Nghiên cứu công nghệ iptv

Tr-ờng đại học vinh Khoa công nghệ === === Đồ án tốt nghiệp Tên đề tài: nghiên cứu công nghệ IPTV GV h-ớng dẫn: KS Lê thị kiều nga SV thực hiện: Nguyễn Đình Tuấn Lớp: 46K - ĐTVT Vinh, 2010 =  = Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV MỤC LỤC CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ IPTV 1.1 Khái niệm IPTV .8 1.2 Cấu trúc mạng IPTV 1.2.1 Cơ sở hạ tầng mạng IPTV 1.2.1.1 Trung tâm liệu IPTV 10 1.2.1.2 Mạng phân phối băng rộng .10 1.2.1.3 Thiết bị khách hàng IPTVCD 10 1.2.1.4 Mạng gia đình 11 1.2.2 Cấu trúc chức cho dịch vụ IPTV 11 1.2.2.1 Cung cấp nội dung 11 1.2.2.2 Phân phối nội dung 11 1.2.2.3 Điều khiển IPTV 12 1.2.2.4 Chức vận chuyển IPTV 12 1.2.2.5 Chức thuê bao 12 1.2.2.6 Bảo an .13 1.3 Vấn đề phân phối IPTV 14 1.3.1 Unicast .14 1.3.2 Broadcast 15 1.3.3 Multicast 15 1.4 Các công nghệ cho IPTV 16 1.4.1 Vấn đề xử lý nội dung .17 1.4.2 VoD Video server .18 1.4.3 Các hệ thống hỗ trợ hoạt động 20 1.5 Các dịch vụ ứng dụng IPTV 21 1.5.1 Truyền hình quảng bá kỹ thuật số 21 1.5.2 Video theo yêu cầu VoD 22 1.5.3 Quảng cáo có địa 22 CHƢƠNG CÁC KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV 25 2.1 Các loại mạng truy cập băng rộng 25 2.2 IPTV phân phối mạng truy cập cáp quang 25 2.2.1 Mạng quang thụ động 26 2.2.1.1 BPON 28 2.2.1.2 EPON 29 2.2.1.3 GPON 29 GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu cơng nghệ IPTV 2.2.2 Mạng quang tích cực 30 2.3 IPTV phân phối mạng ADSL 30 2.3.1 ADSL .31 2.3.2 ADSL2 .33 2.3.3 VDSL .34 2.4 IPTV phân phối mạng truyền hình cáp 36 2.4.1 Tổng quan kỹ thuật HFC 36 2.4.2 IPTV phân phối mạng truyền hình cáp 37 2.5 IPTV phân phối mạng Internet 39 2.5.1 Các kênh truyền hình Internet streaming 40 2.5.2 Download Internet 41 2.5.3 Chia sẻ video ngang hàng 42 2.6 Các công nghệ mạng lõi IPTV .42 2.6.1 ATM SONET/SDH .43 2.6.2 IP MPLS 44 2.6.3 Metro Ethernet 45 CHƢƠNG QUẢN LÝ MẠNG IPTV 49 3.1 Hệ thống quản lý mạng IPTV .50 3.1.1 Sử dụng giao thức SNMP để quản lý mạng IPTV 52 3.1.2 Quản lý thiết bị trình duyệt web .55 3.2 Quản lý cài đặt 56 3.3 Giám sát thực thi kiểm tra mạng .57 3.4 Quản lý dự phòng 60 3.5 Quản lý không gian địa IP 62 3.6 Xử lý cố IPTV .63 3.7 Quản lý quyền nội dung số .64 3.8 Quản lý chất lượng dịch vụ QoS 65 3.8.1 Độ khả dụng mạng 66 3.8.2 Phân lớp dịch vụ 66 CHƢƠNG TÌM HIỂU THIẾT BỊ PHẦN CỨNG VÀ CHƢƠNG TRÌNH PHẦN MỀM TRONG MẠNG IPTV 72 4.1 Thiết bị phần cứng trung tâm Headend 72 4.1.1 Thiết bị tiếp nhận liệu đầu vào 73 4.1.2 Bộ mã hóa video MPEG 74 4.1.3 Bộ đóng gói IP 75 4.1.4 Bộ chuyển đổi mã video 75 GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV 4.1.5 Server quản lý nội dung 76 4.1.6 Kho video 76 4.1.7 Video streaming server 76 4.1.8 Middleware server 76 4.2 Thiết bị mạng gia đình 78 4.2.1 Mạng gia đình 78 4.2.2 Bộ giải mã IP-STB 79 4.3 Các chương trình phần mềm 82 4.3.1 Hướng dẫn chương trình EPG 82 4.3.2 Hệ thống truy cập có điều kiện 83 4.3.3 Hệ thống VoD 83 4.3.4 Hệ thống quản lý quyền truy cập nội dung số 84 4.3.5 Hệ thống quản lý thuê bao lập hóa đơn 84 4.4 Các chương trình Media Player 85 4.4.1 Microsoft 85 4.4.2 RealNetwork 86 4.4.3 Apple Computer .87 KẾT LUẬN 90 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV LỜI MỞ ĐẦU N gày nay, truyền hình dựa giao thức Internet IPTV phát triển mạnh mẽ tiến tới vị trí chủ chốt cơng nghiệp truyền hình thu phí, dịch vụ thu hút ý nhiều Công ty Viễn thông giới IPTV hệ thống nhiều tiện ích, bạn nhận tín hiệu truyền hình video song song với dịch vụ đa phương tiện khác kết nối Internet Cụ thể, IPTV sử dụng kết nối băng rộng hệ thống mạng phân phối chương trình truyền hình sử dụng giao thức IP Trên giới IPTV triển khai mạnh mẽ thu lợi nhuận lớn Tại Việt Nam, IPTV công ty FPT cung cấp vào tháng năm 2006, đầu tháng năm 2009, VNPT bắt đầu cung cấp IPTV Hải Phòng Như vậy, thấy thị trường IPTV Việt Nam giai đoạn bắt đầu tiềm phát triển lớn Sự xuất IPTV luồng gió thổi vào thị trường giải trí truyền hình nay, vốn mang tính thụ động chưa đặt yếu tố người dùng làm trọng