Stt Thông số Yêu cầu
1 Hệ thống truyền hình số vệ tinh DVB-S2
2 Dải tần số 11/12Ghz
3 Kiểu mã hóa và điều chế CCM
4 Hệ số α 0.35, 0.25, 0.20
5 Phương thức điều chế số QPSK 8PSK 16APSK 32APSK 6 Tỷ lệ mã sửa sai (FEC) 1/2, 3/5,
2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 4/5, 5/6, 4/5, 5/6, 8/9, 9/10 3/5, 2/3, 3/4, 5/6, 8/9, 9/10 2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 8/9, 9/10 3/4, 4/5, 5/6, 8/9, 9/10
7 Khung FEC 64 800 (bits)
Xem xét nghiên cứu phạm vi các thông số cơ bản của hệ thống truyền hình số, nhóm nghiên cứu dự án tiêu chuẩn thấy rằng các thông số tại Bảng 1.2 và Bảng 1.3 đã minh họa và biểu diễn đầy đủ các yêu cầu chung về tương thích tiêu chuẩn của hệ thống truyền hình số về tinh DVB-S và DVB-S2 từ phía phát đến phía thu. Vì vậy, các thông số tại Bảng 1.2 và Bảng 1.3 được lựa chọn đưa vào nhóm thơng số chung của tiêu chuẩn.
1.3.3. Tiêu chuẩn DVB-C (truyền tín hiệu số bằng cáp)
Truyền hình cáp số tiêu chuẩn DVB-C (được viết tắt bởi cụm từ Digital Video Broadcasting – Cable) và nó chuẩn chung do tập đoàn tiêu chuẩn Châu Âu phát triển cho truyền thơng truyền hình kỹ thuật số thơng qua Cáp. Tiêu chuẩn DVB-C đã được nhiều nước triển khai diện rộng và đã hồn thiện cơng nghệ từ phía phát đến phía thu. DVB-C nằm trong họ các tiêu chuẩn DVB do Tổ chức DVB của Châu Âu phát triển và có hơn 270 thành viên trên thế giới đã tham gia vào diễn đàn của tổ chức tiêu chuẩn này. Các tiêu chuẩn kỹ thuật trong bộ tiêu chuẩn DVB-C được khuyến nghị và được chấp thuận bởi các tổ chức có uy tín nhất về xây dựng và ban hành tiêu chuẩn kỹ thuật về phát thanh truyền hình và viễn thơng như: Viện tiêu chuẩn kỹ thuật Viễn
Thông Châu Âu (ETSI), Ủy ban Châu Âu về chuẩn hóa kỹ thuật điện tử (CENELEC) và Hiệp hội phát thanh truyền hình Châu Âu (EBU).
Hệ thống cung cấp tín hiệu truyền hình số qua mạng cáp, sử dụng các kênh cáp có độ rộng băng thơng từ 7 đến 8 Mhz và phương pháp điều chế 64-QAM.
DVB-C có mức tỉ số tín hiệu trên tạp âm cao và điều biến kí sinh thấp. Hệ thống truyền hình là một họ MPEG-2 với dòng đưa ra là Audio/Video số, sử dụng Modul QAM (Quadrature amplitude modulation) với mã kênh.
1.3.4. Tiêu chuẩn DVB-T/DVB-T2 (truyền hình số mặt đất)
a. Tiêu chuẩn DVB-T
DVB-T là tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất chính thức được tổ chức ETSI cơng nhận (European Telecommunications Standards Institute) vào tháng 2 năm 1997.
