Mô hình triển khai IPTV của VNPT tại Hà Nội và giải pháp nhằm nâng cao chất lƣợng dịch vụ VNPT’s IPTV Implementation in Hanoi and Solutions to Improve Service Quality

Mô hình triển khai IPTV của VNPT tại Hà Nội và giải pháp nhằm nâng cao chất lƣợng dịch vụ VNPT’s IPTV Implementation in Hanoi and Solutions to Improve Service Quality NXB H. : ĐHCN, 2012 Số trang 110 tr. + Lại Long Hải Trƣờng Đại học Công nghệ Luận văn ThS ngành: Kỹ thuật điện tử; Mã số: 60 52 70 Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: TS. Ngô Thái Trị

Mơ hình triển khai IPTV VNPT Hà Nội giải pháp nhằm nâng cao chất lƣợng dịch vụ VNPT’s IPTV Implementation in Hanoi and Solutions to Improve Service Quality NXB H : ĐHCN, 2012 Số trang 110 tr + Lại Long Hải Trƣờng Đại học Công nghệ Luận văn ThS ngành: Kỹ thuật điện tử; Mã số: 60 52 70 Cán hƣớng dẫn khoa học: TS Ngô Thái Trị Năm bảo vệ: 2012 Abstract Luận văn giới thiệu tổng quan Internet Protocol Television (IPTV) nhƣ khái niệm liên quan, truyền tải nội dung IPTV mơ hình triển khai IPTV Nghiên cứu trạng sở hạ tầng VNPT triển khai dịch vụ IPTV VNPT Hà Nội Đƣa giải pháp nhằm nâng cao chất lƣợng dịch vụ IPTV Hà Nội Keywords: Kỹ thuật điện tử; Truyền hình băng rộng; Truyền hình giao thức; Viễn thơng; Mạng truyền thơng Content I LỜI NÓI ĐẦU Để đáp ứng nhu cầu trao đổi thơng tin xã hội, ngồi truyền hình vệ tinh, truyền hình cáp số truyền hình theo phƣơng thức IP (IPTV) ngày đƣợc phát triển mạnh mẽ toàn giới Với hậu thuẫn viễn thông, IPTV dễ dàng cung cấp nhiều hoạt động tƣơng tác hơn, cung cấp cạnh tranh mạnh mẽ cho doanh nghiệp kinh doanhdịch vụ truyền hình IPTV có hội lớn để phát triển nhanh chóng mà mạng băng rộng có mặt khắp nơi Dựa tảng sở hạ tầng mạnh mẽ, VNPT Hà Nội không triển khai IPTV mạng băng rộng xDSL mà triển khai IPTV FTTx để mạng đến cho khách hàng trải nghiệm thực thú vị xem truyền hình Nhằm mục đích tìm hiểu thực trạng triển khai IPTV VNPT – Hà Nội từ đƣa phƣơng án để nâng cao chất lƣợng, đồ án đƣợc xây dựng với bố cục nhƣ sau: Chƣơng 1: Giới thiệu tổng quan IPTV Chƣơng 2: Triển khai dịch vụ IPTV VNPT Hà Nội Chƣơng 3: Giải pháp nhằm nâng cao chất lƣợng dịch vụ IPTV Kết Luận Do nội dung kiến thức đề tài mới, khả hạn chế nên đồ án chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận đƣợc bảo góp ý thầy cô giáo đồng nghiệp để đề tài đƣợc hoàn thiện đƣợc áp dụng vào thực tế mang lại hiệu cao II CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ IPTV GIỚI THIỆU VỀ IPTV Khái niệm IPTV ITPV đƣợc định nghĩa thức nhƣ sau: IPTV dịch vụ đa phƣơng tiện nhƣ truyền hình ảnh, tiếng nói, văn bản, liệu đƣợc phân phối qua mạng dựa IP mà đƣợc quản lý để cung cấp cấp chất lƣợng dịch vụ, bảo mật, tính tƣơng tác, tính tin cậy theo yêu cầu (theo ITU – TFG IPTV) Cấu trúc mạng IPTV Hình 1.1: Cấu trúc mạng IPTV Các dịch vụ ứng dụng IPTV Các dịch vụ IPTV  Cung cấp dịch vụ quảng bá  Cung cấp dịch vụ theo yêu cầu  Cung cấp dịch vụ tƣơng tác Các ứng dụng IPTV Truyền tải nội dung IPTV Tổng quan mơ hình IPTV (IPTVCD) Mơ hình truyền thơng IPTV có lớp lớp tùy chọn đƣợc