tâm Nếu phương thức truyền hình tương tự (analog) đứng bờ vực xóa sổ phương thức truyền hình truyền hình cáp truyền hình số cịn tồn nhiều hạn chế, mà chủ yếu chưa trao cho người dùng quyền định mặt nội dung Với IPTV lại khác, người dùng coi trọng tâm, họ đưa yêu cầu dịch vụ đáp ứng Hiểu cách nơm na, IPTV dịch vụ truyền hình theo yêu cầu, người dùng xem mà họ thích, vào thời điểm mà khơng phụ thuộc vào thời gian phát hình nhà đài Chính thế, người dùng bố trí thời gian cách chủ động hơn, hợp lý hơn, hiệu Ngoài ra, điểm khác biệt IPTV dịch vụ truyền hình khác tương tác Người dùng tương tác trực tiếp với nội dung truyền hình, tương tác diễn theo thời gian thực Nhờ có tính tương tác thực mà IPTV coi dịch vụ truyền hình tương lai, mang lại nhiều giá trị mà phương thức trình hình trước khơng có Là loại hình truyền hình thiên tương tác đa dịch vụ, IPTV mang lại nhiều giá trị cho người dùng Điển hình số nhóm dịch vụ: GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV Broadcast TV, âm Audio Channel, truyền hình xem lại (Time-Shift TV) – thuộc nhóm Dịch vụ Quảng bá; Video theo yêu cầu (VoD), âm nhạc theo yêu cầu (MoD), TV theo yêu cầu (TVoD) – thuộc nhóm Dịch vụ theo u cầu Ngồi ra, cịn có nhóm dịch vụ tương tác bao gồm: Thơng tin tương tác (Interactive Information); truyền hình tương tác (Interactive TV), trị chơi trực tuyến (Games online), Web, Email, TV thương mại (TV-Commerce), Hội nghị truyền hình, Đàm thoại Video (Video Phone)…, nhiều dịch vụ giá trị gia tăng khác Với vô số dịch vụ khách hàng cần trang bị thêm thiết bị đầu cuối cho phép thu, giải mã hiển thị nội dung (Set Top Box - STB) tận hưởng dịch vụ đặc trưng IPTV Có thể nói, với cơng nghệ IP, dịch vụ tích hợp kết nối, từ truy cập Internet, gọi điện thoại, gửi nhận email đọc tin trực tuyến, xem truyền hình, giải trí IPTV cơng nghệ mang tính hội tụ, có khả truyền tải đồng thời hình ảnh, âm liệu qua mạng Internet Với hướng dẫn cô giáo Lê Thị Kiều Nga mong muốn hiểu công nghệ mới, sau thời gian tìm hiểu em hồn thành báo cáo đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu công nghệ IPTV” Nội dung báo cáo gồm có phần lý thuyết thực hành trình bày chương sau: Chương 1: Tổng quan IPTV Chương trình bày khái niệm IPTV, cấu trúc mạng IPTV, vấn đề phân phối IPTV, công nghệ cho IPTV cuối số dịch vụ ứng dụng IPTV Chương 2: Các giải pháp phân phối mạng IPTV Chương đưa giải pháp triển khai mạng phân phối nội dung IPTV IPTV triển khai mạng sau: mạng truy cập sợi quang, mạng ADSL, mạng truyền hình cáp mạng Internet Ngồi ra, chương cịn tìm hiểu số cơng nghệ mạng lõi cho mạng IPTV Chương 3: Quản lý mạng IPTV Chương tìm hiểu hệ thống quản lý mạng IPTV, vấn đề quản lý cài đặt, cố, quản lý dự phịng, quản lý QoS Ngồi ra, chương cịn tìm hiểu việc giám sát, kiểm tra xử lý cố mạng IPTV Chương 4: Tìm hiểu thiết bị phần cứng chương trình phần mềm mạng IPTV Chương tìm hiểu thiết bị phần cứng trung tâm liệu Headend mạng gia đình GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV Do IPTV công nghệ khả kiến thức hạn chế nên lập luận, đánh giá, trình bày báo cáo chưa rõ ràng Vì mong nhận đóng góp ý kiến Thầy, Cơ giáo bạn đọc để báo cáo hoàn thiện Sinh viên thực Nguyễn Đình Tuấn GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ IPTV Truyền hình kỹ thuật số tiến quan trọng cơng nghệ truyền hình Truyền hình kỹ thuật số đưa cho khách hàng nhiều lựa chọn tạo nhiều tương tác Hệ thống truyền hình quảng bá tương tự sử dụng tốt 60 năm qua Trong giai đoạn đó, người xem phải trải qua chuyển tiếp từ truyền hình đen trắng sang truyền hình màu yêu cầu người xem phải mua Tivi màu mới, kênh quảng bá phải có máy phát mới, thiết bị sản xuất chương trình Ngày nay, với phát triển ngành công nghiệp truyền hình đưa truyền hình thơng thường sang thời đại truyền hình kỹ thuật số Hầu hết hoạt động truyền hình phải nâng cấp triển khai dựa kỹ thuật số để đưa tới cho khách hàng dịch vụ kỹ thuật số tinh vi Một kỹ thuật gọi truyền hình dựa giao thức Internet IPTV (Internet Protocol Television) Như tên gọi, IPTV