đa phương tiện vô tuyến và nhu cầu sử dụng các dịch vụ trong đó có truyền hình di động đã mở ra một thị trường mới, hứa hẹn sẽ đem lại nhiều lợi nhuận cho các nhà khai thác mạng di động, các nhà sản suất, các ngành công nghiệp phần mềm, …
Truyền hình di động đã đưa ra bộ tiêu chuẩn của chính nó cho truyền dẫn mặt đất, vệ tinh và mạng tế bào 3G. Các công nghệ khác nhau đã được các nước sử dụng để cung cấp truyền hình di động như: T-DMB, S-DMB, MBMS, ISDB-T, MediaFLO, DVB-H… Mỗi công nghệ có những đặc điểm riêng và các nhà khai thác mạng có thể lựa chọn cho mình một công nghệ để triển khai hoặc có thể kết hợp nhiều công nghệ khác nhau để triển khai để đạt được mục đích của họ, đáp ứng được nhu cầu của khách hàng và đảm bảo chất lượng các dịch vụ. Như vậy, các công nghệ truyền hình di động trên nền mạng 3G như thế nào và việc tiêu chuẩn hóa các tiêu chuẩn kỹ thuật đó diễn ra như thế nào? nội dung cho các dịch vụ đó và vấn đề bảo mật cho nội dung dịch vụ như thế nào? Đó là những câu hỏi mà các nhà khai thác phải trả lời và sẽ được trình bày chi tiết ở chương 2.
CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG DỰA TRÊN 3G-UMTS
1.8 Tình hình tiêu chuẩn hóa sử dụng cho công nghệ truyền hình di động dựa trên mạng 3G-UMTS
Tương tự như công nghệ truyền hình cáp, quảng bá mặt đất và vệ tinh, truyền hình di động dựa trên công nghệ 3G-UMTS cũng cần có bộ các tiêu chuẩn công nghiệp nhằm tương thích kết nối, điều khiển, mã hóa, hiển thị... nhằm nâng cao chất lượng cung cấp dịch vụ truyền hình di động. Quá trình tiêu chuẩn hóa cho công nghệ truyền hình di động dựa trên 3G, đặc biệt cho hệ thống MBMS là nhiệm vụ phức tạp, vì có rất nhiều thành phần và hệ thống từ các nhà cung cấp thiết bị khác nhau để tạo nên một hệ thống truyền hình di động từ nhà cung cấp nội dung-tới-đầu cuối. Đây là công nghệ mới xuất hiện, quá trình tiêu chuẩn hóa cho công nghệ này cần có sự tham gia của các cơ quan tiêu chuẩn và hiệp hội các nhà sản xuất công nghiệp. Các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế như IETF, ITU, ETSI, IEC, .... đã và đang nghiên cứu đưa ra một số khuyến nghị và tiêu chuẩn kỹ thuật được sử dụng cho công nghệ truyền hình di động dựa trên 3G-UMTS, bao gồm truyền tải dòng dữ liệu PSS trong thời gian thực, mã hóa tín hiệu, giao thức điều khiển, giao thức truyền dữ liệu, dịnh dạng file, QoS, công nghệ MBMS.
