Bao_cao_d_an_tt_nghip_1_B_GIAO_DC_V

Báo cáo đồ án tốt nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG - iso 9001:2008 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Ngƣời hƣớng dẫn: KS Nguyễn Huy Dũng Sinh viên : Chu Thị Thi HẢI PHÕNG - 2010 Báo cáo đồ án tốt nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG - TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH INTERNET (IPTV) VÀ HỆ THỐNG IPTV TẠI VIỆT NAM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH : ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG Ngƣời hƣớng dẫn : KS Nguyễn Huy Dũng Sinh viên : Chu Th Thi Hải phòng - 2010 Bỏo cáo đồ án tốt nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Chu Thị Thi Mã số: 100365 Lớp : ĐT1001 Ngành: Điện tử viễn thơng Tên đề tài : Tìm hiểu cơng nghệ truyền hình Internet (IPTV) hệ thống IPTV Việt Nam Báo cáo đồ án tốt nghiệp NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Địa điểm thực tập tốt nghiệp …………………………………………………………………………… Báo cáo đồ án tốt nghiệp …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ tên : Nguyễn Huy Dũng Học hàm, học vị: Kỹ sƣ Cơ quan công tác : Trƣờng Đại học Dân lập Hải Phòng Nội dung hƣớng dẫn : ………………………………………………………… ……… …… …………………………………………………………………… … ……………………………………………………………… .… …… ……………………………………………………………… .… …… Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hƣớng dẫn : ……………………………………………………………… .… …… Báo cáo đồ án tốt nghiệp …………………………………………………………… .…… …… ……………………………………………………………… .… …… Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày tháng năm 2010 Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày tháng năm 2010 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Người hướng dẫn Sinh viên Hải Phòng, ngày tháng năm 2010 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Báo cáo đồ án tốt nghiệp Đánh giá chất lƣợng đồ án ( so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu ): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Cho điểm cán hƣớng dẫn (ghi số chữ) : …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày tháng năm 2010 Cán hƣớng dẫn PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN Đánh giá chất lƣợng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phƣơng án tối ƣu, cách tính tốn chất lƣợng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Báo cáo đồ án tốt nghiệp …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Cho điểm cán phản biện (Điểm ghi số chữ) …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày tháng năm 2010 Ngƣời chấm phản biện Báo cáo đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ IPTV 1.1 KHÁI NIỆM IPTV 1.2 CẤU TRÚC MẠNG IPTV 1.2.1 Cơ sở hạ tầng mạng IPTV 1.2.2 Cấu trúc chức cho dịch vụ IPTV 1.3 VẤN ĐỀ PHÂN PHỐI IPTV 1.3.1 IP Unicast 1.3.2 IP Broadcast 10 1.3.3 IP Multicast 11 1.4 CÁC CÔNG NGHỆ CHO IPTV 12 1.4.1 Vấn đề sử lý nội dung 12 1.4.2 VoD Video server 13 1.4.3 Các hệ thống hỗ trợ hoạt động 15 1.5 CÁC DỊCH VỤ VÀ ỨNG DỤNG CỦA IPTV 16 1.5.1 Truyền hình quảng bá kỹ thuật số 17 1.5.2 Video theo yêu cầu VoD 17 1.5.3 Quảng cáo có