4.2.1. Giải pháp của Alcatel
4.2.2. Giải pháp của ZTE :
Hình 4-14: Giải pháp cung cấp dịch vụ IPTV của ZTE 4.2.3. Mô hình mạng của VNPT và việc cung cấp dịch vụ IPTV
MÔ HÌNH MẠNG VÀ CẤU HÌNH THỬ NGHIỆM DỊCH VỤ IPTV TẠI VNPT TIỀN GIANG
5.1. Phương thức phục vụ IPTV
Khi có nguồn điện, STB sẽ được cấp phát động một địa chỉ IP cục bộ thông qua nhận thực của máy chủ DHCP, sau đó sẽ gửi yêu cầu của trang chủ cổng thông tin tới phần mềm Middleware. Chỉ khi nào tài khoản được nhận dạng chính xác trong hệ thống Middleware thì thuê bao mới nhận được dịch vụ trên STB. Dựa trên thông tin về danh sách thuê bao trên máy chủ cơ sở dữ liệu, hệ thống Middleware sẽ kiểm tra tính hợp pháp của thuê bao (tình trạng cước và quyền khai thác nội dung)
Nếu xác định đúng quyền được cấp phép xem nội dung của thuê bao và số PIN đúng, hệ thống Middleware sẽ cung cấp một trang chủ cổng thông tin cho STB đó là giao diện chương trình EPG với các tính năng của gói dịch vụ của thuê bao (kênh quảng bá và danh sách nội dung cho yêu cầu). Nếu không đúng quyền được cấp phép và số PIN của thuê bao không đúng thì hệ thống sẽ xuất ra thông báo lỗi.
Khi người dùng chọn một kênh truyền hình quảng bá qua giao diện EPG, phần mềm Middleware gửi lại địa chỉ multicast router/ DSLAM/ BRAS gần nhất cho STB, sau đó STB sẽ thực hiện giao thức quản lý nhóm Internet (IGMP v2) để yêu cầu tham gia vào nhóm multicast nhằm thu được kênh truyền hình này.
Hệ thống Middleware sẽ lưu giữ một dãy các địa chỉ IP kể cả địa chỉ IP của các STB, các máy chủ VoD, máy chủ DRM…
Trường hợp người dùng chọn xem nội dung có thu phí, hệ thống Middleware có thể xác thực người dùng này và liên kết với các máy chủ DRM để gửi khoá giải mã chính xác tới STB để giải mã xem nội dung video này.
Hệ thống DRM chứa khoá mã cho phần nội dung của một cơ sở dữ liệu khoá, đồng thời bí mật phân phối khóa mã này tới STB.Hệ thống DRM dựa trên các khái niệm của hệ thống cơ sở hạ tầng khoá công khai PKI (Public Key Infrastructure). PKI mã hoá an toàn dữ liệu có dùng cập khoá chung và riêng.
Thông qua bảng điều khiển STB, có thể chọn xem các kênh phát sóng miễn phí hoặc bất kỳ nội dung nào khác, bằng cách nhấn số kênh và bằng thao tác cuộn…
5.2 Thử nghiệm dịch vụ IPTV:
Việc thử nghiệm được thực hiện với các mục tiêu sau: Kiểm tra giải pháp kỹ thuật của hệ thống về mặt nguyên lý
Kiểm tra và đánh giá khả năng của hệ thống mạng,
Đánh giá chất lượng QoE (Quality of Experience) của dịch vụ IPTV trong môi trường thực tế.
Hệ thống IPTV thử nghiệm gồm các thiết bị sau: Router Cisco 7609
Ip DSLAM MA5600 của Huawei Switch Cisco 2960
Server VOD/Live TV ( giả lập từ chương trình VLC) Server MW/DHCP
Set top box: của ZTE ZXV10 B700 for HDTV ZXV10 B600 for SDTV Công cụ hỗ trợ:
Phần mềm mã nguồn mở dùng đo băng thông: Iperf Phần mềm download: Flashget
Phần mềm mã nguồn mở xem IPTV trên PC: VLC Thiết bị mạng đầu cuối khách hàng:
Modem ADSL2+: D-Link 2540T và Planet 4400 Media Converter: Optone
Việc thử nghiệm được tiến hành theo các bước sau: Cấu hình hệ thống theo phương án kỹ thuật
Kết nối PC vào Modem/Media Converter (MC) khách hàng, cấu hình địa chỉ IP tĩnh trong dải 10.0.0.x/24, thực hiện ping test với hệ thống Server IPTV.
