DVB-H là một hệ thống truyền dẫn đa phương tiện, nó được kỳ vọng phục vụ nhiều định dạng file và đa ứng dụng. Nó có thể bao gồm luồng âm thanh, hình ảnh, chuyển tải file, hướng dẫn dịch vụ điện tử, dữ liệu HTML hay XML. Vì thế tiểu chuẩn đã được thiết kế theo một cấu trúc phân lớp hợp lý để thực hiện các tác vụ này lớp IP datacast. Tiêu chuẩn bao gồm một số lớp và các ngăn xếp giao thức.
Lớp vật lý cung cấp truyền tải MPEG-2 và truyền dẫn nội dung dựa trên COFDM. Các yêu cầu kỹ thuật đã được ETSI hoàn thành vào tháng 11 năm 2004. Chỉ có một thay đổi ở lớp vật lý từ hệ thống DVB-T là sử dụng chế độ 4K trong truyền dẫn COFDM, chế độ này phù hợp hơn cho vận chuyển tới các máy di động và TPS.
Lớp IP datacasting cho phép nội dung dữ liệu được vận chuyển dưới dạng các gói qua mạng vật lý DVB-H. Nó dùng các ngăn xếp UDP/IP ở mức lớp mạng và MPE ở mức liên kết dữ liệu(Hình 3-5).
Dữ liệu âm thanh và hình ảnh, được mã hoá bằng H.264/AVC và được ghép luồng dùng dưới lớp UDP/IP ở trong lớp ứng dụng. Tín hiệu cũng được mang đi qua mạng các lớp mạng và lớp liến kết dữ liệu.
Datacasting trong DVB-H được định nghĩa trên trên cơ sở IPv6. Datacasting cung cấp khả năng mềm dẻo hơn trong quản lý các ứng dụng và tương thích với các yêu cầu ứng dụng IP trong tương lai-các ứng dụng yêu cầu tương tác và ấn định địa chỉ cho tất cả các máy di động cùng với an ninh và thuộc tính IPv6.
Luồng Video Truyền file Hướng dẫn điện tử Lớp ứng dụng H.264/AVC FLUTE/ALC
UDP IPv6
MPE FEC cắt lát thời gian
Báo hiệu DVB-T Chế độ 4K, TPS Chuyển vùng INT Lớp mạng Truyền tải Lớp liên kết dữ liệu Lớp vật lý Hình 3-5: Chùm giao thức DVB-H 3.6. Kiến trúc mạng
Tiêu chuẩn DVB-H được thiết kế ở một mức độ cho phép khai thác hệ thống truyền hình quảng bá mềm dẻo với nhiều cấu hình có thể cùng với các mạng truyền hình số đang có sẵn hoặc lắp đặt mới. Cần tin tưởng rằng trong khi truyền dẫn DVB-T đi kèm với các ăng ten tương đối lớn trên mái nhà thì DVB-H lại cần phải tiếp cận tới các ăng ten rất nhỏ ở trong môi trường di động. Có một yêu cầu nữa đó là truyền dẫn cả bên trong các toà nhà. Bởi vì các yếu tố này, công suất phát xạ đẳng hướng có ích (EIRP) cần phải cao hơn rất nhiều cho hệ thống DVB-H. Công suất phát cũng phụ thuộc vào chiều cao ăng ten.
Ví dụ, nếu EIRP yêu cầu cho một máy di động với ngưỡng công suất tối thiểu -47dB trong phạm vi 5km là 46dBm (P=20W) cho ăng ten có chiều cao 120m, thì với ăng ten có chiều cao là 25m sẽ yêu cầu xấp xỉ 70dBm EIRP (P=10kW).
Hình 3-6:DVB-H trong ghép kênh dùng chung
3.7. Truyền dẫn DVB-H
Công nghệ DVB-H được thiết kế để dùng chung hạ tầng DVB-T có sẵn, hạ tầng này đã được triển khai cho truyền hình số. Hơn nữa việc dùng chung mạng DVB-T đã dẫn đến xem xét đặc biệt trong khung cơ sở các yêu cầu kỹ thuật.
DVB-H có thể được vận hành dưới 3 cấu hình mạng sau:
1. Mạng dùng chung DVB-H (dùng chung bộ ghép MPEG-2): Trong một mạng dùng chung DVB-H các kênh truyền hình di động sau IPE (bộ đóng gói IP) chia sẻ bộ ghép DVB-T với các chương trình TV mặt đất số khác. Các chương trình truyền hình số mặt đất sẽ được mã hoá dạng MPEG-2, trong khi các chương trình truyền hình di động được mã hoá MPEG-4 và IPE. Bộ ghép kênh kết hợp chúng vào một luồng phát duy nhất, sau đó luồng này được phát đi sau điều chế (Hình 3-6).