địa 18 Chƣơng 2: CÁC KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV 19 2.1 CÁC LOẠI MẠNG TRUY CẬP BĂNG RỘNG 19 2.2 IPTV PHÂN PHỐI TRÊN MẠNG TRUY CẬP CÁP QUANG 19 2.2.1 Mạng quang thụ động 20 2.2.2 Mạng quang tích cực 24 2.3 IPTV PHÂN PHỐI TRÊN MẠNG ADSL 24 2.3.1 ADSL 24 2.3.2 ADSL2 26 2.3.3 VDSL 27 Báo cáo đồ án tốt nghiệp 2.4.1 Tổng quan kỹ thuật HFC 29 2.4.2 IPTV phân phối mạng truyền hình cáp 30 2.5 IPTV PHÂN PHỐI TRÊN MẠNG INTERNET 32 2.5.1 Các kênh truyền hình Internet streaming 32 2.5.2 Download Internet 33 2.5.3 Chia sẻ video ngang hàng 34 2.6 CÁC CÔNG NGHỆ MẠNG LÕI IPTV 35 2.6.1 ATM SONET/SDH 35 2.6.2 IP MPLS 36 2.6.3 Metro Ethernet 38 Chƣơng 3: QUẢN LÝ MẠNG IPTV 40 3.1 HỆ THỐNG QUẢN LÝ MẠNG IPTV 40 3.1.1 Sử dụng giao thức SNMP để quản lý mạng IPTV 42 3.1.2 Quản lý thiết bị trình duyệt web 45 3.2 QUẢN LÝ CÀI ĐẶT 47 3.3 GIÁM SÁT THỰC THI VÀ KIỂM TRA MẠNG 48 3.4 QUẢN LÝ VÀ DỰ PHÒNG 50 3.5 QUẢN LÝ KHÔNG GIAN ĐỊA CHỈ IP 52 3.6 XỬ LÝ CÁC SỰ CỐ IPTV 53 3.7 QUẢN LÝ QUYỀN NỘI DUNG SỐ 54 3.8 QUẢN LÝ CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ QoS 55 3.8.2 Phân lớp dịch vụ 57 3.8.3 Các cam kết cấp độ dịch vụ 58 Chƣơng 4: PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG IPTV TẠI VIỆT NAM 60 4.1 TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN DỊCH VỤ IPTV TRONG KHU VỰC 60 4.2 TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN DỊCH VỤ IPTV TẠI VIỆT NAM 61 4.2.1 Hạ tầng Internet Việt nam 61 4.2.2 Lựa chọn công nghệ thiết bị 63 10 Báo cáo đồ án tốt nghiệp 4.3 CÁC GIẢI PHÁP HỆ THỐNG 66 4.4 ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHON PHƢƠNG ÁN 73 KẾT LUẬN 74 Tài liệu tham khảo 75 11 Báo cáo đồ án tốt nghiệp THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Thuật ngữ Thuật ngữ Tiếng Anh đầy đủ viết tắt Thuật ngữ Tiếng Việt đầy đủ A Asymmetric Line AON Active Optical Network Mạng quang tích cực Asynchronnuos Transfer Mode Mode truyền dẫn bất đồng ATM Digital Subcriber Đƣờng thuê bao số bất đối xứng ADSL B BPON Broadband Network Optical Mạng thụ động băng rộng Passive C CAS CMTS CPU Conditional Access System Cable System Modem Hệ thống truy cập có điều kiện Termination Hệ thống kết cuối modem cáp Đơn vị xử lý trung tâm Central Processing Unit D DSLAM Digital Subscriber Line Access Bộ ghép kênh truy cập Multiplexer đƣờng dây thuê bao số DRM Digital Rights Management Quản lý quyền nội dung số DSL Digital Subscriber Line Đƣờng dây thuê bao số DHCP DWDM DVB Dynamic Protocol Host Configuration Giao thức cấu hình Host động Dense Wavelength Multiplexing Division Ghép kênh phân chia theo mật độ bƣớc sóng Digital Video Broadcasting Quảng bá video số E EPG Electronic Program Guide 12 Chỉ dẫn chƣơng trình điện Báo cáo đồ án tốt nghiệp tử EPON EVC Ethernet Passive Optical Network Mạng thụ động Ethernet Ethernet Virtual Connection Kết nối ảo Ethernet F File Transfer Protocol Giao thức vận chuyển FTTC Fiber To The Curd Cáp quang tới lề đƣờng FTTH Fiber To The Home Cáp quang tới hộ gia đình FTTN Fiber To The Neighbourhood Cáp quang tới vùng lân cận