Trên hình 28 thể hiện năm chức năng chính của hệ thống truyền thông đa phương tiện đa điểm thời gian thực qua mạng IP của ứng dụng như sau:
- Kết nối Camera HD: Cho phép người dùng lựa chọn thiết bị thu thập hình ảnh, âm
thanh khác nhau, có thể là các thiết bị thu bên ngoài. Nhờ vậy mà thông tin về hình ảnh, dữ liệu video đạt chất lượng tốt hơn so với các webcam phổ biến hiện nay. Điều này cũng giúp cho việc thay đổi nguồn dữ liệu phù hợp với yêu cầu của mạng, yêu cầu về chất lượng đợt tập huấn từ xa.
Hình 28: Biểu đồ trình tự quá trình truyền thông sử dụng công nghệ Streaming thời gian thực.
- Truyền thông dữ liệu thời gian thực: Chức năng ngày gồm hai chức năng khác nữa
đó là việc truyền dữ liệu đa phương tiện thời gian thực, và chức năng nhận dữ liệu đa phương tiện thời gian thực. Mỗi clients phải thực hiện chức năng này độc lập nhưng đồng thời. Cần lưu ý, dữ liệu truyền thông này còn có cả âm thanh.
- Quản lý thông tin đào tạo trực tuyến: Tổ chức khóa học, quản lý bài giảng, nội
dung giảng trước đây của bất kỳ đợt tập huấn nào. Chức năng này còn cho phép theo dõi quá trình đăng nhập, tham gia lớp học, cũng như việc cho phép vào học hay không. Chức năng này cũng cung cấp giao diện cho thực hiện việc lựa chọn vai trò và gửi các câu hỏi tới người tập huấn trong quá trình tập huấn.
- Tự động ghi nội dung: Chức năng này cho phép hệ thống ghi tự động nội dung
trao đổi trực tuyến thời gian thực trong quá trình tập huấn. Dữ liệu đa phương tiện này được lưu lại để tham khảo hay quá trình tập huấn khác của người tập huấn.
- Cấu hình hệ thống: Cấu hình các tham số đường truyền, thiết bị thu như camera,
microphone, kích thước khung hình. Qua đó cho phép người dùng điều chỉnh thích hợp với môi trường mạng hiện tại.
Hệ thống truyền thông đa phƣơng tiện đa điểm thời
gian thực Kết nối camera HD Truyền thông dữ liệu thời gian thực Quản lý thông tin đào tạo trực
tuyến Cấu hình hệ thống Tự động ghi nội dung
Hình 29: Vai trò giữa các thành viên trong quá trình tập huấn của hệ thống truyền thông đa phương tiện thời gian thực qua mạng IP .
Với thiết kế trong hình 29 Cho thấy vai trò các thành viên được chia ra loại là người tập huấn (giảng viên), quản trị viên, và người tham gia tập huấn (học viên).
- Người tập huấn: Có trách nhiệm kết nối các học viên trong quá trình tập huấn với
nhau. Người tập huấn phát quảng bá các thông tin của mình cho tất cả các thành viên khác, trừ quản trị viên. Các thông tin này là dữ liệu đa phương tiện hình ảnh, video, văn bản, màn hình,… Người tập huấn thực hiện cho phép trao đổi, hay gọi trực tiếp tới từng thành viên để trao đổi riêng hoặc trao đổi chung. Qua đó, chúng ta thấy rằng, người tập huấn đóng vai trò chính cho toàn bộ quá trình tập huấn này.
- Người tham gia tập huấn (học viên): Kết nối tới người tập huấn và thực hiện việc
đăng ký để được tham gia và chờ yêu cầu của người tập huấn. Họ cũng có thể gửi câu hỏi tới người người tập huấn và các người khác, nhưng không thể gửi yêu cầu tới quản trị.
