2.6.1 CBMS-1.
CBMS-1: Giữa mạng quảng bỏ và thiết bị đầu cuối đƣợc sử dụng dũng IP qua mạng quảng bỏ.
Hỡnh 2.17: Cỏc giao thức qua điểm tham chiếu CBMS-1.
2.6.2 CBMS-2.
CBMS-2: Giữa ứng dụng dịch vụ và thiết bị đầu cuối đƣợc sử dụng cho phõn phỏt nội dung qua mạng quảng bỏ.
2.6.3. CBMS-3.
CBMS-3: giữa quản lý dịch vụ và thiết bị đầu cuối. ESG đƣợc phõn phỏt trờn điểm tham chiếu này
Hỡnh 2.19: Cỏc giao thức qua điểm tham chiếu CBMS-3
2.6.4. CBMS-4.
CBMS-4: giữa quản lý dịch vụ và thiết bị đầu cuối qua kờnh tƣơng tỏc. điểm tham chiếu này là phần lựa chọn. nếu thiết bị đầu cuối cú khả năng đƣợc cấu hỡnh cho quản lý dịch vụ đƣợc sử dụng phõn phỏt ESG sửa chữa.
Hỡnh 2.20: Cỏc giao thức qua điểm tham chiếu CBMS-4
2.6.5. CBMS-5.
Hỡnh 2.21: Cỏc giao thức qua điểm tham chiếu CBMS-5
2.6.6. CBMS-6.
2.6.7. CBMS-7.
CHƯƠNG 3
Mễ HèNH PHÂN PHÁT DỮ LIỆU QUA HỆ THỐNG DVB-H
Hệ thống IPDC cú khả năng truyền nhiều định dạng dữ liệu khỏc nhau nhƣ là: õm thanh, hỡnh ảnh, văn bản, ảnh, và file nhị phõn. Cỏc dịch vụ phõn phỏt nội dung đƣợc đề cập trong IPDC đƣợc phõn thành hai loại: phõn phỏt file và phõn phỏt dũng thời gian thực.
Trong phần phõn phỏt dữ liệu IPDC đƣợc chia thành 3 lớp chức năng phõn biệt: Lớp truyền tải, thuật toỏn phõn phỏt, cỏc dịch vụ sử dụng.
- Lớp truyền tải : Cung cấp cơ chế truyền tải dữ liệu IP. Trong IPDC / DVB-H thỡ DVB-H đƣợc sử dụng để vận chuyển cỏc luồng quảng bỏ một cỏch hiệu quả từ 1 tới nhiều. Việc truyền tải trong DVB-H cú thể sử dụng với cơ chế điểm - điểm theo từng dịch vụ yờu cầu.
- Thuật toỏn phõn phỏt: Khi phõn phỏt nội dung tới thiết bị thu thỡ cú thể sử dụng một hoặc nhiều thuật toỏn phõn phỏt. Hai thuật toỏn đƣợc xỏc định là phõn phỏt file và phõn phỏt dũng thời gian thực. Lớp phõn phỏt cung cấp cỏc chức năng nhƣ là bảo mật, khúa, kiểm soỏt độ tin cậy bằng cỏc kỹ thuật sửa lỗi trƣớc FEC và cỏc thủ tục phõn phỏt nhƣ là: bỏo cỏo, sửa chữa
- Sử dụng dịch vụ: là cỏc ứng dụng.
Với sự phõn chia cỏc chức năng trờn, chƣơng này sẽ tập trung vào phõn tớch cỏc thuật toỏn phõn phỏt dữ liệu và cơ chế truyền tải dữ liệu IP trong mạng quảng bỏ số [4].
3.1. Mễ HèNH TRUYỀN DỮ LIỆU QUA DVB-H. [9, 14]
Hỡnh3.1: Mụ hỡnh truyền dữ liệu qua DVB-H
Theo mụ hỡnh trờn hệ thống truyền dữ liệu qua DVB-H đƣợc chia thành hai phần: phần mó húa dữ liệu IPDC và phần truyền tải dữ liệu đó đƣợc mó húa DVB-H. Cỏc kiểu nội dung khỏc nhau nhƣ õm thanh, hỡnh ảnh, văn bản, cỏc file nhị phõn khỏc nhau từ nơi gửi đƣợc phõn phỏt qua cỏc giao thức trong phần IPDC thành cỏc dũng IP. Sau đú dũng IP này đƣợc truyền tải qua mụi trƣờng DVB-H, dũng tớn hiệu sau khi ra khỏi khối đúng gúi dịch vụ sẽ thành dũng truyền MPEG2 và đƣa lờn kờnh truyền phỏt quảng bỏ. Tại cỏc thiết bị phần thu, sau khi loại bỏ phần đúng gúi dịch vụ dũng MPEG 2 chuyển thành dũng dữ liệu IP và chuyển đến phần giải mó IPDC . Thiết bị thu sẽ nhận đọc đƣợc nội dung mà bờn gửi truyền nhờ cỏc giao thức trong phần IPDC.