Fiber To The Regional Office Cáp quang tới tổng đài khu vực FTP FTTRO G GPON GiE Gigabit PON Mạng quang Gigabit thụ động Gigabit Ethernet Giao thức Gigabit Ethernet H HD HDTV HFC HTTP HTTPS High Definition Định dạng chất lƣợng cao High Definition Televison Truyền hình chất lƣợng cao Hybird Fiber Coaxial Hỗn hợp cáp quang/ đồng trục Hyper Text Transfer Protocol Giao thức vận chuyển siêu văn Hyper Text Transfer Protocol Giao thức HTTP bảo đảm Secure I IP IPTV IPTVCD ISP ITU-T Internet Protocol Giao thức Internet Internet Protocol Television Truyền Internet IPTV Cunsumer Device Thiết bị khách hàng IPTV Internet Service Provider Nhà cung Internet hình cấp giao dịch thức vụ InternationalTelecommunications Tổ chức viễn thông quốc tế 13 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Union - Telecommunication tiêu chuẩn viễn thông L LSR Label Switch Router Router chuyển mạch nhãn LIB Label Information Base Cơ sở thông tin nhãn M MEF Metro Ethernet Forum Diễn đàn Metro Ethernet MIB Base Information Management Cơ sở thông tin quản lý Moving Picture Experts Group Nhóm chuyên gia ảnh động Multi-Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPEG MPLS N NMS Network Management System NTSC National Television Committee Hệ thống quản lý mạng System Ủy ban hệ thống truyền hình quốc gia (Mỹ) O OC Optical Carrier Sóng mang quang OSS Operational Support System Hệ thống hỗ trợ hoạt động OLT Optical Line Temrmination Kết cuối đƣờng quang ONT Optical Network Termination Kết cuối mạng quang OSI Open Systems Interconnection Liên kết hệ thống mở P PC Personal Computer Máy tính cá nhân PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động PSTN Public Switched Network Telephone Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Q QoS Chất lƣợng dịch vụ Quality of Service R RF Tần số vô tuyến Radio Frequency 14 Báo cáo đồ án tốt nghiệp RTP RTSP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực Real Time Streaming Protocol Giao thức Streaming thời gian thực S SD SDH Standard Definition Định dạng chất lƣợng Synchronous Digital Hierarchy Ghép kênh cấp độ số đồng SNMP Simple Network Management Giao thức quản lý mạng đơn Protocol giản SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng Set Top Box Bộ giải mã STB Phƣơng thức để phân phối video nội dung khác mạng Streaming luồng nối tỷ lệ phù hơp với tốc độ liệu đƣợc sử dụng thiết bị hiển thị T TCP/IP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển vận Internet Protocol chuyển IP Truyền hình Việt Nam THVN U URL Universal Resource Locator Bộ xác định địa tài nguyên T VoD VLAN Video on Demand Video theo yêu cầu Virtual Local Area Network Mạng LAN ảo W WDM Wavelength Multiplexing Division Ghép kênh phân chia theo bƣớc sóng 15 Báo cáo đồ án tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại cơng nghệ thơng tin nay, ngƣời với trình độ dân trí ngày cao dẫn tới địi hỏi nhu cầu giải trí cao, địi hỏi phải đáp ứng đƣợc nhu cầu sở thích cá nhân ngƣời xem truyền hình Từ dịch vụ IPTV đời với tính vƣợt trội mang lại cho ngƣời cảm nhận truyền