Báo cáo đồ án tốt nghiệp
1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG
——————————-
iso 9001:2008
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
Ngƣời hƣớng dẫn: KS Nguyễn Huy Dũng
Sinh viên : Chu Thị Thi
HẢI PHÕNG – 2010
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG
———————————–
TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH INTERNET (IPTV)
VÀ HỆ THỐNG IPTV TẠI VIỆT NAM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
NGÀNH : ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
Ngƣời hƣớng dẫn : KS. Nguyễn Huy Dũng
Sinh viên : Chu Thị Thi
H¶i phßng – 2010
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
3
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG
————————————–
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Sinh viên
: Chu Thị Thi
Mã số: 100365
Lớp
: ĐT1001
Ngành: Điện tử viễn thông
Tên đề tài : Tìm hiểu công nghệ truyền hình Internet (IPTV)
và hệ thống IPTV tại Việt Nam
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
4
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp
( về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ).
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán.
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp.
……………………………………………………………………………..
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
5
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất:
Họ và tên : Nguyễn Huy Dũng
Học hàm, học vị: Kỹ sƣ
Cơ quan công tác : Trƣờng Đại học Dân lập Hải Phòng.
Nội dung hƣớng dẫn
:………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………
……..
………………………………………………………………………………….
.…..
……………………………………………………………………………..…
……..
……………………………………………………………………………..…
……..
Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai:
Họ và tên
:…………………………………………………………………………………………………
Học hàm, học vị
:……………………………………………………………………………………….
Cơ quan công tác
:……………………………………………………………………………………..
Nội dung hƣớng dẫn
:………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………..…
……..
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
6
…………………………………………………………………………..……
……..
……………………………………………………………………………..…
……..
Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày ……. tháng ……. năm 2010.
Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày ……. tháng ……. năm 2010.
Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN
Sinh viên
Người hướng dẫn
Hải Phòng, ngày ……. tháng ……. năm 2010.
HIỆU TRƢỞNG
GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị
PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp:
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
7
2. Đánh giá chất lƣợng của đồ án ( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong
nhiệm vụ Đ.T.T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu…):
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn (ghi cả số và chữ) :
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
Hải Phòng, ngày ……. tháng ……. năm 2010.
Cán bộ hƣớng dẫn
PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN
1. Đánh giá chất lƣợng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số
liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phƣơng án tối ƣu, cách tính toán chất lƣợng
thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài.
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
8
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
2. Cho điểm của cán bộ phản biện. (Điểm ghi cả số và chữ).
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
Hải Phòng, ngày ……. tháng ……. năm 2010.
Ngƣời chấm phản biện
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
9
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU …………………………………………………………………………………….. 1
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ IPTV
…………………………………………………….. 3
1.1. KHÁI NIỆM IPTV
…………………………………………………………………………. 3
1.2. CẤU TRÚC MẠNG IPTV ……………………………………………………………… 5
1.2.1. Cơ sở hạ tầng của mạng IPTV ………………………………………………………. 5
1.2.2. Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV
…………………………………………… 6
1.3. VẤN ĐỀ PHÂN PHỐI IPTV
………………………………………………………….. 8
1.3.1. IP Unicast ………………………………………………………………………………….. 9
1.3.2. IP Broadcast
……………………………………………………………………………… 10
1.3.3. IP Multicast
…………………………………………………………………………….. 11
1.4. CÁC CÔNG NGHỆ CHO IPTV
…………………………………………………….. 12
1.4.1. Vấn đề sử lý nội dung ………………………………………………………………… 12
1.4.2. VoD và Video server
………………………………………………………………….. 13
1.4.3. Các hệ thống hỗ trợ hoạt động …………………………………………………….. 15
1.5. CÁC DỊCH VỤ VÀ ỨNG DỤNG CỦA IPTV ………………………………… 16
1.5.1. Truyền hình quảng bá kỹ thuật số
………………………………………………… 17
1.5.2. Video theo yêu cầu VoD …………………………………………………………….. 17
1.5.3. Quảng cáo có địa chỉ ………………………………………………………………….. 18
Chƣơng 2: CÁC KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV …………………… 19
2.1. CÁC LOẠI MẠNG TRUY CẬP BĂNG RỘNG ……………………………… 19
2.2. IPTV PHÂN PHỐI TRÊN MẠNG TRUY CẬP CÁP QUANG
…………. 19
2.2.1. Mạng quang thụ động…………………………………………………………………. 20
2.2.2. Mạng quang tích cực ………………………………………………………………….. 24
2.3. IPTV PHÂN PHỐI TRÊN MẠNG ADSL ………………………………………. 24
2.3.1. ADSL ………………………………………………………………………………………. 24
2.3.2. ADSL2 …………………………………………………………………………………….. 26
2.3.3. VDSL
……………………………………………………………………………………………………….