3.2. PHẦN MÃ HểA DỮ LIỆU IP DATACASTING. [4, 12,13]
IPDC sử dụng giao thức IP nhƣ là giao thức truyền dẫn dữ liệu cơ bản. Đõy cũng là một điểm mới đƣợc so sỏnh với cỏc tiờu chuẩn truyền hỡnh số mà tớch hợp tất cả cỏc đặc tớnh cần thiết để truyền dẫn nội dung từ tham số súng vật lý tới cỏc định dạng nộn nội dung. Phần này mụ tả cỏc giao thức sử dụng trong IPDC. Cỏc giao thức này đƣợc chia thành 3 nhúm cơ bản: cỏc giao thức vận chuyển, cỏc giao thức phõn phỏt dũng thời gian thực, cỏc giao thức phõn phỏt file.
Hỡnh 3.2 : Chồng giao thức trong IPDC
Nhƣ hỡnh vẽ giao thức IP là giao thức truyền dữ liệu chớnh. Giao thức này đƣợc sử dụng với giao thức UDP để cung cấp cỏc phiờn dữ liệu. Giao thức FLUTE dựng để truyền cỏc file theo một hƣớng duy nhất. Giao thức này dựa trờn mó lớp khụng đồng bộ ALC. Cỏc dũng thời gian thực đƣợc truyền đi nhờ giao thức truyền thời gian thực RTP và giao thức điều khiển truyền thời gian thực RTCP.
3.2.1. Giao thức phõn phỏt dũng thời gian thực (RTP). [7, 18]
Giao thức RTP cung cấp phõn phỏt cỏc loại hỡnh dịch vụ cú đặc tớnh thời gian thực nhƣ õm thanh, hỡnh ảnh. Cỏc dịch vụ này bao gồm xỏc định kiểu tải tin, số tuần tự, nhón thời gian, và kiểm tra việc phõn phỏt. Cỏc ứng dụng chạy RTP phớa trờn UDP để thực hiện sử dụng bộ chức năng tập hợp và kiểm tra tổng. Tuy nhiờn RTP cú thể đƣợc sử dụng ở dƣới lớp mạng hay cỏc giao thức vận chuyển. RTP vận chuyển dữ liệu tới nhiều địa chỉ đớch sử dụng chức năng phõn phối quảng bỏ nếu đƣợc cung cấp ở lớp dƣới mạng.
RTP cú hai phần chớnh:
Giao thức vận chuyển thời gian thực RTP: mang cỏc dữ liệu cú thuộc tớnh thời gian thực.
Giao thức điều khiển RTP: để kiểm tra chất lƣợng dịch vụ và để vận chuyển cỏc thụng tin về cỏc thành phần vận chuyển.
3.2.1.1 Giao thức vận chuyển dữ liệu RTP.
RTP (giao thức vận chuyển thời gian thực) đặc tả một tiờu chuẩn định dạng gúi tin dựng để truyền õm thanh và hỡnh ảnh qua internet. Tiờu chuẩn này đƣợc phỏt triển bởi nhúm Audio Video Transport Working.
Cỏc trƣờng cú ý nghĩa nhƣ sau: Version (V) cú 2 bit:
Trƣờng này xỏc định phiờn bản của RTP. Padding (P): 1 bit:
Nếu bit này đặt thỡ gúi cú chứa một hay nhiều cỏc octet đƣợc thờm vào (đõy khụng phải là tải tin). Octet cuối cựng cú chứa số octet đƣợc thờm vào.
Extention (X) 1 bit: Phần mở rộng tiờu đề CSRC (CC) 4 bit:
Cú chứa số lƣợng CSRC trong phần tiờu đề Marker (M) 1 bit
Điểm đỏnh dấu nhƣ cỏc đƣờng biờn của khung khi truyền gúi Kiểu tải tin (PT) 7 bit:
Xỏc định kiểu tải tin RTP, cung cấp đến 128 kiểu mó húa khỏc nhau. Vớ dụ nhƣ Audio: PCM luật A, M, GSM; Video: MPEG, JPEG, H264.
