f) Đoạn (chương trình) video: đoạn video bao gồm thông tin đầu, một số nhóm ảnh và thông tin kết thúc đoạn Thông tin đầu của đoạn video chứa đựng
CRM module
CRMmodule module
Mô tả chức năng
Giao diện với các thuê
Module này bảo đảm rằng các thông tin chi tiết của cả hiện tại và quá khứ đều sẵn sàng để giúp cãi
bao. thiện hiệu quả tương tác với các thuê bao. Quản lý liên lạc và chăm sóc khách hàng là hai đặc trưng chính trong module này.
Tiếp thị các sản phẩm IPTV và các dịch vụ.
Module này quản lý các chiến dịch quảng cáo và tiếp thị. Các chức năng điển hình trong module này là tổ chức việc phân phối tiếp thị kèm theo.
Bán các sản phẩm IPTV và các dịch vụ.
Dùng để trợ giúp các nhà cung cấp dịch vụ IPTV bán sản phẩm, kết hợp với module tiếp thị để xác định các kênh bán hàng thích hợp và theo dõi kết quả từ các chiến dịch tiếp thị. Phần up-selling cho phép các nhà cung cấp dịch vụ bán các dịch vụ IP kèm theo đến các thuê bao.
7. Hệ thống bảo mật IPTV
Đầu ra từ hệ thống mã hoá được dẫn đến một hệ thống bảo mật để bảo vệ nội dung. Mục đích của hệ thống bảo mật IPTV là để giới hạn truy cập của các thuê bao và bảo vệ chống lại việc ăn cắp nội dung IPTV. Hệ thống bảo mật bao gồm hai phần là: CA và DRM.
8. Các máy chủ IP-VOD
Các máy chủ video lưu trữ và đệm các file video. Các máy chủ video thông thường được kết nối vào một cụm máy chủ, cung cấp các kết nối dư thừa trong trường hợp một máy chủ bị lỗi. Các máy chủ VoD chạy một phần mềm ứng dụng để yêu cầu hỗ trợ việc quản lý dữ liệu VoD và các loại đa phương tiện khác
Middleware IPTV có hai loại là: phần mềm máy chủ và máy khách. Phần mềm máy chủ middleware được thực thi trên các máy chủ tại trung tâm dữ liệu IPTV.
Middleware Headend và các máy chủ ứng dụng thể hiện các chức năng sau:
+ Tương tác với hệ thống OBSS và CA
+ Hỗ trợ quản lý cung cấp thông tin tính cước, các thuê bao mới và quản lý tổng quan các tài sản video.
+ Tổ chức các ứng dụng phần mềm để giao tiếp với các middleware máy khách được nhúng vào trong các thiết bị truy cập IP.
+ Hỗ trợ người dùng tương tác với các dịch vụ VoD và IPTV multicast. Middleaware máy khách nằm tại IPTVCD và được sử dụng để giữ các chương trình ứng dụng IPTV cách biệt khỏi mạng băng thông rộng.
10. Máy chủ thời gian mạng
Các trung tâm dữ liệu IPTV thông thường sử dụng máy chủ thời gian mạng để cho phép đồng bộ hoá thời gian giữa các thành phần trong mạng. Việc kết nối với máy chủ này được dễ dàng thông qua giao thức thời gian mạng NTP.
11. Hệ thống chuyển mạch IPTV
Trung tâm dữ liệu IPTV sử dụng các thiết bị chuyển mạch băng thông rộng để định tuyến các tín hiệu video giữa các thiết bị nguồn nội dung khác nhau. Các nhà cung cấp dịch vụ thường sử dụng các thiết bị mạng IP chuẩn như: các router, các switch để thực hiện việc định tuyến các tín hiệu. Sử dụng các thiết bị mạng chuẩn cho phép các nhà cung cấp dịch vụ IPTV hợp nhất các tín hiệu data, video, audio trên một mạng. Điều này cho phép giảm chi phí bảo dưỡng, quản lý mạng đơn giản và tăng tính linh hoạt của hệ thống chuyển mạch.
12. Router phân phối
Kiến trúc hệ thống IPTV còn bao gồm bộ định tuyến phân phối tốc độ cao, thiết bị này nằm tại các headend của các nhà cung cấp dịch vụ và chiệu trách
nhiệm truyền tải nội dung IPTV tương tác đến mạng phân phối. Bộ định tuyến này kết nối trực tiếp tới mạng trục IPTV.
13. Mạng phân phối IP
Mạng phân phối IP bao gồm hai phần như: mạng trục và mạng truy cập (1) Mạng trục IP chiệu trách nhiệm cho việc tập hợp tất cả nội dung video IP để thêm các loại lưu lượng khác trong một môi trường triple-play. (2) Mạng truy cập sử dụng một kỹ thuật ghép kênh như DSL... để truyền các dịch vụ được yêu cầu đến người sử dụng IPTV.
