bài giảng truyền thông multimedia

Tổ chức của bài giảng như sau:  Chương I: Bắt đầu bằng giới thiệu sự hội tụ của truyền thông và máy tính đối với các ứng dụng và dịch vụ đa phương tiện..  Chương IV giới thiệu tổng

Trang 1

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

-

BÀI GIẢNG:

TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN

(Dùng cho các sinh viên ngành Điện-Điện tử)

BIÊN SOẠN: TS NGUYỄN QUÝ SỸ

HÀ NỘI, 06/2010

Trang 2

Môc lôc

THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT v

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN 3

1.1 Giới thiệu 3

1.2 Sự phát triển và hội tụ 4

1.2.1 Sự hội tụ của viễn thông và tin học 5

1.2.2 Kiến trúc của các dịch vụ nối mạng 6

1.2.3 Liên kết 7

1.2.4 Sự tính toán có thể truyền tải được 8

1.3 Khung cơ sở công nghệ 8

1.3.1 Các công nghê ̣ đa phương tiê ̣n 9

1.3.2 Kết nối ma ̣ng đa phương tiê ̣n 13

1.3.3 Hội nghị đa phương tiện 14

1.3.4 Multicasting 16

1.3.5 Các công nghệ cho nội dung điện tử (e-Content) 17

1.4 Khung cơ sở tiêu chuẩn hóa 19

1.4.1 Các tiêu chuẩn âm thanh/hình ảnh số và công nghiệp đa phương tiện 20

1.4.2 Các tiêu chuẩn của ITU-T cho các hê ̣ thống truyền thông nghe nhìn 21

1.4.3 Các tiêu chuẩn mã hóa hình ảnh 22

1.4.4 Các tiêu chuẩn mã hóa âm thanh 24

1.4.5 Các tiêu chuẩn đồng bộ và ghép đa phương tiện 24

1.4.6 Các tiêu chuẩn MPEG trong truyền thông đa phương tiê ̣n 25

1.5 Kết luâ ̣n 29

CHƯƠNG II KHUNG CƠ SỞ ĐỂ TIÊU CHUẨN HÓA MULTIMEDIA 30

2.1 Giới thiê ̣u 30

2.2 Các hoạt động tiêu chuẩn hóa 31

2.2.1 Những lí do để tìm kiếm mô ̣t tiêu chuẩn 32

2.2.2 Những giao diện được tiêu chuẩn hóa 32

2.2.3 Thời gian để tiêu chuẩn hóa 34

2.2.4 Sự chuẩn hóa sẽ diễn ra như thế nào ? 35

2.2.5 Ai sẽ quản lý các hoạt động chuẩn hóa? 36

2.2.6 Sự chuẩn hóa được sử dụng những nơi nào ? 36

2.2.7 Chu trình công nghệ và sản phẩm hoặc dịch vụ sẽ được chuẩn hóa 37

2.3 Các tiêu chuẩn để xây dựng một cơ sở hạ tầng thông tin toàn cầu mới 38

2.3.1 Khái niệm 40

2.3.2 Mục đích thực hiện 41

2.3.3 Mô hình chức năng 44

2.3.4 Mô hình thực thi 45

2.3.5 Cách tiếp cận theo ki ̣ch bản (Scenarios Approach ) 47

2.3.6 Các nỗ lực tiêu chuẩn hóa 48

2.3.7 Chương trình nghiên cứu của các nhóm tiêu chuẩn hóa của ITU-T cho GII 50

2.3.8 Các định hướng cho tương lai 53

2.4 Tiêu chuẩn hóa các quá trình truyền thông đa phương tiện 53

Trang 3

2.4.1 Chiến lược của ITU-T 53

2.4.2 Định hướng của ISO/IEC JTC1 trong những tiêu chuẩn đa phương tiện 55

2.4.3 Các tiêu chuẩn IETF 60

2.4.4 Dự án chuẩn hóa của ETSI đối với các ứng dụng, phần Middleware và mạng 61

2.4.5 Các hoạt động liên quan tới GII 63

2.5 ISO/IEC MPEG-21 63

2.5.1 Mô hình người sử dụng (User Model) 65

2.5.2 Các phần tử số (Digital Items) 65

2.5.3 Kế hoạch thực hiện (Work Plan) 66

2.5.4 Các kịch bản sử dụng MPEG-21 67

2.5.5 Các yêu cầu của người sử du ̣ng 68

2.6 Các tiêu chuẩn internet về đa phương tiện của IETF 70

2.7 Diễn đàn và liên doanh công nghiệp 71

2.8 Kết luâ ̣n 85

CHƯƠNG III LỚP ỨNG DỤNG 86

3.1 Các ứng dụng của H.323 cho truyền thông đa phương tiê ̣n 86

3.1.1 Các giao thức sử dụng trong H.323 86

3.1.2 Các thành phần của H.323 87

3.1.3 Quá trình kết nối 87

3.2 Ứng dụng H.264 và MPEG-4 trong nén truyền hình số 88

3.2.1 Ứng dụng MPEG-4 88

3.2.2 Ứng dụng H.264 91

3.3 Các ứng dụng MPEG-2 trong truyền tải IPTV 97

3.4 Các ứng dụng quảng bá số 99

3.4.1 Hô ̣i tu ̣ viễn thông và quảng bá 99

3.4.2 Dịch vụ phát thanh/truyền hình số-DAB/DMB 100

3.4.3 Các dịch vụ tương tác trong truyền hình số 106

3.5 Kết luâ ̣n 107

CHƯƠNG IV LỚP MIDDLEWARE 108

4.1 Giới thiê ̣u 108

4.2 Middleware cho đa phương tiê ̣n 109

4.3 Mã hóa thông tin 109

4.3.1 Biểu diễn nô ̣i dung thông tin 110

4.3.2 Các công nghệ nén cốt lõi 112

4.3.3 Các kiến trúc và công nghệ chuyển mã 115

4.4 Tạo dòng thông tin 119

4.4.1 Tạo dòng video qua Internet 120

4.4.2 Những thách thức để truyền tải video thời gian thực qua Internet 130

4.4.3 Kiến trúc end-to-end cho truyền tải video MPEG-4 qua Internet 131

4.4.4 Truy câ ̣p băng rô ̣ng 132

4.4.5 Cơ sở của chất lượng di ̣ch vu ̣ 133

4.5 An ninh của các hê ̣ thống đa phương tiê ̣n 133

4.5.1 Hê ̣ thống truy câ ̣p có điều kiê ̣n (CA) 133

4.5.2 Hê ̣ thống quản lý bản quyền số DRM-Kỹ thuật Watermarking 136

Trang 4

4.6 Kết luâ ̣n 143

CHƯƠNG V LỚP MẠNG 144

5.1 Giới thiê ̣u 144

5.2 Các chức năng mạng 145

5.2.1 Mô hình tham chiếu OSI 145

5.2.2 Báo hiệu trong các mạng truyền thông 149

5.2.3 Thủ tục định tuyến cho truyền thông đa phương tiện 150

5.3 Phân tích lưu lượng mạng 150

5.4 Chất lươ ̣ng di ̣ch vu ̣ trong các hê ̣ thống đa phương tiê ̣n nối ma ̣ng 151

5.4.1 Định nghĩa QoS 152

5.4.2 Các mô hình QoS 152

5.4.3 Các tham số chất lượng dịch vụ 156

5.5 Mạng viễn thông thế hệ sau NGN 158

5.5.1 Mô hình kiến trúc chức năng NGN 158

5.5.2 Mô hình phân lớp NGN 162

5.5.3 Phân hệ đa phương tiện IP (IMS) 164

5.5.4 Xu hướng phát triển NGN 168

5.6 Các mạng truy cập băng rộng 169

5.6.1 Công nghệ truy nhập xDSL 169

5.6.2 Mạng cáp quang 185

5.6.3 Các mạng vô tuyến băng rộng-Wimax 189

5.7 Mạng phân phối nội dung (CDN) 191

5.7.1 Mạng sử dụng Caching Proxies 192

5.7.2 Mạng sử dụng Server Farms 194

5.7.3 Mạng phân phối nội dung 195

5.7.4 Hê ̣ thống đi ̣nh tuyến yêu cầu 198

5.8 Kết luâ ̣n 199

TÀI LIỆU THAM KHẢO 200

Trang 5

THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết

ASI Asynchronous Serial Interface Giao diện số nối tiếp bất đồng bộ

Committee

Ủy ban các hệ thống truyền hình tiên tiến

Administrator

Quản trị giấy phép quản lý nội dung

trực giao có mã hóa sửa lỗi

DMB Digital Multimedia Broadcasting Phát quảng bá đa phương tiện số

DTTB Digital Terrestrial Television

Broadcasting

Truyền hình quảng bá mặt đất ký thuật số

Trang 6