27
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
10
2.4.1. Tổng quan về kỹ thuật HFC……………………………………………………………………
29
2.4.2. IPTV phân phối trên mạng truyền hình cáp…………………………………………..
30
2.5. IPTV PHÂN PHỐI TRÊN MẠNG INTERNET ……………………………………..
32
2.5.1. Các kênh truyền hình Internet streaming ………………………………………………
32
2.5.2. Download Internet
…………………………………………………………………………………..
33
2.5.3. Chia sẻ video ngang hàng
……………………………………………………………………….
34
2.6. CÁC CÔNG NGHỆ MẠNG LÕI IPTV …………………………………………………..
35
2.6.1. ATM và SONET/SDH ……………………………………………………………………………
35
2.6.2. IP và MPLS
……………………………………………………………………………………………..
36
2.6.3. Metro Ethernet ………………………………………………………………………………………..
38
Chƣơng 3: QUẢN LÝ MẠNG IPTV……………………………………………………. 40
3.1. HỆ THỐNG QUẢN LÝ MẠNG IPTV
…………………………………………………….
40
3.1.1. Sử dụng giao thức SNMP để quản lý mạng IPTV ………………………………..
42
3.1.2. Quản lý thiết bị bằng trình duyệt web ……………………………………………………
45
3.2. QUẢN LÝ CÀI ĐẶT ………………………………………………………………………………..
47
3.3. GIÁM SÁT THỰC THI VÀ KIỂM TRA MẠNG
…………………………………..
48
3.4. QUẢN LÝ VÀ DỰ PHÒNG …………………………………………………………………….
50
3.5. QUẢN LÝ KHÔNG GIAN ĐỊA CHỈ IP
………………………………………………….
52
3.6 XỬ LÝ CÁC SỰ CỐ IPTV
………………………………………………………………………..
53
3.7. QUẢN LÝ QUYỀN NỘI DUNG SỐ
……………………………………………………….
54
3.8. QUẢN LÝ CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ QoS
……………………………………………
55
3.8.2 Phân lớp dịch vụ ………………………………………………………………………………………
57
3.8.3. Các cam kết cấp độ dịch vụ ……………………………………………………………………
58
Chƣơng 4: PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG IPTV TẠI VIỆT NAM
…………… 60
4.1. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN DỊCH VỤ IPTV TRONG KHU VỰC ……… 60
4.2. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN DỊCH VỤ IPTV TẠI VIỆT NAM …………… 61
4.2.1. Hạ tầng Internet tại Việt nam ……………………………………………………….. 61
4.2.2. Lựa chọn công nghệ và thiết bị ……………………………………………………. 63
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
11
4.3. CÁC GIẢI PHÁP HỆ THỐNG
……………………………………………………….. 66
4.4. ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHON PHƢƠNG ÁN
………………………………….. 73
KẾT LUẬN ………………………………………………………………………………………. 74
Tài liệu tham khảo ……………………………………………………………………………. 75
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
12
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Thuật ngữ
viết tắt
Thuật ngữ Tiếng Anh đầy đủ
Thuật ngữ Tiếng Việt đầy
đủ
A
ADSL
Asymmetric Digital Subcriber
Line
Đƣờng đây thuê bao số bất
đối xứng
AON
Active Optical Network
Mạng quang tích cực
ATM
Asynchronnuos Transfer Mode
Mode truyền dẫn bất đồng
bộ
B
BPON
Broadband
Passive
Optical
Network
Mạng thụ động băng rộng
C
CAS
Conditional Access System
Hệ thống truy cập có điều
kiện
CMTS
Cable
Modem
Termination
System
Hệ thống kết cuối modem
cáp
CPU
Central Processing Unit
Đơn vị xử lý trung tâm
D
DSLAM
Digital Subscriber Line Access
Multiplexer
Bộ ghép kênh truy cập
đƣờng dây thuê bao số
DRM
Digital Rights Management
Quản lý quyền nội dung số
DSL
Digital Subscriber Line
Đƣờng dây thuê bao số
DHCP
Dynamic
Host
Configuration
Protocol