Tại Việt Nam, việc thử nghiệm truyền hình số ở nhiều quy mơ khác nhau được tiến hành trong nhiều năm qua và đã thu được những kết quả rất quan trọng. Những kết quả thử nghiệm đã giúp Chính phủ quyết định ứng dụng rộng rãi cơng nghệ truyền hình số mặt đất DVB-T theo tiêu chuẩn Châu Âu tại Việt nam từ tháng 3 năm 2005. DVB-T sử dụng kỹ thuật COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing). COFDM có nhiều đặc điểm ưu việt, có khả năng chống lại phản xạ nhiều đường, phù hợp với các vùng dân cư có địa hình phức tạp, có nhu cầu sử dụng mạng đơn tần (SFN – Single Frequency Network) và có khả năng thu di động. DVB-T là thành viên của một họ các tiêu chuẩn DVB, trong đó bao gồm tiêu chuẩn truyền hình số qua vệ tinh, mặt đất, cáp. Chuẩn DVB có một số đặc điểm như sau:
Mã hoá Audio tiêu chuẩn MPEG-2 lớp II.
Mã hoá Video chuẩn MP @ ML.
Dự án DVB khơng tiêu chuẩn hố dạng thức HDTV nhưng hệ thống truyền tải chương trình có khả năng vận dụng với dữ liệu HDTV. Hệ thống truyền hình có thể cung cấp các cỡ ảnh 4:3; 16: 9 và 20: 9 với tốc độ khung 50 Mhz.
b. Tiêu chuẩn DVB-T
Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất thế hệ thứ 2 (DVB-T2) được công bố tháng 2-2009 (sau DVB-S2 và DVB-C2 cho truyền hình số trên vệ tinh và truyền hình cáp). DVB- T2 sử dụng nhiều giải pháp kỹ thuật mới như: ống vật lý, băng tần phụ, các mode sóng mang mở rộng, MISO dựa trên Alamouti, symbol khởi đầu (P1,P2), mẫu hình tín hiệu Pilot, chịm sao xoay,… mục đích là làm tăng độ tin cậy của kênh truyền và tăng dung lượng bit. Trên thực tế, DVB-T2 có khả năng truyền tải dung lượng bit lớn hơn DVB-T gần 50% đối với mạng MFN và thậm chí cao hơn đối với SFN.
DVB-T2 là hệ thống truyền hình số mặt đất lý tưởng cho truyền hình có độ phân giải cao HDTV (High Defination Televition).
Những tiêu chí cơ bản của tiêu chuẩn DVB-T2 có thể tóm tắt như sau:
DVB-T2 phải kế thừa những giải pháp đã tồn tại trong các tiêu chuẩn DVB khác,
phải chấp nhận 2 giải pháp kỹ thuật có tính then chốt của DVB-S2, cụ thể:
Cấu trúc phân cấp trong DVB-S2, đóng gói dữ liệu trong khung BB (Base Band Frame).
Sử dụng mã sửa sai LDPC (Low Density Parity Check).
DVB-T2 phải tn thủ tiêu chí đầu tiên có tính ngun tắc là tính tương quan giữa
các chuẩn trong họ DVB. Điều đó có nghĩa là sự chuyển đổi giữa các tiêu chuẩn DVB phải thuận tiện cao nhất đến mức có thể, ví dụ giữa DVB-S2 (tiêu chuẩn truyền hình số qua vệ tinh thế hệ thứ 2 vẫn lấy) và DVB-T2.
Mục tiêu chủ yếu của DVB-T2 là dành cho các đầu thu cố định và di chuyển được, do vậy, DVB-T2 phải cho phép sử dụng được các anten thu hiện đang tồn tại ở mỗi gia đình và sử dụng lại các cơ sở anten phát hiện có.
Trong cùng một điều kiện truyền sóng, DVB-T2 phải đạt được dung lượng cao hơn thế hệ đầu (DVB-T) ít nhất 30%.
DVB-T2 phải đạt được hiệu quả cao hơn DVB-T trong mạng đơn tần SFN (Single
Frequency Network)
DVB-T2 phải có cơ chế nâng cao độ tin cậy đối với từng loại hình dịch vụ cụ thể.