Số tuần tự 16 bit:
Dựng để đếm cỏc gúi dữ liệu RTP gửi đi, đƣợc sử dụng để phỏt hiện cỏc gúi mất và khụi phục tuần tự cỏc gúi.
Nhón thời gian 32 bit: đƣa ra mẫu byte audio/video đầu tiờn trong gúi đƣợc sử dụng để loại bỏ tham số Jitter trong mạng.
- Tần số xung nhịp phụ thuộc vào cỏc ứng dụng. - Giỏ trị ban đầu ngẫu nhiờn.
- Cỏc gúi cú thời gian timestamp bằng nhau hay khỏc nhau.
Xỏc định nguồn đồng bộ SSRC 32 bit: một chỉ số cho nguồn dũng và gỏn một số ngẫu nhiờn.
Xỏc định nguồn phõn phối CSRC 32 bit:
Xỏc định nguồn phõn phối cho tải tin trong gúi này.
3.2.1.2. Giao thức điều khiển RTP.
RTCP dựa trờn sự truyền dẫn liờn tục của sự điều khiển cỏc gúi tới tất cả cỏc thành phần trong một phiờn, sử dụng cơ chế giống nhƣ cỏc gúi dữ liệu. Giao thức cơ bản cung cấp việc tập hợp dữ liệu và điều khiển cỏc gúi. RTCP thực hiện 4 chức năng sau:
Chức năng cơ bản là để cung cấp sự phản hồi về chất lƣợng của phõn phối dữ liệu. Đõy là phần quan trọng của giao thức RTP nhƣ một giao thức vận chuyển với sự liờn quan đến luồng, chức năng điều khiển tắc nghẽn của cỏc giao thức khỏc. Sự phản hồi này rất cú lợi cho việc mó húa tƣơng thớch.
RTCP mang sự xỏc định mức vận chuyển liờn tục cho một nguồn RTP và đƣợc gọi là Canonical (chuẩn húa) hay CNAME. Do sự xỏc định SSRC cú thể bị thay đổi nếu cú sự xung đột hay một chƣơng trỡnh bị khởi động lại thỡ bộ nhận sử dụng CNAME để lƣu lại đoạn của mỗi một thành phần. Bộ nhận cũng cú thể yờu cầu CNAME để tập hợp cỏc dũng dữ liệu từ cỏc thành phần của sự liờn quan cỏc phiờn RTP.
Hai chức năng đầu yờu cầu tất cả cỏc thành phần gửi cỏc gúi RTCP do đú tốc độ phải đƣợc điều khiển để RTP xắp xếp đƣợc nhiều cỏc thành viờn. Mỗi thành viờn gửi một gúi điều khiển của nú tới cỏc thành viờn khỏc mà mỗi thành viờn cú thể theo dừi số lƣợng cỏc thành viờn khỏc. Số này đƣợc dựng để tớnh toỏn tốc độ mà cỏc gúi đƣợc gửi.
Chức năng thứ 4 là để vận chuyển thụng tin điều khiển tối thiểu phiờn. Điều này giống nhƣ điều khiển mối liờn hệ giữa cỏc thành viờn nhập vào hay tỏch ra.
Định dạng gúi RTCP
Hỡnh 3.3: Gúi trộn RTCP.
SR: Bỏo cỏo nguồn và thống kờ nguồn. Thời gian tuyệt đối (NTP), nhón thời gian timestamp RTP, số lƣợng cỏc gúi gửi đi RTP, số lƣợng byte gửi đi RTP, bỏo cỏo thống kờ nguồn SSRC1, SSRC2, ....SSRCn. Bỏo cỏo thống kờ: phõn mảnh cỏc gúi mất, số cỏc gúi mất, số tuần tự cuối cựng nhận đƣợc, ƣớc lƣợng tham số Jitter, nhón thời gian timestamp của gúi SR cuối cựng nhận đƣợc.
RR: Bỏo cỏo nhận và thống kờ nhận từ cỏc thành viờn là cỏc thành viờn gửi khụng tớch cực.
SDES: Mụ tả nguồn bao gồm trƣờng CNAME. BYE: Chỉ thị sự kết thỳc cỏc thành phần.
