Chƣơng 3 ĐẶC TẢ YÊU CẦU KỸ THUẬT HỆ THỐNG IPTV
3.3. Giải pháp IPTV Headend
3.3.1. Các yêu cầu chung
Thiết bị video đầu cuối được triển khai nhằm phục vụ các nội dung truyền thông quảng bá tới STB của các thuê bao của VNPT. Hệ thống trên sẽ được sử dụng để cung cấp các dịch vụ TV trực tiếp (Live), họat động cùng với các kênh toàn quốc truyền dẫn mặt đất, các kênh số qua vệ tinh, kênh vệ tinh số mã hóa. Các số lượng kênh khác nhau được đưa ra qua một cặp gói qua Middleware.
---
Hình 20. Mô hình luồng thông tin xử lý tại Head-end (Cisco)
Các thành phần chính của một đầu cuối bao gồm:
Bộ phận thu tín hiệu vệ tinh
Các bộ định tuyến video
Bộ mã hóa MPEG 4 Part 10/ H.264
Bộ broadcast nội dung theo luồng (IP streaming)
Thiết bị quản lý đầu cuối
Giám sát tín hiệu
Hệ thống biên tập và chèn các nội dung quảng cáo
Có nhiều cách triển khai thiết bị đầu cuối. Các thiết bị đầu cuối có thể là một kiến trúc kết hợp hoặc để độc lập các chức năng như đã được mô tả trong tài liệu này. Tất cả các thành phần đều có thể quản lý được từ bộ quản lý đầu cuối qua giao thức SNMP hoặc các giao diện khác nhờ kết nối Ethernet.
Thiết bị đầu cuối hỗ trợ việc cắm thêm các thiết bị giải mã của đối tác thứ 3 để họat động trong các kênh quảng bá đa luồng hướng xuống. Phải đảm bảo rằng không có một điểm nào bị hỏng trong kiến trúc của đầu cuối.
Mỗi bộ mã hóa MPEG-4 đưa ra ở đây nằm trong 1 rack 1U. Nếu nhiều bộ mã hóa và giải mã được tích hợp trong một khung duy nhất, phải xác định chiều cao trung bình giữa các bộ mã hóa và giải mã.
3.3.2. Đầu cuối video – Bộ thu tín hiệu vệ tinh
Bộ thu tín hiệu từ vệ tinh tại hệ thống đầu cuối cần dùng khi phân phối các nội dung quảng bá. Nó nhận được nội dung số hóa từ vệ tinh qua ăn-ten chảo để đưa tới bộ giải mã IRD. Các kênh miễn phí được các bộ nhận tín hiệu thu lại (gồm Audio/Video) rồi chuyển tới Bộ định tuyến/Bộ mã hóa/Bộ ghép kênh/cổng IP. Các kênh phải trả tiền sẽ được nhận bởi bộ giải mã với phần mềm Client và các kênh Audio/Video được tạo, sau đó được đưa vào Bộ định tuyến/Bộ mã hóa/Bộ ghép kênh/cổng IP.
Bộ thu tín hiệu vệ tinh là một bộ thu giải mã chuyên dụng cho MPEG-2 4:2:2P@ML và 4:2:0MP@ML chất lượng cao và các tính năng tiên tiến cho các ứng dụng có hiệu suất cao.
Có nhiều loại giao diện vào bao gồm QPSK, 8PSK, 16QAM, COFDM, ASI, TTV G.703 và IP.
Hỗ trợ việc truyền các luồng với tốc độ cực cao.
Đầu vào QPSK đối với bộ thu tín hiệu vệ tinh:
Đầu nối F-type (cái), 75 ohm
Dải tần làm việc: 950-2150MHz
Tốc độ ký hiệu: 1-45 Mbaud/s
Công suất LNB: 13V, 18V or off
22KHz tone: On/off
Chuyển chế độ trải phổ: Tự động.
Định dạng Video: giải mã theo 422P@ML tới 50 Mbps MP@ML tới 15 Mbps
Định dạng audio:
Giải mã 2 dịch vụ audio
Tất cả các âm thanh được giải nén được nhúng trong SDI
Video số SDI và tín hiệu audio nhúng trong cho các hệ thống 525 dòng hoặc 625 dòng trong BNC
Hỗ trợ VBI trên SDI và các đầu ra tương tự
Tốc độ ký hiệu thay đổi từ 1 tới 32Msymbols/s
Trong cùng một khối có một hoặc nhiều kênh trong một sóng mang
Thông tin báo hiệu và điều khiển
Các đầu ra ASI trên BNC
Đầu nối: BNC 75 ohm
Tốc độ truyền dữ liệu ổn định: 160Mbps (độc lập với hệ thống CA)
Cho phép/cấm giải nhiễu từ thiết bị đã chọn
Đầu ra video SDI kép hoặc hỗn hợp kép..
