Ứng dụng công nghệ nén trong dịch vụ IPTV

TểM TẮT ĐỒ ÁN

- Chương 1: Tổng quan về dịch vụ IPTV bao gồm các ý chính như khái niệm IPTV, cấu trúc và chức năng của IPTV, phân phối, công nghệ và dịch vụ ứng dụng IPTV…. - Chương 2: Các kỹ thuật phân phối mạng IPTV bao gồm IPTV phân phối trên cáp quang, phân phối trên mạng ADSL, phân phối trên mạng truyền hỡnh cỏp, phõn phối trờn mạng Internet và cỏc kỹ thuật mạng lừi dựng trong IPTV.

CÁC KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV

IPTV phân phối trên mạng truy cập cáp quang

Mạng PON theo tiêu chuẩn G.983 bao gồm một kết cuối đường quang OLT (Optical Line Termination) được đặt tại trung tâm dữ liệu IPTV và một số các kết cuối mạng quang ONT (Optical Network Termination) được lắp đặt tại thiết bị đầu cuối người dùng. Như vậy, đây là phương thức truyền bất đối xứng, do luồng dữ liệu xuống trong truyền dẫn point-to- point là giữa OLT và ONT, ngược lại đường lên là từ ONT được sinh ra tại các khe thời gian để truyền dẫn dữ liệu.Việc gán các khe thời gian làm giảm bớt sự xung đột lưu lượng giữu các ONT trên mạng; tuy nhiên nó làm giảm toàn bộ tốc độ dữ liệu của kênh thông tin hướng lên. GPON cung cấp các hỗ trợ đa giao thức cho phép các nhà khai thác mạng tiếp tục cung cấp cho khách hàng các dịch vụ viễn thông truyền thống, trong khi cũng dễ dàng giới thiệu các dịch vụ mới như IPTV vào hạ tầng mạng của họ.

IPTV phân phối trên mạng ADSL

Tại mỗi tổng đài khu vực (Regional Office) của nhà cung cấp dịch vụ IPTV, DSLAM nhận các kết nối của thuê bao trên đường dây cáp đồng, tập hợp chúng lại và kết nối trở lại trung tâm dữ liệu IPTV bằng cáp quang tốc độ cao dựa trên mạng đường trục. - Tốc độ dữ liệu: tốc độ tối đa của ADSL là 8 Mbps chỉ hỗ trợ sử dụng tốt cho hai kênh truyền hình chất lượng cao và một số lưu lượng Internet, tuy nhiên, nó sẽ không thể đáp ứng được cho các nhà cung cấp IPTV khi phân phối các chương trình lớn tới thuê bao của họ. + VDSL2 (Long Reach): Do thực tế DSL phụ thuộc vào chiều dài của vòng nội hạt (local loop), một phiên bản VDSL được tạo ra để phân phối các dịch vụ IPTV cho số lượng lớn khách hàng, trong khi vẫn được hưởng khả năng truy cập băng rộng tốc độ cao.

IPTV phân phối trên mạng truyền hình cáp

Việc chuyển một mạng dựa trên tần số vô tuyến RF (Radio Frequency) sang mạng chuyển mạch video số SDV (Switched Digital Video) trên nền IP, dù bằng cách nào thì vẫn cần phải lắp đặt một số thiết bị mới từ các router tới bộ giải mã IP STB (Set-Top Box) và các switch tốc độ cao. - Bộ điều chế biên: Các bộ điều chế được đặt tại các tổng đài khu vực nhận nội dung IPTV từ mạng lừi, chuyển đổi nội dung từ cỏc gúi IP sang RF và phân phối trên mạng HFC tới bộ giải mã STB. Mô hình triển khai cấu trúc mạng IPTV cáp kết hợp IP và RF Từ trung tâm dữ liệu của nhà cung cấp, một đường trung kế lớn được sử dụng để phân phối tín hiệu băng rộng tới các Hub phân phối.

IPTV phân phối trên mạng Internet

Cái để phân chia việc phân phối truyền hình Internet khác với các cơ chế phân phối khác được diễn giải trong chương này là các vị trí cổng Internet không thuộc sở hữu của nhà cung cấp IPTV hoặc điều khiển cơ sở hạ tầng sử. Hầu hết các dịch vụ download Internet đều phải trả tiền hoặc trả theo dung lượng download, các dịch vụ bao gồm tin tức nội bộ và bản tin thời tiết, phim điện ảnh, phim nội bộ và âm nhạc, chỉ dẫn giải trí và các quảng cáo được phân loại. Trong hầu hết các trường hợp, mọi người đều sử dụng PC để xem các chương trình download, tuy nhiên, một số công ty bắt đầu cung cấp thiết bị giải mã STB cho những khách hàng không muốn xem trên PC.