Giao thức cấu hình Host
động
DWDM
Dense
Wavelength
Division
Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo
mật độ bƣớc sóng
DVB
Digital Video Broadcasting
Quảng bá video số
E
EPG
Electronic Program Guide
Chỉ dẫn chƣơng trình điện
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
13
tử
EPON
Ethernet Passive Optical Network Mạng thụ động Ethernet
EVC
Ethernet Virtual Connection
Kết nối ảo Ethernet
F
FTP
File Transfer Protocol
Giao thức vận chuyển
FTTC
Fiber To The Curd
Cáp quang tới lề đƣờng
FTTH
Fiber To The Home
Cáp quang tới hộ gia đình
FTTN
Fiber To The Neighbourhood
Cáp quang tới vùng lân cận
FTTRO
Fiber To The Regional Office
Cáp quang tới tổng đài khu
vực
G
GPON
Gigabit PON
Mạng
quang
thụ
động
Gigabit
GiE
Gigabit Ethernet
Giao thức Gigabit Ethernet
H
HD
High Definition
Định dạng chất lƣợng cao
HDTV
High Definition Televison
Truyền hình chất lƣợng cao
HFC
Hybird Fiber Coaxial
Hỗn hợp cáp quang/ đồng
trục
HTTP
Hyper Text Transfer Protocol
Giao thức vận chuyển siêu
văn bản
HTTPS
Hyper Text Transfer Protocol
Secure
Giao thức HTTP bảo đảm
I
IP
Internet Protocol
Giao thức Internet
IPTV
Internet Protocol Television
Truyền
hình
giao
thức
Internet
IPTVCD
IPTV Cunsumer Device
Thiết bị khách hàng IPTV
ISP
Internet Service Provider
Nhà cung cấp dịch vụ
Internet
ITU-T
InternationalTelecommunications Tổ chức viễn thông quốc tế
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
14
Union – Telecommunication
về các tiêu chuẩn viễn thông
L
LSR
Label Switch Router
Router chuyển mạch nhãn
LIB
Label Information Base
Cơ sở thông tin nhãn
M
MEF
Metro Ethernet Forum
Diễn đàn Metro Ethernet
MIB
Base Information Management
Cơ sở thông tin quản lý
MPEG
Moving Picture Experts Group
Nhóm chuyên gia về ảnh
động
MPLS
Multi-Protocol Label Switching
Chuyển mạch nhãn đa giao
thức
N
NMS
Network Management System
Hệ thống quản lý mạng
NTSC
National
Television
System
Committee
Ủy ban hệ thống truyền hình
quốc gia (Mỹ)
O
OC
Optical Carrier
Sóng mang quang
OSS
Operational Support System
Hệ thống hỗ trợ hoạt động
OLT
Optical Line Temrmination
Kết cuối đƣờng quang
ONT
Optical Network Termination
Kết cuối mạng quang
OSI
Open Systems Interconnection
Liên kết hệ thống mở
P
PC
Personal Computer
Máy tính cá nhân
PON
Passive Optical Network
Mạng quang thụ động
PSTN
Public
Switched
Telephone
Network
Mạng điện thoại chuyển
mạch công cộng
Q
QoS
Quality of Service
Chất lƣợng dịch vụ
R
RF
Radio Frequency
Tần số vô tuyến
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
15
RTP
Real Time Protocol
Giao thức thời gian thực
RTSP
Real Time Streaming Protocol
Giao thức Streaming thời
gian thực
S
SD
Standard Definition
Định dạng chất lƣợng
SDH
Synchronous Digital Hierarchy
Ghép kênh cấp độ số đồng
bộ
SNMP
Simple Network Management
Protocol
Giao thức quản lý mạng đơn
giản
SONET
Synchronous Optical Network
Mạng quang đồng bộ
STB
Set Top Box
Bộ giải mã
Streaming
Phƣơng thức để phân phối video hoặc nội dung khác trên mạng
trong các luồng nối tiếp nhau theo một tỷ lệ phù hơp với tốc độ
dữ liệu đƣợc sử dụng bởi thiết bị hiển thị.