1.8.1 IETF
IETF là nhóm đặc nhiệm kỹ thuật Internet, bao gồm hơn 80 nhóm làm việc, có chức năng nghiên cứu, phát triển và quyết định các chuẩn dùng trong mạng IP. Các chuẩn của IETF tồn tại dưới dạng RFC. Do phương thức truyền tải nội dung trong mạng lõi của hệ thống cung cấp dịch vụ truyền hình di động dựa trên công nghệ 3G sử dụng công nghệ truyền streaming media thời gian thực dựa trên các giao thức RTP/UDP/IP nên các tiêu chuẩn có liên quan đến công nghệ truyền hình di động bao gồm:
- IETF RFC 2326: "Real Time Streaming Protocol (RTSP)" là giao thức streaming thời gian thực, định nghĩa giao thức dùng để điều khiển từng luồng stream kết nối giữa máy chủ PSS và client PSS (3GPP TS
22.234);
- IETF RFC 4566: "SDP: Session Description Protocol", là giao thức mô tả phiên SDP, định nghĩa khuôn dạng dữ liệu cho giữa máy chủ PSS và client PSS. Máy chủ PSS sẽ cung cấp loại hình dữ liệu hình ảnh và âm thanh theo SDP và SDP sẽ gửi tới client PSS mô tả loại dữ liệu media MIME mã hóa trong phiên(3GPP TS 22.234);
- IETF STD 0006: "User Datagram Protocol", là giao thức gói dữ liệu người sử dụng (UDP), định nghĩa việc điều khiển và truyền dữ liệu hình ảnh và âm thanh truyền qua mạng UDP/IP (3GPP TS 22.234);
- IETF STD 0007: "Transmission Control Protocol", là giao thức điều khiển truyền tải (TCP), định nghĩa việc điều khiển và truyền dữ liệu hình ảnh và âm thanh truyền qua mạng TCP/IP (3GPP TS 22.234)
- IETF RFC 3550: "RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications", là một giao thức truyền tải cho các ứng dụng thời gian thực, định nghĩa giao thức truyền dữ liệu cho các ứng dụng hình ảnh và âm thanh thời gian thực bao gồm phản hồi chất lượng đường truyền, mô tả thuật toán điều khiển thời gian truyền của RTCP, nhận bản tin đánh giá tốc độ…;
- IETF RFC 3551: "RTP Profile for Audio and Video Conferences with Minimal Control" còn gọi là giao thức AVP cấu hình RTP cho audio và video conference với mức điều khiển tối thiểu nhằm tối thiểu hóa các quy tắc giữa các phiên truyền hình ảnh và âm thanh;
- IETF RFC 4867: "RTP Payload Format and File Storage Format for the Adaptive Multi-Rate” là định dạng tải RTP và định dạng lưu trữ file cho các bộ mã hóa thích ứng đa tốc độ (AMR), thích ứng đa tốc độ băng hẹp (AMR-NB) và thích ứng đa tốc độ băng rộng (AMR-WB);
- IETF RFC 3016: "RTP Payload Format for MPEG-4 Audio/Visual Streams", định dạng tải tin RTP cho các treaming audio/visual MPEG-4 bao gồm mã hóa âm thanh aacPlus and MPEG-4 AAC, mã hóa hình ảnh MPEG-4 cho file MIME;
- IETF RFC 4629: "RTP Payload Format for the ITU-T Rec. H.263 Video", định dạng tải RTP cho H.264 video bao gồm mã hóa hình ảnh H.263 cho file MIME;
- IETF RFC 2046: "Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME) Part Two: Media Types", định dạng file JPEG và GIF cho file MIME;
- IETF RFC 2616: "Hypertext Transfer Protocol – HTTP/1.1", xác định các chức năng của HTTP qua TCP/IP để hỗ trợ các định dạng hình ảnh,
text, mô tả SMIL và hỗ trợ tải xuống file 3GP;
- IETF RFC 3711: "The Secure Real-time Transport Protocol (SRTP) Multimedia files" là giao thức bảo mật truyền dữ liệu hình ảnh và âm thanh thời gian thực;
- IETF RFC 3394: "Advanced Encryption Standard (AES) Key Wrap Algorithm" là thuật toán đóng gói dữ liệu;
- IETF RFC 3839: "MIME Type Registrations for 3rd Generation Partnership Project (3GPP) và IETF RFC 4396: "RTP Payload Format for 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Timed Text" định dạng chữ theo thời gian cho 3GPP.
Nhận xét:
+ Các tiêu chuẩn của tổ chức IETF liên quan đến các định dạng file hình ảnh và âm thanh, giao thức điều khiển và truyền media qua mạng TCP/UPD/IP thời gian thực.