miêu tả 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 tương tác cải tiến để tương thích với mạng thuê bao tồn Trong chương trình bày khái niệm IPTV, cấu trúc mạng IPTV, vấn đề phân phối IPTV, công nghệ cho IPTV, cuối ứng dụng dịch vụ IPTV 1.1 Khái niệm IPTV Công nghệ IPTV giữ phần quan trọng có hiệu cao mơ hình kinh doanh truyền hình thu phí Nhưng thực chất nghĩa từ viết tắt IPTV ảnh hưởng người xem truyền nào? Khi bắt đầu IPTV gọi Truyền hình giao thức Internet (Internet Protocol Television) hay Truyền hình băng rộng (Broadband Television) Thực chất tất tên sử dụng để nói đến việc phân phối truyền hình băng rộng chất lượng 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 thống, phim truyện, nội dung video theo yêu cầu mạng riêng Từ góc nhìn người sử dụng IPTV hoạt động chuẩn dịch vụ truyền hình trả tiền Từ góc nhìn nhà cung cấp IPTV bao gồm việc thu nhận, xử lý phân phối xác nội dung truyền hình tới th bao thông qua hạ tầng mạng sử dụng IP Theo định nghĩa đưa hiệp hội viễn thông quốc tế tập trung vào nhóm IPTV IPTV dịch vụ đa phương tiện (ví dụ liệu truyền hình, video, âm thanh, văn bản, đồ họa) phân phối GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu cơng nghệ IPTV mạng IP có quản lý để cung cấp mức yêu cầu chất lượng dịch vụ, an tồn, có tính tương tác tin cậy IPTV có số điểm đặc trưng sau: - Hỗ trợ truyền hình tương tác: khả hệ thống IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ phân phối đầy đủ ứng dụng truyền hình tương tác Các dạng dịch vụ IPTV phân phối bao gồm chuẩn truyền hình trực tiếp, truyền hình hình ảnh chất lượng cao HDTV (High Definition Television), trò chơi tương 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 chương trình, kỹ thuật ghi hình lưu trữ nội dung để xem lại sau - Tính cá nhân: hệ thống IPTV end-to-end hỗ trợ thơng tin có tính hai chiều cho phép user xem chương 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 đặc điểm hấp dẫn cho phép nhà khai thác mạng bảo tồn băng thơng họ - Nhiều thiết bị sử dụng được: việc xem nội dung IPTV khơng giới hạn cho Tivi Khách hàng sử dụng PC họ thiết bị di động để truy cập dịch vụ IPTV 1.2 Cấu trúc mạng IPTV Có nhiều tài liệu trình bày cấu trúc mạng IPTV, phần trình bày cấu trúc mạng IPTV theo hai vấn đề Thứ sở hạ tầng mạng IPTV, đưa thành phần hệ thống IPTV end-to-end Vấn đề thứ hai cấu trúc chức cho dịch vụ IPTV, nội dung phần nói lên chức thành phần cụ thể tham giao vào công việc phân phối nội dung IPTV 1.2.1 Cơ sở hạ tầng mạng IPTV Hình 1.1 mơ hình hệ thống IPTV end-to-end GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu cơng nghệ IPTV Hình 1.1 Mơ hình hệ thống IPTV end-to-end 1.2.1.1 Trung tâm liệu IPTV Trung tâm liệu IPTV (IPTV Data Center) hay Headend nơi nhận nội dung từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm video nội bộ, tập trung nội dung, nhà sản xuất nội dung kênh truyền hình vệ tinh, mặt đất, truyền hình cáp Mỗi lần nhận vậy, số thành phần phần cứng khác giải mã, Server video, Router IP phần cứng bảo an chuyên dụng sử dụng để chuẩn bị nội dung phân phối mạng IP Cộng với hệ thống quản lý th bao IPTV thuộc tính (profile) hóa đơn tốn Chú ý rằng, vị trí vật lý trung tâm liệu IPTV xác định nhà cung cấp dịch vụ sử dụng hạ tầng mạng 1.2.1.2 Mạng phân phối băng rộng Việc phân phối dịch vụ IPTV theo yêu cầu kết nối one-to-one, trường hợp việc triển khai IPTV diện rộng số kết nối one-to-one tăng lên Do đó, u cầu băng thơng mạng lớn Những tiến công nghệ mạng cho phép nhà cung cấp viễn thơng có số lượng lớn mạng băng rộng Riêng mạng truyền hình cáp sử dụng hỗn hợp cáp đồng trục cáp quang để đáp ứng cho việc phân phối nội dung IPTV 1.2.1.3 Thiết bị khách hàng IPTVCD Thiết bị khách hàng IPTVCD (IPTV Consumer Device) thành phần cho phép user truy cập dịch vụ IPTV IPTVCD kết nối tới mạng băng rộng, chúng đảm nhiệm chức giải mã, xử lý luồng tín hiệu tới từ mạng IP IPTVCD hỗ trợ kỹ thuật tiên tiến để tối thiểu hóa loại trừ hồn toàn ảnh hưởng GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn 10 