- Người quản trị: Liên lạc với người tập huấn để trao đổi và đảm bảo hạ tầng mạng
3.6.1. Quản lý ngƣời dùng
Phân hệ này cho phép quản trị viên thực hiện việc quản lý người dùng như việc thêm tài khoản, cấp quyền, cũng như xóa tài khoản người dùng. Dưới đây là giao diện thống kế danh sách người dùng
Hình 30: Giao diện thống kê danh sách người dùng
3.6.2. Phân hệ truyền dữ liệu đa phƣơng tiện thời gian thực qua mạng IP
Trong hệ thống truyền thông đa phương tiện thời gian thực, quá trình truyền dữ liệu có thể được thực hiện ở nhiều clients cùng một lúc, hoặc chỉ một client truyền còn lại các máy client chỉ nhận, hoặc client chỉ truyền trực tiếp tới một client khác được chỉ định trước. Có thể hiểu rằng quá trình truyền là quá trình phát đi dữ liệu đa phương tiện của một client tới client khác qua môi trường mạng IP. Chính vì vậy, tùy theo lựa chọn của người dùng hệ thống truyền có thể thực hiện theo một trong ba cách trên. Với việc ứng dụng công nghệ streaming thời gian thực trong ActionScript của Adobe dựa theo mô hình máy chủ trung tâm. Tức là các dữ liệu đa phương tiện truyền theo cơ chế streaming tới máy chủ streaming (streaming server) bằng giao thức RTMP. Sau đó máy chủ streaming tiếp tục truyền dữ liệu này tới các máy clients khác. Quá trình này được Netstream quản lý và tự động phân luồng. Hình dưới đây minh họa quá trình truyền từ client tới máy chủ streaming.
Hình 31: Quá trình truyền dữ liệu đa phương tiện từ phía clients tới streaming server
Trong hình 51 Cho thấy rằng các thiết bị thu của clients như camera, microphone sẽ thu hình ảnh và âm thanh vào clients. Dữ liệu đa phương tiện này được mã hóa trước khi gửi đi tới streaming server bằng giao thức RTMP. Các luồng dữ liệu này bao gồm các loại sau:
- Dữ liệu phục vụ cho điều khiển và điều khiển chức năng.
- Video data: Dữ liệu Video sống lấy từ camera được mã hóa và nén theo chuẩn
H263 hoặc H264.
- Audio data: Dữ liệu Audio sống lấy từ Mic và được mã hóa nén theo chuẩn mp3
(tức là MPEG-1 layer 3)
Cả 3 loại dữ liệu này được trộn và truyền trong 1 luồng để đảm bảo đồng bộ dữ liệu âm thanh và hình ảnh. Tuy nhiên, các gói dữ liệu có mức độ ưu tiên khác nhau, chẳng hạn ưu tiên cao nhất là data, tiếp theo là Audio, cuối cùng là Video. Nguyên nhân là do data chiếm băng thông nhỏ nhất nhưng lại quan trọng nhất vì chứa thông tin điều khiển hệ thống.
3.6.3. Phân hệ nhận dữ liệu đa phƣơng tiện thời gian thực qua mạng IP.
Quá trình nhận dữ liệu đa phương tiện được thực hiện từ phía máy chủ streaming gửi xuống cho các client bằng giao thức RTMP sẽ tương ứng theo yêu cầu xác định trước. Tức là có thể gửi tới các clients, nhưng cũng có thể gửi tới riêng 1 clients nào đó. Cần lưu ý rằng, quá trình nhận hoàn toàn độc lập với quá trình truyền, tức là cho phép tạo ra hai luồng đồng thời để thực hiện việc truyền dữ liệu đa phương tiện riêng và nhận dữ liệu đa phương tiện riêng. Hình dưới đây mô tả quá trình nhận dữ liệu đa phương tiện từ phía máy chủ streaming bằng giao thức RTMP
Hình 32: Quá trình nhận dữ liệu đa phương tiện từ streaming server về clients
Trong hình 32 Cho chúng ta thấy rằng dữ liệu đa phương tiện được clients nhận và lưu tại bộ đệm. Dữ liệu này được giải mã tương ứng theo bộ giải mã âm thanh và bộ giải mã hình ảnh. Sau khi giải mã xong, dữ liệu này được hiển thị lên các thiết bị đầu cuối tương ứng.
3.6.3. Phân hệ kết nối camera HD với ứng dụng .
Việc kết nối camera HD với ứng dụng cho phép mở rộng nguồn thu tín hiệu đa phương tiện. Tuy nhiên, Camera HD không thể kết nối trực tiếp vào máy tính vì chuẩn video khác nhau. Do đó, để kết nối với máy tính thì cần phải có bộ chuyển đổi, ở đây là bộ Video to USB converter. Sơ đồ kết nối được minh họa trong hình dưới đây
Hình 33: a) Sơ đồ kết nối Camera HD với ứng dụng; b) kết quả kết nối camera HD với ứng dụng
Sau khi thực hiện việc kết nối này, chúng tôi sử dụng lớp cameara trong ActionScript của Adobe để thực hiện việc kết nối và cấu hình liên quan. Luồng dữ liệu video từ Camera HD qua bộ chuyển đổi và tới trình điều khiển Camear HD. Tiếp theo, thông qua giao diện lập trình, chương trình chuyển dữ liệu này tới bộ mã hõa video. Tiếp theo quá trình truyền được thực hiện theo trình tự như trên.
