3.1.1 Giới thiệu
Mobile TV đề cập đến việc truyền tải nội dung nghe nhìn tới các thiết bị di động. Nó có tiềm năng làm thay đổi sâu sắc cách thức mà người dùng đã quen sử dụng các dịch vụ nghe nhìn truyền thống. Cung cấp khả năng xem nội dung ở bất kỳ đâu, bất kỳ thời gian nào và ở bất kỳ địa điểm nào và cũng cung cấp khả năng tương tác mới trên toàn cầu, bổ sung các dịch vụ được tạo ra theo nhu cầu, phù hợp với thị hiếu người dùng. Các tính năng khác biệt của Mobile TV là tăng tính di động người dùng cho phép mở rộng việc xem từ văn phòng đến gần như trong mọi ngữ cảnh. Nhiều nhà khai thác di động cung cấp truyền hình di động tuyến tính và các dịch vụ video thông qua các mạng di động của họ. Các dịch vụ phát sóng truyền hình di động chỉ mới có sẵn ở một vài quốc gia.
Các nhà phân tích dự đoán sự gia tăng đáng kể người dùng chấp nhận truyền hình di động và các dịch vụ video. Truyền hình di động hiện tại và các dịch vụ Video theo yêu cầu (VoD) phát triển theo hướng hội tụ toàn diện hơn từ đó người dùng có thể lựa chọn những gì mà họ thích. Người dùng sẽ có thể được hưởng lợi từ các dịch vụ tương tác được thêm vào trong phát triển tương tác toàn diện với người dùng. Tương tác làm tăng thời gian xem trung bình và tạo ra cơ hội mới cho các nhà quảng cáo và các nhà cung cấp nội dung.
3.1.2 Các dịch vụ của Mobile TV
Các dịch vụ trực tiếp
Bao gồm các nội dung nghe nhìn trực tiếp thông qua các kênh mà không cần kiểm soát người sử dụng tức là truyền tuyến tính hoặc truyền hình truyền thống hoặc phát thanh FM.
40
Dịch vụ theo yêu cầu
Bao gồm những nội dung đa phương tiện trực tiếp hoặc tải về thiết bị theo yêu cầu của người sử dụng. Đối với nội dụng trực tiếp người sử dụng có thể cung cấp điều khiển phát lại (chơi, tạm dừng, dừng, chuyển tiếp nhanh chóng và quay lại). Đối với nội dung tải về, phụ thuộc vào nhà điều hành và các chính sách cung cấp nội dung người dùng có thế phát lại hoặc tái sử dụng nội dung.
Podcasts
Thuật ngữ Podcast liên quan đến “pod” và “broadcast”, thuật ngữ “pod” đề cập đến iPod của Apple. Các dịch vụ podcasting là xu thế phát triển chủ đạo trên Internet.
Podcasting bao gồm việc tải về tự động các tệp tin đa phương tiện từ một nguồn cấp cụ thể được người sử dụng đăng ký. Podcasting tạo điều kiện cho người sử dụng điều chỉnh nhu cầu tiêu dùng phương tiện truyền thông của họ. Podcasts cũng có thể hỗ trợ tải từ PC tới thiết bị di động người sử dụng.
Phân phối theo lịch trình (Scheduled delivery)
Các ứng dụng và nội dung có thể được cung cấp tới các thiết bị di động theo một lịch trình cụ thể. Phân phối theo lịch trình cụ thể có thể qua các mạng di động (Unicast 3G và 3 GPP MBMS) cũng như qua các mạng broadcast (như datacast IP).
Các dịch vụ tương tác
Các dịch vụ tương tác, trong điều kiện của Mobile TV, cung cấp cho người dùng khả năng tương tác nội dung với các nhà cung cấp dịch vụ. Ví dụ như:
o Bầu chọn.
o Các câu hỏi trong ngữ cảnh của các trò chơi truyền hình.
o Duyệt thông tin trang wed.