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV Các nhà khai thác hệ thống có hai lựa chọn để điều khiển chức EPG: - Sử dụng STB thông minh Trong trường hợp này, liệu cho hướng dẫn tương tác phát broadcast tới tất STB theo định kỳ Mỗi STB chịu trách nhiệm lưu trữ thông tin tạo hiển thị Công việc hồn thành cho phép đáp ứng nhanh chóng lệnh người xem loại bỏ gánh nặng lên thiết bị trung tâm phải xử lý tất lệnh từ nhiều người xem - Trong trường hợp khác, việc xử lý hướng dẫn chương trình tương tác tập trung tổng đài khu vực Trong cấu trúc này, STB gửi lệnh người xem (upstream) nhận thông tin hiển thị (downstream) Hệ thống có cải tiến làm giảm số lượng công việc phải xử lý STB, bất lợi số lượng liên lạc STB tổng đài khu vực nhiều 4.3.2 Hệ thống truy cập có điều kiện Hệ thống truy cập có điều kiện CAS (Conditional Access System) giám sát user xem nội dung chương trình Ví dụ, người đăng ký thuê bao kênh phim truyện phép truy cập nội dung kênh Nó liên hệ với q trình thực thi hệ thống IPTV, hệ thống cần đảm bảo luồng nội dung không phân phối cho user không xác thực Ngược lại với phương pháp yêu cầu hệ thống truyền hình vệ tinh truyền hình cáp Ở đó, tất người xem nhận tất kênh Trong hệ thống này, nội dung phải đổi tần, mật mã cách khác để người không xác thực xem nội dung 4.3.3 Hệ thống VoD Hệ thống VoD cung cấp cho người xem nội dung xem theo cách họ Nó bao gồm file nội dung lưu trữ server hiển thị điều khiển user Phần mềm cho hệ thống VoD cần để thực thi số chức số liên kết với module phần mềm khác Các nhan đề sẵn sàng sử dụng cần lên danh sách diễn giải theo cách EPG Một số yêu cầu phí cần tập hợp lại Một kết nối mạng cần thiết lập VoD server giải mã STB người xem để phân phối nội dung Các key thích hợp cho việc giải mã nội dung mật mã cần gửi tới STB thông qua hệ thống DRM Các lệnh người xem (pause, forward, rewind) từ hệ thống Middleware cần khôi phục lại GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn 83 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV xử lý nhanh chóng để điều khiển cách thức nội dung hiển thị Tất cần diễn nhanh để hồi đáp tương tác user 4.3.4 Hệ thống quản lý quyền truy cập nội dung số Hệ thống quản lý quyền truy cập nội dung số DRM thiết kế để bảo vệ quyền nhà sản xuất nội dung Nó thường bao gồm số dạng mật mã để xem nội dung khơng có key thích hợp Key thường số dạng giá trị số giám sát hoạt động thiết bị giải mật mã Ngồi ra, hệ thống DRM cịn cần đảm bảo việc phân phối key thích hợp tới STB người xem xác thực Với key này, STB giải mật mã nội dung hiển thị cách xác Việc phân phối key cần đảm bảo để ngăn ngừa user không xác thực 4.3.5 Hệ thống quản lý thuê bao lập hóa đơn Thu nhập nhà cung cấp IPTV phụ thuộc vào lực, hệ thống chức quản lý thuê bao việc tập hợp liệu cần thiết cho việc chuẩn bị hóa đơn cách xác Dưới danh sách tóm tắt chức thường yêu cầu: - Liên kết thiết bị: thuê bao riêng biệt liên kết với phận phần cứng, ví dụ STB Độ xác tiến trình yếu tố cần thiết để đảm bảo STB triển khai xác số nhiệm vụ kết hợp với STB thực tế liên kết với thuê bao - Thuộc tính (profile) dịch vụ thuê bao: dịch vụ mà thuê bao lệnh, ví dụ kênh nội dung phí Hệ thống cần theo dõi xác thuê bao gọi để thêm gỡ bỏ dịch vụ, cài đặt điều khiển STB điều chỉnh cho hợp lý - Lịch sử đăng ký sử dụng thuê bao: ghi chép lại chi tiết đặc trưng số lần đăng ký dịch vụ, ví dụ đăng ký sử dụng nội dung VoD - Ghi lại gọi dịch vụ gửi thơng tin sửa chữa: có tác động lớn lên cấp độ phục vụ thuê bao Độ xác yếu tố cần thiết, thuê bao nói yêu cầu nhân viên kỹ thuật sửa chữa tới dịch vụ họ phục hồi Nó giúp nhân viên kỹ thuật hiểu cố thông báo thuê bao bước sẵn sàng nắm bắt cách ly lỗi Hệ thống quản lý thuê bao lập hóa đơn cho dạng nội dung riêng biệt để yêu cầu trả tiền trực tiếp cho nhà sản xuất Nó trả hàng tháng GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn 84 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV thuê bao cho kênh trả tiền kênh đưa hệ thống VoD Các nhà cung cấp IPTV khơng có hệ thống lập hóa đơn tốt vi