Một trong những vấn đề cơ bản đặt ra đối với mạng truy nhập IPTV là yêu cầu băng thông lớn. Để đáp ứng yêu cầu cung cấp dịch vụ truyền video chất l−ợng cao nh− HDTV tới một số l−ợng lớn ng−ời sử dụng với tính cá nhân hóa cao đòi hỏi băng thông của hệ thống mạng rất lớn. Mạng truy nhập IPTV đ−ợc phát triển dựa trên cơ sở hạ tầng của các mạng sẵn có và những mạng công nghệ mới nên trong quá trình phát triển có nhiều hệ thống và công nghệ khác nhau đ−ợc sử dụng. D−ới đây là một số công nghệ điển hình.
1.3.4.1. Sử dụng mạng truy nhập quang (Fiber Optical Network)
Mạng truy nhập sử dụng sợi quang là mạng đảm bảo chất l−ợng băng thông tốt nhất cho các dịch vụ số liệu tốc độ cao nói chung và dịch vụ IPTV nói riêng. Với những −u điểm v−ợt trội, giá thành ngày càng rẻ, mạng truy nhập quang đang đ−ợc phát triển mạnh mẽ, dần thay thế các hệ thống mạng truy nhập sử dụng cáp đồng.
Trong quá trình xây dựng hệ thống truyền dẫn quang, tùy theo cấp độ quang hóa khác nhau tính từ trung tâm dịch vụ cho đến thiết bị đầu cuối ng−ời sử dụng, ng−ời ta chia ra làm nhiều loại nh− FTTRO (Fiber To the Regional Office) – Hệ thống truyền dẫn quang tới văn phòng khu vực, FTTC (Fiber To the Curb) -
27
Hệ thống truyền dẫn quang tới điểm phân phốị FTTH (Fiber To the Home) Hệ thống truyền dẫn quang đ−ợc áp dụng cho tới từng khu nhà.... Trong đó hệ thống FTTH là mô hình mạng truy nhập đang đ−ợc triển khai ở nhiều nơi và là cơ sở để cung cấp đầy đủ các dịch vụ băng rộng trong đó có IPTV.
Công nghệ mạng truyền dẫn quang bao gồm hai loại: PON (Passive Optical Network) – mạng quang thụ động và AON (Active Optical Network) – mạng quang tích cực. Mạng truy nhập đ−ợc phát triển chủ yếu dựa trên công nghệ PON theo cấu trúc hình sao (điểm - đa điểm) theo tiêu chuẩn G.983 của ITỤ
Hình 1.8. cấu trúc mạng truy nhập IPTV sử dụng PON
Theo tiêu chuẩn G.983, trên PON chỉ bao gồm các phần tử quang thụ động nh− sợi quang, bộ chia tách quang (optical spliter) vv... Tín hiệu quang đ−ợc ghép kênh theo kỹ thuật phân chia theo b−ớc sóng WDM. ở phía thuê bao có thiết bị đầu cuối mạng quang ONT (Optical Network Termination), ở phía mạng của nhà cung cấp dịch vụ có thiết bị đầu cuối đ−ờng dây quang OLT(Optical Line Termination) đ−ợc ghép nối theo mô hình nh− trong hình 1.8.
28
Có nhiều chuẩn PON khác nhau bao gồm:
- BPON (Broadband PON): đ−ợc phát triển dựa trên ITU-T G. 983 hỗ trợ tốc độ bất đối xứng 622Mbps download và 155Mbps upload. BPON sử dụng công nghệ truyền dẫn ATM hỗ trợ nhiều dịch vụ băng rộng tốc độ bit không đổi CBR và các dịch vụ tốc độ bit biến đổi VBR vì vậy BPON rất phù hợp với kiến trúc mạng IPTV.
- EPON (Ethernet PON): là mạng PON phát triển trên nền Ethernet thích hợp với đoạn mạng truy nhập tới mạng Ethernet gia đình. Tốc độ của EPON tùy thuộc vào khoảng cách giữa OLT và ONT, có thể đạt tới 1.25Gbps download và 1.25Gbp upload.
- GPON (Gigabit PON): đ−ợc phát triển dựa trên ITU-T G.984, là phiên bản nâng cấp của BPON với khả năng hỗ trợ tốc độ cao hơn (2.5 Gbps download, 1.5 Gbps upload với cự ly lên đến 20km) và có thể hỗ trợ nhiều chuẩn truyền dẫn khác nhau bao gồm cả Ethernet, SONET và ATM.