41
Các đặc điểm của môi trường di động tương tác :
o Người dùng phải có động lực tham gia dịch vụ tương tác.
o Tính tương tác không phải chịu sự thỏa hiệp phương tiện truyền thông bởi nhu cầu người sử dụng là trên hết, thời gian đáp ứng.
Hướng dẫn dịch vụ
Hướng dẫn dịch vụ (thường được gọi là ESGs và EPGs) là “điểm vào-entry points” cho các dịch vụ khác được cung cấp đến người dùng. Chúng cho phép người sử dụng duyệt thông tin, lựa chọn và khám phá nội dung và các dịch vụ của kênh, thời gian và nhan đề hoặc định dạng chương trình.
3.2 Ứng dụng Multicast trong dịch vụ Mobile TV
Các công nghệ Mobile TV cạnh tranh nhau để đạt được thị phần chia sẻ thị trường, chúng có nguồn gốc khác nhau và được phát triển với các mục đích khác nhau. Các công nghệ Mobile TV được phân loại như hình dưới đây.
42
Mobile TV được phân loại thành Mobile TV dựa trên các mạng 3G, các mạng quảng bá mặt đất và vệ tinh, và các mạng vô tuyến băng rộng. Đối với mạng 3G, các dịch vụ được chia thành chế độ quảng bá, multicast và chế độ unicast.
Trong phần này sẽ tập trung chủ yếu nghiên cứu về chuẩn dựa trên công nghệ sử dụng phân phát truyền hình thời gian thực chất lượng cao tới các điện thoại di động. Tiêu chuẩn này là DVB-H được phát triển bởi ETSI. Trong rất nhiều công nghệ phát sóng kỹ thuật số nhiều nhà cung cấp thiết bị và các nhà khai thác mạng đánh giá cao nền tảng DVB-H trong việc triển khai Mobile TV.
DVB-H tập trung vào công nghệ lớp vật lý, đóng gói sử dụng tại lớp liên kết dữ liệu và công nghệ IP multicast được sử dụng tại lớp mạng. Môi trường này còn được gọi là truyền hình số di động (mDTV- Mobile Digital TV). Các dịch vụ mDTV được dự báo sẽ phát triển rất nhanh chóng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Công nghệ DBV-H sử dụng IP Multicast tại lớp mạng là do:
+, Truyền dẫn Unicast (truyền dẫn điểm- điểm) nhiều host muốn nhận thông tin
từ một bên gửi thì bên gửi đó phải truyền nhiều gói tin đến các bên nhận. Điều này sẽ dẫn đến gia tăng băng thông khi có quá nhiều bên nhận và không hiệu quả về nguồn và bộ đệm.
Ban đầu một số ứng dụng truyền thông các chương trình truyền hình sử dụng phương pháp truyền dữ liệu kiểu Unicast. Trong truyền Unicast, mỗi thuê bao nhận được phân phối 1 kênh video chuyên dụng. Vì thế, nếu có nhiều hơn 1 thuê bao muốn nhận kênh video thì sẽ phải cần tới những luồng unicast riêng rẽ. Nguyên tắc thực thi của uncast là việc dựa trên việc phân phối một luồng nội dung được định hướng tới mỗi user đầu cuối. Ở đây việc cấu hình thực thi dễ dàng, nhưng nó lại mang nhiều hạn chế và hiện nay thì ít được sử dụng, vì :
o Băng thông, tài nguyên mạng bị lãng phí.
o Dịch vụ khó mở rộng khi số lượng máy thu tăng lên.
o Không thể sử dụng trong các dịch vụ bị giới hạn thời gian, do sự cung cấp đến mỗi máy thu là lần lượt.