phạm hợp đồng yêu cầu trả tiền cho nhà sản xuất nội dung 4.4 Các chƣơng trình Media Player Một số cơng ty phát triển phần mềm Media Player xem video audio máy tính cá nhân Tất phần mềm Media Player mở nội dung mã hóa theo chuẩn MPEG MP3, với định dạng có quyền khơng có quyền khác Trong phần tìm hiểu ba sản phẩm phát hành Microsoft, RealNetwork Apple Computer, cách thức chương trình hoạt động 4.4.1 Microsoft Microsoft phát triển phần mềm Windows Media Player cho phép file video audio mở máy tính cá nhân cài hệ điều hành Microsoft Movie Maker tiện ích miễn phí cho phép user chụp video từ máy quay video thiết bị khác, tạo đoạn phim xem phần mềm Windows Media Player Ngoài ra, Microsoft phát triển số định dạng file đặc biệt thiết kế để hỗ trợ trình streaming Một số định dạng file thường sử dụng cho nội dung Windows Media bao gồm: - Windows Advanced Systems Format file (.asf): định dạng file thiết kế đặc biệt để truyền dẫn lưu trữ nội dung cho ứng dụng streaming - Windows Media Audio file (.wma): định dạng file chứa tín hiệu audio mã hóa sử dụng hệ thống nén Windows Media Audio định dạng file ASF - Windows Media Video file (.wmv): định dạng file chứa tín hiệu video audio mã hóa sử dụng hệ thống nén Windows Media Video Windows Media Audio định dạng file ASF - Windows Active Stream Redirector file (.asx): file kết nối trang web tới nhiều chương trình Windows Media Video hay Windows Media Audio Siêu file (metafile) chứa địa nhiều clip đặt server Dạng file biết tới Playlist Để hiều cách thức làm việc metafile (playlist), cách tốt hiểu tạo media clip chạy chương trình tìm duyệt (browser) Đầu tiên, GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn 85 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV chương trình tìm duyệt hiển thị trang chứa hotlink tới metafile Khi user click lên hotlink này, web server phân phối metafile tới chương trình tìm duyệt Chương trình tìm duyệt nhìn thấy metafile xác định rõ cần chạy chương trình Player (ví dụ Windows Media Player) để xử lý metafile Khi chương trình tìm duyệt tải bắt đầu chạy chương trình Media Player, sau chuyển liệu từ metafile sang chương trình Media Player Chương trình Player phân tích liệu metafile để xác định vị trí thực tế ấn định file media Sau chương trình Player tạo yêu cầu tới server lên danh sách metafile để khởi động luồng thích hợp cho user Khi luồng tới, chương trình Player giữ chuyển chúng thành ảnh (image) âm (sound) hiển thị cho user Ngồi metafile, cần tìm hiểu định dạng file ASF Như biết, file ASF dùng đề truyền dẫn lưu trữ nội dung cho ứng dụng streaming Nó chứa video, audio, text, trang web loại liệu khác Các định dạng nén không Microsoft đưa hỗ trợ file ASF; nhiên, liệu định dạng xem không hỗ trợ số đặc tính thuận tiện 4.4.2 RealNetwork RealNetwork đưa số sản phẩm streaming liên kết bao gồm: - RealPlayer, phiên phần mềm Media Player cho mã hóa nội dung định dạng RealAudio RealVideo Phiên thứ hai gọi RealOne, tính hợp chương trình tìm duyệt media cung cấp cho việc quản lý nội dung phí - Helix server hình thành mơ hình khác để quản lý chức streaming cho server phạm vị hẹp, vị trí chuyên dụng cung cấp số lượng lớn nội dung Internet công cộng - RealProducer Helix Producer nắm giữ nội dung video audio, chuyển đổi chúng thành định dạng RealAudio RealVideo sử dụng cho việc lưu trữ phát lại cho streaming client Chú ý, định dạng file hỗ trợ mật mã, file bảo vệ chúng lưu trữ lúc chúng truyền dẫn mạng Internet RealNetwork nhà sản xuất có đóng góp quan trọng cho cơng nghệ SMIL, RTP RTSP sử dụng rộng rãi RealNetwork hỗ trợ GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn 86 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV định dạng file media khác nhau, bao gồm số dạng file video audio MPEG, file MP3 audio, Windows Media, file video MPEG-4 Một vài định dạng file mở rộng thường sử dụng cho nội dung RealNetwork sau: - RealAudio clip (.ra): clip chứa nội dung audio mã hóa sử dụng định dạng RealAudio - Real Media clip (.rm): clip chứa nội dung video audio mã hóa