Hệ thống HeadEnd trung tâm có nhiệm vụ thu, điều chế và giải mã nội dung hình ảnh và âm thanh từ các nguồn khác nhau và sử dụng các thiết bị mã hoá (Encoder) để chuyển đổi nội dung này thành các luồng IP Multicast ở khuôn dạng mã hoá mong muốn.
Yêu cầu khi phát nội dung quảng bá phải có thiết bị đầu cuối. Thiết bị đầu cuối này có khả năng mã hoá một chuỗi các hình ảnh theo thời gian thực bằng kỹ thuật nén dung lượng MPEG-4 hoặc MPEG-2. Hình ảnh mã hoá có thể lấy từ vệ tinh, truyền hình cáp, hệ thống truyền hình mặt đất, máy chủ Video …Sau khi mã hoá, các chuỗi tín hiệu MPEG-x sẽ được đóng gói bằng cách sử dụng giao thức IP và được truyền tải bằng cách sử dụng giao thức gói dữ liệu người dùng UDP (User
Datagram Protocol - UDP). UDP là một trong những
giao thức cốt lõi của giao thức TCP/IP. Khi dùng UDP thì chương trình trên mạng máy tính có thể gởi những dữ liệu ngắn được gọi là Datagram tới máy khác. Giao thức UDP không cung cấp độ tin cậy cao và thứ tự truyền nhận các gói do TCP đảm nhận. Như vậy các gói
dữ liệu có thể đến không đúng thứ tự hoặc bị mất mà không có thông báo. Tuy nhiên, giao thức UDP có ưu điểm về truyền tải nhanh và hiệu quả đối với các mục tiêu như kích thước nhỏ và dễ dàng đáp ứng yêu cầu khắt khe về thời gian. Do bản chất “không trạng thái” của nó nên nó hữu dụng đối với việc đáp ứng tốt các yêu cầu với số lượng lớn người yêu cầu. Đầu vào của hệ thống HeadEnd trung tâm là các chương trình truyền hình quảng bá, các kênh truyền hình mua bản quyền thu từ vệ tinh, các kênh truyền hình cáp, các phim từ các nguồn khác như từ các thiết bị VCD/DVD Player…
Hệ thống HeadEnd trung tâm là một trong những thành phần cốt lõi trong lớp cấu trúc dịch vụ IPTV. HeadEnd trung tâm có chức năng là phân phối tín hiệu tới các HeadEnd chuyển tiếp (Đây là hệ thống HeadEnd có quy mô nhỏ hơn) có nhiệm vụ phân phối tín hiệu tới các thiết bị đầu cuối khách hàng để cung cấp dịch vụ cho khách hàng.
• Mã hóa mật nội dung: Mã hóa các chương trình thu được từ vệ tinh hoặc truyền hình vô tuyến mặt đất.
• Lưu trữ dữ liệu: Lưu trữ và chèn thêm các nội
dung bổ sung như VoD và chương trình quảng cáo.
• Chuẩn bị nội dung: Nội dung chương trình phải
đầy đủ và đảm bảo chất lượng trước khi được phát đi tới khách hàng.
• Phân phối nội dung: Nội dung được phân phối
thông qua mạng IPTV.
Hệ thống HeadEnd trung tâm hỗ trợ các tính năng sau để thực hiện các chức năng trên.
• Mã hóa Video: Bộ mã hóa Video được sử dụng
để nén tín hiệu Video dưới dạng tiêu chuẩn. Đó là chuẩn nén được thực hiện khi luồng dữ liệu vào được phân tích và loại bỏ bớt những phần dữ liệu không cần thiết. Có thể hiểu thuật ngữ nén là thu gọn dữ liệu truyền và lưu trữ.
Ví dụ về một số chuẩn nén tín hiệu số :
MPEG-2 : Chuẩn MPEG là một chuẩn rất thông dụng và được được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên kích thước File lớn (File là gói dữ liệu) so với những chuẩn mới xuất hiện gần đây và có thể gây khó khăn cho việc truyền dữ liệu.
Với MPEG-2, nội dung được tạo ra từ nhiều nguồn như Video ảnh động, đồ họa, văn bản …được tổ hợp thành chuỗi các khung hình phẳng, mỗi khung hình (Bao gồm các đối tượng như người, đồ vật, âm thanh , nền khung ảnh…) được chia thành các phần tử ảnh và xử lý đồng thời không phân biệt đối tượng trong một khung hình. Tại phía thu của người sử dụng, quá trình giải mã diễn ra ngược với quá trình mã hóa. Vì vậy có thể coi MPEG-2 là công cụ hiển thị tĩnh và nếu một nhà cung cấp truyền chương trình của một nhà cung cấp khác thì Logo của nhà sản xuất chương trình này không thể loại bỏ được. MPEG-2 chỉ có thể bổ sung thêm các phần tử đồ họa và văn bản vào chương trình hiển thị
cuối cùng nhưng không thể xóa bớt các đồ họa và văn bản trong chương trình gốc.