43
Nên việc truyền thông tin theo phương thức unicast thường không sử dụng cho công nghệ truyền hình kỹ thuật số mà nó chỉ chiếm ưu thế trong mạng LAN (ví dụ : Ethernet ) và trong các mạng IP hỗ trợ chế độ Unicast, như: http, smtp, telnet, ftp... Và các ứng dụng này có sử dụng giao thức TCP, đây là một giao thức truyền tin tin cậy.
+, Truyền dẫn Broadcast : cho phép truyền gói tin từ một địa điểm tới tất cả các host trên một mạng con mà không quan tâm đến việc một số host có nhu cầu nhận nó hay không. Kiểu truyền dẫn này được coi là một sát thủ băng thông do việc sử dụng tài nguyên băng thông không hề hiệu quả.
Ở đây các kênh được đưa tới mọi thiết bị truy cập bất chấp thuê bao đó có yêu cầu kênh đó hay không. Mặt khác, truyền broadcast không sử dụng định tuyến nên đã làm cho mạng và các thiết bị khác bị ngập tràn khi tất cả các kênh được gửi lên một cách đồng thời. Broadcast cũng được dùng trong mạng LAN, nó được dùng khi muốn gửi cùng một bản tin tới tất cả các máy tính khác trong mạng LAN (Ví dụ trong thuật toán ARP : Address Resolution Protocol ). Các giao thức lớp mạng (Lớp 3 trong mô hình OSI) cũng có sử dụng một dạng của Broadcast để truyền cùng một bản tin tới tất cả các máy tính trong một mạng logic. Ví dụ đối với giao thức lớp 3 là IP : 192.168.10.255/24 là một địa chỉ Broadcast tới mạng 192.168.10.0/24.
+, Truyền dẫn Multicast : Một địa chỉ Multicast cho phép phân phối dữ liệu tới
một tập hợp các host đã được cấu hình như những thành viên của một nhóm Multicast trong các mạng con phân tán khác nhau. Đây là phương pháp truyền dẫn đa điểm, trong đó chỉ các host có nhu cầu nhận dữ liệu mới tham gia vào nhóm. Điều này hạn chế tối đa sự lãng phí băng thông trên mạng, hơn nữa còn nhờ cơ chế gửi gói dữ liệu Multicast mà băng thông được tiết kiệm triệt để. Mỗi nhóm Multicast được truyền broadcast các kênh truyền hình và thành viên của nhóm tương đương với các thiết bị. Nghĩa là, mỗi kênh truyền chỉ được đưa tới thiết bị khi thiết bị đó có yêu cầu sử dụng kênh truyền. Ưu điểm vượt trội khi sử dụng phương thức truyền Multicast là :
44
o Giảm gánh nặng xử lý cho các server.
o Dịch vụ dễ dàng được mở rộng khi số lượng máy thu tăng lên.
o Người sử dụng có thể thoái mái xem các kênh theo yêu cầu cùng một lúc với tốc độ cao.
o Phân phối thông tin đến mọi nơi một cách dễ dàng, nhanh chóng.
Các nhà cung cấp dịch vụ đã so sánh những ưu điểm cũng như những mặt hạn chế của ba phương thức truyền Unicast, Broadcast, Multicast. Từ đó đưa ra các lựa chọn hiệu quả cho những dịch vụ sử dụng để phát quảng bá chương trình trực tiếp, truyền hình kỹ thuật số mặt đất, truyền hình kỹ thuật số các thiết bị cầm tay,…đáp ứng hiệu quả mọi nhu cầu, mọi tương thích đến người sử dụng.
3.2.1 Công nghệ truyền hình di động DVB-H
3.2.1.1 Sơ lược về lịch sử hình thành chuẩn DVB-H
Đề án DVB bắt đầu từ 9/1993 khi các tổ chức truyền hình cá nhân và công cộng của Chân Âu thỏa thuận cùng hợp tác với nhau để tạo ra chuẩn phát sóng kỹ thuật số. Từ đó, tổ chức này đã phát triển được các chuẩn truyền hình số quốc tế cho vệ tinh, cáp, mặt đất và các thiết bị cầm tay. Trong đó, DVB-H là chuẩn mở rộng của DVB-T nhằm cung cấp các dịch vụ quảng bá cho các thiết bị cầm tay.