2. Mạng phân cấp DVB-H (chia sẻ mạng DVB-T theo phân cấp): Trong một mạng phân cấp, điều chế phân cấp với 2 luồng: DVB-T và DVB-H, chúng tạo thành một phần của đầu ra bộ điều chế (Hình 3-7 miêu tả chia sẻ mạng theo phân cấp). DVB-T được điều chế như luồng có quyền ưu tiên thấp, DVB-H là luồng có quyền ưu tiên cao. Trong trường hợp quyền ưu tiên cao, điều chế vững chắc hơn (chẳng hạn như QPSK) và đối lập với ưu tiên thấp hơn có thể là 16QAM. Phương thức điều chế "mật độ" thấp hơn mang lại khả năng bảo vệ cao hơn chống lại lỗi và điều chế mật độ cao hơn mang lại khả năng chống lỗi thấp hơn.
3. Mạng chuyên dụng (dành riêng) DVB-H: Sóng mang DVB-T được sử dụng dành riêng cho truyền dẫn DVB-H. Trong một mạng chuyên dụng, sóng mang COFDM sẽ được dùng riêng bởi truyền hình di động, các kênh âm thanh như là một IP datacast với vỏ bọc MPEG-2. Các mạng chuyên dụng thường được sử dụng bởi các nhà khai thác mới-những nhà khai thác không có mạng quảng bá mặt đất (Hình 3-7).
3.8. Mạng máy phát DVB-H
Các hướng dẫn thực thi DVB-H cho một máy thu tham chiếu (ETSI 102 377) và phục vụ cho thiết kế hệ thống. Thiết kế quy định tỉ số C/N là 16dB. Vùng phủ trong nhà thông thường cần xem xét suy hao truyền dẫn là 11dB hoặc hơn. Áp dụng các tham số thiết kế, một thành phố có độ rộng như Paris hay New Delhi thường sẽ yêu cầu 17-20 máy phát.
Phụ thuộc vào yêu cầu vùng phủ sóng, các hệ thống DVB-H có thể được thiết kế theo mạng đơn tần số hoặc mạng đa tần số.
* Ô phủ sóng DVB-H
Một thì trấn nhỏ có thể được phủ sóng bởi một "ô" DVB-H duy nhất bao gồm một máy phát và 10-20 bộ lặp. Các bộ lặp được yêu cầu phủ sóng trong các vùng “bóng” dấu do địa hình địa lý. Một bộ lặp thực chất là một máy phát máy phát nhỏ với một ăng ten có độ tăng ích cao để thu tín hiệu từ máy phát chính. Do các yêu cầu SFN, cấu hình trên không thể mở rộng quá giới hạn vì trễ thời gian thu từ máy phát chính sẽ gây ra tín hiệu bị phát lại, lệnh pha với máy phát chính.
Số lượng bộ lặp trong một ô DVB-H được xác định theo công suất của máy phát cũng như chiều cao của tháp phát sóng. Tháp càng cao giảm được vùng bóng và giảm được số lượng bộ lặp cần thiết cho một vùng địa lý đó.
* Mạng đơn tần số
Các vùng rộng lớn (một thành phố hay vùng xung quanh 50 km theo bán kính) có thể được phủ sóng bằng cách sử dụng một SFN. SFN bao gồm một số các ô DVB-H, mỗi ô có một máy phát và một số bộ lặp. Máy phát thu tín hiệu ở dạng một luồng phát MPEG-2, nguồn gốc từ IPE (Hình 3-8). Một mạng IP được dùng để phân phối tín hiệu tới các máy phát trong vùng quy định. Tất cả vị trí máy phát nhận được cùng một tín hiệu, với thời gian được gán tem đồng hồ GPS. Tại mỗi vị trí máy phát bộ điều chế COFDM đồng bộ tín hiệu bằng việc tham chiếu thời gian GPS sao cho tất cả các máy phát phát tín hiệu đồng nhất về thời gian mà không quan tâm tới vị trí địa lý của chúng. Số lượng bộ lặp có thể tăng lên để dùng cho thu tín hiệu trong nhà, từ đó dẫn đến thuật ngữ SFN dày đặc.
Hình 3-7:Các mạng đơn tần số DVB-H Hình 3-8 mô tả các khoảng cách tương đối SFN điển hình.