T
TCP/IP
Transmission Control Protocol
Internet Protocol
Giao thức điều khiển vận
chuyển trên nền IP
THVN
Truyền hình Việt Nam
U
URL
Universal Resource Locator
Bộ xác định địa chỉ tài
nguyên
T
VoD
Video on Demand
Video theo yêu cầu
VLAN
Virtual Local Area Network
Mạng LAN ảo
W
WDM
Wavelength
Division
Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo
bƣớc sóng
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
16
LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời đại công nghệ thông tin hiện nay, con ngƣời với trình độ
dân trí ngày càng cao dẫn tới sự đòi hỏi về nhu cầu giải trí càng cao, đòi hỏi
phải đáp ứng đƣợc những nhu cầu sở thích cá nhân của ngƣời xem truyền
hình. Từ đó dịch vụ IPTV ra đời với các tính năng vƣợt trội đã mang lại cho
con ngƣời những cảm nhận mới về truyền hình mà chỉ có dịch vụ IPTV mới
chỉ có thể đáp ứng đƣợc so với các công nghệ truyền hình khác hiện tại. Trên
thế giới IPTV đã đƣợc triển khai mạnh mẽ và thu đƣợc lợi nhuận rất lớn.Tại
Việt Nam, dịch vụ IPTV đã bắt đầu đƣợc thử nghiệm cung cấp với một số
dịch vụ cơ bản. Cơ sở hạ tầng mạng băng rộng tại Việt Nam đã và đang phát
triển mạnh mẽ đáp ứng đƣợc nhu cầu giải trí của ngƣời xem truyền hình.
IPTV với tính năng vƣợt trội, cùng với chi phí giá thành thấp do đó
IPTV sẽ phát triển mạnh mẽ và là dịch vụ truyền hình số 1 trong tƣơng lai
không xa.
IPTV là vấn đề đang đƣợc nhiều ngƣời quan tâm, sau một thời gian tìm
hiểu cùng với sự hƣớng dẫn của thầy giáo Nguyễn Huy Dũng em đã hoàn
thành xong đồ án tốt nghiệp với đề tài “Tìm hiểu công nghệ truyền hình
Internet (IPTV) và hệ thống IPTV tại Việt Nam”. Nội dung báo cáo bao
gồm những phần chính sau:
Chƣơng I: Tổng quan về IPTV
Chƣơng này trình bày về IPTV, cấu trúc mạng IPTV, vấn đề phân phối
IPTV, các công nghệ cho IPTV và cuối cùng là một số dịch vụ và ứng
dụng của IPTV
Chƣơng II: Các giải pháp phân phối IPTV
Chƣơng này đƣa ra các giải pháp triển khai mạng phân phối nội dung
IPTV. IPTV có thể đƣợc triển khai trên các mạng sau: mạng truy cập sợi
quang, mạng ADSL, mạng truyền hình cáp và mạng Internet. Ngoài ra
chƣơng này còn tìm hiểu một số công nghệ mạng lõi cho mạng IPTV.
Chƣơng III: Quản lý mạng IPTV
Chƣơng này tìm hiểu về hệ thống quản lý mạng IPTV, các vấn đề quản lý
cài đặt, các sự cố, quản lý dự phòng, quản lý Qos. Ngoài ra, chƣơng này
còn tìm hiểu việc giám sát, kiểm tra và xử lý các sự cố trên mạng IPTV.
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
17
Chƣơng IV: Phát triển hệ thống IPTV tại Việt Nam
Chƣơng này tìm hiểu về tình hình phát triển dịch vụ IPTV trong khu vực
và tại Việt Nam, và đƣa ra các giải pháp hệ thống.
Do IPTV là công nghệ mới và đang phát triển. Do đó khả năng tìm hiểu
còn hạn chế chƣa đƣợc đầy đủ và xác thực, bài báo cáo còn nhiều thiếu sót
mong đƣợc sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để báo cáo đƣợc
hoàn thiện hơn.