Cỏc cụng nghệ mạng lừi IPTV

Mặc dự IP nguyờn bản khụng bao giờ được thiết kế với các đặc tính như QoS hoặc khả năng phân biệt lưu lượng, giao thức làm việc tốt nhất khi nó kết hợp với một công nghệ gọi là chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (Multiprotocol Label Switching). Trong khi lưu lượng IPTV đi ngang qua mạng, MPLS thiết lập cho các router một số bảng định tuyến nội bộ gọi là cơ sở thông tin nhãn LIB (Label Information Bases) được tham khảo để xác định chi tiết cụ thể nút kế tiếp theo suốt tuyến. Chất lượng dịch vụ khí truyền trên đường truyền Internet là vấn đề cần được quan tõm khi cung cấp dịch vụ.Cụng nghệ mạng lừi lựa chọn hợp lý sẽ mang tới chất lượng phõn phối IPTV hiệu quả.Mạng lừi được lựa chọn là ATM trên nền SONET/SDH, IP trên MPLS và Ethernet.Chúng hoạt động khác nhau nhưng cùng chung một mục đích đáp ứng nhu cầu phân phối IPTV.

CHUẨN NÉN SỬ DỤNG TRONG IPTV

Nén MPEG

DCT sẽ biến đổi sự khác nhau về không gian thành các tần số khác nhau, nhưng không làm thay đổi các thông tin trong block, các blcok ban đầu sẽ được tái tạo lại 1 cách chính xác sử dụng biến đổi ngược. Nếu tốc đọ bit có sự thay đổi lớn thì khó có thể truyền đi trong mạng IP, vì thế nhiều bộ mã hóa bao gồm cả chức năng đệm để có thể điều khiển và quản lí tốc độ chung mà tại đó các bit được truyền đi tới tầng tiếp theo của hệ thống sản xuất video. Mặc dù MPEG-2 được sử dụng trong truyền hình cáp và vệ tinh, nhưng MPEG-2 có nhưng hạn chế đối với các mạng có băng thông giới hạn.Do đó một công nghệ nén mới với nhiều tính năng đã được phát triển trong nhưng năm gần đây vơi mục đích truyền video qua mạng băng thông giới hạn.

Chuẩn nén MPEG-4

Các thiết bị mã hoá và giải mã video đều áp dụng sơ đồ mã hoá như nhau cho mỗi đối tượng video VO (Video Object) riêng biệt (hình 2), nhờ vậy người sử dụng có thể thực hiện các hoạt động tương tác riêng với từng đối tượng (thay đổi tỷ lệ, di chuyển, kết nối, loại bỏ, bổ xung các đối tượng…) ngay tại vị trí giải mã hay mã hoá. Trong MPEG-4, tất cả các đối tượng có thể được mã hoá với sơ đồ mã hoá tối ưu riêng của nó - video được mã hoá theo kiểu video, text được mã hoá theo kiểu text, các đồ hoạ được mã hoá theo kiểu đồ hoạ - thay vì việc xử lý tất cả các phần tử ảnh pixels như là mã hoá video ảnh động. Trong MPEG 4, tất cả các đối tượng có thể được mã hóa với sơ đồ mã hóa tối ưu riêng của nó: video được mã hóa theo kiểu video, text được mã hóa theo kiểu text,các đồ họa được theo kiểu đồ họa… thay vì việc xử lý tất cả các phần tử ảnh pixels như là mã hóa ảnh động.Do các quá trình mã hóa được tối.

Chuẩn nén MPEG-4 Part 10

Gói NAL: dữ liệu video được mã hóa được tổ chức trong một đơn vị NAL(hay gói NAL). Mỗi gói có độ dài tính theo byte. Byte đầu tiên của mỗi gúi NAL là byte mào đầu, nú chỉ rừ loại dữ liệu được chứa trong NAL, cỏc byte còn lại chứa dữ liệu. Phần dữ liệu của NAL được ghép xen. Cấu trúc của đơn vị NAL có định dạng chung cho việc sử dụng truyền trong hệ thống hướng bit và hướng gói. b) Lớp mã hóa video:. Lớp mã hóa video của H.264/AVC thì tương tự với các tiêu chuẩn khác như MPEG-2 video. Nó là sự kết hợp dự đoán theo thời gian và theo không gian,vàvới mã chuyển vị. Ảnh được tách thành các khối. Ảnh đầu tiên của dãy hoặc điểm truy nhập ngẫu nhiên thì được mã hóa “Intra”, có nghĩa là không dùng thông tin nào ngoài thông tin chứa trong bản thân ảnh. Mỗi mẫu của một khối trong một frame Intra được dự đoán nhờ dùng các mẫu không gian bên cạnh của các khối đã mã hóa trước đó. Đối với tất cả các ảnh còn lại của dãy hoặc giữa các điểm truy cập ngẫu nhiên, mã hóa “Inter” được sử dụng, dùng dự đoán bù chuyển động từ các ảnh được mã hóa trước. c) Khái niệm về ảnh, khung, bán ảnh, macroblock. Các macroblock: Mỗi ảnh video, frame hoặc field, được chia thành các macroblock có kích thước cố định bao trùm một diện tích ảnh hình chữ nhật gồm 16 x 16 mẫu thành phần luma và 8 x 8 mẫu cho mỗi một trong hai thành phần chroma. Hệ số được mã hóa entropy cùng với thông tin về cạnh được mã hóa trong mỗi block trong macroblock (chế độ dự đoán, mức lượng tử, thông tin về vector chuyển động, …) định dạng nên các dòng bit để truyền tơi lớp mạng trừu tượng để truyền hoặc lưu trữ.