14. Các thiết bị người dùng IPTVCD
IPTVCD là một thiết bị phần cứng mà để giới hạn một kết nối IPTV. Trong hệ thống IPTV thì các IPTVCD chính là các RG và các IP set-top- box.Trong một mạng IPTV tất cả những thành phần này được kết hợp chặt chẽ để truyền các tài sản VoD và một số lượng lớn các kênh SD và HD.
IV. Cơ chế phân phối tín hiệu IPTV
Có ba phương pháp truyền nội dung IPTV đó là: truyền broadcast, truyền unicast và truyền multicast
1. Broadcast
Truyền broadcast sẽ truyền đến tất cả các thiết bị trong mạng kể cả những thiết bị không có yêu cầu, do đó làm tăng khả năng xử lý của các thiết bị và lãng phí băng thông mà không cần thiết, ngoài ra phương pháp này không được hỗ trợ định tuyến.
2. Unicast
Đối với truyền unicast mỗi thuê bao được thiết lập một luồng riêng tới máy chủ video, do đó nếu có nhiều thuê bao cùng muốn xem một kênh truyền hình thì các kết nối unicast được thiết lập do đó làm tốn băng thông mạng rất
nhiều, phương pháp này chỉ được sử dụng khi thuê bao có nhu cầu riêng như trong dịch vụ video theo yêu cầu VoD.
Hình 1.17: Truyền unicast
3. Multicast
Để tiết kiệm băng thông trong quá trình truyền một luồng video đến đồng thời một nhóm các thuê bao, các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng phương pháp truyền multicast.
Hình 1.18: Truyền multicast
Trong đó đối với mạng băng thông rộng ADSL thì các thiết bị “Last mile access equipment” và thiết bị “RG” chính là các DSLAM và modem ADSL. Còn đối với mạng truyền hình cáp hai chiều HFC thì đó chính là hệ thống CMTS và modem cáp.
Các nhóm và thành viên hình thành hoạt động cơ bản của kỹ thuật multicast, khi triển khai IPTV mỗi nhóm multicast là một kênh TV quảng bá và các thành viên trong một nhóm thì có quyền ngang bằng nhau khi xem kênh đó. Với kỹ thuật truyền này thì mỗi kênh IPTV chỉ được truyền đến các IP set-top- box mà có yêu cầu xem kênh đó. Điều này giữ cho việc tiêu thụ băng thông tương đối thấp và giảm gánh nặng xử lý trên các máy chủ. Hình 2.3 miêu tả tác động của việc sử dụng công nghệ multicast trên ví dụ của năm thuê bao IPTV truy cập đồng thời kênh 10.
Chỉ một bản sao được gửi từ máy chủ nội dung đến bộ định tuyến phân phối. Những bộ định tuyến này tạo ra hai bản sao và gửi chúng đến các bộ định tuyến tại các tổng đài khu vực qua kết nối IP riêng lẽ. Mỗi bộ định tuyến sẽ tạo
thành các bản sao để truyền tới cho các ngôi nhà số được kết nối tới các cổng giao tiếp của nó mà có yêu cầu xem kênh đó. Do đó phương pháp này sẽ cắt giảm số lượng kết nối IP và các dòng video đi ngang qua mạng và được các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng để quảng bả chương trình IPTV trực tuyến và là một kỹ thuật hiệu quả cho việc tận dụng hoá một hạ tầng IP hiện tại. Việc truyền multicast nội dung IPTV thì phức tạp hơn so với việc sử dụng mô hình truyền thông unicast và broadcast.
Truyền multicast qua một mạng IPTV
Truyền multicast là kỹ thuật truyền một tín hiệu video đồng thời tới nhiều người sử dụng, tất cả người xem đều nhận cùng một tín hiệu tại cùng một thời điểm nhưng không có phân các luồng cho mỗi người nhận. Nó cung cấp một cách hiệu quả để hỗ trợ băng thông cao, một đến nhiều ứng dụng trên một mạng. IP multicast còn được sử dụng rộng rãi trong các dịch vụ truyền hình quảng bá qua mạng IP bởi vì nó giảm đáng kể lượng băng thông yêu cầu để truyền nội dung IPTV chất lượng cao qua một mạng. Multicast không chỉ giảm băng thông yêu cầu của mạng mà còn giữ cho việc xử lý của các máy chủ nội dung ở mức tương đối thấp bởi vì nó chỉ truyền một bản sao của một luồng IPTV tại cùng thời điểm.Tuy nhiên truyền multicast có vài bất lợi sau:
+ Các loại điều khiển VCR không được hổ trợ: multicast không cho phép các thuê bao tua lại, dừng, tua nhanh nội dung video theo mong muốn của họ.