Chữ viết

FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số

trong các mạng đơn hướng

HSDPA High-Speed Downlink Packet Access Truy cập gói đường xuống tốc độ

cao

IMT2000 The ITU’s framework for 3G

services

Cơ cấu của ITU cho các dịch vụ 3G

ISDB-T Integrated Services Digital

MBMS Multimedia Broadcasting and

Multicasting Services

Dịch vụ phát quảng bá và đa hướng đa phương tiện

tiện của Qualcomm

động

Trang 7

BCAST OMA Standard for Broadcasting

Tiêu chuẩn OMA cho phát quảng

QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ pha vuông góc

QCIF Quarter Common Interface Format

Định dạng giao diện màn hình ¼ (176x120 NTSC và 176x144 PAL)

góc

TPS Transmission Parameter Signalling Báo hiệu tham số truyền dẫn

Trang 8

LỜI MỞ ĐẦU

Truyền thông đa phương tiện đã nổi lên là một lĩnh vực nghiên cứu phát triển chủ đạo Cụ thể các máy tính đa phương tiện mở ra nhiều khả năng kết hợp các dạng thông tin số khác nhau như văn bản, đồ họa, âm thanh và phim ảnh Vì số lượng người sử dụng đa phương tiện ngày càng tăng nên nhu cầu sách về các hệ thống và truyền thông

đa phương tiện rất lớn

Bài giảng “Truyền thông đa phương tiện này” sẽ cung cấp các kiến thức để sinh viên hiểu truyền thông đa phương tiện trong 3 lĩnh vực: Ứng dụng, phần nhúng và kết nối mạng Nhờ đó giúp ích cho sinh viên thực hiện nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực hệ thống các thông tin giao thức cần thiết để hỗ trợ đa dạng dịch vụ đa phương tiện

Bài giảng này sẽ giúp cho sinh viên học được các công nghệ truyền thông đa phương tiện cốt lõi Mục tiêu của cuốn bài giảng này là cung cấp:

 Nguồn thông tin về các chủ đề quan trọng trong truyền thông đa phương tiện

 Các ý tưởng, phương pháp phân tích, thiết kế và thực hiện các hệ thống truyền thông đa phương tiện

Tổ chức của bài giảng như sau:

 Chương I: Bắt đầu bằng giới thiệu sự hội tụ của truyền thông và máy tính đối với các ứng dụng và dịch vụ đa phương tiện Tiếp đó giới thiệu về các công nghệ truyền thông đa phương tiện, các cơ sở dữ liệu đa phương tiện và định hướng công tác tiêu chuẩn hóa đa phương tiện

 Chương II: Giới thiệu các nền tảng tiêu chuẩn hóa đa phương tiện, giới thiệu các khuôn khổ tiêu chuẩn hóa của ITU, IETF, ETSI

 Chương III dành cho lớp ứng dụng, phần này trình bày về các ứng dụng của ITU, các ứng dụng ISO MPEG, các ứng dụng đa phương tiện IETF qua IP, phân tích các ứng dụng quảng bá

 Chương IV giới thiệu tổng quan lớp nhúng, mô tả mã hóa và chuyển đổi thông tin, và xây dựng kiến trúc giao thức đa phương tiện, bàn về các mô hình hệ thống cho các dịch vụ đa phương tiện cùng với chất lượng dịch vụ và hoạt động end-to-end trong các hệ thống đa phương tiện, các khả năng truy cập hệ thống và dịch vụ đa phương tiện, an ninh hệ thống Chương này sẽ kết luận bằng phần nhũng luồng thông tin

 Chương V tập trung vào lớp mạng (phân phát/vận chuyển), bao gồm nhiều vấn

đề liên quan tới chất lượng dịch vụ và hoạt động mạng, phân tích lưu lượng và quản lý lưu lượng, mô hình hóa nguồn video và lưu lượng mạng, phân tích quản lý lưu lượng cùng với các thủ tục định tuyến trong truyền thông đa

Trang 9

phương tiện Đồng thời phần này cũng đề cập tới báo hiệu trong các mạng đa phương tiện Chương này sẽ mở ra cho sinh viên sự phát triển tương lai của truyền thông đa phương tiện và hiểu rõ hơn tiềm năng của truyền thông thông

đa phương tiện trong tương lai

Tuy đã rất cố gắng và cẩn thận trong quá trình biên soạn nhưng chắc rằng không tránh khỏi những thiếu soát, tác giả mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của các đồng nghiệp cũng như của các em sinh viên để bài giảng ngày càng hoàn thiện hơn Thư góp ý xin gửi về:

- TS Nguyễn Quý Sỹ

- Khoa kỹ thuật điện tử 1, Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

- Email: synq@ptit.edu.vn

Tác giả

TS Nguyễn Quý Sỹ

Trang 10

CHƯƠNG I TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN

Đa phương tiện-một sự biểu diễn của giọng nói, âm thanh, hình ảnh, đồ họa và văn bản đã trở thành chủ đề chính trong công nghệ thông tin ngày nay Các công nghệ thông tin này hợp nhất truyền thông, tin học và xử lý thông tin Trong vài năm gần đây, có một số lượng hoạt động đáng kể trong lĩnh vực truyền thông đa phương tiện như các ứng dụng, phần nhúng và kết nối mạng Nhiều kỹ thuật khác nhau từ các nguyên lý các nhau như xử lý ảnh tĩnh và phim, thị giác máy tính, quá trình xử lý tiếng nói và âm thanh, nhận dạng mẫu thống kế, lý thuyết học và các nghiên cứu dựa trên dữ liệu đã và đang được khai thác

Bài giảng này sẽ đề cập tới:

 Xu hướng tương lai trong lĩnh vực số hóa

 Sự tăng trưởng của các mạng số và đặc biệt là Internet

 Năng lực tính toán ngày càng cao của các máy tính cá nhân và máy xách tay, PDA và các điện thoại di động

 Sự hội tự của nhiều công nghệ khác nhau, trong đó có truyền thông, quảng bá, công nghệ thông tin và điện tử gia đình

 Sự nổi lên của các dịch vụ và ứng dụng mới do sự phát triển của Internet và các công nghệ vô tuyến

 Sự hội tụ của các các mạng tốc độ cao, chất lượng cao, xã hội sẽ yêu cầu các ứng dụng đa phương tiện thời gian thực như là một sự mở rộng của các hệ thống đơn phương tiện đang có

 Hoạt động end-to-end của các hệ thống và dịch vụ đa phương tiện theo tiêu chuẩn của ITU

1.1 Giới thiệu

Truyền thông đa phương tiện nối mạng được bắt nguồn từ sự hợp lại của 2 xu hướng công nghệ:

 Thứ nhất là sự phát triển của tính toán đa phương tiện

 Thứ hai là sự tiến bộ trong kết nối mạng cho phép vận chuyển tin cậy dữ liệu

số ở mức băng thông cao

Công nhận rằng các bản tin khác nhau được vận chuyển tốt nhất bằng nhiều phương tiện khác nhau, nhưng những người phát triển tính toán đa phương tiện mong muốn bổ sung thêm sự phong phú của các âm thanh và hình ảnh của thế giới thực, từ