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
18
Chƣơng 1
TỔNG QUAN VỀ IPTV
Truyền hình dựa trên giao thức Internet IPTV (Internet Protocol –
based Television) – là một cơ chế để truyền tải luồng nội dung truyền hình
dựa trên nền tảng là một mạng sử dụng giao thức IP. Lợi ích của cơ chế này là
khả năng phân phối nhiều loại tín hiệu truyền hình khác nhau, tăng các tính
năng tƣơng tác và cải tiến để tƣơng tác và cải tiến để tƣơng thích với mạng
các thuê bao đang tồn tại.
Sự phát triển nhanh chóng của mạng Internet băng rộng làm thay đổi cả
về nội dung và kỹ thuật truyền hình. Sự vƣợt trội trong kỹ thuật truyền hình
của IPTV là tính năng tƣơng tác giữa hệ thống với ngƣời xem, cho phép
ngƣời xem chủ động về thời gian và khả năng triển khai dịch vụ giá trị gia
tăng tiện ích khác trên hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu của ngƣời sử dụng.
Đây là xu hƣớng hội tụ của mạng viễn thông thế giới.
1.1
. KHÁI NIỆM IPTV
IPTV truyền hình sử dụng giao thức IP là một hệ thống ở đó các dịch
vụ truyền hình số cung cấp tới các thuê bao sử dụng giao thức IP trên kết nối
băng rộng. IPTV thƣờng đƣợc cung cấp cùng với dịch vụ VoD và cũng có thể
cung cấp cung với các dịch vụ Internet khác nhƣ truy cập Web và VoIP.
Khi mới bắt đầu IPTV đƣợc gọi là truyền hình giao thức Internet hay Telco
TV hoặc Truyền hình băng rộng. Thực chất tất cả các tên đều đƣợc sử dụng
để nói đến việc phân phối truyền hình băng rộng chất lƣợng 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 thông, phim truyện, và nội dung video theo yêu cầu trên một mang
riêng. Theo tổ chức Liên Hiệp Viễn Thông Quốc Tế ITU thì IPTV là dịch vụ
đa phương tiện bao gồm truyền hình, video, audio, văn bản, đồ họa và dữ liệu
qua một mạng IP và được quản lý để cung cấp mức độ yêu cầu của chất
lượng dịch vụ và sự trải nghiệm, tính bảo mật, tính tương tác và độ tin cậy.
IPTV có một số điểm đặc trƣng sau:
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
19
Hỗ trợ truyền hình tƣơng tác: Khả năng của hệ thống IPTV cho
phép các nhà cung cấp dịch vụ phân phối đầy đủ các ứng dụng của truyền
hình tƣơng tác. Các dạng dịch vụ IPTV có thể đƣợc phân phối bao gồm chuẩn
truyền hình trực tiếp, truyền hình hình ảnh chất lƣợng cao HDTV (High
Definition Television), các trò chơi tƣơng tác và truy cập Internet tốc độ cao.
Dịch thời gian: IPTV kết hợp với một bộ ghi hình video số cho phép
dịch chuyển thời gian để xem nội dung chƣơng trình, đây là một kỹ thuật ghi
hình và lƣu trữ nội dung để có thể xem lại sau.
Tính cá nhân: Một hệ thống IPTV từ kết cuối đến kết cuối(end-to-
end) hỗ trợ thông tin có tính hai chiều và cho phép các user xem các chƣơng
trình theo sở thích, thói quen…Hay cụ thể hơn là cho các user xem cái gì họ
muốn vào bất kỳ lúc nào.
Yêu cầu băng thông thấp: Để thay thế cho việc phân phối mọi kênh
cho mọi user, công nghệ IPTV cho phép các nhà cung cấp dịch vụ chỉ phân
phối các kênh mà user đã yêu cầu. Đây là điểm hấp dẫn cho phép các nhà khai
thác mạng bảo toàn đƣợc băng thông của họ.
Nhiều thiết bị có thể sử dụng đƣợc: Việc xem nội dung IPTV không
giới han ở việc dùng Tivi. Khách hàng có thể sử dụng PC của họ và các thiết
bị di động để truy cập các dịch vụ IPTV.
