Một HAG có thể sử dụng địa chỉ MAC nguồn của gói tin đến từ mạng của các hộ thuê bao để xác định dịch vụ mà mỗi gói tin nên được kết hợp với. Trong trường hợp này, HAG duy trì một ánh xạ của địa chi MAC để phục vụ cho một hoặc nhiều dịch vụ. Ánh xạ của địa chỉ MAC tới dịch vụ có thể được cung cấp tĩnh tại HAG hoặc có thể học động.
Các bảng địa chỉ MAC thường được dùng cho cả lưu lượng hướng lên và hướng xuống. Bảng này duy trì một ánh xạ trong số địa chỉ MAC, cổng mạng tại phía thuê bao và dịch vụ VC và VLAN trên tuyến DSL. Các đầu vào trong bảng được tìm kiếm theo địa chỉ MAC nguồn cho toàn bộ các gói tin nhận được trên một cổng kết nối tới mạng, và theo địa chỉ MAC đích cho các gói tin nhận được trên tuyến DSL. Các gói tin quảng bá hoặc multicast nhận được từ tuyến DSL được quảng bá tới toàn bộ các cổng kết nối tới mạng. Nếu bảng không còn chỗ cho gói tin nhân được trên tuyến DSL thì gói tin sẽ bị tràn tới toàn bộ các cổng kết nối tới mạng. Nếu bảng không còn chỗ cho gói tin nhận được trên cổng mạng thì gói tin sẽ tràn tới toàn bộ VC và VLAN trên tuyến DSL.
Kết luận
Công nghệ truyền hình qua giao thức internet ra đời dựa trên sự ra đời và phát triển của hàng loạt những công nghệ trong truyền hình cũng như truyền thông.
Trong việc xử lý hình ảnh thì chuẩn nén có vai trò va ý nghĩa quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ IPTV. Chuẩn nén MPEG-4 AVC đánh dấu bước ngoặt trong lĩnh vực nén video xử dụng kỹ thuật tiên tiến nhằm xử dụng băng thông hiệu quả và đem lại chất lượng ảnh tốt hơn và nó được lựa chon ứng dụng trong IPTV. Bên cạnh đó sự phát triển của công nghệ địên tử đã đem lại cho IPTV ngày càng có cơ hội phát triển. Sự phát triển mạnh mẽ của mạng băng rộng làm cho IPTV có cơ hội được phổ biến rộng rãi hơn. Các thiết bị đâu cuối hỗ trợ tích cực để đem lại thành công cho IPTV.
CHƯƠNG 3: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG IPTV VÀ ỨNG DỤNG TRIỂN KHAI TẠI VNPT BẮC NINH
3.1. Khái niệm QoE và QoS
Thuật ngữ QoE (Quality of Experience) và QoS (Quality of Service) thường có thể sử dụng thay thế cho nhau nhưng thực tế là hai khái niệm khác nhau.
QoE ở đây được hiểu là chất lượng tổng thể của hệ thống theo quan điểm của người sử dụng. QoE là số đo chất lượng đầu cuối-tới-đầu cuối tại mức các dịch
vụ từ phương diện đối tượng sử dụng và chỉ thị hệ thống đáp ứng các yêu cầu của người sử dụng tốt như thế nào. MOS là giá trị đo QoE, thường được sử dụng trong các phép đo đánh giá định tính để phân loại các tác động của nhiều loại suy giảm chất lượng dịch vụ đến cảm nhận của đối tượng sử dụng. Các giá trị đo chất lượng dịch vụ định lượng khác như các khoảng thời gian dịch vụ bị giảm chất lượng (ví dụ các giây giảm chất lượng, các giây bị lỗi, các giây không khả dụng..) cung cấp ít thông tin hơn nhưng dễ để tiến hành đo kiểm. QoE cũng đã được nghiên cứu và quy định chính thức trong ATIS IPTV Interoperability Forum (IFF), QoS Metric Task Force (QoSM).
QoS là số đo chất lượng tại mức gói xét từ khía cạnh mạng. QoS còn liên
quan đến tập hợp các công nghệ (các cơ chế QoS) cho phép nhà quản lý mạng kiểm soát các tác động của tắc nghẽ đối với chất lượng ứng dụng cũng như xắp xếp các dịch vụ phân biệt thành các luồng lưu lượng mạng xác định hoặc cho đối tượng sử dụng đã được lựa chọn. Các số đo QoS có thể bao gồm các số đo lớp mạng như tỉ lệ mất gói, trễ hay rung pha.