Hình 3-8:Khoảng cách tương đối SFN. Tất cả khoảng cách trên cơ sởđiều chế 16QAM với khoảng bảo vệ ¼ cho COFDM
* Các mạng đa tần số
Khi yêu cầu vùng phủ sóng rộng (ví dụ cả một vùng lãnh thổ, kích thước vài trăm km2), nguồn một tín hiệu từ một IPE duy nhất là không thực tế do có thời gian trễ trong việc cung cấp tín hiệu cho tất cả máy phát. Trong trường hợp như vậy, các
máy phát ở ngoài một khoảng cách nhất định sử dụng các tần số khác. Dựa trên cấu hình này, cần tới năm hoặc sáu khe tần số để phủ sóng quốc gia. Trong trường hợp này, thường phân phát tín hiệu thông qua một vệ tinh sao cho hàng trăm máy phát có thể được phủ sóng, kể cả các vùng xa xôi. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.9. Đầu cuối và các thiết bị cầm tay
DVB-H cung cấp một công nghệ quảng bá thành công tín hiếu truyền hình trực tiếp bằng việc mã hoá nội dung và phát các gói IP sau khi áp dụng FEC. Tuy vậy, thiết bị đầu cuối thu là điện thoại di động (chẳng hạn Nokia N92), chúng cần hỗ trợ ăng ten thu cần thiết để thu tín hiệu. Bộ điều chỉnh cộng hưởng một chip và bộ mã hoá DVB-H cung cấp một cách thức hiệu quả để thu TV di động trên máy cầm tay với điều kiện các máy cầm tay đã được trang bị thêm một ứng dụng TV ngoài các chức năng thông thường thoại và dữ liệu sử dụng trong mạng 3G. DVB-H vì vậy không phải là một công nghệ trong băng như MBMS.
Các máy thu DVB-H trong hầu hết các điện thoại di động có một kênh hồi tiếp qua các mạng 2G hoặc 3G, đây là điểm khác biệt so với các máy thu quảng bá thông thường khác. Có nghĩa các nhà khai thác quảng bá có thể sử dụng các thuộc tính này để có thêm điều khiển qua việc bản các chương trình quảng bá, bảo vệ nội dung và quản lý bản quyền số. Sự cần thiết kết hợp những thuộc tính này dẫn tới các cách tiếp cận khác nhau đôi chút ở phạm vi bảo vệ nội dung hoặc giám sát tương tác kênh hồi tiếp. Các tiếp cận khác nhau này đã được phản ánh trong các hồ sơ ghi nhớ và là một vùng của hội tụ các tiêu chuẩn trong tương lai.
3.10. Các tóm lược thực thi DVB-H (hồ sơ)
Các tiêu chuẩn DVB-H xác định việc sử dụng phát dữ liệu IP là một mô hình để vận chuyển nội dung. cũng như vậy DVB-H cũng xác định ở phạm vi trong đó các kiểu nội dung tương tác được vận chuyển.
Các thuộc tính bổ sung cần thiết cho dịch vụ DVB-H là:
ü Bán các chương trình qua tương tác kênh hồi tiếp và
ü Mã hoá nội dung cho an ninh quảng bá và ứng dụng quản lý bản quyền số trên nội dung đối với việc lưu trữ và sử dụng sau này.
Có 3 phương thức để bảo mật nội dung.
ü Phương thức đầu tiên là an ninh quảng bá được cung cấp bởi các hệ thống truy nhập có điều kiện truyền thống. Tức là thiết bị cầm tay thuộc các mạng riêng.
ü Phương pháp thứ hai là dùng mã hoá chung ở mức truyền dẫn như ISMAcrypt và sử dụng sở hữu hoặc DRM mở ở mức nội dung.
ü Phương pháp thứ ba dùng phương thức mã hoá mở như IPsec ở mức quảng bá và cũng sử dụng một DRM 2.0 mở để bảo vệ nội dung.
Các phương pháp thứ hai và thứ ba làm cho hệ thống quảng bá đồng nhất và các máy cầm tay có thể dùng được ở bất kỳ mạng của nhà khai thác nào.
Một nhóm làm việc được gọi là DVB-CBMS (CBMS viết tắt của hội tụ dịch vụ di động và quảng bá) chính thức hoá định dạng âm thanh và video mà nó cần được sử dụng và định dạng của ESG (hướng dẫn dịch vụ điện tử). Nó cũng chịu trách nhiệm đưa ra các khuyến nghị trong việc bảo mật nội dung và dịch vụ. Các tiêu chuẩn CBMS được ban hành bởi DVB vào tháng 12 năm 2005.
Chế độ vận chuyển nằm trong các chỉ tiêu kỹ thuật DVB-CBMS. Mỗi kênh được vận chuyển như một IP carousel, mang dữ liệu cho cắt lát thời gian cụ thể. Chế độ vận chuyển nội dung tương tác tuân theo một cơ chế tương tự và được rút ra từ thế giới quảng bá, nơi mà các hệ thống đơn hướng như DTH hoặc truyền hình cáp số cung cấp “tương tác” nhờ sử dụng một IP carousel, tức là phát một cách liên tục các tiêu đề, thông tin thời tiết, các tạp chí... và người sử dụng có thể được tải xuống được khi ấn một nút từ xa. Không có đường hồi tiếp, thông tin có nhu cầu được rút ra khỏi data carousel. DVB-CBMS là một hệ thống vận chuyển file multicast, nguồn gốc của hệ thống là sử dụng các carousels giống nhau cho vận chuyển các file số liệu. DVB- CBMS được sử dụng để vận chuyển các hình ảnh, trò chơi, văn bản, nhạc chuông và các dữ liệu khác.
