1. Dòng bít nén được giải mã entropy để lấy ra các hệ số, vectơ chuyển động và mào đầu cho mỗi khối Macro.
2. Việc mã hóa và sắp xếp lại ở mức thực thi được đảo ngược để tạo ra một khối Macro đã được biến đổi, được lượng tử hóa X.
3. X được đặt lại tỉ lệ và được biến đổi ngược lại để sinh ra một khối giải mã dư D’.
4. Vectơ chuyển động đã được giải mã được dùng để đặt một vùng 16x16 vào bản sao của khung F’n-1 của bộ giải mã. Vùng này trở thành dự báo bù chuyển động P.
5. P được thêm vào D’ để tạo lại khối Macro. Các khối Macro tạo lại được lưu rồi giải mã ra khung F’n.
Sau khi giải mã xong, F’n có thể được hiển thị và cũng có thể được lưu lại thành khung tham chiếu cho khung giải mã tiếp theo F’n+1.
Dễ thấy trong hình và sự giải thích trên rằng bộ mã hóa có chứa một đường giải mã (định lại tỉ lệ, IDCT, tạo lại). Điều này rất quan trọng để chắc chắn rằng bộ mã hóa và giải mã dùng chung một khung tham chiếu F’n-1 cho dự đoán bù chuyển động.
Các công cụ mã hóa video được mô tả trong phần này bao gồm suy đoán bù chuyển động, mã hóa biến đổi, mã hóa entropy và lượng tử hoá, đã hình thành nền tảng cho mô hình mã hóa hiệu quả và tin cậy. Mô hình này đã thống trị lĩnh vực nén video hơn 10 năm qua.
2.4 CẤU HÌNH MẠNG CUNG CẤP DỊCH VỤ IPTV
2.4.1 Giới thiệu.
Sự phát triển ngày càng tăng của các mạng số băng rộng đã cho phép áp dụng các dịch vụ truyền thông trên phạm vi lớn, cho phép cung cấp các dịch vụ trùng hợp bao gồm truy cập Internet băng rộng và giải trí truyền hình dựa trên giao thức Internet. IPTV là giải pháp tạo dòng gồm nhiều ứng dụng, tất cả trong số chúng có thể thực hiện trên các mạng băng rộng số như ADSL, VDSL, sợi quang, LMDS và LAN vô tuyến. IPTV đang được sử dụng trong các ứng dụng sau:
•Truyền hình đến phòng khách thay cho truyền hình cáp;
•Xem truyền hình có định trước thời gian hoặc đầu ghi Video cá nhân; •Truyền hình tương tác.
Một trong những cản trở việc áp dụng băng thông rộng trong những năm gần đây là việc thiếu các ứng dụng băng rộng. Điều này, đến lượt mình, làm cho chỉ số hoàn vốn đầu tư (ROI – Return On Invesment) thấp trong cơ sở hạ tầng băng rộng. Hiệu quả kinh tế của model kinh doanh băng thông rộng đang trở nên hấp dẫn hơn nhiều với việc đưa vào các dịch vụ IPTV. Các dịch vụ này chính là động cơ đem lợi tức chính cho các công ty Viễn thông và các nhà điều hành. Với IPTV các nhà điều hành có thể chào các mức dịch vụ lớn hơn cho khách hàng của họ. Do có một thực tế là khách hàng nhận được các dịch vụ trùng hợp trên một dòng truyền đơn và tương tác chỉ với một nhà cung cấp để có được tất cả thông tin cần thiết nên việc bảo trì kỹ thuật, tính hóa đơn dễ dàng hơn, và do vậy dịch vụ khách hàng được cải thiện. Hơn nữa, nhờ dùng các mạng số, các nhà điều hành có thể chào các gói chương trình tinh tế hơn. Có thể cung cấp các kênh riêng cho các nhóm nhỏ người xem, dựa trên sở thích xem được xác định trước. Truyền hình tương tác cũng cho phép người xem sáng tạo cách xem riêng dựa trên thói quen của bản thân họ.
2.4.2 Cấu hình IPTV
Giải pháp IPTV có thể tạo dòng khoảng từ 50 đến 150 kênh truyền hình trên mạng IP. Nội dung được tạo dòng từ Headend qua mạng trục chính (backbone) đến trạm phân phối trung tâm hoặc trạm phân phối khu vực. Từ trạm phân phối trung tâm, video được phân bố qua mạng đến khách hàng. Thiết bị ở trạm phân phối trung tâm cho phép nhà điều hành cài thêm vào kênh địa phương. Các kênh này có thể phục vụ cho các miền riêng hoặc các nhóm người sử dụng riêng. Nhìn chung có ba cấu trúc ứng dụng: TV/IP qua sợi quang đến hộ gia đình (Fibre to the Home: FTTH), qua LMDS và qua VDSL. Bất
kể cơ sở hạ tầng mạng thế nào, thiết bị tạo dòng và thiết bị nối mạng cần phải được thiết lập ở Headend, trạm phân phối trung tâm hoặc trạm phân phối khu vực và khách hàng.
Hình 2.21 là sơ đồ tổng quan TV/IP. Các thiết bị cần cho thực hiện giải pháp TV/IP như sau:
Hình 2.21: Sơ đồ tổng quát mạng IPTV
Streaming Server: Streaming Server nằm ở headend truyền các dữ liệu đến switch hoặc router và sau đó dữ liệu lại được truyền qua mạng trục chính, ví dụ IP/ATM, đến các trạm phân phối trung tâm / trạm phân phối khu vực, và từ đó đến người sử dụng. Ngoài ra, có thể có Streaming Server ở trạm phân phối trung tâm để nhận các chương trình địa phương và truyền tới các khu vực tiếp theo.