Điều đó có nghĩa là DVB-T2 phải có khả năng đạt được độ tin cậy cao hơn đối với một vài dịch vụ so với các dịch vụ khác.
DVB-T2 phải có tính linh hoạt đối với băng thơng và tần số.
Nếu có thể, phải giảm tỷ số cơng suất đỉnh/ cơng suất trung bình của tín hiệu để giảm thiểu giá thành truyền sóng.
Chương II: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ IPTV
Sự phát triển mạnh mẽ của mạng Internet tồn cầu đã góp phần khai sinh ra một hình thức truyền hình hồn tồn mới và đầy hứa hẹn, đó là truyền hình Internet.
Mặc dù ra đời từ cách đây hơn một thập kỷ nhưng có thể thấy IPTV hầu như khơng thể phát triển mạnh mẽ như mong đợi bởi trong quá khứ điều kiện hạ tầng và băng thơng mạng chưa cho phép loại hình truyền hình mới này phát huy hết lợi thế. Chính vì thế mà IPTV vẫn phải chịu lép vế so với các loại hình dịch vụ truyền hình khác như truyền hình kỹ thuật số, truyền hình vệ tinh, truyền hình cáp...
Song trong những năm gần đây mạng Internet đã có những bước phát triển vượt bậc. Trong đó đáng chú ý nhất là sự phổ biến của mạng băng rộng với tốc độ kết nối ngày càng nhanh hơn. Ở một số quốc gia như Nhật Bản, Hàn Quốc cáp quang đã được kéo đến tận từng nhà. Đây là nền tảng giúp IPTV bắt đầu có bước phát triển mạnh mẽ. IPTV được xem là truyền hình của tương lai. Điểm nổi trội của dịch vụ IPTV là người xem được chủ động trong việc lựa chọn chương trình muốn xem. Để tìm hiểu sâu hơn về dịch vụ IPTV, trước tiên cần hiểu về định nghĩa, các đặc tính của IPTV, sự khác biệt giữa IPTV và truyền hình Internet. Trong chương này người thực hiện đề tài sẽ tìm hiểu, nghiên cứu và tổng hợp lý thuyết tổng quan về IPTV để phục vụ cho việc đánh giá chất lượng chất lượng Video trong truyền hình IPTV: Tổng quan về IPTV; Kiến trúc và công nghệ mạng IPTV; Các giao thức mạng trong IPTV; Một số kỹ thuật sử dụng trong dịch vụ IPTV; Tổng quan về chất lượng dịch vụ trong mạng IP
2.1. TỔNG QUAN VỀ IPTV 2.1.1. Khái niệm về IPTV 2.1.1. Khái niệm về IPTV
IPTV được gọi là truyền hình sử dụng giao thức IP trên mạng Internet với kết nối băng thông rộng. Khi mới bắt đầu IPTV được gọi là truyền hình giao thức Internet hay Telco TV hoặc Truyền hình băng rộng. Thực chất tất cả các tên đều được sử dụng
để nói đến việc phân phối truyền hình băng rộng chất lượng cao hoặc nội dung âm thanh và hình ảnh theo yêu cầu trên một mạng băng rộng. IPTV là một định nghĩa chung cho việc áp dụng để phân phối các kênh truyền hình truyền thơng, phim truyện, và nội dung video theo yêu cầu trên một mạng riêng. Tổ chức Liên Hiệp Viễn Thơng Quốc Tế ITU-T đã chính thức chấp thuận định nghĩa IPTV như sau:
IPTV được định nghĩa là các dịch vụ đa phương tiện như truyền hình, video, audio, văn bản, đồ họa, số liệu truyền tải trên các mạng dựa trên IP được kiểm soát nhằm cung cấp mức chất lượng dịch vụ, độ mãn nguyện, độ bảo mật và tin cậy theo yêu cầu. [5]
Từ quan điểm của nhà cung cấp dịch vụ, IPTV bao hàm quá trình thu thập, xử lý, và truyền tải một cách an toàn, chất lượng các nội dung video trên hạ tầng mạng dựa trên công nghệ IP. Tham gia vào quá trình cung cấp dịch vụ IPTV gồm nhiều nhà cung cấp dịch vụ truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh đến các cơng ty Viễn thông lớn và các nhà khai thác mạng riêng ở nhiều nơi trên thế giới.