Kết nối PC vào Modem/MC khách hàng, cấu hình IP động, kiểm tra PC nhận được địa chỉ cấp phát bởi hệ thống IPTV.
Sử dụng Iperf, thực hiện đo băng thông/trể/jitter (QoS) của đường kết nối giữa STB và hệ thống IPTV với lưu lượng tương tự IPTV (giao thức UDP, packet size, băng thông,v.v…). Trong quá trình đo, đánh giá ảnh hưởng của chất lượng sợi cáp đến QoS.
Kết nối PC vào Modem/Router khách hàng, cấu hình địa chỉ IP trong dải 192.168.1.x/24, thực hiện kết nối Internet.
Kết nối đầu thu IPTV (Set top box – STB) vào Modem/MC khách hàng, kiểm tra STB boot thành công.
Kiểm tra chất lượng dịch vụ Live TV và VOD.
Thực hiện download trên PC (kết nối Internet) trong khi xem Live TV và VOD, kiểm tra chất lượng dịch vụ Live TV và VOD.
5.2.1 Cấu hình thử nghiệm dịch vụ IPTV cho thuê bao cáp đồng sử dụng dịch vụ ADSL2+: vụ ADSL2+:
Mô tả hệ thống thử nghiệm:
Việc thử nghiệm dịch vụ IPTV được thực hiện trên điều kiện mạng thực tế (Error: Reference source not found5.1). Thuê bao IPTV sử dụng STB đấu nối với modem ADSL2+ qua giao diện RJ45. Dây cáp thọai đấu nối từ IPDSLAM đến modem ADSL 2+ là dây hai lớp nhựa PE xốp và đặc có đường kính 0.5mm được bện từ nhiều sợi: 7x0.19mm. Hệ thống IPTV đấu nối với thiết bị IP DSLAM bằng kết nối Layer 2 trên nền mạng MAN-E.
Hình 5-16: Mô hình mạng thử nghiệm dịch vụ IPTV trên mạng cáp đồng
Cấu hình trên Switch core và Switch access tương tự nhau:
TGG.SC1(config)#vlan
TGG.SC1(config vlan)#create vlan33 33 TGG.SC1(config vlan)#config vlan33
TGG.SC1(config-vlan vlan33)#add ports 1/1/14 tagged TGG.SC1(config-vlan vlan33)#add ports 1/1/16 tagged
vlan33 sẽ đi qua port 16 đến IPDSLAM
TGG.SC1(config)#ip igmp snooping vlan 34 mrouter interface 1/1/14 TGG.SC1(config)#ip igmp snooping vlan 33 mrouter interface 1/1/14 TGG.SC1(config)# ip igmp snooping send-query vlan 33 interface 1/1/16
Cấu hình IP DSLAM MA 5600: Vlan 33 : VoD : 10.0.1.x Vlan 34 : LiveTV : 10.0.2.x
Thuê bao nhận một địa chỉ ip tương tự (10.0.1.x) để chạy dịch vụ VoD và LiveTV.