Nhƣng nhƣợc điểm “chí mạng” của IPTV chính là khả năng mất dữ
liệu rất cao và sự chậm trễ truyền tín hiệu. Nếu nhƣ đƣờng kết nối mạng của
ngƣời dùng không thật sự tốt cũng nhƣ không đủ băng thông cần thiết thì khi
xem chƣơng 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
không đủ mạnh thì khi số lƣợng ngƣời xem truy cập vào đông làm cho chất
lƣợng dịch vụ giảm sút. Tuy nhiên công nghệ mạng Internet càng ngày càng
phát triển mạnh mẽ đẩy băng thông kết nối lên cao hơn góp phần giúp IPTV
khắc phục nhƣợc điểm nói trên và biến thành công nghệ truyền hình của
tƣơng lai.
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
20
1.2. CẤU TRÖC MẠNG IPTV
1.2.1. Cơ sở hạ tầng của mạng IPTV
Hình 1.1 Mô hình hệ thống IPTV end-to-end
1.2.1.1. Trung tâm dữ liệu IPTV
Trung tâm dữ liệu IPTV nhận nội dung từ nhiều nguồn khác nhau, bao
gồm truyền hình địa phƣơng, các nhà tập hợp nội dung, nhà sản xuất nội
dung, qua đƣờng cáp, trạm số mặt đất hay vệ tinh. Ngay khi nhận đƣợc nội
dung, một số các thành phần phần cứng khác nhau từ thiết bị mã hóa và các
máy chủ video tới bộ định tuyến IP và thiết bị bảo mật giành riêng đƣợc sử
dụng để chuẩn bị nội dung video cho việc phân phối qua mạng dựa trên IP.
Ngoài ra, hệ thống quản lý thuê bao đƣợc yêu cầu quản lý hồ sơ và phí thuê
bao của những ngƣời sử dụng.
1.2.1.2. Mạng truy cập băng thông rộng
Việc truy cập các dịch vụ IPTV yêu cầu kết nối điểm-điểm(one-to-
one).Việc triển khai IPTV trên diện rộng thì số lƣợng kết nối one-to-one sẽ
tăng lên. Do đó, yêu cầu về băng thông trên mạng là khá lớn. Những tiến bộ về
công nghệ mạng cho phép các nhà cung cấp viễn thông đáp ứng đƣợc một số
lƣợng lớn về độ rộng băng thông của mạng. Riêng mạng truyền hình cáp thì sử
dụng hỗn hợp cả cáp đồng trục và cáp quang đa ứng cho việc truyền tải nội dung
IPTV.
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
21
1.2.1.3. Thiết bị khách hang IPTV (IPTVCD)
IPTVCD( IPTV Consumer Device) là các thành phần quan trọng cho
phép ngƣời sử dụng có thể truy cập dịch vụ IPTV. IPTVCD kết nối tới mạng
băng rộng, chúng đảm nhiệm chức năng giải mã, xử lý các luồng tín hiệu tới
dựa trên gói IP. IPTVCD đƣợc hỗ trợ các kỹ thuật tiên tiến để tối thiểu hóa
hoặc loại trừ hoàn toàn ảnh hƣởng của các vấn đề về mạng khi xử lý nội dung
IPTV. Các loại IPTVCD phổ biến nhất là RG, IP set-top-box. Trong đó RG là
modem ADSL và modem cáp trên mạng truyền hình cáp hai chiều HFC.
1.2.1.4. Mạng gia đình
Mạng gia đình liên kết các thiết bị kỹ thuật số bên trong một khu vực có
diện tích nhỏ. Nó cải thiện thông tin và cho phép chia sẻ tài nguyên giữa các
thành viên trong gia đình. Mục đích của mạng gia đình là cung cấp quyền truy
cập thông tin nhƣ là tiếng nói, âm thanh, dữ liệu, giải trí, giữa các thiết bị kỹ
thuật số xung quanh nhà. Với mạng gia đình, khách hàng có thể tiết kiệm tiền
và thời gian do việc chia sẻ các thiết bị phần cứng rất tốt và dễ dàng, thông
qua các kết nối Internet băng rộng.
1.2.2. Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV
Một mạng IPTV có thể bao gồm nhiều thành phần cơ bản, nó cung cấp
một cấu trúc chức năng cho phép phân biệt và chuyên môn hoá các nhiệm vụ.
Hình 1.2 Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
22
1.2.2.1. Cung cấp nội dung
Tất cả nội dung đƣợc sử dụng bởi dịch vụ IPTV, bao gồm VoD và
truyền hình quảng bá sẽ phải thông qua chức năng cung cấp nội dung, ở đó
các chức năng tiếp nhận, chuyển mã và mã hóa sẽ tạo nên các luồng video số
có khả năng đƣợc phân phối qua mạng IP.