đó dẫn tới việc mở rộng phạm vi của các ứng dụng và cũng đưa các ứng dụng này tới những người sử dụng Máy tính cá nhân trở thành một nút truyền thông trung tâm thay

Trang 11

thế một số lượng lớn các thiết bị và hệ thống khác bao gồm máy thu hình, máy chữ, máy fax, điện thoại và chuyển thư Tuy thế động lực để thúc đẩy kết nối các thiết bị khách hàng tới mạng đa phương tiện vẫn còn để lại Nối mạng cho phép truyền thông giữa mọi người với nhau và cần cho khách hàng trải nghiệm cuộc sống, các sự kiện ở

xa Các ứng dụng cho cuộc sống, truy cập từ xa bao gồm hội nghị, giáo dục, giải trí và giám sát các vùng từ xa

Truyền thông đa phương tiện đang được khuyến khích bởi các định hướng sau trong mạng truyền thông:

 Chuyển tiếp không gián đoạn từ điều khiển mạng tập trung tới điều khiển phân tán

 Kết nối không gián đoạn các mạng khác nhau với chi phí hợp lý (chi trả được)

 Truyền dẫn hợp nhất không gián đoạn của đa phương tiện với nhiều mức QoS (bao gồm cả multicast)

Các dịch vụ truyền thông đa phương (multicast) được kỳ vọng trở thành một trong những ứng dụng phổ thông nhất, xuất bản hàng này, phân phối phần mềm, tái tạo cơ

sở dữ liệu và tiếp tục trong các mạng truyền thông đa phương tiện tương lai Để cung cấp các dịch vụ truyền thông đa phương trong các môi trường truyền thông không đồng nhất, cần thiết phải phát triển một cơ chế đảm bảo QoS mà có thể cung cấp QoS hợp lý cho mỗi maý chủ theo băng thông và tài nguyên có thể sử dụng

Để sử dụng tài nguyên mạng hiệu quả, multicast theo thời gian thực và không theo thời gian thực đều rất quan trọng Trong trường hợp này, sẽ cần tới hỗ trợ nhiều lớp QoS và khả năng cho đặt trước băng thông động

Chương này bắt đầu với mô hình truyền thông đa phương tiện Sau đó cung cấp sự hội tụ của viễn thông, tính toán máy tính và điện tử dân dụng, cùng với mô tả các công nghệ cho truyền thông thông đa phương tiện Các nội dung nghiên cứu, tiêu chuẩn hóa, các chính sách truyền thông đa phương tiện cũng được nhấn mạnh Nhứng nét chính của các tiêu chuẩn mã hóa hình ảnh/âm thanh số và vai trò của nó trong truyền thông

đa phương tiện cũng được đề cập tới trong chương này

1.2 Sự phát triển và hội tụ

Đa phương tiện tự nó đã chứng tỏ được thao tác kết hợp của các dữ liệu thông tin liên tục và cả các dữ liệu thông tin rời rạc Các thao tác này bao gồm bắt giữ, xử lý, truyền thông, trình diễn và/hoặc lưu trữ Các dữ liệu thông tin liên tục là dữ liệu phụ thuộc vào thời gian (như dữ liệu âm thanh và hình ảnh) trong các hệ thống đa phương tiện Ngoài ra truyền thông đa phương tiện còn liên quan tới chuyển giao, các giao thức, các dịch vụ và các cơ chế cho các thông tin liên tục và rời rạc qua các mạng số

Sự truyền dẫn dữ liệu hình ảnh số qua mạng phân phối TV chuyên dụng không phải mạng đa phương tiện không cho phép chuyển một số dạng dữ liệu thông tin rời rạc

Trang 12

Trong các ứng dụng đa phương tiện nối mạng, nhiều thực thể khác nhau cùng hợp tác để cung cấp những sự bảo đảm thời gian thực, vì vậy cho phép dữ liệu trình diễn được ở giao diện của khách hàng Những yêu cầu này thường chủ yếu được xác định dưới dạng chất lượng dịch vụ (QoS) Chúng ta phân biệt 4 lớp QoS:

 QoS khách hàng (người sử dụng): Các tham số QoS mô tả các yêu cầu trên các dịch vụ ứng dụng và có thể xác địng dưới dạng chất lượng thông tin (như trễ end-to-end) và các quan hệ thông tin (như đồng bộ luồng giữa các luồng hoặc trong một luồng)

 QoS ứng dụng

 QoS hệ thống: mô tả các yêu cầu trên dịch vụ truyền thông theo QoS của ứng dụng Chúng có thể được xác định theo các tiêu chí định lượng (như số bit/giây, thời gian xử lý công việc) và chất lượng (như multicast, đồng bộ giữa các luồng, khôi phục lỗi hoặc vận chuyển dữ liệu theo thứ tự)

 QoS mạng: mô tả các yêu cầu trên dịch vụ mạng (như tải mạng hoặc chất lượng mạng) Các ứng dụng đa phương tiện đàm phán QoS mong muốn trong suốt giai đoạn thiết lập kết nối cùng với lớp hệ thống hoặc có thể trực tiếp với lớp mạng, nếu như hệ thống không thể cung cấp QoS cho ứng dụng

1.2.1 Sự hội tụ của viễn thông và tin học

Hiện nay quan hệ giữa viễn thông và tin học đã phong phú hơn rất nhiều so với trước Các quan hệ này sẽ trở nên dễ phân biệt hơn trong tương lai rất gần Sự hội tụ này đã và sẽ tiếp tục tác động mạnh tới công nghệ, công nghiệp và xã hội

Để dễ hiểu chúng ta sẽ chấp nhận một mô hình 3 mức cho một mạng thông tin và các dịch vụ, ứng dụng của truyền thông đa phương tiện

Hình I-1 Mô hình 3 mức cho một mạng truyền thông đa phương tiện

Một ứng dụng là một tập hợp chức năng cung cấp cho người sử dụng Chúng ta quan tâm ở đây là các ứng dụng được nối mạng, chúng được phân phối qua các môi trường viễn thông và tính toán phân tán Các ví dụ của các ứng dụng nối mạng là thư điện tử, điện thoại, truy cập cơ sở dữ liệu, truyền file, duyệt Web và hội nghị truyền hình Các ví dụ của dịch vụ có thể là truyền tải âm thanh, hình ảnh, quản lý hệ thống file, in, các cơ chế thanh toán điện tử, mã hóa và phân phối khóa và vận chuyển dữ liệu tin cậy Hai loại ứng dụng nối mạng liên quan là:

Trang 13

 Ứng dụng khách hàng-khách hàng, trong đó hai hoặc nhiều người sử dụng tham gia vào một số môi trường dùng chung

 Ứng dụng khách hàng-máy chủ thông tin, trong đó một khách hàng tương tác với một hệ thống từ xa, nhận hoặc tương tác với thông tin lưu trữ trong hệ thống

Mỗi người sử dụng trong một ứng dụng nối mạng tương tác với một thiết bị đầu cuối nội bộ, thiết bị này lại trao đổi thông tin với các máy tính hoặc thiết bị đầu cuối ở

xa qua mạng Chúng ta cũng có thể tách các ứng dụng nối mạng thành hai lớp tương ứng với quan hệ tương tác của người sử dụng với một máý chủ hoặc với một người sử dụng khác:

 Ngay lập tức: một người sử dụng tương tác với một máy chủ hoặc một người sử dụng khác theo thời gian thực, dịch vụ này yêu cầu về trễ và khoảng lặng lớn nhất

 Trì hoãn được: Một người sử dụng tương tác với một người sử dụng khác hoặc một máy chủ với quan hệ không cố định và trễ không quan trọng