Trên IP DSLAM chỉ 1 VPI/VCI (0/33) được dùng. Theo đề nghị của mô hình mạng, ở mạng uplink, VoD và LiveTV nhận 2 Vlan khác nhau (33 cho VoD, 34 cho LiveTV). Vì thế, trên DSLAM 2 Vlan phải được map vào trong một VPI/VCI (0/33)
VLAN:
Vlan 33 và 34 được cấu hình là smart vlan, xuyên qua port uplink 0/7/0:
MA5600 (config) # vlan 33 to 34 smart MA5600 (config) # port vlan 33 to 34 0/7/0
Service port:
Tạo 1 kênh ảo (port dịch vụ) để map Vlan với VPI/VCI. Trên MA 5600 cần tạo một kênh ảo cho Vlan unicast, nếu có cung cấp dịch vụ VoD; gói multicast có thể được truyền qua port dịch vụ (nếu không có kênh unicast, thì kênh ảo cho multicast cũng phải tạo)
MA5600 (config) # service-port vlan 33 adsl 0/2/22 vpi 0 vci 33 rx-cttr 7 tx-cttr 7
(Vlan 34 cho multicast, cũng như vlan 33 đã có port dịch vụ ảo, cho nên không cần cấu hình port dịch vụ cho vlan 34)
Cấu hình dịch vụ multicast: Khởi tạo mode igmp
MA5600(config)#btv
MA5600(config-btv)#igmp mode proxy
Cấu hình port uplink
MA5600(config-btv)#igmp uplink-port 0/7/0
MA5600(config-btv)#igmp program add name IPTV_1 ip 225.26.3.1 vlan 34 bind 0/7/0 bandwidth 12000 hostip 10.0.2.1 prejoin enable
MA5600(config-btv)#igmp program add name IPTV_2 ip 225.26.3.2 vlan 34 bind 0/7/0 bandwidth 12000 hostip 10.0.2.1 prejoin enable
MA5600(config-btv)#igmp program add name IPTV_3 ip 225.26.3.3 vlan 34 bind 0/7/0 bandwidth 12000 hostip 10.0.2.1 prejoin enable
MA5600(config-btv)#igmp program add name IPTV_4 ip 225.26.3.4 vlan 34 bind 0/7/0 bandwidth 12000 hostip 10.0.2.1 prejoin enable
MA5600(config-btv)#igmp program add name IPTV_5 ip 225.26.3.5 vlan 34 bind 0/7/0 bandwidth 12000 hostip 10.0.2.1 prejoin enable
MA5600(config-btv)#igmp program add name IPTV_6 ip 225.26.3.6 vlan 34 bind 0/7/0 bandwidth 12000 hostip 10.0.2.1 prejoin enable
MA5600(config-btv)#igmp program add name IPTV_7 ip 225.26.3.7 vlan 34 bind 0/7/0 bandwidth 12000 hostip 10.0.2.1 prejoin enable
MA5600(config-btv)#igmp program add name IPTV_8 ip 225.26.3.8 vlan 34 bind 0/7/0 bandwidth 12000 hostip 10.0.2.1 prejoin enable
MA5600(config-btv)#igmp program add name IPTV_9 ip 225.26.3.9 vlan 34 bind 0/7/0 bandwidth 12000 hostip 10.0.2.1 prejoin enable
MA5600(config-btv)#igmp program add name IPTV_10 ip 225.26.3.10 vlan 34 bind 0/7/0 bandwidth 12000 hostip 10.0.2.1 prejoin enable
Chú ý rằng Vlan 34 cho dịch vụ multicast phải được gắn kết với các kênh chương trình, khi thuê bao chọn kênh LiveTV, các gói video xuyên qua đơn vị điều khiển trung tâm của MA5600 sẽ biết rằng đây là các gói multicast, hệ thống sẽ thêm vào thẻ Vlan 34 cho các gói multicast mà nó sẽ truyền qua port dịch vụ unicast.
Cấu hình port cung cấp dịch vụ cho người dùng
MA5600(config-btv)#igmp user add port 0/2/22 no-auth max-program 8
Cấu hình bên trên nhận giá trị mặc nhiên về QoS (lưu lượng ở mức 7), nếu chúng ta muốn định nghĩa QoS cho VoD và LiveTV chúng ta làm như sau:
Cho LiveTv, độ ưu tiên cho upstream mức độ cao nhất (mức 7) trên DSLAM là mặc nhiên, và cho lưu lượng downstream, bình thường QoS được định nghĩa trên PE. Nếu PE không định nghĩa QoS, ta cũng có thể định nghĩa Qos trên IP DSLAM
Cho VoD, bình thường IP DSLAM định nghĩa QoS cho upstream và PE định nghĩa QoS cho downstream. Nếu PE không định nghĩa downstream, DSLAM có thể định nghĩa thêm QoS ID cho lưu lượng.
Cho thí dụ, chúng ta có thể định nghĩa lưu lượng có độ ưu tiên 5 và tắt chức năng qui định tốc độ truy cập cam kết CAR (Committed access rate).