AES/ EBU Digital, đầu ra audio cân bằng và không cân bằng 2 kênh trái/phải
Hỗ trợ điều khiển toàn bộ hệ thống quản lý mạng NMS
---
3.3.3. Các bộ định tuyến video
a. Bộ định tuyến SDI/ASI
Được dùng để điều khiển các dòng video đầu vào SDI/ASI và đầu ra của bộ mã hóa H.264 bằng cách định tuyến kênh mong muốn từ luồng video của các kênh video đang phát tới đúng bộ giải mã trong số các bộ giải mã của STB. Hệ thống điều khiển đầu cuối giám sát các khối tương ứng và chuyển tới bộ định tuyến thích hợp khi có lỗi trong nguồn video tới hoặc trong bộ giải mã. Các cổng thực tế được xác định theo kiến trúc thiết bị đầu cuối video đề xuất. Bộ định tuyến SDI/ASI được điều khiển hoàn toàn bởi Bộ quản lý đầu cuối.
b. Bộ định tuyến ASI
Được dùng để điều khiển dòng video ASI đầu ra và dòng IP đầu vào bằng cách định tuyến đúng kênh mong muốn từ luồng video trong các kênh video ASI thu được tới đúng bộ xử lý luồng IP. Hệ thống điều khiển đầu cuối giám sát các khối có liên quan và chuyển tới bộ định tuyến khi có lỗi xảy ra với nguồn video tới hoặc với bộ giải mã. Các cổng thực tế được xác định theo kiến trúc đã đề xuất của thiết bị đầu cuối video. Bộ quản lý đầu cuối có toàn quyền điều khiển bộ định tuyến ASI.
3.3.4. Các bộ mã hóa video H.264
a. Các đặc tính chung
Có thể được dùng để mã hóa các dữ liệu tương tự và số theo chuẩn H.264.
Ứng dụng kỹ thuật mới nhất với các chip thế hệ mới. Cho ta một chất lượng chuyên nghiệp gồm khả năng họat động theo thời gian thực và không bị mất khung.
Bộ mã hóa theo H.264 có độ trễ thấp, vận hành và thiết đặt đơn giản, bảo đảm nội dung đầu ra, khả năng giám sát, ... khiến cho nó trở nên lý tưởng để vận hành và cung cấp các dịch vụ quảng bá.
Mã hóa video theo thời gian thực chuẩn MPEG-4 part 10 (H.264/AVC), chủ yếu tại mức 3 (MP@L3), tin cậy và tiến bộ.
Hỗ trợ chất lượng ảnh tốt nhất có thể từ 256kbits/s tới 3Mbits/s. Hỗ trợ đầu vào video tương tự và SDI
Hỗ trợ tiền xử lý video mở rộng bao gồm:
Giảm nhiễu ồn
Định vị khung theo khóa
Thay đổi độ phân giải
Giảm chồng hình cho chất lượng chuyên nghiệp
Hỗ trợ QSIF tới các mức phân giải D1 NTSC/PAL tối đa
Có thể mã hóa dòng bit với tốc độ ổn định hoặc thay đổi
Đầu vào tương tự và tích hợp SDI
Hỗ trợ chèn ký tự vào VBI (Vertical Blanking Interval)
Được điều khiển và quản lý bởi Hệ thống quản lý đầu cuối video
Các yêu cầu đối với hình ảnh đầu vào/đầu ra:
Tín hiệu video số nối tiếp SDI có cơ chế phát hiện lỗi EDH và giám sát chặt
Tín hiệu video tổng hợp tương tự (PAL/NTSC)
Hỗ trợ các chuẩn 625 dòng và 525 dòng cho tín hiệu SDI
Studio reference support for 625 and 525 line HSYNC
Đầu ra video: MPEGTS qua DVB-ASI (3 cổng)
b. Hỗ trợ các độ phân giải sau
576 dòng x 720/704/640/576/544/480/352 pixels 480 dòng x 720/704/640/576/544/480/352 pixels 432 dòng x 480/544 pixels 352 dòng x 544/480 pixels 288 dòng x 352 pixels 240 dòng x 352/320 pixels
c. Các yêu cầu đối với đầu vào audio
02 cặp đầu vào tương tự cho tín hiệu audio âm thanh nổi được cân bằng
600Ω/20kΩ hoặc AES-EBU hoặc SDI.
Từ SDI có thể tách được 4 cặp tín hiệu âm thanh nổi
3.3.5. Bộ phát nội dung theo luồng (IP streaming)
a. Các yêu cầu chung
Được dùng để đóng gói dữ liệu trong luồng phát quảng bá vào các gói IP.
Bộ xử lý luồng IP là một khối thiết yếu trong các hệ thống dựa trên IP. Nhiệm vụ chính của nó là thu các luồng giao vận đa chương trình (Multiprogramme Transport Streams - MPTS) và tách ra các luồng giao vận chương trình đơn lẻ (Singleprogramme Transport Streams - SPTS) thích hợp với việc vận chuyển qua mạng IP.
Giải pháp phải hỗ trợ chia được MPTS thành SPTS gồm cả việc tái tạo thông số PSI/SI cho mỗi SPTS.