Việc phát triển chuẩn DVB-H (Digital Video Broadcasting to a Handheld) nhằm mục đích phân phối các chương trình truyền hình trực tiếp đến thiết bị di động cầm tay. Nó được xây dựng dựa trên chuẩn DVB-T (đã được sử dụng) để cung cấp dịch vụ cho hàng triệu STB, DVB-H nhắm đến xu hướng cung cấp các nội dung sử dụng cá nhân. Bước đầu, DVB-H đã tỏ ra có sức thu hút rất lớn, và được dự đoán là một ứng dụng rất có tiềm năng.
Phải sử dụng chuẩn DVB-H mà không là chuẩn DVB-T để cung cấp dịch vụ cho các thiết bị cầm tay? Điểm mấu chốt ở đây là thời gian sử dụng của nguồn pin cung cấp. Mặc dù DVB-T cũng cho phép việc thu sóng đạt yêu cầu, nhưng nó không hỗ trợ việc tiết kiệm nguồn pin tiêu thụ của thiết bị cầm tay.
Một đặc điểm quan trọng khác của DVB-H là khả năng thu với tốc độ bit 15Mbit/s trên một kênh 8Mhz trong vùng rộng lớn sử dụng mạng đơn tần (SFN-
45
Single Frequency Network) ở tốc độ di chuyển cao. Hơn nữa, DVB-H có khả năng tương thích tối ưu với các hệ thống và mạng DVB-T hiện tại.
3.2.1.2 Kiến trúc hệ thống
Một mạng DVB-H là một sự kết hợp của:
Các đường truyền cố định mặt đất (ví dụ, SONET/SDH/OTN) giữa trung tâm sản xuất truyền hình và vệ tinh (satelite teleport). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Một mạng phân phối truyền hình vệ tinh cơ sở từ trạm mặt đất đến các tháp microwave trên mặt đất riêng biệt.
Mạng đơn tần DVH-B mặt đất (SFN) trên mỗi cell hoặc một khu vực. SFN cho phép tái sử dụng dải tần qua các cell DVB-H lân cận.
Cơ chế truyền tải cho điện thoại di động được chia thành 2 loại:
Truyền tải Unicast: mỗi thuê bao nhận được phân phối 1 kênh video chuyên dụng.
Truyền tải Multicast hoặc Broadcast, qua đó tất cả các thuê bao trong một phạm vi nhận được cùng tín hiệu chứa nhiều kênh khác nhau. Các thuê bao lựa chọn kênh mà họ muốn hiển thị.
DVB-H, DBM và MediaFLO cần giải quyết việc hạn chế băng thông bởi vì mỗi kênh video có thể được xem bởi nhiều thuê bao cùng một lúc, mà băng thông có sẵn cho mỗi kênh là giới hạn. Do đó nhà dịch vụ đã sử dụng các chuẩn như MPEG-2 cùng H264/AVC hoặc các chuẩn mã hóa video hiệu quả cao khác.
Hình dưới mô tả một hệ thống DVB-H (giải pháp của hãng NOKIA ) khi cùng chia sẻ bộ ghép kênh (MUX) MPEG-2 với hệ thống DVB-T.