Chuẩn MPEG-4 : Là chuẩn cho các ứng dụng Multimedia.
MPEG-4 trở thành một tiêu chuẩn cho nén ảnh kỹ thuật truyền hình số, các ứng dụng về đồ họa và các ứng dụng Multimedia tương tác hai chiều đi và về hoặc các ứng dụng nhằm phân phát dữ liệu Video như truyền hình cáp, Internet Video…
MPEG-4 đã trở thành một tiêu chuẩn công nghệ trong quá trình sản xuất, phân phối và truy nhập vào hệ thống Video. Nó đã góp phần giải quyết vấn đề về dung lượng cho các thiết bị lưu trữ, giải quyết vấn đề về băng thông của đường truyền tín hiệu Video hoặc kết hợp cả hai vấn đề trên.
Trong chuẩn MPEG-4, các đối tượng khác nhau trong một khung hình có thể được mô tả, mã hóa và truyền đi một cách riêng biệt đến bộ giải mã theo các dòng cơ bản khác nhau. Do việc xác định, tách và xử lý riêng các đối tượng (Như nhạc nền, âm thanh xa gần, đồ
vật, các đối tượng ảnh Video như con người hay động vật…) nên người sán xuất có thể loại bỏ riêng từng đối tượng khỏi khuôn hình. Sự tổ hợp lại thành khung hình chỉ được thực hiện sau khi giải mã các đối tượng này.
Các bộ mã hóa mức thấp hoặc mức cao được sử dụng để hỗ trợ một hoặc tất cả các kỹ thuật nén. Các bộ mã hóa Video cũng hỗ trợ quá trình nén File âm thanh đi kèm theo các định dạng nén Audio tiêu chuẩn.
• Chuyển đổi tốc độ Video: Các luồng Video thu
được từ nhiều nguồn khác nhau như vệ tinh hoặc từ truyền hình vô tuyến mặt đất sẽ được ghép kênh với nhau. Tại phía thu sau đó sẽ được tách kênh và được chuyển đổi thành từng luồng Video riêng biệt. Quá trình chuyển đổi tốc độ Video sẽ tạo ra các luồng Video với các định dạng tốc độ bit khác nhau, sau đó biến đổi chúng thành dạng tốc độ bit không đổi giúp ổn định được quá trình phân phối tín hiệu qua mạng.
• Chuyển đổi định dạng mã hóa: Thực hiện chuyển đổi dạng tín hiệu Video này thành dạng tín
hiệu Video khác. Ví dụ, chuyển đổi định dạng mã hóa thực hiện quá trình chuyển đổi tín hiệu MPEG-2 theo thời gian thực thành tín hiệu MPEG-4. Việc chuyển đổi này giúp cho quá trình phân phối tín hiệu trên mạng IPTV có hiệu quả hơn và để hỗ trợ cho việc chuyển đổi thì các khung nén khác nhau phải được sử dụng trong hệ thống HeadEnd.
• Đóng gói Video: Các nhà cung cấp dịch vụ nhận
nội dung từ nhiều nguồn khác nhau vì thế mà việc định dạng lại nội dung theo các gói là rất cần thiết để giúp cho quá trình phân phát nội dung đạt hiệu quả về tốc độ và chất lượng. Với mạng IPTV mới xây dựng thì cơ chế đóng gói đó này chính là việc gói các khung Video MPEG-x vào giao thức gói tin người sử dụng (UDP) để phát trên mạng IP; còn đối với mạng kế thừa từ trước, đó là việc gói vào các tế bào ATM (Chế độ truyền tải không đồng bộ).
Ngoài những chức năng mà HeadEnd trung tâm có thể thực hiện như đã nói ở trên thì nó còn có thể thực hiện các chức năng khác như chèn quảng cáo. HeadEnd chứa các thiết bị có độ tin cậy cao và đáp ứng được các yêu cầu của môi trường. Tính mềm dẻo, tính linh hoạt và khả năng nâng cấp được sẽ rất khác nhau đối với từng loại sản phẩm và từng nhà cung cấp. Vì các tính năng HeadEnd được thực hiện ở rất nhiều vị trí khác nhau trong phạm vi mạng IPTV nên yêu cầu của hệ thống sẽ phụ thuộc vào rất nhiều tham số chẳng hạn như các bộ mã hóa, các giao diện cần sử dụng…
Hệ thống HeadEnd trung tâm có quy mô nhỏ hoặc lớn. Các hệ thống mới ngày nay hỗ trợ 8 đến 10 bộ mã hóa và với hệ thống cực lớn thì con số đó sẽ lên tới 50 bộ mã hóa.