2.1.2. Ưu, nhược điểm của IPTV
2.1.2.1. Ưu điểm của IPTV
Tích hợp đa dịch vụ: Trên một đường kết nối Internet người dùng IPTV có thể được sử dụng cùng một lúc rất nhiều dịch vụ khác nhau như truy cập Internet, truyền hình, điện thoại cố định và di động, VoIP (Voice over Internet Protocol)...mang lại cho người dùng sự tiện lợi trong quá trình sử dụng.
Tính tương tác cao: IPTV sẽ mang lại cho người dùng trải nghiệm xem truyền hình có tính tương tác và cá nhân hóa rất cao. Người dùng cũng có thể sử dụng TV để truy cập đến các nội dung đa phương tiện khác trên PC như hình ảnh hay video hoặc sử dụng điện thoại di động để điều khiển TV ở nhà ghi lại một chương trình ưa thích nào đó...
Cơng nghệ chuyển mạch IP: Hầu hết người dùng đều khơng biết rằng truyền hình cáp và vệ tinh thường gửi đi tất tả tín hiệu của mọi kênh cùng một lúc cùng một thời điểm nhằm cho phép người dùng chuyển đổi kênh tức thời như chúng ta vẫn thấy. Điều này dẫn tới sự lãng phí băng thơng khơng cần thiết.
IPTV sử dụng công nghệ chuyển mạch IP để loại bỏ hạn chế này. Mọi dữ liệu chương trình truyền hình được lưu trữ tại một vị trí trung tâm và chỉ có dữ liệu kênh mà người dùng yêu cầu xem là được truyền tải đi. Lợi thế này cho phép nhà cung cấp dịch vụ có thể bổ sung thêm được nhiều dịch vụ cho IPTV.
Mạng gia đình: Kết nối vào mạng Internet trong gia đình khơng chỉ có TV mà cịn có các PC. Điều này sẽ cho phép người dùng có thể sử dụng TV để truy cập đến những nội dung đa phương tiện trên PC như ảnh số, video, lướt web, nghe nhạc... Một số màn hình TV giờ đây cịn được tích hợp khả năng vận hành như một chiếc TV bình thường. Tất cả liên kết sẽ trở thành một mạng giải trí gia đình hồn hảo. Video theo yêu cầu - Video on Demand (VoD): VoD là tính năng tương tác có thể nói là được mong đợi nhất ở IPTV. Tính năng này cho phép người xem có thể yêu cầu xem bất kỳ một chương trình truyền hình nào đó mà họ ưa thích. Ví dụ, người xem muốn xem một bộ phim đã có cách đây vài năm thì chỉ cần thực hiện tìm kiếm và dành thời gian để xem hoặc ghi ra đĩa xem sau.
Kiểm sốt tối đa chương trình TV: Người xem khơng cịn thụ động phải xem những gì mà nhà cung cấp dịch vụ phát đi như ở truyền hình truyền thống hay vệ tinh mà giờ đây người dùng sẽ được trải nghiệm khả năng kiểm soát tối đa những nội dung mà họ muốn xem. Với VoD người dùng có thể chọn lựa những chương trình thích hoặc ghi nó ra đĩa để xem về sau này.
Nhờ đó mà thiết bị điều khiển từ xa của IPTV sẽ có đầy đủ tính năng như điều khiển một chiếc đầu đĩa. Khi đang xem chương trình nếu gặp phải một đoạn nào hay người dùng có thể tua để xem lại, dừng phát chương trình hoặc tua nhanh về phía trước...