Quá trình truyền tải tín hiệu video có chất lượng tương đương hoặc cao hơn so với tín hiệu video được truyền tải bởi các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình trả tiền hiện có là điều kiện tiên quyết đối với việc cung cấp các dịch vụ IPTV. Các nhà quản lý mạng IPTV cần phải đảm bảo rằng mạng của họ hỗ trợ hệ thống QoS. QoS đối với mạng IPTV định rõ các nguồn tài nguyên và các tham số mạng cần thiết để đảm bảo chất lượng các luồng tín hiệu đa phương tiện không bị suy giảm khi qua mạng từ nguồn tới IPTVCD.
Nói chung, có mối liên hệ phi tuyến giữa QoE khi được đo theo MOS và nhiều tham số định tính lượng của chất lượng dịch vụ (ví dụ tốc độ bit. Tỉ lệ mất gói, trễ, độ khả dụng, vv…) như minh họa trong Hình 23.
Hình 23: Mố tương quan giữt QoE và QoS
Hình 24: Các yếu tố tác động tới QoE
Thông thường có nhiều số đo chất lượng mức dịch vụ (QoS) ảnh hưởng tới QoE tổng thể. Hình 2.2 minh họa các yếu tố tác động tới QoE. Mối quan hệ giữa QoE và các tham số chất lượng dịch vụ có được dựa trên kinh nghiệm. Khi xác định được mối quan hệ QoE/QoS, chúng ta có thể sử dụng tương quan này theo hai cách:
* Với một giá trị QoS cho trước, dự đoán QoE người sử dụng có thể có được * Với mức QoE mục tiêu, suy ra chất lượng lớp dịch vụ cần đạt
Để đảm bảo có được chất lượng dịch vụ thích hợp, cần đặt ra các mục tiêu QoE cho từng dịch vụ và bao hàm trong những giai đoạn ban đầu thiết kế mạng và các quá trình kỹ thuật mà ở đó các mục tiêu QoE này sẽ được chuyển thành các số đo định lượng chất lượng mức dịch vụ.
QoE là yếu tố quan trọng trong sự thành công trên thị trường của các dịch vụ triple-play, bao gồm cả IPTV. Người sử dụng không quan tâm đến việc nhà khai thác viễn thông làm cách nào để đạt được chất lượng dịch vụ. Vấn đề đối với họ là một dịch vụ có thể đáp ứng đến mức nào mong đợi của họ về tính hoạt động hiệu quả, độ khả dụng và dễ dàng sử dụng.
Trong các tiêu chuẩn về chất lượng dịch vụ của Bộ Thông tin và Tryền thông, chất lượng dịch vụ được định nghĩa “là kết quả tổng hợp của các chỉ tiêu thể hiện
mức độ hài lòng của người sử dụng dịch vụ đối với dịch vụ đó”. Định nghĩa này
tương đương với khái niệm QoE.
3.2. Các yếu tố đánh giá chất lượng dịch vụ Video
Trong IPTV, dịch vụ video quảng bá và VoD đóng vai trò chủ yếu. Do vậy, hầu hết các tổ chức tiêu chuẩn hóa, các nhà cung cấp dịch vụ và các hãng chế tạo thiết bị đo tập trung nghiên cứu về các yếu tố dùng để đánh giá chất lượng dịch vụ video và phát triển các phương pháp đo video IPTV.
Thông thường, để nhận định các yếu tố để đánh giá chất lượng của một dịch vụ mới, cần quan tâm tới ba yếu tố:
* Quá trình thiết lập phiên, còn có thể gọi là khởi tạo dịch vụ (ví dụ như quay số đối với dịch vụ thoại, thiết lặp phiên VoD, logging on...)
* Dịch vụ hoạt động như thế nào sau khi đã được khởi tạo * Quá trình kết thúc dịch vụ
Trong các yếu tố khi sử dụng dịch vụ hay ứng dụng, có rất nhiều khía cạnh ảnh hưởng tới chất lượng tổng thể của dịch vụ bao gồm:
* Đối tượng sử dụng
* Đáp ứng của ứng dụng/dịch vụ (Control Plane & Data Plane) * Độ trung thực của thông tin/nội dung được chuyển tải (Data Plane) * Tính bảo mật
* Độ tin cậy/Độ khả dụng
Khi khảo sát một môi trường dịch vụ đầy đủ theo bất kỳ khía cạnh nào nêu trên, cần quan tâm tới ba lớp:
* Lớp ứng dụng: tại đay nhiều tham số ứng dụng được thiết lập, ví dụ loại codec, tốc độ bit, cơ chế sửa lỗi lớp ứng dụng..
* Lớp truyền tải: tại lớp này, rất nhiều yếu tố gây suy giảm chất lượng (suy hao, trễ, rung pha) có thể xuất hiện và tại đây các cơ chế sửa lỗi và QoS được sử dụng.