3.7. TÍNH BẢO MẬT
Việc bảo mật cho các hệ thống gồm cả phần cứng và phần mềm khi hoạt động trên mạng luôn là vấn đề được quan tâm đầu tiên của các nhà quản lý nhằm đảm bảo sự an toàn và thuận tiện cho người dùng khi sử dụng dịch vụ thông tin trên mạng. Bởi vậy, việc chỉ sử dụng một giải pháp hay một công nghệ bảo mật sẽ khó có thể đem lại được một hiệu quả cao trong vấn đề bảo mật và đảm bảo an toàn cho hệ thống hay ứng dụng trên Internet. Cho nên, người ta thường sử dụng kết hợp hay nhiều lớp bảo mật khác nhau một cách đồng thời để nâng cao hệ số an toàn cho hệ thống, cũng như hạn chế thấp nhất những rủi ro trong cho mạng thông tin khi hoạt động trên Internet. Ứng dụng này thiết kế và sử dụng đầy đủ các lớp bảo mật theo tiêu chuẩn phần mềm hoạt động trên mạng Interenet đó là sử dụng lớp bảo mật trên hệ thống webserver và lớp bảo mật của riêng ứng dụng.
và thực hiện quy trình phân quyền chặt chẽ. Máy chủ webserver sẽ được cài đặt phần mềm bảo mật chuyên dụng chẳng hạn như ISA, phần mềm bức tường lửa. Các phần mềm này sẽ đảm bảo và giúp cho máy chủ webserver giảm thiểu được các tác động từ bên ngoài muốn xâm nhập vào máy chủ. Đồng thời, máy chủ webserver cũng được cài đặt các công cụ giúp cho việc giảm thiểu được tác hại của các cuộc tấn công DDoS để tê liệt băng thông của mạng, nơi mà máy chủ webserver kết nối với Internet. Như vậy, với lớp bảo mật trên máy chủ webserver đã tạo ra một bức tường bảo mật cho toàn bộ dữ liệu đang đặt trên máy chủ hoạt động trên Internet.
Tiếp theo là lớp bảo mật của riêng của ứng dụng. Đó là lớp bảo mật được xây dựng trong quá trình thiết kế hệ thống thông qua các phương thức đó là phân quyền cho người dùng thành nhiều cấp, bắt lỗi nhập thông tin và chủ động thực hiện việc sao lưu nội dung của ứng dụng. Với việc phân quyền cho người dùng sẽ cho phép việc phân loại người dùng tiếp cận dữ liệu của ứng dụng. Điều này giúp cho việc giảm thiểu các mất mát dữ liệu do sơ suất trong quá trình sử dụng hệ thống của người dùng, cũng như nâng cao trách nhiệm trong quá trình quản lý hệ thống. Ứng dụng cho phép phân quyền theo nhiều chế độ khác nhau như người dùng thông thường, cộng tác viên và quản trị hệ thống. Trong vai trò quản trị hệ thống thì ứng dụng cũng cho phép phân quyền quản lý theo hạ mục dữ liệu điều này giúp cho việc quản lý tốt dữ liệu hơn trong quá trình quản lý, cũng như phục hồi nhanh chóng khi có những sai sót trong quá trình sử dụng của người dùng. Như vậy, với thiết kế phân quyền người dùng, phương thức được sử dụng phổ biến để tăng khả năng bảo mật cho bất kỳ ứng dụng hoạt động trên mạng Internet thì ứng dụng sử dụng phương thức này với việc chia quyền quản lý, phần quyền theo nhóm quản lý thông tin để đảm bảo được tiêu chuẩn quan trọng này.
Với sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực Công nghệ thông tin và truyền thông, hạ tầng mạng viễn thông đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu và triển khai nhiều ứng dụng truyền thông trên mạng internet và đặc biệt là hệ thống truyền hình trực tuyến. Hiện nay mạng internet phát triển với hàng tỷ tín đồ và ứng dụng dẫn đến việc tranh chấp tài nguyên là điều khó tránh khỏi. Đảm bảo chất lượng dịch vụ là đảm bảo về trễ, biến thiên độ trễ, giá trị tham số mất mát gói tin v.v.ngoài ra đảm bảo chất lượng dịch vụ cũng là đảm bảo về băng thông, tính bảo mật. Luận văn cũng đã tập trung nghiên cứu làm rõ các vấn đề về chất lượng dịch vụ, nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ cách thức đảm báo chất lượng dịch vụ cho hệ thống truyền hình trực tuyến trong chương 1.