1.2.2 Kiến trúc của các dịch vụ nối mạng

Các ứng dụng nối mạng được thực hiện bởi các nút thiết bị đầu cuối hoặc các thiết

bị bị đầu cuối được kết nối với nhau Về chức năng có hai kiến trúc cơ bản có thể tử dụng cho các dịch vụ nối mạng (Hình I-2):

 Peer-to-Peer: Ngang hàng

 Và Client-Server

Hình I-2 Kiến trúc ngang hàng và Client-Server

Trong cấu trúc ngang hàng, hai hoặc nhiều thiết bị đầu cuối, mỗi thiết bị gắn với một người sử dụng, trao đổi thông tin qua một kênh để cung cấp một ứng dụng nối mạng giữa những người sử dụng Thành phần truyền thông nối mạng giữa các cấp ngang hàng thường là đối xứng về chức năng và tài nguyên kênh

Còn trong cấu trúc Client-Server, một thiết bị đầu cuối Client của người sử dụng trao đổi thông tin với máy tính chủ, không liên quan trực tiếp tới người sử dụng nhưng thực hiện chức năng máy chủ thông tin Chức năng này thường không đối xứng, trong khi máy chủ thực hiện chức năng chính hoặc truy cập cơ sở dữ liệu thì thiết bị đầu cuối

Trang 14

client tập trung vào giao diện người sử dụng Các thành phần truyền thông thường là không đối xứng với hướng từ máy chủ về client (kênh hướng về) thường yêu cầu băng thông lớn hơn

Hình I-3 Một ứng dụng giữa hai người sử dụng được thực hiện bằng kiến trúc ngang hàng hoặc client-server

1.2.3 Liên kết

Hình I-4 Hai mô hình của các dịch vụ nối mạng: dọc và ngang

Có 2 mô hình kiến trúc cho các ứng dụng nối mạng như (Hình I-4): Liên kết ngang

và liên kết dọc Trong hầu hết các liên kết dọc, một hạ tầng chuyên dụng được sử dụng

để thực hiện từng ứng dụng, ngược lại mô hình liên kết ngang có các đặc điểm sau:

 Một hoặc nhiều kênh truyền tải dữ liệu liên kết và luồng thông tin như âm thanh và hình ảnh có các tham số QoS có thể cấu hình được

 Một tập hợp các dịch vụ như các dịch vụ phần nhúng (thư viện chuyển tiền điện tử, quản lý khóa.v.v.) và các dịch vụ thông tin (âm thanh, hình ảnh ) luôn sẵn sàng cho tất cả các ứng dụng

 Một tập các ứng dụng đa dạng sẵn sàng cho người sử dụng

Trang 15

Ưu điểm chính của mô hình ngang là cho phép liên kết các thông tin khác nhau trong mỗi ứng dụng, cũng như các liên kết các ứng dụng khác nhau trong kênh Hiện nay trong viễn thông, các mạng chủ yếu là mạng đa dịch vụ

Một sự khác biệt khác giữa các mạng là chúng là các mạng “hiểu biết” nội dung và

“không hiểu biết nội dung” hoặc hiểu biết ứng dụng hoặc không hiểu biết ứng dụng Các mạng liên kết dọc thường là hiểu biết nội dung, có nghĩa chúng nhận dạng được các ứng dụng mà chúng vận chuyển (chẳng hạn như hội nghị truyền hình, truyền file, truyền hình theo yêu cầu-VoD) Trong khi các mạng liên kết ngang thường là “mù ứng dụng” (chẳng hạn như Internet)

Một đặc điểm quan trọng của liên kết ngang là giao diện mở với những đặc điểm riêng Chúng có một bộ chỉ tiêu kỹ thuật có thể sử dụng tự do và cho phép nhiều thực thi khác nhau từ bộ chỉ tiêu này Một đặc điểm riêng mong muốn khác là khả năng thêm mới hoặc đóng chức năng Chúng ta có thể định nghĩa chức năng đóng khi không muốn xuất bản hoặc cho tổ chức khác mở rộng Chức năng riêng này có thể được phát hành và mở rộng nhưng phải chịu bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ

Một mục đích của các giao diện ngang mở là để đóng góp các mô đun tháo rời nhờ

sự độc lập của ứng dụng với cơ sở nền tảng

1.2.4 Sự tính toán có thể truyền tải được

Sự tính toán có thể truyền tải được đưa ra 4 ưu điểm chính:

 Khả năng mở rộng: Cho phép cả bộ nhớ (tạm thời và cố định) và tính toán đặt được trên bất kỳ máy tính hoặc thiết bị đầu cuối nào thuận tiện nhất Ví dụ, trong một ứng dụng client-server, cho phép sự tính toán được dịch chuyển từ máy chủ xuống các client của nó, như vậy tránh được quá tải trên máy chủ

 Khoảng lặng: Thời gian thi hành chương trình loại bỏ được khoảng lặng do trễ truyền tải trên mạng

 Truy cập dữ liệu nội bộ: Một chương trình truyền tải được có thể truy cập và thay đổi số liệu lưu trữ trên bất kỳ máy tính nào mà nó có thể chuyển đến

 Sự liên kết: Nếu các chương trình liên quan tới một ứng dụng phân tán tạo ra

từ một nguồn chung, có thể nói rằng chúng liên kết với nhau theo sự điều phối hoạt động riêng

1.3 Khung cơ sở công nghệ

Đa phương tiện và truyền thông đa phương tiện được nhìn nhận tổng thể như là một hệ thống phân cấp Các ứng dụng và phần mềm đa phương tiện cung cấp một môi trường tương tác cho các đối tượng sử dụng Khi một máy tính yêu cầu thông tin từ các máy tính hoặc máy chủ ở xa, thông tin đa phương tiện phải vận chuyển qua mạng máy tính Vì số lượng thông tin truyền dẫn hình ảnh và âm thanh có thể rất lớn, nên để giảm trễ truyền thông thông tin đa phương tiện phả được nén trước khi truyền qua

Trang 16

mạng Các ràng buộc như là giới hạn trễ và biến thiên trễ được sử dụng để đảm bảo được các hiệu ứng âm thanh và hình ảnh ở phía thu Do đó các mạng truyền thông đang thực hiện nâng cấp liên tục để nâng cao khả năng truyền thông đa phương tiện Các mạng nội bộ được sử dụng để kết nối các máy tính nội bộ với các thiết bị khác Mạng vùng rộng (WAN) và Internet nối với mạng nội bộ (LAN) Các tiêu chuẩn mới hơn và tốt hơn liên tục được phát triển để cung cấp một xa lộ thông tin toàn cầu, mà qua đó thông tin đa phương tiện sẽ được chuyển qua

1.3.1 Các công nghệ đa phương tiện

Có một số lượng lớn các công nghệ và sản phẩm đa phương tiện đã được chấp thuận rộng rãi như QuickTime và Video for Windows

Có một tiêu chuẩn ISO với tiêu đề MHEG (Multimedia Hypermedia Information Coding Expert Group)-tiêu chuẩn này là ISO/IEC JTC1/SC29 WG12 dành cho các lớp đối tượng điều khiển trình diễn thông tin đa phương tiện và siêu thông tin MPEG-5 là tiêu chuẩn hỗ trợ phân phối các ứng dụng đa phương tiện tương tác trong môi trường client/server đa nhà cung cấp thiết bị Các nhà phát triển sử dụng các tiêu chuẩn này để phát triển ca\cs ứng dụng, bởi vì sự trình diễn thông tin là có thể thay thế cho nhau trong các khả năng mô tả tài liệu của HTML (Hyper Text Markup Language) MHEG cung cấp các khả năng giám sát đa phương tiện bổ sung Tiêu chuẩn Abstract Syntax Notation (ASN.1) của ISO được sử dụng để miêu tả giữa các nền tảng máy tính khác nhau, các ngôn ngữ và hệ điều hành khác nhau Tiêu chuẩn sử dụng không gian (tọa độ