sử dụng mã hóa RealVideo Đây dạng clip chữa nhiều luồng nội dung, bao gồm video audio - RealVideo metafile (.ram rpm): file kết nối trang web với nhiều clip RealVideo RealAudio Metafile chứa địa nhiều clip xác định server RealOne Player tương tác với Helix server sử dụng cơng nghệ SureStream, tự động chuyển mạch phiên luồng khác dựa q trình thực thi mạng Mục đích để gửi luồng tốc độ cao (với chất lượng cao nhất) tới user cho số q trình thực thi Các luồng nội dung mã hóa với độ phân giải (số pixel), tốc độ khung cấp độ chất lượng khác để cân tốc độ luồng với số lượng user thực tế Tốc độ luồng nội dung giảm số pixel, tốc độ khung chất lượng hình ảnh tất giảm video qua mạng kết nối tốc độ chậm 4.4.3 Apple Computer Apple Computer có nhiều hoạt động việc phát triển số chuẩn cơng nghệ cho streaming media có đóng góp quan trọng quyền sở hữu trí tuệ Một số sáng kiến tập trung xung quanh QuickTime, tên Apple cho hệ thống chuẩn media streaming họ Apple Computer cung cấp phần mềm biên tập phim miễn phí (iMovie) thành phần số phần mềm phát hành bán công cụ chuyên nghiệp đáng quan tâm cho việc biên tập phim gọi Final Cut Pro Apple Computer chủ động theo chuẩn quốc tế MPEG-4 QuickTime phiên gốc tạo để hỗ trợ video clip lưu trữ CD phát lại máy tính cá nhân Nó trở thành định dạng sử dụng rộng rãi với hàng trăm triệu copy download cho máy tính chạy hệ điều hành Windows Macintosh Một số lượng khổng lồ game GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn 87 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu cơng nghệ IPTV máy tính nhan đề multimedia sản xuất sử dụng công cụ QuickTime Cũng công nghệ diễn giải phần trước, số phần công nghệ sử dụng với để hỗ trợ QuickTime streaming Có thành phần dùng để chuẩn bị nội dung, quản lý streaming server, phiên khác phần mềm Media Player Apple Computer đưa gói hần mềm chuẩn bị nội dung miễn phí gọi QuickTime cho máy tính Windows Macintosh Một phiên cải tiến gọi QuickTime Pro với mức phí hợp lý Với số hệ thống, nội dung chuẩn bị streaming máy tính server giống nhau, việc thực thi hệ thống cần theo dõi cẩn thận để đảm bảo user có luồng nội dung phân phối cách mượt mà Định dạng file QuickTime móng cho định dạng file MPEG-4 Các phiên gần QuickTime sử dụng công nghệ nén MPEG-4 AVC/H.264 Apple Computer cung cấp chương trình Player làm việc với máy tính Windows Macintosh, số công ty sản xuất phần mềm Player cho hệ điều hành khác Một phiên thiết kế cho số cài đặt Linux GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn 88 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu cơng nghệ IPTV TĨM TẮT Thiết bị hệ thống IPTV bao gồm thiết bị trung tâm liệu Headend mạng gia đình Thiết bị trung tâm Headend gồm có: tiếp nhận liệu nội dung, Middleware server, server quản lý nội dung, hệ thống DRM…Mỗi thiết bị chịu trách nhiệm chức đó, tất liên kết với thơng qua tiến trình hoạt động cung cấp dịch vụ Thiết bị quan trọng mạng gia đình giải mã IP-STB, cầu nối Headend Tivi nhà khách hàng IP-STB thực chức gửi yêu cầu từ thuê bao tới trung tâm Headend giải mã nội dung gửi tới từ Headend để hiển thị lên hình Đi kèm với thiết bị phần cứng chương trình phần mềm, khơng có chương trình phần mềm quản lý hệ thống khơng thể hoạt động Một số phần mềm trung tâm liệu Headend bao gồm: hướng dẫn chương trình EPG, hệ thống quản lý quyền truy cập nội dung số DRM, hệ thống quản lý lập hóa đơn,… Ngồi việc xem nội dung Tivi thông qua STB, thuê bao cịn xem nội dung máy tính cá nhân Để đáp ứng nhu cầu cần phải có chương trình Media Player cài tương thích với hệ điều hành máy tình Hiện có ba sản phẩm Media Player thông dụng là: Windows Media Player mccs, RealOne RealNetwork QuickTime Apple Computer GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn 89 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV KẾT LUẬN IPTV chuyên gia nhìn nhận cơng nghệ có khả mang tới lợi nhuận lớn cho nhà cung cấp viễn thơng 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, chuyên gia tin tưởng IPTV thực có khả cạnh tranh với chương