Trang 46
Hình 3.2 Một hệ thống DVB-H
Tín hiệu vào dạng IP được đóng gói thành các IP datagrams, sau đó được đưa tới bộ ghép kênh MUX ghép xen lẫn cùng với tín hiệu DVB-T lên dòng truyền tải TS và đưa tới bộ điều chế DVB-T của máy phát số phát tín hiệu cao tần qua kênh truyền dẫn. Ở phía thu bộ thu DVB-H sẽ thu tín hiệu cao tần này, tách ra các IP datagrams và hiển thị các chương trình của DVB-H. DVB-H mang các dữ liệu dưới dạng IP. Dữ liệu IP phù hợp hơn cho các máy thu di động, nó chỉ phụ thuộc vào khả năng chịu đựng của các bộ đệm và các mạch trễ do đó sẽ tiêu thụ ít công suất hơn. Nếu mang dữ liệu dưới dạng MPEG-2 thì khi máy thu giải mã dòng MPEG-2 sẽ tiêu thụ công suất nhiều hơn.
3.2.1.3 Kiến trúc phân lớp
DVB-H là một hệ thống truyền dẫn đa phương tiện cung cấp nhiều ứng dụng và nhiều khuôn dạng file như: Truyền tải dòng âm thanh và video, truyền
Phần thu Phần phát IP RF RF IP TS TS Dịch vụ MPEG-2 Dịch vụ MPEG-2 Dịch vụ MPEG-2 Dịch vụ MPEG-2 MUX Điều chế DVB-T 8K 4K 2K DVB-H TPS Bộ đóng gói IP DVB-H MPE MPE- FEC Time- Slicing Kênh truyền dẫn Giải Điều chế DVB-T 8K 4K 2K DVB-H TPS Bộ giải đóng gói IP DVB-H Time- Slicing MPE- FEC MPE DVB-H mới Tồn tại từ trước
47
file, hướng dẫn dịch vụ điện tử, dữ liệu HTML hoặc XML. Do đó tiêu chuẩn được thiết kế với cấu trúc giao thức được phân lớp phù hợp để truyền tải các ứng dụng qua lớp IP datacasting. Chồng ngăn xếp giao thức DVB-H gồm một số lớp được mô tả ở Hình dưới.
Hình 3.3 Chồng ngăn xếp giao thức DVB-H
Lớp vật lý cung cấp truyền tải MPEG-2 và truyền dẫn nội dung dựa trên COFDM, các đặc tả này được định nghĩa bởi tiêu chuẩn ETSI EN 302 304.
Lớp IP datacasting cho phép nội dung được phân phát ở dạng gói qua mạng vật lý DVB-H. Lớp này sử dụng UDP/IP ở lớp mạng và MPE ở lớp liên kết dữ liệu. Datacasting trong DVB-H được định nghĩa dựa trên IPv6. Điều này cung cấp tính linh hoạt trong việc quản lý các ứng dụng và tương thích với các yêu cầu trong tương lai của các ứng dụng IP.
3.2.1.4 Lớp liên kết dữ liệu
3.2.1.4.1 Cơ chế cắt lát thời gian Time-slicing
Time-slicing luôn được sử dụng trong DVB-H như một bộ phận chính của tiêu chuẩn này. Mục đích của time-slicing là giảm công suất tiêu thụ trung bình của thiết bị thu và cho phép chuyển vùng trơn tru, không ngắt quãng, việc gửi dữ liệu dưới dạng các burst nhờ dùng tốc độ dữ liệu tức thời cao hơn đáng kể so với
48
tốc độ bit cần thiết nếu dữ liệu được phát khi dùng các cơ cấu streaming truyền thống. Time-slicing cho phép máy thu chỉ hoạt động trong phần thời gian cần thiết để thu các burst dịch vụ.
Time-slicing cũng hỗ trợ khả năng dùng máy thu để phát hiện các tế bào (cell) bên cạnh trong thời gian off-time (giữa các burst).
Hình dưới ta thấy có các dịch vụ dùng time-slicing (dịch vụ 2, 3, 4) nhưng cũng có dịch vụ không dùng time-slicing, gọi là not time-slicing. Theo các chuyên gia, việc dùng time-slicing cho phép máy thu tiết kiệm năng lượng tới 90% đến 95%.
Chúng ta thấy các dịch vụ MPEG-2 của DVB-T trải dài theo trục thời gian,