3 chiều) và thời gian để đồng bộ biểu diễn

a/ SONET (Synchronous Optical Network)

SONET đã được Bellcore phát triển cho kết nối mạng vùng rộng ANSI và được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới, ban đầu là Mỹ và Canada Tương tự ở Châu Âu, SDH (Synchronous Digital Hierarchy) là một tiêu chuẩn của ITU-T SONET và SDH về cơ bản tương thích với nhau ở tín hiệu truyền tải đồng bộ (STS 3C 155,52Mbps) và nô đub truyền tải đồng bộ (STM-1) SONET sử dụng một khung để vận chuyển thông tin tốc độ thấp hơn (các nhánh: âm thanh, hình ảnh và dữ liệu) Băng thông cho mỗi nhánh được bảo đảm SONET sử dụng ghép đồng bộ (SMUX) và các bộ ghép add/drop (ADM) để chèn một tìn hiệu từ nguồn và để tách tín hiệu ở phía thu

Trang 17

o 802.2–điều khiển kênh logic đánh địa chỉ các điểm đa dịch vụ cho nhiều ứng dụng đồng thời và cho các hoạt động định hướng kết nối, phi kết nối

và xác nhận

o 802.3–Tiêu chuẩn Ethernet

o 802.4–Giao thức tiêu chuẩn token

o 802.5– Tiêu chuẩn token ring

o 802.12–Tiêu chuẩn 100VG-AnyLAN

Ethernet là LAN được triển khai rộng rãi nhất và mới hơn là tiêu chuẩn Ethernet Token Bus được triển khai rất hạn chế vì vấn đề sản xuất

Fast-Token Ring sử dụng các trạm theo một vòng tròn và sử dụng một token để tránh tranh chấp

 Fast Ethernet và 100VG-AnyLAN: Ethernet ban đầu được thiết kế để nối các máy trạm bằng cáp đồng trục, sau đó được phát triển lên các đôi dây xoắn để nối các máy trạm tới một hub Tốc độ truyền tải là 10Mbps Để nâng cao tốc

độ, fast Ethernet đã được phát triển để cung cấp 100 Mbps và phải sử dụng một Hub để kết nối các máy trạm 100VG-AnyLan đã được thiết kế để giám sát truyền thông đa phương tiện thông qua một phương thức nhu cầu yêu tiên

Nó ấn định ưu tiên cao cho đa phương tiện, trái với Ethernet sử dụng đa truy nhập cảm ứng sóng mang với phát hiện xung đột (CSMA/CD) Ethernet không thể ấn định ưu tiên cao cho lưu lượng thời gian thực như dữ liệu âm thanh và hình ảnh Các Hub của một 100VG-AnyLAN có thể được kết nối theo hình sao phân cấp với lớn nhất 3 lớp, và LAN token ring có thể được kết nối như là một phần của mạng Cáp sử dụng trong fast Ethernet có thể dùng trong 100VG-AnyLAN

 Các LAN được chuyển mạch: Một môi trươnghf dùng chung trong LAN đã trình bày ở trên sẽ có các vấn đề về khả năng mở rộng Khi số lượng các máy trạm tăng lên, băng thông hiệu dụng của mỗi trạm bị giảm xuống Vấn đề này

có thể được làm nhẹ bớt nhờ sử dụng một LAN được chuyển mạch, LAN này kết nối các máy trạm qua một hub chuyển mạch Truyền thông không thể bị chặn nếu không có tranh chấp đối với cùng đích đến Hơn nữa hoạt động của mạng có thể mở rộng được Bộ chuyển mạch có thể hiểu vị trí một máy trạm LAN thông qua điều khiển truy cập môi trường (MAC) và địa chỉ trong một máy trạm LAN ở phạm vi tương tự như sử dụng cầu nối

o Bộ chuyển mạch lớp 2 thực hiện ở lớp 2 của mô hình tham chiếu OSI và xử lý như một cầu nối Nó có thể kết nối nhiều LAN và máy trạm Bộ chuyển mạch lớp 2 nhanh hơn cầu nối bởi vì nó sử dụng các mạch tích hợp chuyên dụng (ASIC) để chuyển mạch lưu lượng

Trang 18

o Bộ chuyển mạch lớp 3 được thiết kế để nâng cao hoạt động và giảm chi phí router, router dùng để kết nối mạng ở lớp 3 của mô hình tham chiếu OSI Một router thực hiện 2 chức năng: (1) tạo ra bảng định tuyến cho chặng tiếp theo nhờ thu thập thông tin của các router lân cận cũng như (2) chuyển mạch khung tới cổng ra thích hợp dựa trên bảng định tuyến

Bộ chuyển mạch lớp 3 được thiết kế để thực hiện chức năng thứ hai bằng ASIC Bảng định tuyến có thể có được từ một máy chủ định tuyến (được thiết kế để thực hiện chức năng đầu tiên) Một số bộ chuyển mạch có thể dùng chung một tuyến để giảm chi phí và ASIC có thể chuyển mạch nhanh hơm là một router dựa trên RISC

c/ Asynchronous Transfer Mode (ATM)-Sinh viên tự nghiên cứu tìm hiểu d/ TV chất lượng cao (HDTV)

The Federal Communications Commission (FCC) đã thu hút và đã nhận được các

đề xuất vào năm 1988 cho HDTV Hiệp hội Grand bao gồm General Instruments, Philips, David Sarnoff Research Center, Thomson Consumer Products, AT&T, và Zenith đã được thành lập năm 1993 Hiệp hội Grand đã chọn MPEG-2 Main Profile và High Level để mã hóa và truyền tải hình ảnh, và AC-3 do Dolby Labs phát triển cho mã hóa âm thanh, trong khi sử dụng MPEG-2 TS cho đóng gói và ghép kênh Băng thông của kênh truyền là 6MHz, tốc độ dữ liệu 19,4 Mbps, trong khi các gói MPEG được trộn và bổ sung thêm các thông tin sửa lỗi

e/ Cable TV (CATV)

Các dịch vụ mới từ CATV bao gồm điện thoại, fax, video theo nhu cầu và truy cập máy tính tới Internet Một modem cáp phải được sử dụng để kết nối Internet được nối giữa cáp dẫn và các card giao diện mạng Ethernet Băng thông của cáp được dùng chung cho tất cả các khách hàng trên cùng cáp CATV như là Ethernet

Tùy theo nhà cung cấp thiết bị modem cáp, tốc độ hướng về từ Headend tới gia đình từ 4-27Mbps và hướng đi từ gia đình tới headend là 96Kbps-27Mbps CATV

thực hiện các dịch vụ thoại thong qua SONET nối Headend với mạng điện thoại

chuyển mạch công cộng PSTN

f/ Mạch vòng (đườ ng dây) thuê bao sô (DSL)

Để cạnh tranh với CATV đối với các dịch vụ VoD và Internet, các công ty điện thoại đang triển khai DSL DSL bao gồm:

Trang 19

DSL hỗ trợ điện thoại tương tự cũng như giao diện tốc độ cơ sở của ISDN (BRI) (2 kênh dữ liệu B 64Kbps và 1 kênh điều khiển D 16Kbps, và cả 384kbps cho hội nghị truyền hình DSL có thể triển khai cho nhiều khách hàng Công nghệ DSL đáp ứng được truyền thong đa phương tiện Băng thông DSL chuyên dùng cho 1 khách hàng trong khi băng thông của cáp dùng chung cho tất cả các khách hàng (bị chia sẻ)

g/ Internet

Internet đã phát triển từ mạng dữ liệu cộng đồng đóng thành một hạ tầng xã hội thông tin toàn cầu Các khách hàng đang tin tưởng vào Internet trong kinh doanh, không chỉ ở các dịch vụ World Wide Web và các ứng dụng truyền thống như truyền Email, truyền file mà còn đang ngày càng tăng các ứng dụng thời gian thực như âm thanh, hình ảnh thời gian thực và các ứng dụng dùng chung