1.8.2 ISO/IEC
Tổ chức ISO/IEC nghiên cứu và đề xuất các tiêu chuẩn quốc tế cho quá trình nén, giải nén, xử lý và hiển thị các ảnh động, âm thanh mã hóa và tổ hợp của chúng. Các tiêu chuẩn của ISO/IEC liên quan đến định dạng hình ảnh và âm thanh cho dịch vụ truyền hình di động bao gồm:
- ISO/IEC 14496-3:2005: "Information technology – Coding of audio- visual objects – Part 3: Audio" định dạng mã hóa âm thanh accPlus và AAC cho truyền tải dòng hình ảnh và âm thanh trong định dạng file MPEG-4;
- ISO/IEC 14496-2:2004: "Information technology – Coding of audio- visual objects – Part 2: Visual" định dạng mã hóa và giải mã hình ảnh MPEG-4 Level 3 cho truyền hình di động;
- ISO/IEC 14496-10:2009: "Information technology – Coding of audio- visual objects – Part 10: Advanced Video Coding" định dạng mã hóa và giải mã hình ảnh H.264, còn được gọi là tiêu chuẩn MPEG-4 phần 10; - ISO/IEC 10918-1:1993: "Information technology – Digital compression
and coding of continuous-tone still images – Requirements and guidelines" định dạng hiển thị hình ảnh JPEG trong file MPEG-4;
- ISO/IEC 14496-12:2005: "Information technology – Coding of audio- visual objects – Part 12: ISO base media file format" định dạng file ISO
trong MPEG-4;
- ISO/IEC 15444-12:2005: "Information technology – JPEG 2000 image coding system – Part 12: ISO base media file format" định dạng file ISO;
- ISO/IEC 10646-1:2000: "Information technology – Universal Multiple- Octet Coded Character Set (UCS) – Part 1: Architecture and Basic Multilingual Plane" định dạng văn bản trong hiển thị hình ảnh.
Nhận xét:
+ Các tiêu chuẩn của tổ chức ISO/IEC liên quan đến các định dạng, mã hóa và giải mã hình ảnh và âm thanh được sử dụng trong công nghệ truyền hình di động qua 3G.
1.8.3 ITU
Tổ chức ITU cũng nghiên cứu và đề xuất các tiêu chuẩn quốc tế cho quá trình mã hóa, giải mã, xử lý và hiển thị hình ảnh, âm thanh cho dịch vụ truyền hình di động. Một số tiêu chuẩn này tương thích hoàn toàn các tiêu chuẩn của ISO/IEC, bao gồm:
- ITU-T Recommendation H.263: "Video coding for low bit rate communication" định dạng mã hóa H.263;
- ITU-T Recommendation T.81: "Information technology – Digital compression and coding of continuous-tone still images – Requirements and guidelines" tương thích tiên chuẩn ISO/IEC 10918-1:1993;
- ITU-T Recommendation H.264: "Advanced video coding for generic audiovisual services" tương thích hoàn toàn tiêu chuẩn ISO/IEC 14496- 10:2009;
- ITU-T Recommendation G.722.2: “Wideband coding of speech at around 16 kbit/s using Adaptive Multi-Rate Wideband (AMR-WB) định dạng mã hóa thích ứng đa tốc độ băng rộng.
Nhận xét:
+ Các tiêu chuẩn của tổ chức ITU liên quan đến các định dạng, mã hóa và giải mã hình ảnh và âm thanh được sử dụng trong công nghệ truyền hình di động qua 3G.
+ ITU không đưa ra các tiêu chuẩn liên quan đến giao thức điều khiển, truyền dữ liệu, cấu trúc hệ thống cung cấp dịch vụ truyền hình di động.