xếp chồng lên Các liệu video phía thiết bị gửi đƣợc truyền từ lớp cao xuống lớp thấp mô hình IPTV, đƣợc truyền mạng băng rộng giao thức lớp vật lý Ở thiết bị nhận, liệu nhận đƣợc chuyển từ lớp thấp đến lớp mơ hình IPTV Mơ hình IPTV truyền tải nội dung MPEG Lớp mã hóa video Lớp đóng gói video Lớp cấu trúc dòng truyền tải Lớp truyền tải thời gian thực Lớp truyền tải Lớp IP Lớp liên kết liệu Lớp vật lý MỘT SỐ MƠ HÌNH TRIỂN KHAI IPTV Mơ hình triển khai IPTV mạng xDSL Mơ hình triển khai IPTV mạng băng rộng: Mơ hình triển khai mạng FTTx: Khả PON Mơ hình triển khai IPTV mạng truyền hình cáp Mơ hình triển khai mạng HFC Mơ hình triển khai IPTV cáp dựa hệ thống quảng bá DVB-C: Mơ hình triển khai IPTV mạng Wimax III CHƢƠNG 2: TRIỂN KHAI DỊCH VỤ IPTV CỦA VNPT TẠI HÀ NỘI Hiện trạng sở hạ tầng VNPT Mạng đường trục Core router M160 PE/ BRASs Core router M160 Core router M160 PE/ BRASs PE/ BRASs Hình 2.1: Mạng đƣờng trục VNPT Mạng đƣờng trục VNPT có nhiệm vụ truyền dẫn lƣu lƣợng thông tin liên tỉnh nhƣ thông tin quốc tế Hệ thống mạng đƣờng trục gồm core router, PE BRAS Mạng gom mạng truy nhập Mơ hình đấu nối IPTV VNPT Mạng MAN-E VNPT Hà nội Triển khai IPTV mạng cáp đồng VNPT Hà Nội: Mơ hình triển khai: Internet BRAS VNPT N i PE VTN Switch Core PW MAN E VNPT N i 10 Ge VASC IPTV Head Center PW Switch Core PW VFI8 GE/Fo Switch Agg S-VLAN, IPTV VLAN 8,9 Port0: PVC0: VPI/VCI:0/35 PPPoE- S-VLAN Internet Port0: PVC1: VPI/VCI:2/35 Bridge- S-VLAN map nh IP DSLAM Modem ADSL 4port-multi PVC PVC0 (0/35): PPPoE PVC1 (2/35): Bridge1483 Cap AV/ HDMI Ghi ch : tri n khai IP DSLAM Huawei MA5600 v IP DSLAM Alcatel ISAM7302 PC Access Internet STB (Set Top Box) IPTV Lưu ý dùng cáp DMI ivi hỗ rợ D v khách h ng đăng ký dùng gói D (khi lắp STB loại D) Hình 2.6: Dịch vụ MyTV cung cấp đồng thời với dịch vụ truy nhập Internet MegaVNN cáp đồng Đo đạc thực tế: Bảng 2.3: Kết đo kiểm IPTV đƣờng cáp đồng Kênh SD Trạng HD thái Broadcast Trạng thái Latency 88 ms Pass 85 ms Pass Jitter current ms Pass 1ms Pass Jitter max ms Pass ms Pass V-MOS 4.45 Pass 4.5 Pass Video Rate 4.156 Mbps Pass 8.835 Mbps Pass Packet lost 0% Pass 1.05% Fail Kênh VOD SD Trạng HD Trạng thái Latency 177 ms Pass thái 178 ms Pass Jitter current ms Pass ms Pass Jitter max ms Pass 33 ms Pass V-MOS 4.45 Pass 4.5 Pass Video Rate 3.719 Mbps Pass 8.636 Mbps Pass Packet lost 0% Pass 0.05% Fail Đánh giá hoạt động mơ hình: Đối với kênh HD sử dụng đƣờng ADSL cáp đồng: chất lƣợng khơng đƣợc đảm bảo Hạn chế lớn việc triển khai IPTV mạng cáp đồng : suy hao đƣờng truyền lớn nên khoảng cách tối đa từ Tổng Đài đến nhà khách hàng phải nhỏ km hạn chế nhiều khách hàng muốn đăng ký dịch vụ IPTV VNPT Hà Nội Triển khai IPTV mạng FTTx: Mơ hình triển khai: Hình 2.8: Dịch vụ MyTV HD cung cấp đồng thời với dịch vụ truy nhập Internet FiberVNN cáp quang Đo đạc thực tế: Bảng 2.5: Kết đo kiểm IPTV mạng FTTx Kênh VOD Trạng Trạng SD thái HD thái Latency 94 ms Pass 65 ms Pass Jitter ms Pass ms Pass current Jitter max V-MOS 53 ms Fail 105 ms Fail 4.45 Pass 4.5 Pass 3.702 8.463 Video Rate Mbps