APP: Chức năng đặc tớnh ứng dụng.
Mỗi gúi RTCP bắt đầu với một phần cố định giống nhƣ cỏc gúi dữ liệu RTP. Việc yờu cầu liờn kết và một trƣờng độ dài trong phần cố định của mỗi gúi đƣợc bao gồm cỏc gúi RTCP. Cỏc gúi RTCP đƣợc ràng buộc với nhau và đƣợc trộn lại với nhau rồi gửi đi trong một gúi đơn của lớp giao thức dƣới nhƣ là UDP. Mỗi một gúi RTCP riờng trong tập hợp gúi đƣợc xử lý độc lập nhau.
3.2.1.3. Sự hoạt động của phõn phỏt dũng thời gian thực qua giao thức RTP.[16]
Hỡnh 3.4: Đúng gúi một dũng õm thanh để truyền tải qua dũng truyền DVB
Dũng õm thanh đƣợc chia thành cỏc gúi đơn vị dữ liệu sau khi sử dụng giao thức RTP. Sau khi đó cộng thờm cỏc thụng tin đồng bộ để mỏy thu cú thể đồng bộ cỏc dũng õm thanh với thời gian trễ, thụng tin Jitter trong khi truyền đi nhờ giao thức điều khiển RTCP. Phần tiờu đề của mỗi gúi RTP cộng thờm 12-72 byte. Sau đú gúi đơn vị dữ liệu này đƣợc truyền qua giao thức vận chuyển UDP. Khi qua giao thức vận chuyển này phần tiờu đề đƣợc cộng thờm 8 byte. Tiếp theo, cỏc gúi UDP này đƣợc truyền qua giao thức IPv6. Mỗi gúi đơn vị dữ liệu IP cú chứa tối đa là 4 080 byte trong đú bao gồm 40 byte cho tiờu đề IPv6 và IPSec. Cỏc gúi đơn vị dữ liệu IP đƣợc truyền đến phần đúng gúi đa giao thức MPE. Tại đõy mỗi đơn vị dữ liệu IP đƣợc cộng thờm 12 byte tiờu đề và 4 byte kiểm tra tổng. Nhƣ vậy ở phần này mỗi đơn vị dữ liệu cú tối đa là 4096 byte (4080 byte là của đơn vị dữ liệu IP). Dũng õm thanh này đƣợc truyền xuống dũng truyền DVB, dũng truyền này cú dung lƣợng khoảng 12Mbps. Dũng truyền này đƣợc chia thành 30 -50 cỏc slot, mỗi slot khoảng
vài trăm mili giõy và mỗi slot là một dũng õm thanh. Ở phần này cỏc gúi dữ liệu cú kớch thƣớc là 184 byte dữ liệu và 4 byte tiờu đề.
3.2.2. Giao thức phõn phỏt file (FLUTE).[4]
3.2.2.1. Khỏi niệm giao thức phõn phỏt file
Giao thức Flute dựng để phõn phỏt cỏc file và cỏc đối tƣợng nhị phõn rời rạc khỏc nhƣ ảnh, văn bản, tài liệu, cỏc dịch vụ download. Giao thức FLUTE đƣợc thiết kế cho việc truyền dẫn qua mạng Internet ở phớa trờn lớp UDP/IP và đƣợc đồng bộ với mụi trƣờng truyền dẫn phõn phỏt một- nhiều mà khụng bị kờnh hồi tiếp. Gần đõy giao thức FLUTE đƣợc phỏt triển cho phõn phỏt nội dung cho cỏc dịch vụ trong DVB-H.
Giao thức FLUTE đƣợc xõy dựng dựa trờn giao thức mó húa lớp khụng đồng bộ ALC. Giao thức ALC là tổ hợp của khối vận chuyển mó lớp LCT, khối điều khiển nghẽn CC và khối sửa lỗi trƣớc FEC.
Hỡnh 3.5: Cấu trỳc khối của FLUTE 3.2.2.2. Cơ chế hoạt động của giao thức FLUTE.[20]
Núi chung ALC tập trung vào điều khiển tắc nghẽn, phõn phỏt nội dung khụng đồng bộ một cỏch tin cậy từ một ngƣời gửi tới khụng giới hạn ngƣời nhận. Khối vận chuyển mó lớp LCT cung cấp mức truyền dẫn đảm bảo tin cậy nội dung và dũng truyền, nhƣng ngƣợc lại khối sửa lỗi trƣớc FEC cung cấp độ tin cậy và phõn phỏt khụng đồng bộ của dữ liệu. Giao thức ALC sử dụng LCT để cung cấp chức năng quản lý phần trong band (in-band).