Cung cấp luồng IP đã đóng gói cho quá trình mã hóa video.
Hỗ trợ phát luồng từ DVB ASI tới đầu ra 100Base-T Ethernet
Có thể điều khiển các dịch vụ gắn luồng và cấu hình PSI/SI
---
Có giao diện người dùng thân thiện, cho phép cấu hình và điều khiển qua Hệ thống quản lý đầu cuối.
b. Đầu vào
Có khả năng hỗ trợ tới 32 đầu vàoDVB ASI
Phải xử lý được 32 đầu vào MPTS ASI riêng rẽ và thực hiện việc gắn kết chúng vào các giao diện Ethernet/IP tốc độ tối đa là 180Mbits/s.
Đầu nối BNC
c. Đầu ra
Hỗ trợ tối thiểu 2 đầu ra100Base-T Ethernet
1+1 100BaseT Ethernet, khoảng 90 Mb/s ở mỗi đầu ra
Có khả năng xử lý lên tới 128 luồng giao vận kênh chương trình đơn lẻ SPTS.
3.3.6. Hệ thống quản lý đầu cuối video
Các yêu cầu cơ bản của hệ thống quản lí đầu cuối:
Thiết bị quản lý đầu cuối video chịu trách nhiệm quản lý tất cả các thành phần cần thiết của thiết bị đầu cuối.
Hệ thống có giao diện người dùng đồ họa rõ ràng và trực quan giúp tránh lỗi và nhầm lẫn khi vận hành
Dễ dàng cấu hình với công cụ cài đặt và cơ chế Drag&Drop
Cung cấp các tính năng tái ghép kênh động để có thể giảm thiểu việc can thiệp của người dùng khi các hệ thống phát thay đổi cấu hình
Giải pháp có khả năng mở rộng. Điều này cho phép VNPT bắt đầu với một hệ thống 1+1 và có thể phát triển lên hệ thống n+m có hiệu quả về mặt chi phí. Hỗ trợ khả năng chuyển đổi dự phòng/bảo vệ theo cơ chế 1+1 hoặc n+m cho tất cả các thiết bị của hệ thống.
Có thể đặt được lịch làm việc và các cấu hình về dịch vụ
Hệ thống giám sát chặt chẽ các thành phần của mình thông qua lược đồ chỉ thị thiết bị
Hỗ trợ tái ghép kênh khi tái tạo PSI theo thời gian thực và chuyển sang các ký hiệu
Tích hợp tính năng DVB Simulcrypt với CA của tất cả các nhà cung cấp
Điều khiển thiết bị thông qua việc chọn tham số chi tiết hoặc việc xây dựng các thành phần, dịch vụ và luồng giao vận tuân theo chuẩn MPEG.
Điều khiển tất cả các mô-đun đầu cuối bằng SNMP hoặc bất kỳ một biện pháp nào khác.
Cung cấp giao dienẹ API để tích hợp với các thành phần khác của mạng CDN của VNPT. Giao diện API này có thể dựa trên XML (SOAP).
Cung cấp các giao diện SNMP, FTP và XML với hệ quản lý NMS của CDN để điều khiển đầu cuối.
Cung cấp việc giám sát bằng đồ họa (giám sát trạng thái và cảnh báo) với các thành phần khác nhau và thông báo lỗi ở các mức độ khác nhau: không quan trọng, quan trọng, cực kỳ quan trọng...
Hỗ trợ cấu hình cho các loại thiết bị khác nhau.
Cung cấp lịch làm việc và thay đổi cấu hình tự động.
Hỗ trợ thiết bị điều khiển của đối tác thứ ba với chuẩn MIB. Các giao diện cần thiết phải được phát triển nếu hiện tại chưa được hỗ trợ.
3.3.7. Giám sát tín hiệu video
Thiết bị giám sát tín hiệu cần có ít nhất 5 đầu ra để giám sát tín hiệu của 5 kênh riêng rẽ. Tuy nhiên có thể giám sát đồng thời tất cả các kênh.
Hệ thống giám sát tín hiệu phải hỗ trợ giám sát chất lượng video của luồng giao vận. Hệ thống giám sát tín hiệu phải có khả năng giám sát các luồng giao vận như sau: 1 đầu vào QPSK L-Band; 4 đầu vào ASI; 1 đầu vào Ethernet 100Base-T.
Hệ thống phải có một cấu hình và hiển thị thân thiện với người dùng qua giao diện WEB.
Hệ thống phải hỗ trợ các tính năng sau:
Giám sát đồng thời 6 luồng giao vận
Đo và dò tìm nhiều loại lỗi
Phân tích luồng giao vận
Phân tích PID
Phân tích dịch vụ
Phân tích PSI/SI
Ghi nhận các sự kiện/cảnh báo trong vào bộ nhớ non-volatile
Cấu hình sao cho các cảnh báo và các bản tin đặc biệt có thể được lưu trữ nội bộ hoặc gửi ra bên ngoài
---