hình mà có dịch vụ IPTV đáp ứng đƣợc so với cơng nghệ truyền hình khác Trên giới IPTV đƣợc triển khai mạnh mẽ thu đƣợc lợi nhuận lớn.Tại Việt Nam, dịch vụ IPTV bắt đầu đƣợc thử nghiệm cung cấp với số dịch vụ Cơ sở hạ tầng mạng băng rộng Việt Nam phát triển mạnh mẽ đáp ứng đƣợc nhu cầu giải trí ngƣời xem truyền hình IPTV với tính vƣợt trội, với chi phí giá thành thấp IPTV phát triển mạnh mẽ dịch vụ truyền hình số tƣơng lai không xa IPTV vấn đề đƣợc nhiều ngƣời quan tâm, sau thời gian tìm hiểu với hƣớng dẫn thầy giáo Nguyễn Huy Dũng em hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp với đề tài “Tìm hiểu cơng nghệ truyền hình Internet (IPTV) hệ thống IPTV Việt Nam” Nội dung báo cáo bao gồm phần sau:  Chƣơng I: Tổng quan IPTV Chƣơng trình bày IPTV, cấu trúc mạng IPTV, vấn đề phân phối IPTV, công nghệ cho IPTV cuối số dịch vụ ứng dụng IPTV  Chƣơng II: Các giải pháp phân phối IPTV Chƣơng đƣa giải pháp triển khai mạng phân phối nội dung IPTV IPTV đƣợc triển khai mạng sau: mạng truy cập sợi quang, mạng ADSL, mạng truyền hình cáp mạng Internet Ngồi chƣơng cịn tìm hiểu số cơng nghệ mạng lõi cho mạng IPTV  Chƣơng III: Quản lý mạng IPTV Chƣơng tìm hiểu hệ thống quản lý mạng IPTV, vấn đề quản lý cài đặt, cố, quản lý dự phịng, quản lý Qos Ngồi ra, chƣơng cịn tìm hiểu việc giám sát, kiểm tra xử lý cố mạng IPTV 16 Báo cáo đồ án tốt nghiệp  Chƣơng IV: Phát triển hệ thống IPTV Việt Nam Chƣơng tìm hiểu tình hình phát triển dịch vụ IPTV khu vực Việt Nam, đƣa giải pháp hệ thống Do IPTV công nghệ phát triển Do khả tìm hiểu hạn chế chƣa đƣợc đầy đủ xác thực, báo cáo cịn nhiều thiếu sót mong đƣợc đóng góp ý kiến thầy bạn để báo cáo đƣợc hoàn thiện 17 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Chƣơng TỔNG QUAN VỀ IPTV Truyền hình dựa giao thức Internet IPTV (Internet Protocol – based Television) - chế để truyền tải luồng nội dung truyền hình dựa tảng mạng sử dụng giao thức IP Lợi ích chế khả phân phối nhiều loại tín hiệu truyền hình khác nhau, tăng tính tƣơng tác cải tiến để tƣơng tác cải tiến để tƣơng thích với mạng thuê bao tồn Sự phát triển nhanh chóng mạng Internet băng rộng làm thay đổi nội dung kỹ thuật truyền hình Sự vƣợt trội kỹ thuật truyền hình IPTV tính tƣơng tác hệ thống với ngƣời xem, cho phép ngƣời xem chủ động thời gian khả triển khai dịch vụ giá trị gia tăng tiện ích khác hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu ngƣời sử dụng Đây xu hƣớng hội tụ mạng viễn thông giới 1.1 KHÁI NIỆM IPTV IPTV truyền hình sử dụng giao thức IP hệ thống dịch vụ truyền hình số cung cấp tới thuê bao sử dụng giao thức IP kết nối băng rộng IPTV thƣờng đƣợc cung cấp với dịch vụ VoD cung cấp cung với dịch vụ Internet khác nhƣ truy cập Web VoIP Khi bắt đầu IPTV đƣợc gọi truyền hình giao thức Internet hay Telco TV Truyền hình băng rộng Thực chất tất tên đƣợc sử dụng để nói đến việc phân phối truyền hình băng rộng chất lƣợng cao nội dung âm hình ảnh theo yêu cầu mạng băng rộng IPTV định nghĩa chung cho việc áp dụng để phân phối kênh truyền hình truyền thông, phim truyện, nội dung video