Việc sử dụng CBMS được ngành công nghiệp quảng bá hỗ trợ rộng rãi. Công nghiệp quảng bá đã sử dụng những công nghệ này hơn 2 thập kỷ trong các hệ thống truyền hình vệ tinh và DTH số. Các tiêu chuẩn dựa trên CBMS cũng dự tính được sử dụng dẫn suất của các hệ thống mã hoá truyền thống để bảo vệ nội dung và điều khiển truy cập. Các ví dụ kiểu hệ thống mã hoá này là Irdeto Access, Viaccess, Mediaguard, và Conax. Các hệ thống mã hoá này dựa trên mã hoá khoá đối xứng và yêu cầu sử dụng card thông minh tương ứng hay khoá nhúng trong máy thu phát cầm tay ở xa.
Nhược điểm của một phương thức an ninh nội dung như vậy là khi một lần một nhà khai thác chọn một loại hệ thống mã hoá cho mã hoá nội dung (Irdeto Access), các máy cầm tay dùng trong mạng không thể làm việc trong mạng khác (Viaccess or Conax). Điều này được xem như là điều bất lợi tiềm tàng bởi điều này trong công nghiệp chế tạo thiết bị thu phát cầm tay di động, vì việc kết nối tự do giữa các nhà khai thác là chìa khoá cho sự tăng trưởng của ngành công nghiệp này.
Máy phát DVB-H Nội dung tương tác
Dữ liệu được phát theo vòng lặp lại Carousel
Phát quảng bá đơn hướng
Hình 3- 9: Truyền dẫn nội dung tương tác DVB-H qua Data Carousel
Truyền dẫn nội dung tương tác DVB-H qua Data Carousel. Các khách hàng có thể xem nội dung tương tác nhờ lựa chọn trên máy di động
Phương pháp ở trên của các nhà khai thác có một chút giống thay thế một set-to box bởi các bộ giải mã trong TV di động. Trong kiểu thực thi thiết bị di động này có thể vẫn có tương tác thêm qua các mạng 3G.
Các tương tác dùng công nghệ carousel cơ sở đã được triển khai trong nhiều thử nghiệm khác nhau. Trong dự án thử nghiệm DVB-H được quản lý bởi T-Systems vào năm 2005 ở Berlin, sự tương tác đã được MiTV cung cấp, MiTV là một API cho các dịch vụ tương tác. Carousel dữ liệu sử dụng “FLUTE” (vận chuyển file qua truyền tải đơn hướng) đạt 50kbps và cung cấp ảnh và văn bản đồng bộ với nội dung video. Dịch vụ này cũng sử dụng một máy khách ESG cho dịch vụ ESG, dịch vụ này tuân thủ DVB-H CBMS ESG.
3.11. Giao diện vô tuyến mở
Khái niệm của giao diện vô tuyến mở được Nokia và các hãng khác đề xuất. Trong kiến trúc “vô tuyến mở”, mạng quảng bá dựa trên các tiêu chuẩn mở, các tiêu chuẩn này tạo ra sự liên kết giữa các nhà khai thác khác nhau và các thiết bị cầm tay di động. Tiều chuẩn này được biết đến như Liên minh di động mở (OMA)/BCAST. Anh ninh nội dung bởi mã hoá mở (IPsec) và các tiểu chuẩn mở dựa trên quản lý bản quyền (OMA DRM2). Mạng sử dụng di động 3G cho hồi tiếp, mà qua đó cung cấp khả năng
tương tác. OMA BCAST cung cấp khung cơ sở mở độc lập với công nghệ truyền dẫn như DVB-H, DVB-T, hay các công nghệ khác.
Bảo mật mở tại lớp nội dung (OMA DRM 2.0) Mã hóa luồng Mạng di động Mạng quảng bá Mã hóa mởở lớp quảng bá (ví dụ Ipsec)
Giải pháp giao diện vô tuyến mở cho DVB-H
Nội dung (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Yêu cầu mua
Hình 3-10:Giải pháp DVB-H mở
Giao diện vô tuyến mở cung cấp các yêu cầu kỹ thuật ở mức vô tuyến và ứng dụng cho DVB-H, các giao thức lớp IP, hướng dẫn dịch vụ điện tử, bảo vệ việc mua và thanh toán cũng như mã hoá A/V trong luồng DVB-H. Nhờ đó cho phép các mạng và