịch vụ (vùng DOCSIS MAC), truy cập vào kênh đường xuống DOCSIS chia xẻ 3.1.3 Modular CMTS (M-CMTS) CMTS tảng mạng DOCSIS Nó não để quản lý tất tính DOCSIS dịch vụ CMTS tối đa việc phân bổ nguồn tài nguyên mạng DOCSIS đảm bảo tất dịch vụ phân phối với lớp định nghĩa cho yêu cầu dịch vụ Để làm điều này, CMTS hỗ trợ nhiều khả như: điều khiển quản trị QoS, cân tải CM, Ghép kênh downtream DOCSIS Đây khả đặc biệt quan trọng để phân phối dịch vụ IPTV cáp (các dịch vụ có yêu cầu nghiêm ngặt lưu lượng, gói, nhiều đặc tính khác dịch vụ khác) 3.1.3.1 Cấu trúc CMTS 3.1.3.2 Điều khiển quản trị QoS 3.1.3.3 Cân tải CM 3.1.4 Cable Modem DOCSIS 3.0 Gồm có thành phần: - Bộ thu sóng (Tunner) - Khối giải điều chế - Khối điều chế cụm( Burst Modulator) Là khối cung cấp tín hiệu đầu vào cho Tunner để phát vào mạng cáp đến Headend 3.2 - Khối MAC - Khối giao diện Cấu trúc hệ thống IPTV cáp 3.2.1 Video headend Headend nhận nội dung từ nhiều nguồn khác nhau, để thu dạng nội dung trên, Headend cần có thiết bị chuyên dụng cho loại Headend hoạt động điểm tập trung hạ tầng Nó nhận tất yêu cầu từ thuê bao cung cấp nội dung tới STB phù hợp Thêm nữa, tất ứng dụng liên kết công việc sử dụng để cung cấp, lập hóa đơn quản trị khách hàng giữ liên kết tới Headend 3.2.1.1 Bộ mã hóa video MPEG Bộ mã hóa video MPEG (hay getway tiếp nhận) nhiệm vụ hệ thống ghi nhận, quản lý ghi nhận server nhận/phân phối sử dụng để nhận liệu tạo nội dung định dạng xác 3.2.1.2 Bộ đóng gói IP Chức đóng gói IP nhận luồng video mã hóa chuẩn bị truyền broadcast mạng IP Nó cho phép luồng IP mã hóa đóng thành gói IP vận chuyển qua mạng 3.2.1.3 Bộ chuyển đổi mã video Chức chuyển mã video làm phiên dịch loại mã khác Server chuyển đổi dạng nội dung từ số mã xác định trước cho nội dung đầu MPEG-2, MPEG-4 mã riêng nhà cung cấp dịch vụ IPTV lựa chọn 3.2.2 IPTV Middleware Server (Máy chủ điều hành) Middleware hệ thống điều khiển, quản lý khách hàng quản lý cung cấp dịch vụ IPTV 3.2.2.1 Server quản lý nội dung số - Digital Content Manager (DCM) Server quản lý nội dung điều khiển luồng thơng tin từ đóng gói IP video streaming server 3.2.2.2 Kho video Kho video thành phần lưu trữ tất tài sản số thuộc quyền sở hữu nhà khai thác IPTV 3.2.2.3 Video streaming server Video streaming server cung cấp nội dung mã hóa phân phối tới STB thơng qua giao thức TCP/IP tạo luồng multicast phụ thuộc vào dạng ứng dụng giải pháp triển khai nhà cung cấp dịch vụ IPTV 3.2.2.4 Mạng phân phối nội dung (Content Delivery Network - CDN) Một CDN bao gồm phận phân phối nội dung, phận định tuyến yêu cầu, hệ thống phân phối hệ thống tính tốn Trên sở hệ thống băng rộng việc tái tạo lại nội dung nhiều nơi khác giúp CDN cung cấp dịch vụ ứng dụng nhanh chóng xác từ server lưu trữ (cache server) gần đến người sử dụng 3.2.2.5 Hệ thống truy cập có điều kiện/quản lý quyền số(CA/DRM) (CA/DRM – conditional access/digital rights management) ngăn chặn th khơng có quyền truy cập vào dịch vụ IPTV cáp bảo vệ quyền số nhà cung cấp nội dung CA/DRM gồm hai phần: Hệ thống hỗ trợ chức CA/DRM phía headend, thành phần IP STB để cung cấp chức giải khóa mã, xác định quyền chức khác cho tảng IPTV phía khách hàng (IPTV client platform) 3.2.2.6 VoD Server Máy chủ VoD lưu nội dung thực cung cấp cho thuê bao nhận xác thực danh tính khách hàng yêu cầu từ máy chủ Middleware Nó cho phép thuê bao đăng