Mục tiêu thiết kế ban đầu của Internet là để làm mạng dữ liệu có khả năng chịu lỗi cao cho quốc phòng Để thực hiện được, số lượng dữ liệu dùng chung trong mạng và các hệ thống đầu cuối là tối thiểu, đó là thông tin đủ để tính toán tập hợp các tuyến Trước đây các routerr sử dụng hàng đợi FIFO (vào trước ra trước) cho tất cả các lưu lượng vì thực hiện nó đơn giản Nhưng sau một thời gian ngày càng tăng nhu cầu thực hiện quản lý cho các dụng khác nhau, cho các khách hàng khác nhau và cho các mạng quá tải

Các giai đoạn phát triển giao thức và thực hiện mạng Internet như sau:

 Giai đoạn đầu định nghĩa dịch vụ và ý tưởng chuyển kiểu dịch vụ được đề xuất Các router phân biệt lưu lượng hoặc bằng kiểm tra các bit đặc biệt trong giao thức IP hoặc bằng giao thức ứng dụng Tất cả các giao thức truyền file (FTP) và giao thức ứng dụng World Wide Web, giao thức truyền siêu văn bản hoạt động qua giao thức điều khiển truyền dẫn (TCP), giao thức này mở rộng

từ giao thức IP không tin cậy để cung cấp vận chuyển ứng dụng tin cậy và trình tự

 Tác dụng của định tuyến kiểu dịch vụ và điều khiển tắc ngẽn TCP là để mạng cung cấp dùng chung công bằng cho các khách hàng Bởi vì tất cả các khách hàng TCP có chung một dung lượng mọi lúc, nên thời gian sử dụng bị thay đổi phụ thuộc vào số lượng người sử dụng hiện tại Một hệ thống truy cập thuê riêng đã được các nhà khai thác Internet đưa vào khai thác

 Truyền thông nhóm rất hữu ích cho các ứng dụng liên quan tới nhiều thiết bị thu và phát đồng thời Đường trục multicast là một chồng phủ ảo trên mạng Internet hiện tại để cung cấp dịch multicast, nhờ đó giảm được đáng kể tải trên mạng cho các ứng dụng như vậy Ban đầu người ta hy vo ̣ng có thể sử du ̣ng nó cho các giao di ̣ch thay thế , nhưng thiếu các giao thức truyền tải (end-to-end)

để hỗ trợ chúng Multicast đã được triển khai nhanh chóng hơn cho ho ̣ các ứng

Trang 20

dụng dựa trên UDP , cho các chương trình hội nghị truyền hình và âm thanh Các ứng dụng điển hình dựa trên UDP cung cấp tốc độ gói gần như cố đi ̣nh tới mạng Để hỗ trơ ̣ số lượng tùy ý khách hàng sử dụng các ứng dụng này mà không bi ̣ quá tải, Internet đã phải mở rô ̣ng bằng mô ̣t số cách như:

o Đặt trước tài nguyên : có thể làm việc với một lớp lớn các ứng dụng nhưng sẽ luôn luôn là mô ̣t số ứng du ̣ng chiếm phần lớn dung lượng mạng

o Tính cước dựa trên sử dụng: phương thức này đã nhâ ̣n được sự quan tâm tronng nghiên cứu phát triển tiêu chuẩn

1.3.2 Kết nối ma ̣ng đa phương tiê ̣n

Nhiều ứng du ̣ng như thư điê ̣n tử , hô ̣i nghi ̣ truyền hình , và các hệ thống làm việc

cô ̣ng tác yêu cầu đa phương tiê ̣n được nối mạng Trong các ứng du ̣ng này , các đối tươ ̣ng đa phương tiê ̣n được lưu ta ̣i mô ̣t máy chủ (server) và được chơi lại (play back) ở các máy khách (Clients) Các ứng dụng như vậy có thể yêu cầu quảng bá dữ liệu tới các vị trí ở xa khác nhau hoă ̣c truy câ ̣p những nơi trữ các tài nguyên đa phương tiê ̣n lớn Các mạng đa phương tiện yêu cầu tốc độ hoặc băng thông rất lớn , thâ ̣m chí ngay

cả khi dữ liệu đã được nén Các mạng truyền thống được dùng để cung c ấp các truyền dẫn lỗi tự do (error-free) Tuy nhiên hầu hết các ứng dụng đa phương tiê ̣n có thể chi ̣u dựng lỗi truyền dẫn do sự hỏng hoă ̣c tổn thất gói mà không cần truyền la ̣i hoă ̣c sửa lỗi Trong mô ̣t số trường hợp , để thỏa mãn các yêu cầu vâ ̣n chuyển thời gian thực hoă ̣c có đươ ̣c đồng bô ̣, mô ̣t số gói thâ ̣m chí bi ̣ bỏ đi Chúng ta có thể áp dụng các giao thức truyền dẫn tro ̣ng số thấp cho các ma ̣ng đa phương tiê ̣n Các giao thức này không thể chấp nhận phát lại bởi vì chúng có thể gây ra trễ không chấp nhận được

Các mạng đa phương tiện cung cấp khoảng lặng thấp cần thiết cho hoạt động tương tác Vì dữ liê ̣u đa phương tiê ̣n phải được đồng bô ̣ khi nó tới đích , các mạng nên cung cấp truyền dẫn đồng bô ̣ có di ̣ch thấp (jitter)

Trong các mạng đa phương tiện, hầu hết các trao đổi thông tin là đa điểm trái với truyền thông truyền thống Ví dụ như các hội nghị liên quan tới nhiều hơn 2 thành viên tham gia cần phân phối thông tin bằng các thiết bị khác nhau tới từng thành viên khác Các mạng hội nghị sử dụng các phương pháp phân phối multicast và nối cầu Multicast tái tạo một tín hiệu vào duy nhất và vận chuyển nó tới nhiều đích Cấu nối kết hợp nhiều tín hiệu đầu vào thành một hoặc nhiều tín hiệu ra, sau đó vận chuyển các tín hiệu tới tới các thành viên

Các mạng truyền thống Ethernet không phù hợp với đa phương tiện vì nó chỉ cung cấp 10Mbps, thời gian truy cập không bị giới hạn, còn khoảng lặng và độ dịch không thể dự đoán được Các mạng token-ring cung cấp 16Mbps, chúng có thể giám sátv đa phương, tuy nhiên khoảng lặng truy cập có thể rất cao

Trang 21

Một mạng FDDI (Giao diện dữ liệu phân phối trên cáp quang) cung cấp băng thông 10Mbps, đủ cho đa phương tiệ Ở chế độ đồng bộ, FDDI có khoảng lặng truy cập nhỏ và độ dịch nhỏ Nó cũng đảm bảo trễ truy cập bị giới hạn và băng thông trung bình dự báo được đối với lưu lượng đồng bộ Tuy nhiên do chi phí cao, các mạng FDDI được sử dụng chủ yêu làm mạng đường trục nhiều hơn là mạng cho các máy trạm

Các lựa chọn đỡ tốn kém hơn là các mạng truyền thống mở rộng:

 Fast Ethernet cung cấp lên tới 100Mbps

 Token ring ưu tiên: lưu lượng đa phương tiện được tách riêng khỏi lưu lượng thông thường theo độ ưu tiên Hình I-5 chỉ ra một tokenring ưu tiên Bộ quản

lý băng thông đóng vai trò chính nhờ các phiên theo dõi, xác định ưu tiên và đăng ký phiên đa phương tiện

Hình I-5 Token ring ưu tiên

Chúng có 3 phương thức vòng ưu tiên cho các ứng dụng hội nghị truyền hình:

 Ưu tiên như nhau đối với video và các gói không đồng bộ

 Ưu tiên cao cố định cho các gói video và ưu tiên thấp cố định cho các gói không đồng bộ

 Ưu tiên cao có điều chỉnh theo thời gian cho các gói video và ưu tiên thấp cố định cho các gói không đồng bộ

Phương thức thứ nhất đòi hỏi cạnh tranh trực tiếp giữa hội nghị truyền hình và các trạm đồng bộ và phương thức này đạt được trễ mạng nhỏ nhất cho các khung không đồng bộ Tuy nhiên nó làm giảm chất lượng hội nghị truyền hình

Phương thức thứ hai, trong đó các trạm hội nghị truyền hình có ưu tiên cao cố định

sẽ không bị suy giảm chất lượng hội nghị nhưng làm tăng trễ mạng không đồng bộ Cuối cùng hệ thống ưu tiên có điều chỉnh thời gian cung cấp sự cân bằng giữa hai phương thức trên Chất lượng của hội nghị truyền hình tốt hơn phương thức thứ nhất trong khi trễ mạng không đồng bộ cũng ngắn hơn phương thức thứ hai

1.3.3 Hội nghị đa phương tiện

Trang 22

Hội nghị đa phương tiện cho phép số lượng lớn các thành viên trao đổi thông tin

đa phương tiện qua các mạng thoại và dữ liệu Mỗi thành viên có một máy trạm đa phương tiện kết nối với các máy trạm khác qua các mạng tốc độ cao Mỗi thành viên

có thể gửi hoặc nhận hình ảnh, âm thanh và dữ liệu; đồng thời có thể thực hiện các hoạt động cộng tác nhất định Hội nghị đa phương tiện sử dụng khái niệm không gian làm việc ảo dùng chung, không gian này mô tả một phần màn hình được tái tạo lại ở mọi máy trạm

Thách thức lớn nhất trong hội nghị đa phương tiện xảy ra khi các thành viên hội nghị liên tục phát đi các dòng hình ảnh và âm thanh Các nghiên cứu tập trung vào kết hợp các dòng này với nhau để tạo thành một dòng ghép Người ta đã đưa ra nhiều công nghệ và giao thức cho đánh số phương tiện và kiến trúc truyền thông tối ưu

Các hệ thống hội nghị đa phương tiện phải cung cấp nhiều chức năng như thiết lập nhiều cuộc gọi đồng thời, truyền dẫn tình trạng hội nghị , điều khiển âm thanh và hình ảnh theo thời gian thực , phân bổ đô ̣ng tài nguyên ma ̣ng , truyền dữ liê ̣u đa điểm , đồng

bô ̣ không gian dùng chung và điều chỉnh hệ thống dưới các điều kiện lỗi

Các kiến trúc hệ thống hội nghị có thể được phân biệt bằng vị trí của các chức năng tổng hơ ̣p âm thanh và các cấu hình kết nối của chúng Do vâ ̣y có 2 lớp kiến trúc

có tên gọi là Tập trung và Phân tán , ngoài ra lớp thứ ba là lớp lai Các hệ thống từ các

họ này có thể được đánh giá dưới dạng chất lượng , khả năng mở rộng , khả năng mở

rô ̣ng, khả năng tương thích với các tiêu chuẩn hiện tại và thực tế

a/ Kiến trú c hô ̣i nghi ̣ tâ ̣p trung

Hô ̣i nghi ̣ thoa ̣i từ xa đã được cung cấp bằng các cầu nối hô ̣i nghi ̣ tâ ̣p trung , những người tham dự quay số tới mô ̣t trung tâm vào mô ̣t thời điểm đã chuẩn b ị trước Các điểm cuối thiết lâ ̣p kết nối mô ̣t -mô ̣t (từng đôi mô ̣t ) và các kết nối báo hiệu Các cầu nối thiết lâ ̣p các đường dẫn dữ liê ̣u giữa các điểm cuối nhờ tổng hợp các tín hiê ̣u đầu vào với nhau và trả lại tín hiê ̣u đã tổng hợp cho các hô ̣i nghi ̣ Để tránh tiếng vo ̣ng , những người tham dự nhâ ̣n mô ̣t tín hiê ̣u âm thanh rõ ràng bao gồm tất cả âm thanh của những người tham dự trừ tiếng nói của ho ̣ Cầu nối làm giảm nhiễu nền và khả n ăng xảy ra tiếng vọng nhờ chỉ tổng hợp M trong N người nói

b/ Các kiến trúc hội nghị phân tán

Trong mô ̣t hô ̣i nghi ̣ phân tán , các thiết bị trao đổi với nhau giữa các điểm cuối mà không sử du ̣ng cầu tâ ̣p trung Chất lượng âm th anh được tăng lên nhờ loa ̣i bỏ được chuyển tiếp của các cầu Tuy nhiên các điểm cuối phải có khả năng nhâ ̣n và tổng hợp nhiều dòng đồng thời Sự phân tán chức năng xử lý âm thanh qua các điểm cuối dẫn tới không yêu cầu tín h toán nhiều như các cầu nối thông thường Hô ̣i nghi ̣ phân tán đươ ̣c biểu diễn bằng các mô hình full -mesh và mô hình hô ̣i nghi ̣ multicast (đa phương)

Trang 23

 Trong hô ̣i nghi ̣ full -mesh (N thành viên ), mô ̣t kết nối phương tiê ̣n full -duplex đươ ̣c thiết lâ ̣p giữa tất cả các các thành viên ta ̣o ra các kết nối mesh Mỗi điểm cuối phát mô ̣t bản sao dòng dữ liê ̣u của nó tới N-1 điểm cuối khác và nhâ ̣n N -

1 dòng về Mỗi cặp đầu cuối có thể trao đổi thông tin với nhau bằng mô ̣t kiểu CODEC bất kỳ Điều khiển báo hiê ̣u của các điểm cuối có thể tâ ̣p trung ở máy chủ, sao tra ̣ng thái cho hô ̣i nghi ̣ được duy trì , trong đó tra ̣ng thái hô ̣i nghi ̣ có thể bao gồm các thành viên hô ̣i nghi ̣ hoă ̣c các yêu cầu dịch vụ âm thanh bổ sung

 Hô ̣i nghi ̣ multicast là đồng nghĩa với hô ̣i nghi ̣ vùng rô ̣ng qua MBone Trong

mô ̣t hô ̣i nghi ̣ multicast, mỗi điểm cuối phát mô ̣t bản sao duy nhất của dòng dữ liê ̣u tới đi ̣a chỉ multicast và nhận N -1 dòng về Đối với phía thu , không có gì thay đổi so với ki ̣ch bản của full -mesh trừ các dòng về trên 1 cổng Hô ̣i nghi ̣ multicast là mô ̣t da ̣ng khác của hô ̣i nghi ̣ tâ ̣p trung Thay vì kết nối tới mô ̣t cầu

hô ̣i nghi ̣ các điểm cuối tham gia hô ̣i nghi ̣ bằng đăng ký tới mô ̣t đi ̣a chỉ multicast của hô ̣i nghi ̣ Đi ̣a chỉ này có thể được quảng cáo bởi mô ̣t trong những điểm cuối hoă ̣c bởi mô ̣t máy chủ trung tâm hoă ̣c được phân phát tới các thành viên tham dự trước khi hội nghị

c/ Lớ p lai (giữa phân tán và tâ ̣p trung)

Kiến trúc hô ̣i nghi ̣ không có chuyển tiếp là mô ̣t kiến trúc la ̣i giữa các tiếp câ ̣n kiến trúc tập trung và phân tán truyền thống Mô hình này sử du ̣ng mô ̣t cầu nối không có trung gian (cầu nối hội nghi ̣ cho ̣n -và-chuyển tiếp cho nhiều người nói đồng thời ) Cầu này chọn M người nói hiện tại chuyển các tín hiệu đã nén của họ tới N -M điểm cuối , tại đó chúng được giải mã và kết hợp lại Nếu M=2, người nói thứ nhất nhâ ̣n tín hiê ̣u của người nói thứ hai và ngược lại