Qua phân tích về chất lượng dịch vụ ảnh hưởng đến truyền hình trực tuyến dễ dàng nhận thấy hầu hết các ứng dụng truyền hình trực tuyến có một số vấn đề như: Mất tín hiệu do chất lượng đường truyền vật lý, Tín hiệu yếu không rõ hình ảnh và âm thanh khi nhận, Xử lý ứng dụng công nghệ truyền hình trực tuyến chuẩn độ nét cao. Chính vì vậy luận văn đã tập trung nghiên cứu tìm kiếm giải pháp để giảm độ phụ thuộc vào hạ tầng mạng và nâng chất lượng truyền hình thành chuẩn độ nét cao HD. Trong Chương 2 của luận văn đã nghiên cứu các giao thức streaming như RTP, RTCP, RTSP, RTMP và chuẩn H323. Giao thức RTP, RTCP, RTSP là 3 giao thức truyền tải đầu cuối đến đầu cuối phù hợp với những ứng dụng truyền thông thời gian thực, mỗi giao thức một nhiệm vụ riêng, giao thức RTP có nhiệm vụ truyền tải sử dụng thuật toán quản trị để giải quyết vấn đề gửi và nhận, tính toán thời gian truyền, xây dựng nguyên tắc nhận gói tin, hoạt động của đồng hồ truyền tải.v.v, còn RTCP và RTSP là các giao thức điều khiển. Bộ RTP, RTCP, RTSP nằm ở độc lập với nền tảng của lớp transport và network nên nó không phụ thuộc vào hạ tầng mạng. RTMP là giao thức tạo bởi Adobe dùng truyền tải các đối tượng Flash được hỗ trợ bởi Maccromdedia Media Server nó có thể hỗ trợ 64 luồng dữ liệu trên cùng một kết nối và đặc biệt nó hỗ trợ công nghệ mới nhất hiện nay công nghệ chuẩn độ nét cao. Như vậy trong Chương 2 luận văn đã tập trung nghiên cứu các giao thức streaming, thuật toán sử dụng của từng giao thức, mối quan hệ giữa các giao thức khi truyền tải dữ liệu đa phương tiện từ đó nghiên cứu xây dựng thành ứng dụng.
Ứng dụng trong luận văn được phát triển dựa trên công nghệ streaming, công nghệ tiên tiến cho phép truyền dữ liệu đa phương tiện thời gian thực. Ứng dụng là sự kết hợp giữa công nghệ mã nguồn mở elearning moodle 2.6 làm nền tảng cho việc tạo lớp, phân
cho phép tích hợp nhiều luồng thông tin đa phương tiện vào cùng một kênh truyền thông. Do đó, chương trình cho phép người dùng có thể theo dõi và trao đổi với nhiều điểm đồng thời qua mạng IP. Bên cạnh đó, với cơ chế phân cấp sẽ cho phép nhà quản lý tổ chức hội nghị theo trật tự và có thể cấm trao đổi khác khi cần. Điều này giúp cho công tác tổ chức hội thảo hiệu quả và đảm bảo chất lượng.
Ứng dụng được phát triển dựa trên nền web cho nên việc triển khai thuận lợi và không phụ thuộc vào nền tảng hệ điều hành. Với khả năng tự động lọc nhiễu, đồng bộ âm thanh hình ảnh và khả năng tương tích tự động với môi trường mạng Internet, hệ thống luôn đảm bảo chất lượng hình ảnh, âm thanh thời gian thực một cách tối ưu nhất cho người dùng.
Ứng dụng đảm bảo được các yêu cầu cơ bản về một hệ thống truyền hình trực tuyến đa điểm thời gian thực. Tuy nhiên, để có thể triển khai vào thực tế thì hệ thống cần phải tập trung đầu tư để phát triển thêm các nội dung chính sau:
- Phát triển các chức năng quản lý người dùng;
- Phát triển các chức năng quản lý hệ thống phần cứng;
- Phát triển chức năng quản lý ghi nội dung tự động;
- Phát triển chức năng hỗ trợ trên thiết bị đi động/smartphone trên nền
tảng iOS, Android;
[1] PGS.TS. Phạm Việt Bình, ―Nghiên cứu và xây dựng chương trình đối thoại đa
phương tiện qua mạng LAN‖.: Đề tài cấp Bộ trọng điểm, 2006, mã số B2003-
05-02 TĐ.
[2] Vo Thanh Tu & Nguyen Thuc Hai, "Integration of Mechanisms for ACK
Control and Queueing Management in Network Traffic Control".
[3] Implementing Quality of Service.: Cisco.
[4] Qiang Lin, ―Infrastructure support for multimedia communications: a