Mặc dù giá thành vẫn còn khá cao so với các công nghệ mạng truyền dẫn khác nh−ng với những −u điểm v−ợt trội của mình, PON đang là mục tiêu h−ớng đến của hệ thống mạng truy nhập IPTV nói riêng và các mạng dịch vụ băng rộng nói chung.
1.3.4.2. Sử dụng công nghệ truyền dẫn DSL (Digital Subcriber Line)
Tận dụng hệ thống mạng truy nhập sẵn có của mạng điện thoại cố định để sử dụng công nghệ truyền dẫn tốc độ cao DSL đang đ−ợc bùng nổ trong vòng thập niên trở lại đâỵ Công nghệ DSL cho phép các nhà cung cấp dịch vụ có thể đ−a dịch vụ số liệu với tốc độ cao tới ng−ời sử dụng trên đôi cáp đồng thông th−ờng sẵn có. IPTV là một dịch vụ đòi hỏi băng thông cao theo h−ớng downstream (từ nhà cung cấp dịch vụ tới khách hàng), tốc độ upstream yêu cầu rất nhỏ so với downstream nên nó rất phù hợp với các công nghệ DSL. Nhiều nhà cung cấp dịch vụ IPTV đZ kết hợp với các công ty điện thoại để phát triển hệ
29
thống mạng truy nhập IPTV dựa trên các công nghệ DSL. D−ới đây là một số công nghệ DSL điển hình đZ đ−ợc triển khai rộng rZị
a). ADSL (Asymmetric Digital Subcriber Line)
Công nghệ ADSL truyền dẫn bất đối xứng với tốc độ download có thể đạt đến 8Mbps tùy theo khoảng cách từ trung tâm tới đầu cuối thuê baọ Nguyên lý cơ bản của ADSL là điều chế số tín hiệu và truyền dẫn trên đôi dây điện thoại với băng tần cao hơn dải tần tín hiệu thoạị ở phía tổng đài điện thoại, thiết bị đầu cuối DSLAM (Digital Subcriber Line Access Multiplexer) thực hiện điều chế luồng tín hiệu số và ghép với luồng tín hiệu thoại và truyền đi trên đôi dây đồng. Tại phía thu, bộ spliter tách riêng tín hiệu thoại ra khỏi tín hiệu ADSL. Modem ADSL thực hiện giải điều chế để thu lại luồng tín hiệu số. Quá trình thực hiện t−ơng tự để upload luồng tín hiệu số từ thuê bao tới mạng nhà cung cấp dịch vụ.
Công nghệ ADSL đZ phát triển và trở nên phổ biến đối với ng−ời dùng internet. Trong giai đoạn quá độ của phát triển mạng băng rộng, ADSL là giải pháp phù hợp, giá thành rẻ đối với các dịch vụ internet. Tuy nhiên, đối với dịch vụ IPTV, ADSL vẫn còn hạn chế do tốc độ không đảm bảo, nhất là khi khoảng cách từ DSLAM tới thuê bao lớn.
b). ADSL2
Chuẩn truyền dẫn ADSL2 đ−ợc phát triển dựa trên công nghệ ADSL với khả năng hỗ trợ tốc độ truyền dẫn tốt hơn với khoảng cách truyền dẫn xa hơn nhằm đáp ứng yêu cầu băng thông cao của mạng truy nhập IPTV.
Chuẩn ADSL2 gồm nhiều phiên bản, bao gồm:
- ADSL2: đ−ợc phát triển bởi ITU năm 2003, nâng cấp tốc độ và khoảng cách truyền dẫn so với ADSL.
30
- ADSL2+: điều chế và truyền dẫn tín hiệu số ở băng tần từ 138KHz đến 2.2MHz cho phép truyền ở khoảng cách 1.5km với tốc độ download có thể lên đến 20Mbs.
c). VDSL (Very High speed Digital Subcriber Line)
VDSL đ−ợc phát triển dựa trên ADSL2+. Đây là phiên bản mới nhất của công nghệ DSL. Nó hỗ trợ tốt các dịch vụ IPTV và VoD với khả năng đáp ứng về tốc độ truyền dẫn cao, quản lý chất l−ợng dịch vụ tiên tiến. Có nhiều phiên bản VDSL khác nhau bao gồm:
-VDSL1 đ−ợc phát triển năm 2004 với khả năng hỗ trợ tốc độ download lên đến 55Mbps và upload lên đến 15Mbps.