1.2.2.2. Phân phối nội dung
Khối phân phối nội dung bao gồm các chức năng chịu trách nhiệm về
việc phân phối nội dung đã đƣợc mã hoá tới thuê bao. Thông tin nhận từ
các chức năng vận truyển và điều khiển IPTV sẽ giúp phân phối nội dung
tới thuê bao một cách chính xác. Chức năng phân phối nội dung sẽ bao gồm
cả việc lƣu trữ các bản copy của nội dung để tiến hành nhanh việc phân phối,
các lƣu trữ tạm thời (cache) cho VoD và các bản ghi video cá nhân. Khi chức
năng thuê bao liên lạc với chức năng điều khiển IPTV để yêu cầu nội dung đặc
biệt, thì nó sẽ gửi tới chức năng phân phối nội dung để có đƣợc quyền truy
cập nội dung.
1.2.2.3. Điều khiển IPTV
Các chức năng điều khiển IPTV là trái tim của dịch vụ. Chúng chịu
trách nhiệm về việc liên kết tất cả các chức năng khác và đảm bảo dịch vụ hoạt
động ở cấp độ thích hợp để thoả mãn nhu cầu của khách hàng. Chức năng điều
khiển IPTV nhận yêu cầu từ thuê bao, liên lạc với chức năng phân phối và
vận chuyển nội dung để đảm bảo nội dung đƣợc phân phối tới thuê bao. Một
chức năng khác của điều khiển IPTV là cung cấp hƣớng dẫn chƣơng trình điện
tử EPG (Electronic Program Guide), EPG đƣợc thuê bao sử dụng để chọn nội
dung theo nhu cầu. Chức năng điều khiển IPTV cũng sẽ chịu trách nhiệm về
quản lý quyền nội dung số DRM (Digital Rights Management) đƣợc yêu cầu
bởi thuê bao để có thể truy cập nội dung.
1.2.2.4 Chức năng vận chuyển IPTV
Sau khi nội dung yêu cầu từ thuê bao đƣợc chấp nhận, chức năng vận
chuyển IPTV sẽ chịu trách nhiệm truyền tải nội dung đó tới thuê bao, và cũng thực
hiện truyền ngƣợc lại các tƣơng tác từ thuê bao tới chức năng điều khiển IPTV.
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
23
1.2.2.5 Chức năng thuê bao
Chức năng thuê bao bao gồm nhiều thành phần và nhiều hoạt động khác
nhau, tất cả đều đƣợc sử dụng bởi thuê bao để truy cập nội dung IPTV. Một số
thành phần chịu trách nhiệm liên lạc thông tin với chức năng truyền dẫn, ví dụ
nhƣ truy cập getway kết nối với bộ ghép kênh truy cập đƣờng dây thuê bao số
DSLAM, hay trình STB (bộ giải mã) sử dụng trình duyệt web để kết nối với
Middleware server. Trong chức năng này, STB lƣu trữ một số các thành phần
quan trọng nhƣ các key DRM và thông tin xác thực user. Khối chức năng thuê
bao sẽ sử dụng EPG cho phép khách hàng lựa chọn hợp đồng để truy cập và
yêu cầu nó từ các chức năng điều khiển IPTV. Nó cũng nhận các giấy phép số
và các key DRM để truy cập nội dung.
Hình 1.3 Các thành phần của cấu trúc chức năng
1.3. VẤN ĐỀ PHÂN PHỐI IPTV
Các kiểu lƣu lƣợng mạng IP thời gian thực khác nhau đƣợc tạo ra bởi các
loại dịch vụ trên nền IP khác nhau nhƣ VoIP và truy cập Internet tốc độ cao. Với
mỗi loại dịch vụ có những đặc điểm riêng về nội dung, vì thế cần phải có những
phƣơng thức phân phối thích hợp. Hiện nay có ba phƣơng thức dùng để phân phối
nội dung IPTV qua mạng IP là unicast, broadcast và multicast.
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
24
IP Unicast: Đƣợc sử dụng để truyền dữ liệu (hay một gói dữ liệu) từ
một máy phát (sender) đến một máy thu đơn giản.