trình truyền hình vệ tinh, truyền hình cáp hay loại truyền hình thơng thường 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 IPTV nhìn nhận phương thức cho nhà cung cấp nội dung mở rộng thị trường IPTV không 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 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 chú, hiệu mạng cao hay thấp phụ thuộc vào yếu tố Mặc dù IPTV giai đoạn bắt đầu, có phát triển số nhà cung cấp số lượng thuê bao 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 Với nội dung trình bày trên, luận văn đưa nhìn tổng qt cơng nghệ IPTV, phương thức phân phối mạng IPTV vấn đề quản lý mạng IPTV Ngoài ra, luận văn giới thiệu số thiết bị phần cứng chương trình sử dụng mạng phân phối IPTV Vì IPTV cơng nghệ mới, nội dung luận văn chưa trình bày cụ thể hết phần đề cịn 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 GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn 90 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV Do thời gian lượng kiến thức thân hạn chế, nên nội dung luận văn chưa đầy đủ xác Với mong muốn nắm kiến thức công nghệ IPTV để mở hội nghề nghiệp Hướng phát triển luận án hoàn thiện vấn đề cịn thiếu xót áp dụng lý thuyết vào thực tế để phát triển mạng dịch vụ IPTV Vì mong quan tâm đóng góp ý kiến thầy bạn để nội dung luận văn hoàn thiện GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn 91 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV THUẬT NGỮ VIẾT TẮT A ADSL AON ATM Asymmetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số bất đối Active Optical Network Asynchronnuos Transfer Mode xứng Mạng quang tích cực Mode truyền dẫn bất đồng B BPON Broadband Passive Optical Network Mạng quang thụ động băng rộng C CAS CMTS Conditional Access System Cable Modem Termination System Hệ thống truy cập có điều kiện Hệ thống kết cuối modem cáp CPU Central Processing Unit Đơn vị xử lý trung tâm D Dynamic Host Configuration Protocol DRM Digital Rights Management DSL Digital Subscriber Line DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer DVB Digital Video Broadcasting DVD Digital Video Disc Giao thức cấu hình Host động DWDM Ghép kênh phân chia theo mật độ bước sóng DHCP Dense Wavelength Division Multiplexing Quản lý quyền nội dung số Đường dây thuê bao số Bộ ghép kênh truy cập đường dây thuê bao số Quảng bá video số Đĩa video kỹ thuật số E GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn 92 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV EPG Electronic Program Guide Chỉ dẫn chương trình điện tử EPON ETSI Ethernet PON European Telecommunications Mạng quang thụ động Ethernet Viện tiêu chuẩn viễn thong EVC Standard Institute Ethernet Virtual Connection Châu Âu Kết nối ảo Ethernet F FTP File Transfer Protocol Giao thức vận chuyển file FTTC FTTH Fiber To The Curd Fiber To The Home Cáp quang tới lề đường Cáp quang tới hộ gia đình FTTN FTTRO Fiber To The Neighbourhood Fiber To The Regional Office Cáp quang tới vùng lân cận Cáp quang tới tổng đài khu vục G GiE GPON Gigabit Ethernet Gigabit PON Giao thức Gigabit Ethernet Mạng quang thụ động Gigabit H HD HDTV HFC HTTP High Definition High Definition Television Hybrid Fiber Coaxial Hyper Text Transfer Protocol HTTPS Hyper Text Transfer Protocol Secure Định dạng chất lượng cao Truyền hình chất lượng cao Hỗn hợp cáp quang/đồng trục Giao thức vận chuyển siêu văn Giao thức HTTP bảo đảm I IP IPTV IPTVCD IRD Internet Protocol Internet Protocol Television IPTV Cunsumer Device Integrated Receiver Decoder GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga Giao thức Internet Truyền hình giao thức Internet Thiết bị khách hàng IPTV Bộ giải mã đầu thu tích hợp SVTH: Nguyễn Đình Tuấn 93 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet ITU-T International Telecommunications Union – Telecommunication Tổ chức viễn thông quốc tế tiêu chuẩn viễn thông L LSR LIB Label Switch Router Label Information Base Router chuyển mạch nhãn Cơ sở thông tin nhãn M MEF MIB Metre Ethernet Forum Base Information Management Middleware