Truyền hình chất lượng cao HD: Xu hướng nội dung chất lượng cao hiện đã hiển hiện thực tế. Nhờ kết nối băng thông rộng nên có thể nói chỉ trong tương lai khơng xa IPTV sẽ chỉ phát truyền hình chất lượng cao. Điều này đồng nghĩa với việc người dùng sẽ thưởng thức các chương trình có chất lượng hình ảnh và âm thanh cao.
2.1.2.2. Nhược điểm
Nhược điểm lớn nhất của IPTV chính là khả năng mất dữ liệu rất cao và sự chậm trễ truyền tín hiệu. Nếu như đường kết nối mạng của người dùng không thật sự tốt cũng như khơng đủ băng thơng cần thiết thì khi xem chương trình sẽ rất dễ bị giật hay việc chuyển kênh có thể tốn khá nhiều thời gian để tải về. Thêm vào nữa nếu máy chủ của nhà cung cấp dịch vụ khơng đủ mạnh thì khi số lượng người xem truy cập vào đơng thì chuyện chất lượng dịch vụ bị giảm sút cũng là một chuyện rất dễ hiểu.
2.2. KIẾN TRÚC VÀ CÁC CƠNG NGHỆ MẠNG IPTV 2.2.1. Mơ hình kiến trúc tổng qt mạng IPTV 2.2.1. Mơ hình kiến trúc tổng qt mạng IPTV
Mạng IPTV được xây dựng để phục vụ cho hàng triệu thuê bao. Hệ thống lớn có thể được xây dựng trong phạm vi tồn quốc và được tối ưu hóa để cung cấp hàng trăm kênh chương trình truyền hình đến các thuê bao. Hệ thống nhỏ phục vụ một cộng đồng địa phương chỉ với một vài chục kênh chương trình.
Mơ hình kiến trúc tổng qt mạng IPTV được ITU-T mơ tả như hình Hình 2.1.
Mơ hình kiến trúc tổng qt mạng IPTV được phân thành 4 khối, mỗi khối có các chức năng cụ thể và phụ thuộc lẫn nhau. Vai trị của bốn thành phần chính được tóm tắt như sau:
Nhà cung cấp nội dung: Sở hữu hoặc được cấp phép để bán nội dung hay
quyền sở hữu nội dung.
Nhà cung cấp dịch vụ: Nội dung sẽ được mã hóa và truyền qua mạng truyền
dẫn đến người sử dụng dịch vụ. Nhà cung cấp dịch vụ IPTV nhận được các nội dung và chuyển nó sang dịng tín hiệu số có băng thơng thấp hơn để truyền qua mạng truyền dẫn với giao thức TCP/IP. Sau khi nội dung đã sẵn sàng, các nhà cung cấp dịch vụ IPTV sẽ cung cấp cho người sử dụng dịch vụ thông qua các nhà cung cấp mạng. Như vậy, có một sự tương tác giữa người sử dụng dịch vụ và các nhà cung cấp dịch vụ IPTV thông qua các nhà cung cấp mạng.
Nhà cung cấp mạng: Cung cấp các dịch vụ mạng cho cả khách hàng và nhà
cung cấp dịch vụ. Nhà cung cấp mạng cần cam kết không chỉ với nhà cung cấp dịch vụ còn với cả khách hàng về các tham số mạng (ví dụ băng thơng, độ khả dụng dịch vụ…).
Khách hàng: Người sử dụng dịch vụ là yếu tố cuối cùng trong kiến trúc mạng
IPTV, họ có các thiết bị đặc biệt được cấu hình để tiếp nhận, giải mã và hiển thị các nội dung. Người sử dụng cũng có thể yêu cầu nội dung muốn nhận được từ các nhà cung cấp dịch vụ, đây là một trong những ưu điểm của dịch vụ IPTV. Trong thực tế, các mạng video IP là những hệ thống khá phức tạp được cấu thành từ