MA5600(config)#traffic table index 201 ip car off priority 5 priority-policy pvc-Setting
Create traffic description record successfully --- Traffic description index : 201
Priority : 5
Priority policy : pvc-pri CAR : off
Traffic description type : NoTrafficDescriptor Service category : ubr
Referenced Status : not used EnPPDISC : off
EnEPDISC : off
Thiết lập QoS này vào port cung cấp dịch vụ cho khách hàng
MA5600 (config)# service-port vlan 33 adsl 0/2/22 vpi 0 vci 33 rx-cttr 201 tx-cttr 201
Modem ADSL2+ tại nhà khách hàng được cấu hình với 2 PVC (Permanent Virtual Circuit). Trong đó, PVC0 sử dụng giao thức PPPoE và được cấu hình NAT – dùng cho dịch vụ Internet; PVC1 sử dụng giao thức 1483 Bridge – dùng cho dịch vụ IPTV. Có thể cắm máy tính vào bất kỳ cổng nào trên modem và cấu hình địa chỉ IP cho nó là có thể truy nhập Internet. Có thể cắm thiết bị STB vào bất kỳ cổng nào của modem. Địa chỉ IP của STB sẽ do DHCP server của hệ thống IPTV cung cấp.
Trên IP DSLAM, mỗi PVC được ánh xạ đến 1 VLAN. PVC0 (VPI/VCI=0/32) ánh xạ đến VLAN32 và PVC1 (VPI/VCI=0/33) ánh xạ đến VLAN33. Việc ánh xạ này cho phép tách PVC, đồng nghĩa với việc tách dịch vụ Internet và IPTV, vào 2 phần mạng Layer 2 riêng biệt.
Giải pháp kỹ thuật này cho phép dễ dàng triển khai dịch vụ IPTV trên hệ thống cung cấp dịch vụ Internet hiện có của Viễn thông Tiền giang. Do không kết nối vào BRAS, băng thông và khả năng hỗ trợ multicast của hệ thống (IP DSLAM & MAN-E) được đảm bảo; ngoài ra, Viễn thông Tiền giang có thể hoàn toàn chủ động trong việc cấu hình và cung cấp dịch vụ.
Hệ thống IPTV thử nghiệm gồm Router, Switch, Server VoD và Middleware. Trong quá trình thử nghiệm, hệ thống stream kênh Live TV HD và VoD HD ở các mức băng thông khác nhau (4 và 8 Mbps).
Kết quả thử nghiệm:
Giải pháp kỹ thuật cho phép cung cấp dịch vụ IPTV cho thuê bao ADSL2+ với chất lượng HD (8 Mbps) mà không làm ảnh hưởng đến dịch vụ Internet hiện có.
Băng thông đến thuê bao ADSL2+ đạt tới 10 Mbps cho thuê bao trong bán kính 2 km từ điểm đặt IP DSLAM tương ứng. Chất lượng đấu nối cáp có ảnh hưởng lớn đến khả năng cung cấp dịch vụ. Với cùng khoảng cách, nếu đầu nối cáp không đảm bảo chất lượng, sẽ không xem được Live TV.
Cơ chế QoS trên IP DSLAM đảm bảo được độ ưu tiên của dịch vụ IPTV: có thể xem TV/phim trong khi lướt Web/download file mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ IPTV.
Với đôi cáp đồng mới, với khoảng cách từ IPDSLAM đến nhà thuê bao nhỏ hơn 1,5 km, không có mối nối thì kết quả đo kiểm cho thấy băng thông đáp ứng gần đúng cấu hình, độ rung pha và tỉ lệ mất gói hầu như không có (hình 1phần phụ lục). Đáp ứng được xem phim chất lượng SD và HD tốt, không giật hình.
Với đôi cáp đồng cũ, đã sử dụng trên 2 năm, với khoảng cách từ IPDSLAM đến nhà thuê bao khoảng 2 km qua vài mối nối dạng thắt nút áo, thì kết quả đo kiểm cho thấy băng thông đáp ứng thấp, độ rung pha rất cao, có hiện tượng mất gói xảy
ra (hình 2 phần phụ lục). Khi xem phim chất lượng SD vẫn xảy ra hiện tượng giật
hình.