1.8.4 ISMA
ISMA là tổ chức liên minh thế giới về truyền hình ảnh và âm thanh qua mạng Internet, tập trung nghiên cứu tích hợp tiêu chuẩn đa phương tiện cho IPTV. Tổ chức này đưa ra các tiêu chuẩn liên quan đến việc bảo mật gói dữ liệu PSS được truyền trong mạng với tiêu chuẩn “Internet Streaming Media Alliance (ISMA), ISMA Encryption and Authentication, Version 2.0”.
1.8.5 ETSI
Tổ chức ETSI đưa ra tất cả các tiêu chuẩn liên quan đến tiêu chuẩn steaming gói PSS, kiến trúc hệ thống quảng bá, dịch vụ, yêu cầu kỹ thuật của đường truyền vô tuyến, phân phối tín hiệu quảng bá, bảo mật và tính cước...Các tiêu chẩn này tuân thủ các tiêu chuẩn do 3GPP lập ra và được phân thành các nhóm như sau:
1.8.5.1 Nhóm tiêu chuẩn giao thức và mã hóa
- ETSI TS 126 140: “Multimedia Messaging Service (MMS); Media formats and codes” định dạng file và mã hóa cho dịch vụ đa phương tiện trong mạng cung cấp PSS;
- ETSI TS 126 141: “3GPP TS 26.141; IP Multimedia System (IMS) Messaging and Presence; Media formats and codecs” định dạng file và mã hóa cho dịch vụ đa phương tiện trong mạng IMS;
- ETSI TS 126 346: “Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS); Protocols and codecs” mô tả phương thức cung cấp dịch vụ tải dữ liệu và streaming trong chế độ quảng bá và chế độ đa hướng cũng như mã hóa file truyền trong mạng cung cấp MBMS;
- ETSI TS 126 234: “Transparent end-to-end Packet-switched Streaming Service (PSS); Protocols and codecs” định nghĩa giao thức và các bộ mã hóa cho PSS trong hệ thống 3GPP bao gồm giao thức cho điều khiển tín hiệu, chuyển mạch, truyền hình ảnh và âm thanh, tương thích tốc độ và bảo vệ. Các mã hóa âm thanh, video, hình ảnh tĩnh, ảnh và chữ được xác định;
- ETSI TS 126 244: “Transparent end-to-end packet switched streaming service (PSS); 3GPP file format (3GP)” mô tả định dạng file 3 GPP (3GP) theo định dạng file ISO và các đặc điểm tương thích với MMS và PSS;
Aspects; Study on Surround Sound codec extension for PSS and MBMS” đưa ra một số nghiên cứu liên quan đến việc mã hóa âm thanh vòm, tái tạo âm thanh ở điện thoại di động trong PSS và MBMS;
- ETSI TS 133 246: “3G Security; Security of Multimedia Broadcast / Multicast Service (MBMS)” đưa ra các vấn đề bảo mật trong MBMS.
1.8.5.2 Nhóm tiêu chuẩn phân phối dịch vụ đơn hướng
- ETSI TS 122 233: “Transparent end-to-end packet-switched streaming service; Stage 1” mô tả chung về PSS và các yêu cầu chung để cung cấp dịch vụ;
- ETSI TS 126 233: “End-to-end transparent streaming service; General description” mô tả truyền dịch vụ PSS trong suốt trong mạng, bao gồm miêu tả các kịch bản được sử dụng, khái niệm dịch vụ, các thiết bị có liên quan;
- ETSI TS 126 245: “Transparent end-to-end Packet switched Streaming Service (PSS); Timed text format” mô tả cấu trúc của phần chữ trong các file 3GPP tải xuống;
- ETSI TS 126 246: “Transparent end-to-end Packet-switched Streaming Service (PSS); 3GPP SMIL language profile” xác định cấu hình ngôn ngữ SMIL 3GPP, dựa trên tiêu chuẩn của W3C: “W3C Recommendation: "Synchronized Multimedia Integration Language (SMIL 2.0)” để xây dựng ngôn ngữ tích hợp đa phương tiện;
- ETSI TS 126 937: “Technical Specification Group Services and System Aspects; Transparent end-to-end packet switched streaming service (PSS); RTP usage model” miêu tả đặc điểm của dịch vụ PSS bao gồm quan hệ giữa hiệu quả sử dụng đường truyền vô tuyến và chất lượng QoS của dịch vụ streaming, tối ưu hóa các gói truyền hình ảnh và âm thanh.