ký xem phim chất lượng cao chương trình theo yêu cầu 3.2.1 DOCSIS Access network – Video over DOCSIS 3.2.1.1 Thiết lập kết nối IP CM phải sử dụng chế giao thức DHCP để có địa IP, tiếp tục trình đăng ký/định cấu hình Máy chủ DHCP đáp lại địa IP, tên file cấu hình địa máy chủ 3.2.1.2 Truyền tải lưu lượng đường lên Hình 2.8: Mơ hình truyền đường lên Đường truyền lên dùng để truyền tín hiệu CM phát Đường lên ln xung, modem truyền tần số Khoảng tần số cho phép từ 5-65 MHz Băng thông cho kênh trung bình MHz cho kênh Mbps với điều chế QPSK 3.2.1.3 Truyền tải lưu lượng đường xuống Hình 2.9 : Sơ đồ đường truyền xuống Đường truyền xuống dùng để truyền liệu từ HE đến CM CMTS truyền tín hiệu RF số điều chế tới CM dải tần từ 108-862 MHz với băng thông kênh MHz Nhà khai thác dùng điều chế 64 QAM 256 QAM tuỳ theo chất lượng đường truyền Dòng liệu với tốc độ 30 43 Mbps định dạng MPEG-2 CM thu tín hiệu kết nối với CMTS 3.2.2 IP STB CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI IPTV TRÊN MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP CỦA ĐÀI TRUYỀN HÌNH VIỆT NAM 3.1 Truyền hình cáp VCTV Đài truyền hình VIỆT NAM 3.1.1 Quá trình phát triển VCTV 3.1.2 Tổng quan hệ thống mạng truyền hình cáp VCTV 3.1.2.1 Hệ thống thiết bị trung tâm (Headend) 3.1.2.2 Hệ thống mạng phân phối tín hiệu 3.1.3 Thực trạng hệ thống mạng truyền hình cáp VCTV 3.1.3.1 Băng tần truyền hình cáp 3.1.3.2 Tiêu chuẩn truyền dẫn 3.1.3.3 Thiết kế hệ thống mạng cáp Hà Nội 3.1.4 Các dịch vụ triển khai VCTV 3.1.4.1 Dịch vụ truyền hình cáp tương tự 3.1.4.2 Dịch vụ truyền hình cáp số 3.1.4.3 Dịch vụ internet băng rộng 3.2 Phương án triển khai IPTV mạng truyền hình cáp đài truyền hình VIỆT NAM 3.2.1 Phân tích, đánh giá lợi ích khả triển khai IPTV mạng truyền hình cáp Đài Truyền hình Việt Nam 3.2.2 Xây dựng phương án triển khai IPTV mạng truyền hình cáp Đài Truyền hình Việt Nam 3.2.2.1 Lựa chọn chuẩn, công nghệ dịch vụ 3.2.2.2 Triển khai IPTV cáp dựa chuẩn Euro DOCSIS kết hợp với mạng truyền hình quảng bá DVB-C 3.2.2.3 Hướng phát triển dịch vụ gia tăng mạng IPTV cáp 3.2.2.4 Kế hoạch đầu tư phát triển theo giai đoạn KẾT LUẬN IPTV thật sử phát triển năm gần IPTV mở cho người xem truyền hình giới giải trí Sự phát triển IPTV đem lại cho nhà cung cấp dịch vụ lợi nhuận khổng lồ Phát triển IPTV hệ tất yếu truyền hình trả tiền Luận văn trình bày đặc điểm truyền hình cáp VCTV phương án triển khai IPTV mạng truyền hình cáp Triển khai IPTV hệ thống mạng truyền hình cáp Đài Truyền hình Việt Nam giúp cho truyền hình trả tiền VCTV phát triển Xứng đáng với hiệu hành động “mang giới đến nhà bạn” Tuy nhiên để triển khai cần phải đồng thuận hỗ trợ Ban giám đốc Trung tâm Kỹ thuật Truyền hình cáp lãnh đạo Đài Truyền hình Việt Nam  ... hình VIỆT NAM 3.2.1 Phân tích, đánh giá lợi ích khả triển khai IPTV mạng truyền hình cáp Đài Truyền hình Việt Nam 3.2.2 Xây dựng phương án triển khai IPTV mạng truyền hình cáp Đài Truyền hình Việt. .. Phát triển IPTV hệ tất yếu truyền hình trả tiền Luận văn trình bày đặc điểm truyền hình cáp VCTV phương án triển khai IPTV mạng truyền hình cáp Triển khai IPTV hệ thống mạng truyền hình cáp Đài Truyền. .. vụ triển khai VCTV 3.1.4.1 Dịch vụ truyền hình cáp tương tự 3.1.4.2 Dịch vụ truyền hình cáp số 3.1.4.3 Dịch vụ internet băng rộng 3.2 Phương án triển khai IPTV mạng truyền hình cáp đài truyền hình