+ Tính linh hoạt bị giới hạn: khi các thuê bao IPTV mở các TV của họ, họ chỉ có thể xem khi mà kênh đặc biệt đó đã được tiếp diễn.
+ Tăng yêu các yêu cầu xử lý và làm việc của các bộ định tuyến: để chuyển đến đúng các cổng đầu ra, các bộ định tuyến cần giải quyết thêm các việc như sao chép các luồng video và theo dõi các bản sao của các gói video do đó làm tăng thêm gánh nặng đáng kể lên khả năng làm việc của các bộ định tuyến.
+ Hỗ trợ từ nguồn đến đích: tất cả các thành phần giữa nguồn nội dung IPTV và IPTVCD phải được yêu cầu hỗ trợ công nghệ multicast.
+ Ngăn chặn lưu thông của IP multicast: các thiết bị bảo mật như tường lửa thường được cấu hình bởi các nhà quản trị mạng để ngăn chặn các ứng dụng IP multicast. Điều này cần được quan tâm khi triển khai các dịch vụ IPTV qua mạng Internet công cộng.
Ứng dụng multicast Loại
Hội nghị truyền hình Thời gian thực
Học trực tuyến Thời gian thực và không thời
gian thực
Cập nhật chứng khoán Thời gian thực
Bản tin thời tiết trực tuyến Thời gian thực
Sao chép cơ sở dữ liệu Không thời gian thực
Cập nhật giao thông Thời gian thực
V. Dịch vụ VOD
1. Tổng quan VOD
VoD là kỹ thuật mà làm thay đỗi cách xem và tương tác của con người với TV. VoD cho phép người dùng duỵệt đến một thư viện số lưu trữ các bộ phim, các chương trình truyền hình để lựa chọn và xem ngay các tựa đề. VoD cho phép người sử dụng xem TV theo lịch trình của họ hơn là phụ thuộc vào lịch trình của các nhà cung cấp dịch vụ (Xem bất cứ cái gì và bất cứ khi nào họ muốn). Ngoài ra, VoD cho phép người xem: dừng hình, phát hình, tua tới, tua lui và xem lại nội dung video.
Trong hệ thống VoD, thư viện nội dung video được lưu trữ trên máy chủ VoD và được truy cập từ IPTVCD có hỗ trợ VoD. Quá trình yêu cầu và xem một tài sản VoD được thực hiện qua các bước sau đây:
(1) Một thuê bao chọn một tựa đề VoD từ ứng dụng truyền hình tương tác. (2) IPTVCD nhận lệnh này và gửi những lệnh này đến trung tâm dữ liệu.
(3) Tại đây hệ thống truy cập có điều kiện CA kiểm tra chứng thực thuê bao.
(4) Khi chứng thực đã hoàn thành, một luồng video unicast được chuyển đến tổng đài khu vực và chuyển tiếp đến IPTVCD có yêu cầu xem VoD.
(5) Sau đó, luồng IP này được điều khiển bởi thuê bao đó.
Với các đặc điểm của VoD thì chỉ có thể dùng phương pháp truyền unicast
để truyền nội dung VoD đến thuê bao. Trong truyền đơn điểm, mỗi luồng video
IPTV unicast được gửi đến một IPTVCD có yêu cầu, mỗi IPTVCD sẽ cần một luồng unicast riêng lẽ, mỗi luồng này sẽ theo địa chỉ đích qua mạng IP đến đích.Việc cấu hình kỹ thuật này thì khá dễ để thực hiện, tuy nhiên phương pháp này chiếm lượng băng thông mạng rất lớn.
2. Kiến trúc mạng VOD
Trong mạng băng thông rộng hai chiều công suất cao, việc triển khai dịch vụ IP-VoD còn yêu cầu một số khối kỹ thuật:
+ Các máy chủ IP-VoD
+ Các giao thức truyền tải IP-VoD + Một ứng dụng tương tác IP-VoD client
3. Tính toán băng thông mạng
Tổng số kênh IPTV xác định tổng băng thông mạng cần để cung cấp dịch vụ. Thông thường truyền hình trực tuyến sẽ chiếm một lượng băng thông cố định trên mạng, vì tất cả các kênh đều được các thuê bao sử dụng. Với dịch vụ xem phim theo yêu cầu (VoD), việc truyền tải luồng (stream) dữ liệu video đến người xem dùng unicast, mỗi người xem sẽ chiếm băng thông trên mạng tương một kênh IPTV. Do đó, dịch vụ VoD sẽ chiếm tài nguyên mạng nhiều hơn: Thông thường để tính toán băng thông cho dịch vụ VoD, người ta đưa ra con số dự báo số khách hàng xem VoD bằng 10% tổng số thuê bao IPTV.