Pass Mbps Pass Packet lost 0% Pass 0% Pass Kênh Trạng Broadcast Trạng SD thái HD thái 14 ms Pass 88 ms Pass current ms Pass ms Pass Jitter max ms Pass ms Pass 4.2 Pass 4.5 Pass Latency Jitter V-MOS 3.291 8.877 Video Rate Mbps Pass Mbps Pass Packet lost 0% Pass 0% Pass Đánh giá hoạt động mô hình: Là giải pháp kết nối hồn tồn cáp quang từ nhà cung cấp dịch vụ đến tận nhà khách hàng Ƣu điểm lớn mơ hình triển khai mạng FTTx so với internet ADSL FTTH có tốc độ nhanh nhiều lần (khoảng 200 lần), có tốc độ tải lên tải xuống nhƣ Ngồi ra, FTTx cịn có tốc độ truy nhập, độ bảo mật cao, chất lƣợng tín hiệu ổn định, khơng bị ảnh hƣởng yếu tố môi trƣờng Chiều dài cáp cho phép nâng cấp băng thông dễ dàng có nhu cầu Triển khai IPTV GPON: 2.4.1 Kiến trúc GPON 2.4.2 Mơ hình triển khai IPTV mạng GPON Hình 2.11: Mơ hình triển khai IPTV mạng GPON 2.4.3 Đánh giá hoạt động mơ hình: Mỗi khách hàng đƣợc kết nối tới mạng quang thơng qua chia quang thụ động Tín hiệu download truyền tới hộ gia đình đƣợc mã hóa để tránh việc xem trộm Tín hiệu upload đƣợc kết hợp việc sử dụng giao thức đa truy nhập phân chia theo thời gian điều khiển việc sử dụng khe thời gian cho việc truyền liệu đƣờng uplink cách tối ƣu Ƣu điểm GPON sử dụng thiết bị chia quang Splitter khơng cần cấp nguồn điện, nên có giá thành rẻ đặt đâu, khơng phụ thuộc vào điều kiện môi trƣờng, không cần phải cung cấp lƣợng cho thiết bị phịng máy trung tâm phía ngƣời dùng Ƣu điểm giúp giảm đƣợc chi phí bảo dƣỡng, vận hành Đây công nghệ sử dụng băng thông download upload tốc độ cao đƣợc khai thác IV CHƢƠNG 3: GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ IPTV Giải pháp hạn chế tắc nghẽn mạng truyền tải IPTV Đánh giá hoạt động mơ hình tại: Tại phân vùng Sw 7609 Agg, dịch vụ VOD sử dụng VLAN chung cho khách hàng MyTV IP DSLAM L2 Switch, chạy theo mơ hình Layer thuộc miền Broadcast nên xảy lỗi mức độ nhiều thuê bao ảnh hƣởng nhƣ:  Lỗi DHCP server giả mạo (gây cấp sai IP vùng Agg)  Lỗi Broadcast storm gây nghẽn VLAN  Lỗi Loop mạng Do chia nhỏ miền Broadcast có ƣu điểm sau :  Giảm qui mơ ảnh hƣởng số thuê bao phát sinh lỗi nêu  Áp dụng sách bảo mật khác với VLAN chia theo chủng loại thiết bị IPDSLAM, G-PON, L2Switch  Thuận lợi cho việc troubleshoot, khắc phục lỗi Phương án thực tách VLAN VOD Tại Agg cấu hình VLAN, Subnet theo quy hoạch phụ lục dƣới: TT Các Vlan cũ Các Vai trò Vlan Vai trò VoD cho IP VoD DSLAM đấu vào Acc 7606 Multicast Test 10 GPON 10 Multicast Sử dụng cho dịch vụ GPON VoD cho MyTV VoD 11 cáp quang đấu vào 6424; 3400 VoD cho IP VoD 12 DSLAM đấu vào 7609 Bảng 3.1: Quy hoạch VLAN cho dịch vụ MyTV Hình 3.2: Mơ hình sau chia tách VLAN-VOD  Loại thiết bị IP DSLAM:  Giữ nguyên VLAN DSLAM kết nối đến switch 7606  Thay VLAN VLAN 12 cho DSLAM kết nối đến Agg 7609  Thay VLAN VLAN 12 cho DSLAM kết nối đến switch 4924- Agg 7609  Loại thiết bị layer2 Switch (6424 ALU, ME 3400 cisco):  Switch 6424 ALU: thay đổi từ VLAN sang VLAN 11 switch ALU 6424 thực biên dịch cổng Switch (translate) từ VLAN 11 sang VLAN (Không phải thay đổi đầu cuối CPE thuê bao)  