theo yêu cầu mang riêng Theo tổ chức Liên Hiệp Viễn Thơng Quốc Tế ITU IPTV dịch vụ đa phương tiện bao gồm truyền hình, video, audio, văn bản, đồ họa liệu qua mạng IP quản lý để cung cấp mức độ yêu cầu chất lượng dịch vụ trải nghiệm, tính bảo mật, tính tương tác độ tin cậy IPTV có số điểm đặc trƣng sau: 18 Báo cáo đồ án tốt nghiệp  Hỗ trợ truyền hình tƣơng tác: Khả hệ thống IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ phân phối đầy đủ ứng dụng truyền hình tƣơng tác Các dạng dịch vụ IPTV đƣợc phân phối bao gồm chuẩn truyền hình trực tiếp, truyền hình hình ảnh chất lƣợng cao HDTV (High Definition Television), trò chơi tƣơng tác truy cập Internet tốc độ cao  Dịch thời gian: IPTV kết hợp với ghi hình video số cho phép dịch chuyển thời gian để xem nội dung chƣơng trình, kỹ thuật ghi hình lƣu trữ nội dung để xem lại sau  Tính cá nhân: Một hệ thống IPTV từ kết cuối đến kết cuối(end-toend) hỗ trợ thông tin có tính hai chiều cho phép user xem chƣơng trình theo sở thích, thói quen…Hay cụ thể cho user xem họ muốn vào lúc  Yêu cầu băng thông thấp: Để thay cho việc phân phối kênh cho user, công nghệ IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ phân phối kênh mà user yêu cầu Đây điểm hấp dẫn cho phép nhà khai thác mạng bảo toàn đƣợc băng thơng họ  Nhiều thiết bị sử dụng đƣợc: Việc xem nội dung IPTV không giới han việc dùng Tivi Khách hàng sử dụng PC họ thiết bị di động để truy cập dịch vụ IPTV Nhƣng nhƣợc điểm “chí mạng” IPTV khả liệu cao chậm trễ truyền tín hiệu Nếu nhƣ đƣờng kết nối mạng ngƣời dùng không thật tốt nhƣ không đủ băng thông cần thiết xem chƣơng trình dễ bị giật hay việc chuyển kênh tốn nhiều thời gian để tải Thêm vào máy chủ nhà cung cấp dịch vụ khơng đủ mạnh số lƣợng ngƣời xem truy cập vào đông làm cho chất lƣợng dịch vụ giảm sút Tuy nhiên công nghệ mạng Internet ngày phát triển mạnh mẽ đẩy băng thơng kết nối lên cao góp phần giúp IPTV khắc phục nhƣợc điểm nói biến thành cơng nghệ truyền hình tƣơng lai 19 Báo cáo đồ án tốt nghiệp 1.2 CẤU TRÖC MẠNG IPTV 1.2.1 Cơ sở hạ tầng mạng IPTV Hình 1.1 Mơ hình hệ thống IPTV end-to-end 1.2.1.1 Trung tâm liệu IPTV Trung tâm liệu IPTV nhận nội dung từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm truyền hình địa phƣơng, nhà tập hợp nội dung, nhà sản xuất nội dung, qua đƣờng cáp, trạm số mặt đất hay vệ tinh Ngay nhận đƣợc nội dung, số thành phần phần cứng khác từ thiết bị mã hóa máy chủ video tới định tuyến IP thiết bị bảo mật giành riêng đƣợc sử dụng để chuẩn bị nội dung video cho việc phân phối qua mạng dựa IP Ngoài ra, hệ thống quản lý thuê bao đƣợc yêu cầu quản lý hồ sơ phí thuê bao ngƣời sử dụng 1.2.1.2 Mạng truy cập băng thông rộng Việc truy cập dịch vụ IPTV yêu cầu kết nối điểm-điểm(one-toone).Việc triển khai IPTV diện rộng số lƣợng kết nối one-to-one tăng lên Do đó, yêu cầu băng thông mạng lớn Những tiến công nghệ mạng cho phép nhà cung cấp viễn thông đáp ứng đƣợc số lƣợng lớn độ rộng băng thơng mạng Riêng mạng truyền hình cáp sử dụng hỗn hợp cáp đồng trục cáp quang đa ứng cho việc truyền tải nội dung IPTV 20