Như vậy công thức để tính băng thông cần để cung cấp dịch vụ với các kênh truyền hình được mã hóa H.264 như sau:
BW = {[Tổng kênh trực tuyến] + [Tổng số thuê bao] x 10%} x 2Mbps Ví dụ: Nếu hệ thống có 100 kênh IPTV được mã hóa bằng H.264 (2Mbps/STV) và có 10.000 thuê bao IPTV thì băng thông cần để cung cấp dịch vụ là: (100 + 10.000 x 10%) x 2Mbps = 2.2Gbps.
Tóm lại khi tính toán băng thông mạng để triển khai cung cấp dịch vụ IPTV và VoD nhà cung cấp dịch vụ viễn thông cần quan tâm đến các vấn đề sau:
Chọn chuẩn mã hóa:
- MPEG-2: 3.5-5Mbps/kênh truyền hình chuẩn (STV) - H.264 (MPEG-4 part 10): 2Mbps/STV
Như vậy, nếu dùng chuẩn mã hóa H.264 băng thông mạng sẽ được tiết kiệm hơn, nhưng giá STP/H.264 lại đắt hơn STP/MPEG-2. Lợi về băng thông cho nhà cung cấp dịch vụ, nhưng chi phí đầu tư ban đầu của khách hàng cao.
Kết luận:
- Dịch vụ IPTV: ảnh hưởng đến băng thông mạng kết tập và mạng truy cập và phụ thuộc vào số lượng kênh IPTV phát trên mạng.
- Dịch vụ VoD: ảnh hưởng rất lớn đến băng thông mạng trục và phụ thuộc vào số lượng thuê bao sử dụng dịch vụ VoD.
Bài toán tính lưu lượng dịch vụ cho toàn mạng là một bài toán phức tạp, đôi khi cần phải dựa vào thực tế khai tác và thói quen sử dụng dịch vụ của từng địa bàn dân cư, từng khu vực cụ thể để tính toán và tùy tình hình thức tế khai thác cần có các điều chỉnh lưu lượng hợp lý.
Để tối ưu băng thông mạng đáp ứng đủ băng thông mạng cung cấp dịch vụ IPTV, thiết bị mạng cần hỗ trợ tính năng Multicast (đối với mạng trục) và IGMP (đối với mạng kết tập và mạng truy cập, trong tương lai sẽ là mạng thuê bao).
Chương 2: TỔNG QUAN WIMAX
I. Giới thiệu tổng quan về Wimax
1. Giới thiệu
Trong những năm gần đây, nhu cầu truy cập băng thông rộng đang phát triển rất nhanh chóng. WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) là một công nghệ truy cập không dây băng rộng (WBA-Wireless
Broadband Access) do Diễn đàn WiMAX xây dựng và hướng đến cung cấp các dịch vụ từ cố định đến di động. WiMax có thể cung cấp tốc độ hàng Mbit/s tới người sử dụng (end-user) và trong khoảng cách hàng km.
Chuẩn IEEE 802.16 định nghĩa các đặc tính kỹ thuật giao thức viễn thông. Diễn đàn Wimax tạo cơ hội tiềm lực để các thiết bị đang thử nghiệm của các nhà sản xuất khác nhau tương thích với nhau, cũng như thiết kế một nhóm công nghệ chuyên dụng để khuyến khích phát triển và thương mại hóa công nghệ. Chẳng bao lâu nữa, Wimax sẽ được chấp nhận để trở thành công nghệ truy cập Internet vô tuyến ở mọi nơi trên thế giới.
2. Chuẩn IEEE 802.16 và WIMAX
Chuẩn IEEE 802.16 được hình thành từ năm 1998 dành cho những ứng dụng của wireless băng rộng. Ban đầu nó tập trung vào phát triển cho việc truyền
điểm – đa điểm cho đường truyền theo tầm nhìn thẳng LOS (Light Of Sight) của những hệ thống không dây băng rộng. Đến năm 2004, một phiên bản sửa đổi được ra đời gọi là IEEE 802.16-2004 tạo nền tảng cơ bản cho giải pháp WiMAX. Những giải pháp WiMAX đầu tiên này được đưa ra dành cho những ứng dụng cố định, được gọi là WiMAX cố định. Vào tháng 12 năm 2005, nhóm IEEE hoàn thành và phê chuẩn cho IEEE 802.16e-2005, một sự bổ sung cho chuẩn IEEE 802.16-2004 để nó có thể hỗ trợ những ứng dụng di động, thường được gọi là WiMAX di động.
Theo mô tả của IEEE 802.16, WiMAX có phạm vi phủ sóng đạt tới hơn 50km và sẽ hoạt động ở dải tần từ 2GHz đến 11GHz, kết hợp được với nhiều dạng Anten như Parabol, Panel, Yagi, Ommi... Với dải tần số hoạt động này, WiMAX cho phép kết nối mà không cần thoả mãn điều kiện tầm nhìn thẳng