1.8.5.3 Nhóm tiêu chuẩn phân phối dịch vụ quảng bá
- ETSI TS 122 146: “Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS); Stage 1” mô tả dịch vụ cung cấp đa hướng và đẳng hướng bao gồm các yêu cầu cơ bản về dịch vụ MBMS;
- ETSI TS 123 246: “Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS); Architecture and functional description” mô tả giải pháp cấu trúc và chức năng cung cấp dịch vụ MBMS trong mạng GPRS và EPS và truyền tải dịch vụ MBMS;
- ETSI TR 123 846: “Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS); Architecture and functional description” mô tả các yêu cầu về chức năng và kiến trúc MBMS;
- ETSI TS 125 346: “Introduction of the Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS) in the Radio Access Network (RAN); Stage 2” mô tả các yêu cầu kỹ thuật của mạng vô tuyến để hỗ trợ dịch vụ MBMS; - ETSI TR 125 803: “Technical Specification Group Radio Access
Network; S-CCPCH performance for MBMS;” version 6.0.0 Release 9 (2005-09): mô tả vận hành S-CCPCH trong MBMS và vận hành theo yêu cầu của thiết bị đầu cuối;
- ETSI TR 25.905: “Improvement of the Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS) in UTRAN” đưa ra các kết quả nghiên cứu các lộ trình chuyển đổi và khuyến nghị;
- ETSI TR 125 992: “Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS); UTRAN/GERAN requirements” xác định các yêu cầu của UTRAN và GERAN MBMS trong việc hỗ trợ TSG RAN và TSG GERAN;
- ETSI TS 143 246: “Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS) in the GERAN; Stage 2” mô tả các yêu cầu trong việc cung cấp dịch vụ MBMS trong GERAN.
1.8.5.4 Nhóm tiêu chuẩn yêu cầu trong mạng cung cấp dịch vụ quảng
bá
- ETSI TS 123 107: “Technical Specification Group Services and System Aspects; Quality of Service (QoS) concept and architecture” mô tả các cấu trúc QoS trong hệ thống 3GPP và đưa ra các ứng dụng trong mạng cung cấp dịch vụ UMTS và truy nhập vô tuyến;
- ETSI TS 125 446: “Technical Specification Group Radio Access Network; MBMS synchronisation protocol (SYNC)” mô tả giao thức đồng bộ trong MBMS bao gồm trong giao thức Iu trong UTRAN và M1 trong E-UTRAN;
- ETSI TS 129 061: “Interworking between the Public Land Mobile Network (PLMN) supporting packet based services and Packet Data Networks (PDN)” mô tả kết nối mạng chuyển mạch gói giữa PLMN và mạng cung cấp dịch vụ thông qua A/Gb mode và Iu mode;
- ETSI TS 133 246: “3G Security; Security of Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS)” mô tả quy trình bảo mật dịch vụ MBMS trong hệ thống 3GPP (UTRAN, GERAN và E-UTRAN).
1.8.5.5 Nhóm tiêu chuẩn lớp người dùng
- ETSI TS 122 246: “Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS) user services; Stage 1” mô tả dịch vụ người sử dụng MBMS bao gồm các kịch bản liên quan đến cước, chất lượng dịch vụ và các khía cạnh liên quan;
- ETSI TR 126 946: “Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS) user service guidelines” mô tả mô hình mạng cung cấp dịch vụ MBMS