- VDSL2 đ−ợc chuẩn hóa từ VDSL1 và thành chuẩn G.993.2 với hai chuẩn con là VDSL2 Short Reach và VDSL2 Long Reach. VDSL Long Reach sử dụng giải băng tần điều chế lên đến 30MHz để hỗ trợ truyền dữ liệu ở khoảng cách tới 1.5km với tốc độ download lên đến 30Mbps. VDSL Short Reach sử dụng công nghệ điều chế tiên tiến có thể truyền dẫn ở cự ly vài trăm mét với tốc độ lên đến 100Mbps.
Hiện nay, các nhà cung cấp dịch vụ IPTV đZ tận dụng công nghệ VDSL2, tích hợp cùng với mạng truyền dẫn quang làm mạng truy nhập dịch vụ. Giải pháp này không những đảm bảo cung cấp tốt các dịch vụ IPTV trong giai đoạn tr−ớc mắt mà còn tận dụng cơ sở hạ tầng mạng hiện có, làm giảm giá thành dịch vụ.
1.3.4.3. Phát triển trên mạng cáp truyền hình sẵn có
Mạng truy nhập của hệ thống IPTV cũng có thể đ−ợc phát triển dựa trên nền cơ sở hạ tầng truyền dẫn của hệ thống truyền hình cáp sẵn có. Tiêu chuẩn DOCSIS (Data over Cable Service Interface Specification) của châu Âu đZ cho phép xây dựng hệ thống truyền dẫn số liệu tốc độ cao qua hệ thống mạng cáp truyền hình. Công nghệ này không những cho phép ng−ời dùng thực hiện kết nối
31
internet mà còn có thể là ph−ơng tiện để triển khai các dịch vụ băng rộng nh− IPTV tới khách hàng.
1.3.4.4. Phát triển trên mạng không dây
Mạng không dây là mục tiêu h−ớng đến của dịch vụ truyền hình IPTV với khả năng cung cấp dịch vụ đa dạng cho khách hàng có thể triển khai ở những vùng xây dựng mạng truyền dẫn khó khăn hoặc trên các ph−ơng tiện, thiết bị di động. Ng−ời sử dụng có thể xem nội dung truyền hình trên ô tô, hoặc các thiết bị cầm taỵ Hệ thống mạng truy nhập IPTV có thể đ−ợc xây dựng trên nền tảng công nghệ mạng WiMax, tích hợp với mạng thông tin di động 3G.
a). Mạng WiMax cố định
Mạng WiMax cố định (Fixed WiMax) đZ đ−ợc chuẩn hóa theo IEEE 802.16. Hoạt động ở dải tần 3.4 - 3.6 GHz, sử dụng ph−ơng pháp điều chế OFDM với kiến trúc t−ơng thích giao thức truyền dẫn TCP/IP hỗ trợ tốc độ cao lên đến 60Mbps trong phạm vi vùng phủ sóng 6-10km. Công nghệ WiMax cố định hoàn toàn có thể đáp ứng đ−ợc các yêu cầu về băng thông đối với dịch vụ IPTV. Với công nghệ này, nhà cung cấp dịch vụ IPTV có thể đ−a tín hiệu truyền hình tới các vùng núi xa xôi, nơi khó triển khai hệ thống cáp hữu tuyến.
b). Mạng WiMax di động
Mạng WiMax di động (Mobile WiMax) đ−ợc chuẩn hóa theo IEEE 802.16e năm 2005 đang là chuẩn công nghệ đ−ợc thu hút chú ý với tiềm năng đ−a dịch vụ băng rộng vào mạng di động. WiMax di động hoạt động ở dải tần 3.4 – 3.8 GHz, sử dụng công nghệ OFDMA với tốc độ đáp ứng có thể lên đến 30- 40Mbp. Bên cạnh đó, WiMax di động còn hỗ trợ các cơ chế kiểm soát lỗi tiên tiến, phù hợp với dịch vụ thời gian thực nh− IPTV.
32
Mạng thông tin di động 3G chẳng hạn EVDO, HSDPA với khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao cũng là môi tr−ờng để có thể làm mạng truy nhập cho hệ thống IPTV.
EVDO (Evolution Data - Optimized) là chuẩn 3G có thể hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên đến 4.9Mbps. HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) có thể hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên tới 14Mbps. Với tốc độ này, có nhà cung cấp dịch vụ IPTV có thể cung cấp dịch vụ với chuẩn hiển thị LDTV tới các thiết bị di động.