* Tại lớp dịch vụ video, các phương diện đánh giá QoE bao gồm đáp ứng tương tác (trễ chuyển kênh, đáp ứng điều khiển VoD và PVR/nPVR)
* Mặt phẳng dữ liệu:
+ Chất lượng “ảnh”: nhiều điểm có khả năng tác động tới chất lượng hình ảnh. Các yếu tố giảm chất lượng: mờ hình, méo cạnh, giật hình, số liệu ảnh không chính xác do mất gói...
+ Chất lượng âm thanh: tương tác âm thanh và hình ảnh tới chất lượng tổng thể của tín hiệu đa phương tiện. Đồng bộ các tín hiệu đa phương tiện (giữa hình và tiếng)
* Khả năng sử dụng: tương tác đối tượng sử dụng-dịch vụ (thiết lập, tìm kiếm nội dung-EGP, PVR, điều khiển từ xa...)
* Độ tin cậy/Độ khả dung: tỉ lệ nghẽn phiên
* Bảo mật/Tính riêng tư: đọ bảo mật tác động lên các khía cạnh khác (ví dụ trễ mã hóa/giải mã)
* Nội dung: nội dung phổ biến, chất lượng cao, theo xu thế là yếu tố chính quyết định sự thành công của TVoDSL, đặc biệt với các dịch vụ VoD.
3.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ IPTV
Có thể thấy trên mạng truyền tải dịch vụ IPTV có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ IPTV. Hình 2.3 minh họa hệ thống phân phối dịch vụ video đầu cuối-tới-đầu cuối. Tại lớp ứng dụng video, bao gồm quá trình thu thập và mã hóa (nguồn video, các tham số bộ mã hóa), quá trình giải mã và hiển thị (bộ giả mã của set-top box, thiết bị hiển thị) và bất kỳ cơ cấu sửa lỗi nào đó ở lớp ứng dụng. Các phần tử lớp truyền tải bao gồm quá trình tạo gói và các mạng vùng, truy nhập và gia đình.
vụ IPTV, đó là: nội dung nguồn chất lượng kém, quá trình mã hóa sử dụng tại
trung tâm số liệu IPTV, độ dài nhóm ảnh (GOP), gói tin , thứ tự gói tin, mất gói, trễ, rung pha tín hiệu video, tranh chấp với các dịch vụ triple-play khác, các tham số cấu hình không chính xác, và nghẽn máy chủ. Hình 2.4 minh họa các loại lỗi xuất hiện trong lớp vật lý và giao thức cũng như phạm vi ảnh hưởng của chúng tới chất lượng dịch vụ.
3.3.1. Yếu tố chất lượng nguồn tín hiệu video
Nguồn video có thể là phim, băng từ tương tự, nội dung số (như máy chủ video), hay chương trình truyền hình trục tiếp (tương tự hoặc số). Chất lượng của các nguồn ban đầu ảnh hưởng rất lớn tới hiệu quả mã hóa và chất lượng tổng thể. Nhiễu trong nội dung nguồn làm lãng phí các bit mã hóa. Điều quan trọng là nội dung nguồn chất lượng kém sẽ ảnh hưởng tiêu cực tới chất lượng của nội dung được truyền tải qua toàn mạng từ nguồn tới đối tượng sử dụng.
Hình 25: Hệ thống phân phối dịch vụ video đầu cuối-tới-đầu cuối
Hình 26: Các loại lỗi lớp vật lý và giao thức 3.3.2. Yếu tố mã hóa tín hiệu
Cơ chế được sử dụng để mã hóa nguồn nội dung video có ảnh hưởng lớn đến chất lượng hình ảnh khi xem của tín hiệu video cung cấp tới người sử dụng. Các nhà cung cấp dịch vụ IPTV thường sử dụng các hệ thống mã hóa MPEG-2. H.264/AVC, hay VC-1 để nén nội dung trước khi truyền qua hạ tầng mạng IP. Tất cả các hệ thống này có thể nén file với các tỉ lệ khác nhau. Các tín hiệu video với tỉ lệ nén cao sẽ giảm băng thông cần thiết để truyền tải nó qua mạng, tuy nhiên chất lượng hình ảnh cảm nhận được có thể là không cao. Các loại méo ảnh do quá trình mã hóa gây ra bao gồm:
* Nghiêng hình (tiling) - nghiêng hình tín hiệu video IPTV liên quan tới quá trình làm cho hình ảnh video có những phần sai lệch so với vị trí ban đầu trong ảnh video gốc.