Cỏc file, hay cỏc đối tƣợng cần vận chuyển khỏc cú kớch thƣớc là một vài Kbyte đến Mbyte thƣờng lớn hơn nhiều kớch thƣớc lớn nhất khối truyền (MTU) của phần dƣới lớp mạng do đú chỳng cần đƣợc làm thớch hợp trƣớc khi đƣợc yờu cầu truyền. Giao thức FLUTE cung cấp hai phõn đoạn của đối tƣợng truyền. Giả sử một đối tƣợng cần truyền là một file nhị phõn và cú kớch thƣớc là L byte. Đầu tiờn file nhị phõn này đƣợc biểu diễn thành S khối nhỏ. Cỏc khối nhỏ này đƣợc tạo ra bởi thuật toỏn khối và đƣợc gọi là khối nguồn. Thuật toỏn khối này sẽ xỏc định cấu trỳc của khối nguồn nhƣ là số lƣợng khối nguồn: S và gỏn cho mỗi khối nguồn một kớch thƣớc nào đú. Kớch thƣớc lớn nhất của khối nguồn đƣợc xỏc định bằng bộ đệm trong thiết bị thu nhƣ một số hạn chế của ứng dụng FEC. Tuy nhiờn cỏc khối này cú thể hoàn toàn linh hoạt, kớch thƣớc cỏc khối này khụng cần xỏc định một cỏch chớnh xỏc bởi một số quy định trong giao thức FLUTE hay cỏc đặc tớnh phõn phỏt file trong DVB-H.
Cỏc khối nguồn này đƣợc phõn đoạn thành K bằng kớch thƣớc cỏc ký hiệu nguồn với độ dài của mỗi ký hiệu nguồn là T byte, ở đõy K là kớch thƣớc khối nguồn (số ký hiệu mó húa). Cỏc ký hiệu nguồn cú khối dữ liệu là nhỏ nhất đƣợc truyền qua mạng. Thụng thƣờng độ dài ký hiệu nguồn đƣợc lựa chọn sẽ khụng đƣợc vƣợt quỏ kớch thƣớc trong phần kết hợp với tất cả cỏc tiờu đề MTU của lớp dƣới mạng.
Hỡnh 3.6: Đối tượng vận chuyển và mó húa ký hiệu tới cỏc gúi FLUTE
Giao thức FLUTE cung cấp một thuật toỏn mó húa ký hiệu: thuật toỏn sửa lỗi trức FEC để đảm bảo độ tin cậy khi truyền file. Bộ mó húa FEC cung cấp cho N ký hiệu mó húa từ K ký hiệu nguồn. Mó húa FEC thực hiện cho từng khối nguồn.
Cỏc ký hiệu mó húa cú độ dài giống với ký hiệu nguồn và độ dài ký hiệu mó húa là T. Trong trƣờng hợp này phƣơng phỏp mó húa FEC đƣợc ứng dụng, K ký hiệu mó húa đầu tiờn là giống hệt với ký hiệu nguồn và cũn N - K ký hiệu là ký hiệu chẵn lẻ. Ngƣời gửi cú thể thay đổi kớch thƣớc ký hiệu mó húa T, độ dài khối nguồn K, lựa chọn số ký hiệu mó húa N. Sau đú ký hiệu mó húa đƣợc đúng gúi cựng với phần tiờu đề FLUTE thành cỏc gúi FLUTE và đƣợc sắp xếp trờn cỏc gúi UDP/IP phõn quyền và truyền qua mạng.
Để cho phộp thiết bị thu cú thể cấu trỳc lại thỡ tất cả cỏc tham số đi theo cựng với vị trớ của mỗi ký hiệu mó húa trong cỏc khối mó húa, sự sỏt nhập giữa khối mó húa và đối tƣợng vận chuyển phải đƣợc truyền tới thiết bị nhận. Chớnh vỡ điều này mà hai thuật toỏn đƣợc dự đoỏn trƣớc cựng với giao thức FLUTE đú là phần tiờu đề của FLUTE đƣợc gỏn quyền ƣu tiờn tới mỗi ký hiệu mó húa, hay là sử dụng một đối tƣợng vận chuyển đặc biệt nhƣ là