5.2.2 Cấu hình thử nghiệm IPTV cho thuê bao FTTH:
Hình 5-17: Mô hình mạng thử nghiệm dịch vụ IPTV trên hệ thống FTTH
Phương án cung cấp dịch vụ IPTV trên FTTH: Sử dụng thiết bị Swicth Layer 2 hỗ trợ VLAN tại nhà khách hàng. Switch L2 sẽ gán tag VLAN 3837 cho cổng kết nối STB (IPTV) và VLAN 3838 cho cổng kết nối PC (Internet). Hệ thống MAN-E có nhiệm vụ “trunking” VLAN 3838 với hệ thống BRAS kết nối Internet và VLAN
3837 với hệ thống IPTV (VLAN tag cho lưu lượng IPTV từ hệ thống FTTH sẽ được gán lại thành VLAN 33 trước khi chuyển vào hệ thống IPTV).
Kết quả thử nghiệm:
Phương án có ưu điểm là phân biệt rõ ràng phần mạng L2 của dịch vụ IPTV và Internet và chỉ sử dụng 1 cổng trên Switch Access.
Với kết nối Ethernet tốc độ 100 Mbps, giải pháp kỹ thuật cho phép cung cấp dịch vụ IPTV với nhiều kênh chất lượng HD (8 Mbps), không làm ảnh hưởng đến dịch vụ Internet hiện có. Kết quả đo kiểm thể hiện rõ qua hình 3 ở phần phụ lục
Cũng sử dụng cấu hình trên nhưng với cấu hình thuê bao FTTH tốc độ 10 Mbps cho cả đường lên và xuống, giải pháp kỹ thuật cho phép xem phim chất lượng HD rất tốt, không làm ảnh hưởng đến dịch vụ Internet hiện có. Kết quả đo kiểm thể hiện rõ qua hình 4 ở phần phụ lục
KẾT LUẬN
Qua kết quả thử nghiệm cho thấy, việc tận dụng tối đa băng thông cáp đồng bằng cách sử dụng công nghệ xDSL (ADSL 2+), tận dụng hệ thống cáp thọai rộng khắp từ thành thị đến nông thôn của nhà cung cấp dịch vụ cố định (VNPT) cùng với việc lựa chọn chuẩn nén tiên tiến nhất MPEG-4 part 10, cho thấy có thể cung cấp được dịch vụ IPTV hiện tại.
Khi triển khai kinh doanh dịch vụ IPTV, việc tận dụng hạ tầng mạng truy nhập hiện có (mạng cáp đồng với dịch vụ ADSL2+) sẽ cho chi phí đầu tư ban đầu thấp và do đó có thể cạnh tranh về giá với các dịch vụ truyền hình khác.
Một yếu tố cần để ý đến trong khi kinh doanh dịch vụ nội dung ở đây là dịch vụ IPTV cần quan tâm đến nội dung cần cung cấp, kênh truyền hình và nguồn phim theo yêu cầu phải thực sự phong phú, đặc biệt là phải có các kênh truyền hình địa phương và các kênh truyền hình khu vực, cần đẩy mạnh ưu điểm nổi bật của dịch vụ truyền hình IP là tính tương tác thông qua các trò chơi truyền hình…
Trong tương lai khi đòi hỏi băng thông cho các dịch vụ hình ảnh chất lượng cao như HDTV và tỷ lệ sử dụng TV trong một hộ gia đình cao thì chỉ có phương cách hợp lý là chọn lựa công nghệ truy cập quang cho các dịch vụ băng rộng cho các nhà điều hành mạng cố định.
Hiện tại các nhà điều hành mạng cố định của Việt Nam (VNPT) sẽ tận dụng tối đa băng thông cáp đồng để triển khai cung cấp dịch vụ IPTV nhằm giảm chi phí triển khai cung cấp dịch vụ khi mà thị trường IPTV tại Việt Nam vẫn còn mới mẽ, đồng thời cũng nhanh chóng đầu tư hạ tầng mạng core NGN và mạng MAN-E nội tỉnh triển khai cung cấp các dịch vụ Triple play dựa trên công nghệ quang FTTH để đẩy mạnh cạnh tranh các dịch vụ băng rộng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. David Ramirez (2008), IPTV Security, John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England.
2. Gerard O’Driscoll (2008), Next Generation IPTV Services and Technologies, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey.
3. IANA, ‘IGMP Type Numbers - per [RFC3228, BCP57]’, 2005. http://www.iana.org/assignments/igmp-type-numbers [1 September 2009].
4. Institute of Electrical and Electronics Engineers, ‘802.1Q – Virtual LANs’. http://www.ieee802.org/1/pages/802.1Q.html [1 September 2009].