Video Server: Thực hiện nhiệm vụ lưu trữ các nội dung đã mã hóa và tạo dòng dữ liệu qua các thiết bị mức III (level III device). Chúng nhận nội dung số mới được mã hóa đưa tới từ streaming server. Để làm điều này bộ mã hóa trong streaming server mã hóa tất cả các chương trình nhận được hàng ngày và đẩy chúng đến Video Server. Do vậy khách hàng có thể xem một chương trình bất kỳ ở nhà vào thời gian thuận tiện cho họ.
Level III Device: (Hình 2.22) Là một switch hoặc router hỗ trợ truyền multicast. Router hoặc switch nằm ở headend giao diện với mạng. Còn router hoặc switch ở trạm phân phối trung tâm nhận dữ liệu và truyền nó đến DSLAM đặt ở đó, hoặc đến mạng dựa trên Ethernet ở người sử dụng.
DSLAM (Digital Subcriber Line Acces Multiplexer) (hình 2.22) - nằm ở trạm phân phối trung tâm, nối thuê bao xDSL đến mạng đường trục và tiếp theo đến headend. Khi phân bố TV qua IP, DSLAM phải hỗ trợ truyền dẫn multicast (truyền một kênh cho nhiều điểm cuối). Nếu không thì switch hoặc router ở trạm phân phối trung tâm (Level III device) chỉ đáp ứng mỗi kênh cho mỗi yêu cầu của khách hàng. Điều này có thể gây ra tắc nghẽn ở mức đầu vào DSLAM. Nếu DSLAM hỗ trợ multicast, nó nhận một stream cho mỗi kênh và đáp ứng một dòng tín hiệu cho mỗi điểm thuê bao.
Hình 2.22. Level III Device và DSLAM.
CPE (Customer Premises Equipment). Thiết bị được đặt ở đầu cuối thuê bao nhận dòng dữ liệu TV/IP. Thông thường thuật ngữ CPE được dùng để chỉ modem DSL. DSL modem nhận dòng dữ liệu từ DSLAM hoặc từ level III Device và truyền chúng trực tiếp đến PC để hiển thị trên màn hình hoặc đến IP STB.
IP Set-top-box. IP Set-top-box nhận dòng dữ liệu IP và giải mã cho hiển thị trên TV. Thông thường, IP STB nhận dòng dữ liệu từ CPE. Một số STB có thể nhận dòng dữ liệu IP trực tiếp từ DSLAM, và có cả chức năng như CPE.
Cấu hình đầu cuối (End-point Configuration). Dòng dữ liệu TV/IP được cung cấp đến CPE, trong hầu hết các trường hợp là modem. Modem truyền các tín hiệu nén dạng MPEG-2 hoặc MPEG-4 đến IP/STB. Thiết bị này giải mã các tín hiệu để hiển thị trên TV. MPEG-4 cũng có thể được hiển thị trên PC khi dùng Microsoft Media Player. Nếu có đủ băng thông giữa trạm phân phối trung tâm và điểm cuối, hai kênh có thể được chuyển tín hiệu đến hai IP/STB.
Middleware: Middleware chỉ phần mềm tích hợp các phần khác nhau của giải pháp TV/IP. Middlewarre được thiết lập dọc theo dòng tín hiệu, khởi đầu ở headend và tới nhà của khách hàng dưới dạng phần mềm chạy trên IP/STB. Middleware kiểm soát các phần sau:
•Quản lý tài sản trong mạng (Media Asset Management - MAM).
Phần mềm cho phép các nhà quản lý dịch vụ media quản lý nội dung, phân bố và kiểm soát quyền dữ liệu. MAM bao gồm quản lý kênh và thời gian biểu. Các giải pháp MAM cũng cho phép các nhà điều hành sắp xếp chương trình và cập nhật tỷ lệ xem. Ở điểm cuối, các giải pháp MAM cho phép khách hàng sáng tạo các chương trình xem theo sở thích, theo dõi thói quen và thông tin, chi phí và thực hiện quyền kiểm soát của cha, mẹ.
•Tính cước.
Toàn bộ model kinh doanh của các dịch vụ truyền hình số và media dựa trên khả năng tính cước tiên tiến. Các giải pháp tính cước cần có khả năng theo dõi sự sử dụng riêng dựa trên việc phân phối nội dung tương tác khách hàng. Các giải pháp tính cước được tích hợp với các giải pháp middleware khác.
•Chương trình.
Là phần mềm quản lý điều khiển chương trình khách hàng, nhắm tới một người hoặc một nhóm khách hàng riêng. Thông thường hướng dẫn chương trình được nạp xuống và được cập nhật đều đặn.
•An ninh và truy cập có điều kiện
An ninh là phần quan trọng của giải pháp streaming qua hình thức truy cập có điều kiện (bảo đảm nội dung chỉ được xem bởi những người có quyền) và bảo vệ chống lại vi phạm bản quyền. Các giải pháp truy cập có điều kiện dùng các thuật toán để mật mã hóa và xáo trộn nội dung. Nội dung được mật mã hóa ở head – end và được giải mã bởi smart card trong STB ở điểm đầu cuối thuê bao.
2.4.3 Các cấu trúc ứng dụng.
Từ cấu hình tổng thể trên hình 2.21, tuỳ theo việc triển khai cung cấp dịch vụ IPTV dựa trên mạng cơ sở nào (Backbone) mà ta có cấu hình IPTV tương ứng. Dưới đây mô tả một số cấu trúc ứng dụng IPTV trên cơ sở hạ tầng mạng khác nhau.