IP Broadcast: Đƣợc sử dụng để gửi dữ liệu từ một máy phát (sender)
đến toàn bộ một mạng con Subnetwork gồm nhiều máy thu.
IP Multicast: Đƣợc sử dụng để cung cấp dữ liệu từ một máy phát
đến một nhóm các máy thu đƣợc cài đặt theo một cấu hình thống nhất, các
thành viên của một nhóm này có thể thuộc các mạng phân tán khác nhau.
Tuy nhiên, đối với vấn đề truyền dẫn video trong môi trƣờng mạng, do
yêu cầu phải phân phối dữ liệu từ một điểm đến nhiều điểm, trong đó dòng dữ
liệu cần đƣợc truyền đi từ một máy phát sender đến nhiều máy thu có nhu cầu
xem đồng thời, nhƣng lại không đƣợc phép đi đến toàn bộ các máy đƣợc kết
nối trong cùng một mạng con subnetwork (để giảm lƣu lƣợng lƣu thông trên
mạng), nên giải pháp IP Boradcast thƣờng ít đƣợc sử dụng trong thực tế. Các
ứng dụng truyền dẫn truyền hình trên mạng hiện nay thƣờng sử dụng phƣơng
pháp IP Unicast và IP Multicast, trong đó IP Multicast là giải pháp hiện đang
đƣợc ứng dụng khá phổ biến hiện nay.
1.3.1. IP Unicast
Một số ứng dụng truyền thông các chƣơng trình truyền hình trên mạng
giai đoạn đầu đã sử dụng phƣơng pháp truyền dữ liệu IP Unicast. Trong
truyền unicast, mọi luồng video IPTV đều đƣợc gửi tới một IPTVCD. Vì thế,
nếu có nhiều hơn một user IPTV muốn nhận kênh video tƣơng tự thì IPTVCD
sẽ cần tới một luồng unicast riêng rẽ. Một trong các luồng đó sẽ truyền tới các
điểm đích qua mạng IP tốc độ cao. Nguyên tắc thực thi của unicast trên mạng
IP là dựa trên việc phân phối một luồng nội dung đƣợc định hƣớng tới mỗi
user đầu cuối. Từ góc độ của kỹ thuật này, thì việc cấu hình thực thi khá dễ
dàng. Nhƣng các ứng dụng này mang nhiều hạn chế và hiện nay ít đƣợc ứng
dụng vì nhiều lý do sau:
Băng thông của mạng bị lãng phí.
Dịch vụ rất khó mở rộng khi số lƣợng máy thu tăng lên.
Không thể sử dụng trong các dịch vụ bị giới hạn thời gian, do sự cung
cấp đến mỗi máy thu phải theo trình tự xếp hàng.
Báo cáo đồ án tốt nghiệp
25
Hình 1.4 Các kết nối Unicast cho nhiều user IPTV
Nhƣ trên hình 1.4, khi nhiều user IPTV truy cập cùng một kênh IPTV
tại cùng một thời điểm, thì một số các kết nối định hƣớng đƣợc thiết lập qua
mạng.Trong ví dụ này, server cần cung cấp kết nối tới mọi thuê bao có yêu
cầu truy cập Kênh10,với tổng số là năm luồng riêng rẽ bắt đầu từ server nội
dung và kết thúc tại router đích.
1.3.2. IP Broadcast
Các mạng IP cũng hỗ trợ chức năng truyền broadcast, về mặt nào đó
giống nhƣ kênh IPTV đƣợc đƣa tới mọi thiết bị truy cập đƣợc kết nối vào
mạng băng rộng. Khi một server đƣợc cấu hình truyền broadcast, một kênh
IPTV gửi tới tất cả các thiết bị IPTVCD đƣợc kết nối vào mạng bất chấp thuê
bao có yêu cầu kênh đó hay không. Đây sẽ là vấn đề chính do các tài nguyên
IPTVCD bắt buộc phải hoạt động để xử lý các gói tin không mong muốn. Một
vấn đề khác mà broadcast không phù hợp cho các ứng dụng IPTV là trong
thực tế kỹ thuật truyền thông tin này không hỗ trợ việc định tuyến. Từ lâu, hầu
hết các mạng đã mở rộng việc sử dụng các router, nhƣng nếu truyền
broadcast thì không sử dụng định tuyến. Đây là lý do làm mạng và các