Diễn đàn Metro Ethernet Cơ sở thông tin quản lý Các phần mềm chức dịch vụ liên kết thành phần đặc biệt (ví dụ server ứng dụng, VoD server STB) thành phần ứng dụng (ví dụ giảm sát truy cập có điều kiện, hệ thống lập hóa đơn MPEG MPLS Moving Picture Experts Group Multi-Protocol Label Switching dịch vụ tương tác) Nhóm chuyên gia ảnh động Chuyển mạch nhãn đa giao thức N NMS NTSC Network Management System National Television System Committee Hệ thống quản lý mạng Ủy ban hệ thống truyền hình quốc gia (Mỹ) O OC OSS OLT Optical Carrier Operational Support System Optical Line Termination GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga Sóng mang quang Hệ thống hỗ trợ hoạt động Kết cuối đường quang SVTH: Nguyễn Đình Tuấn 94 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV ONT Optical Network Termination Kết cuối mạng quang OSI Open Systems Interconnection Liên kết hệ thống mở P PAL PC PON Phase Alternating Line Personal Computer Passive Optical Network Máy tính cá nhân Mạng quang thụ động PSTN Public Switched Telephone Mạng điện thoại chuyển mạch POTS Network Plain Old Telephone Service công cộng Dịch vụ điện thoại truyền thống đơn giản Q QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ R RF Radio Frequency Tần số vô tuyến RTP RTSP Real Time Protocol Real Time Streaming Protocol Giao thức thời gian thực Giao thức streaming thời gian thực S SD SDH SLA SMIL SNMP SONET SSL Standard Definition Synchronous Digital Hierarchy Service Level Agreement Synchronized Multimedia Định dạng chất lượng chuẩn Ghép kênh cấp độ số đồng Cam kết cấp độ dịch vụ Ngơn ngữ tích hợp đa phương Integrated Language Simple Network Management Protocol Synchronous Optical Network Secure Socket Layer tiện đồng hóa Giao thức quản lý mạng đơn giản Mạng quang đồng SSL giao thức đa mục đích GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn 95 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV thiết kế để tạo giao tiếp hai chương trình ứng dụng cổng định trước STB Set Top Box Bộ giải mã Phương thức để phân phối video nội dung khác mạng luồng nối tiếp Streaming theo tỷ lệ phù hợp với tốc độ liệu sử dụng thiết bị hiển thị T TCP/IP Transmission Control Protocol Internet Protocol Giao thức điều khiển vận chuyển IP U URL Bộ xác định địa tài nguyên Universal Resource Locator V VoD VLAN Video on Demand Virtual Local Area Network Video theo yêu cầu Mạng LAN ảo W WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước song GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn 96 Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] David Ramirez “IPTV Security – Protecting High Value Digital Contents” First edition, John Wiley & Sons Ltd, 2008 [2] Gilbert Held “Understanding IPTV” First edition, Auerbach Publications, 2007 [3] Gerard O’Driscoll “Next Generation IPTV Services and Technologies” First edition, John Wiley & Sons, Inc, 2008 [4] Wes Simpson “Video Over IP” Second edition, Elsevier Inc, 2008 [5] Wes Simpson & Howard Greenfield “IPTV and Internet Video: New Markets in Television Broadcast” First edition, Elsevier Inc, 2007 [6] ThS.Đặng Quốc Anh “Đo thử đánh giá lắp đặt ADSL” Trung tâm đào tạo bưu viễn thông II, 2005 [7] ThS.Nguyễn Việt Hùng “Công nghệ truy cập mạng NGN” Trung tâm đào tạo bưu viễn thông I, 2007 [8] Các báo mạng Internet GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn 97 ... Trong chương trình bày khái niệm IPTV, cấu trúc mạng IPTV, vấn đề phân phối IPTV, công nghệ cho IPTV, cuối ứng dụng dịch vụ IPTV 1.1 Khái niệm IPTV Công nghệ IPTV giữ phần quan trọng có hiệu... nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV dễ dàng giới thiệu dịch vụ IPTV vào hạ tầng mạng họ Bảng 2.1 tóm tắt đặc tính công nghệ mạng PON sử dụng để truyền tải tín hiệu IPTV Với quan tâm phát triển công nghệ. .. mạng IPTV Chương tìm hiểu thiết bị phần cứng trung tâm liệu Headend mạng gia đình GVHD: KS.Lê Thị Kiều Nga SVTH: Nguyễn Đình Tuấn Báo cáo đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu công nghệ IPTV Do IPTV công nghệ