* Méo các khối - (Distortion of video blocks) - Một khối là một phần ảnh video gồm ma trận các điểm ảnh. Trong quá trình mã hóa, thuật toán áp dụng cho ma trận này có thể làm sai lệch ma trận hiện thị tín hiệu, khi điều này xảy ra, khối các điểm ảnh này sẽ không hiện thị chính xác nội dung của nguồn. do cần nhiều
khối để tạo nên một hình ảnh hoàn chỉnh, tác động về mặt hình ảnh sẽ được hạn chế nếu chỉ cần số lượng các khối cần thiết để tạo nên một hình là ít.
* Méo lượng tử (quantization noise) - trong quá trình số hóa tín hiệu video, một số sai số nhiễu có thể đưa vào như một phần của quá trình. Lượng lớn nhiễu lượng tử có thể thấy được dưới dạng “tuyết” trong chuỗi ảnh khi xem lại bằng IPTVCD.
* Giật hình (Image jerkiness) - hình ảnh video bao gồm chuỗi các ảnh được hiển thị liên tiếp trên màn hình TV với tốc độ không đổi. Đối với người sử dụng, sự thay đổi nhanh trong các ảnh hiển thị không phát hiện được và hình ảnh được xem là “chuyển động”. Tuy nhiên, nếu chậm tới một tốc độ nào đó, hình ảnh được cảm nhận là đứng yên hoặc nhảy so với chuyển động trôi chảy của nội dung video gốc. Thông thường, hiện tượng giật hình do các bộ mã hóa gây ra khi không nén đầy đủ nội dung vào các khung với tỉ lệ đủ cao. Điều này có thể là cần thiết trong một số trường hợp mà độ khả dặng băng thông là một vấn đề và nội dung cần mã hóa tại tỉ lệ khung rất thấp.
* Sự lưu giữ những phần hình ảnh trên màn hình (retention of screen objects) - Méo này xuất hiện khi một phần nào đó của màn hình không thay đổi khi chuỗi hình ảnh đã thay đổi và dịch chuyển.
Sau khi đã chỉ ra một số loại méo có thể xuất hiện tại quá trình mã hóa, điều hiển nhiên là trong một số tình huống, các nhà quản lý IPTV cần pjhair dung hòa giữa các mức nén và độ khả dụng của các nguồn.
3.3.3. Yếu tố độ dài nhóm ảnh (GOP)
Cùng với các vấn đề liên quan tới quá trình nén, cấu trúc các GOP được sử dụng trong luồng tín hiệu IPTV cũng liên quan đến chất lượng video. Lấy ví dụ, các GOP ngắn hơn sẽ cho các mức chất lượng cao hơn nhưng sẽ mất chất lượng bởi khi tỉ lệ nén giảm. trách nhiệm của các phòng kỹ thuật IPTV là tối ưu độ dài GOP để cung cấp chất lượng hình ảnh cao nhất cho đối tượng sử dụng IPTV.
3.3.4. Yếu tố gói tin
Sự sai hỏng của các gói tin là yếu tố khác góp phần gây méo các tín hiệu IPTV. Thông thường, sự sai hỏng các gói tin xuất hiện trong quá trình truyền dẫn và
bao gồm sự thay đổi số liệu mào đầu hay tải tin IPTV chứa trong một gói. Xung nhiễu điện từ là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây ra hỏng gói. Các kỹ thuật sửa lỗi tại các lớp dưới của IPTVCM thường được sử dụng để xử lý các gói IPTV hỏng. Vì xác suất các gói hỏng như vậy tới được bộ giải mã IPTVCD thường là hoàn toàn thấp.
3.3.5. Yếu tố thứ tự gói tin
Các gói tin bị định tuyến sai hoặc đến đích nhưng sai thứ tự có nguyên nhân từ những suy giảm chất lượng mạng. Quá trình đệm gói là một trong những kỹ thuật thường được sử dụng để xử lý vấn đề các gói đến sai thứ tự. Quá trình đệm bao gồm việc phân bổ một lượng bộ nhớ nào đó của IPTVCD, thường là các DRAM, để lưu tạm thời các gói tin IP đến. Dung lượng lưu trữ của bộ đệm có thể từ vài µs đến hàng chục giây. Điều đáng lưu ý là các thiết bị set-top box trong truyền hình cáp, vệ tinh cũng sử dụng các bộ đệm, tuy nhiên, kích thước bộ đệm của các thiết bị này nhỏ hơn đôi chút vì quá trình tới của các gói MPEG dễ đoán hơn so với các gói số liệu IP. Khi các gói IP bị định tuyến sai hay mấy đồng bộ tới bộ đệm, chúng được chèn lại vào luồng bit theo đúng thứ tự. Một điều cũng đáng lưu ý là các bộ đệm