Switch ME3400: đổi từ VLAN sang VLAN 11 (phải thay đổi đầu cuối TB) Quản lý QoS QoE IPTV để nâng cao chất lượng dịch vụ Các khái niệm đánh giá chất lượng IPTV Yêu cầu chất lượng trải nghiệm QoE cho IPTV Hình 3.4: QoS QoE dịch vụ IPTV Theo khuyến nghị ITU-T G.1080, QoE gồm yêu cầu chủ yếu lớp ứng dụng dịch vụ: a QoE cho video audio: b QoE cho ký tự hình vẽ: c Yêu cầu chức điều khiển: d Yêu cầu dịch vụ cộng thêm hỗ trợ: Phương pháp đánh giá QoE: Phương pháp đánh giá QoE chủ quan: Phƣơng pháp đánh giá chủ quan sử dụng nhóm ngƣời để phân loại đánh giá chất lƣợng hình ảnh Mơi trƣờng ngƣời dùng để kiểm tra chủ quan khác nhà cung cấp dịch vụ khác Các bƣớc để thực kiểm tra chủ quan nhƣ sau:  Xác định chuỗi luồng video để thực kiểm tra  Chọn tham số cấu hình  Cài đặt môi trƣờng kiểm tra tƣơng ứng với tham số cấu hình  Chọn ngƣời để tham gia kiểm tra  Thực kiểm tra phân tích kết Các môi trƣờng kiểm tra thƣờng tuân theo hệ thống định nghĩa ITU-R BT 500 MOS (Mean Opinion Score) với thang điểm: Bảng 3.2: Điểm đánh giá MOS: Đƣợc đánh đến tƣơng ứng với chất sắc MOS đƣợc tính theo Bảng 3.3: Thang điểm Mức độ cảm nhận kênh IPTV lƣợng từ đến xuất Tốt (Good) giá trị trung bình Trung bình (Fair) (Poor) Kém (Bad) Đặc điểm SAMVIQ cách giá theo thang điểm từ Xuất sắc (Excellent) Tạm chấp nhận MOS MOS Điểm MOS Mức độ cảm nhận SAMVIQ ánh xạ với Thang điểm MOS chủ yếu thức mà đoạn kênh IPTV Xuất sắc (Excellent) 80-100 đánh giá Tốt (Good) 60-80 Phương pháp đánh Trung bình (Fair) 40-60 quan: Tạm chấp nhận (Poor) 20-40 MPQM Kém (Bad) 0-20 video đƣợc trình Quality Metrics) bày cho ngƣời thực giá QoE khách (Moving Picture V-factor mơ hình để đánh giá QoE dịch vụ IPTV MPQM không cần đến so sánh hình ảnh gốc hình ảnh nhận đƣợc Điểm mang lại tính khả thi độ mở rộng cao cho MPQM thực tế Từ đầu vào xác suất gói (Packet Loss Probability), phân tích lƣợng thơng tin đƣợc hình ảnh truyền tải (entropy analysis), độ biến thiên trễ (jitter), độ xung gốc (Program Clock Reference), loại mã hóa (MPEG2, H264), MPQM đƣa thang điểm cho chất lƣợng IPTV, “Excellent” tƣơng ứng thang điểm 5, “Good” tƣơng ứng thang điểm 4, “Fair” tƣơng ứng thang điểm 3, “Poor” tƣơng ứng thang điểm 2, “Bad” tƣơng ứng thang điểm V-factor triển khai dựa mơ hình gốc MPQM Tuy nhiên, việc “cho điểm” đánh giá chất lƣợng hình ảnh, V-factor cịn cung cấp thêm thơng tin cần thiết cho việc theo dõi phân tích nguyên nhân gây vấn đề chất lƣợng Tiêu chuẩn dịch vụ IPTV Tiêu chuẩn bao gồm tiêu chất lƣợng đánh giá chủ yếu cho dịch vụ sau:  Dịch vụ VoD  Dịch vụ Broacast TV (LiveTV)  Dịch vụ truy nhập Internet Best-Effort (BE) (lƣớt web chơi game) Đối với tiêu chất lượng hình ảnh, âm nói chung bao gồm yêu cầu sau: Khi hình ảnh âm đƣợc truyền qua mạng IP – NGN quan tâm tới yếu tố ảnh hƣởng mạng IP tạo Hình 3.8 mơ tả q trình xử lý mạng theo chế từ xuống Cơ chế liên quan chặt chẽ tới QoE QoS QoE QoS phải đảm bảo tiêu chí mà DLS forum đƣa cho dịch vụ multiplay Hình 3.8: Quá trình xử lí QoE/QoS Hình 3.10: Tỉ lệ gói liên quan tới chất lƣợng QoE hình ảnh Chỉ tiêu chung: - Jitter