Kiến trúc hô ̣i nghi ̣ không có chuyển tiếp này có mô ̣t số đă ̣c điểm cần quan tâm Hê ̣ thống loa ̣i bỏ được chuyển tiếp , hoạt động độc lập với CODEC âm thanh và giảm yêu cầu tính toán của cầu Nhược điểm lag các mở rô ̣ng của giao thức cần phải mang dữ liê ̣u của hô ̣i nghi ̣, trong khi các điểm cuối phải hỗ trợ thiết bi ̣ đầu cuối và kết hợp nhiều dòng dữ liệu đồng thời

1.3.4 Multicasting

Internet đã chứng kiến mô ̣t sự tăng trưởng phi thường cùng với sự phát triển của nhiều ứng du ̣ng mới hơn , tinh vi hơn đòi hỏi ma ̣ng phải có các chức năng phong phú hơn Viê ̣c làm chủ sự tiến bô ̣ của các công nghê ̣ băng rô ̣ng , vô tuyến và Web hoàn toàn

có thể thiết kế và thực hiê ̣n các ma ̣ng hỗn hợp cỡ lớn để có thể hỗ trợ phân phối nô ̣i dung, hội thi ̣ thoa ̣i , dòng âm thanh , học từ xa , không gian làm viê ̣c cô ̣ng tác và các dụng “đẩy” Theo đi ̣nh hướng này, multicast đã trở thành mô ̣t công nghê ̣ cho phép và đóng vai trò quan tro ̣ng trong thiết kế , phát triển và khai thác nhiều ứng dụng , dịch vụ

Trang 24

hiê ̣n nay và tương lai dựa trên vâ ̣n chuyển gói hiê ̣u quả tới nhiều đích đồng t hời Mă ̣c

dù khái niệm của multicast có vẻ như rất hấp dẫn bên ngoài nhưng thực ra là rất khó khăn để thực hiê ̣n trong môi trường nhiều nhà cung cấp di ̣ch vu ̣ Internet

Với những tiến bô ̣ trong công nghê ̣ hình ảnh số , dịch vụ video theo nhu cầu đã triển khai trong thực tế mô ̣t vài năm gần đây Hê ̣ thống VoS lớn cần lưu trữ vài trăm bô ̣ phim và hỗ trợ hàng nghìn khách hàng

Để phát triển mô ̣t giải pháp tiết kiê ̣m chi phí , nhiều nhà nghiên cứu đã ngh iên cứu trên nhiều tài nguyên khác nhau , các chính sách phân chia sử dụng khả năng multicast của các mạng truyền thông tiên tiến Trong mô ̣t mô ̣t năm gần đây , các phương thức quản bá khác nhau như pyramid (kim tự tháp ), harmonic (điề u hòa ), skyscraper (chọc trời ) đã đươ ̣c đề xuất để làm giảm trễ khởi ta ̣o và yêu cầu băng thông

nhờ sử du ̣ng bô ̣ đê ̣m thu

Ngoài quảng bá, phương thức multicast cũng được sử du ̣ng để phu ̣c vu ̣ mô ̣t nhóm các khách hàng để tối thiểu yêu cầu hê ̣ thống Khác với phương thức quảng bá có băng thông bi ̣ giới ha ̣n, yêu cầu băng thông cho phương thức multicast đô ̣c lâ ̣p với tốc đô ̣ tới của các phim video Giữa nhiều cách tiếp câ ̣n nhóm khác nhau trong hê ̣ thống

multicast này thì quá thời gian nhóm (batching-by-timeout) và kích thước nhóm là hai cách tiếp cận phổ thông nhất sử dụng các chính sách đơn giản Một số phương thức nhóm mới như mang thích ứng và nhóm thích ứng đã được đề xuất cho các di ̣ch vu ̣ theo yêu cầu thời gian Rõ ràng, truyền dẫn quảng bá sẽ là hiê ̣u quả nhất nếu video là rất phổ biến Tuy nhiên nếu tốc đô ̣ tới cho video không đủ thì mô ̣t số tài nguyên sẽ bi ̣

bỏ phí và phương thức nhóm sẽ hiê ̣u quả hơn

1.3.5 Các công nghệ cho nội dung điện tử (e-Content)

Mô ̣t công nghê ̣ mới có hiê ̣u lực có nghĩa là mô ̣t cú thúc của ngành công nghiê ̣p

Cú thúc của thời đại chúng ta là kết quả của hiệu ứng kết hợp 3 công nghê ̣ chính:

 Xử lý tín hiê ̣u: chuyển đổi các tín hiê ̣u tương tự thành các tín hiê ̣u số;

 Công nghệ thông tin: cho phép xử lý dữ liệu ở dạng số

 Viễn thông: cho phép truyền dữ liê ̣u số đến/từ bất kỳ chỗ nào trên thế giới

Nô ̣i dung số tới được các khách hàng cuối go ̣i là nô ̣i dung điê ̣n tử

a/ Xử lý tín hiê ̣u số

Vào thập kỷ 80, Philips và Sony đã giới thiê ̣u mô ̣t loa ̣i đĩa âm nha ̣c mới - Compact Disc hoă ̣c CD hoă ̣c CD -Audio Loại đĩa này sử dụng các công ng hê ̣ quang-điê ̣n tử để cung cấp âm thanh chất lươ ̣ng trường quay mà không thay đổi chất lượng theo thời gian CD đã là mô ̣t thiết bi ̣ thành công và số lượng đầu đĩa CD trên thế giới đã lên tới hàng trăm triệu bộ Không giống với casset, các khách hàng thông thường không thể copy từng bit của CD mà chỉ có thể sao chép đầu ra tương tự

Trang 25

Vào đầu những năm 1990, CD-ROM-mô ̣t thiết bi ̣ ngoa ̣i vi của máy tính khai thác kỹ thuật số tương tự CD đã trở thành một thiết bi ̣ phổ biến để lưu trữ dữ liê ̣u máy tính

và các chương trình Tới giữa những năm 90, CD-ROM đã trở thành mô ̣t thiết bi ̣ ngoa ̣i

vi tiêu chuẩn cho máy tính PC và sau đó là các CD có thể ghi được , khi đó hàng triê ̣u người sử du ̣ng có thể sao chép các đĩa CD của ho ̣ Đồng thời các công nghệ nén âm thanh-hình ảnh đã đạt được hoàn thiện và được tiêu chuẩn hóa Hàng triệu CD video

có thể xem phim hàng giờ trên một đĩa như CD , các đầu thu truyề n hình số và DVD

-mô ̣t thế hê ̣ mới của CD có thể lưu trữ các bô ̣ phim 2 giờ chất lượng cao Các thiết bị này đã thỏa mãn được khách hàng , cung cấp cho khách hàng các thiết bi ̣ ngày càng nhỏ hơn với nhiều chức năng hơn và nhiều hình ảnh, âm thanh hơn

b/ Các mạng kỹ thuật số

Vào giữa những năm 90, Internet đã đa ̣t được mức sử du ̣ng mở rô ̣ng tới môi trường giáo du ̣c/nghiên cứu/quốc phòng Ngôn ngữ HTML-mô ̣t tiêu chuẩn khuôn da ̣ng trang với khả năng đi ̣ nh nghĩa đường dẫn đã ta ̣o ra World Wide Web với hàng triê ̣u trang văn bản với đồ ho ̣a được siêu liên kết và sử du ̣ng máy tính có thể truy câ ̣p được bằng các trình duyê ̣t Mô ̣t số công ty đã bổ sung them mô ̣t số thông tin khác nh ư hình ảnh và âm thanh Tuy nhiên tốc đô ̣ bit thấp có thể sử du ̣ng cho phần lớn khách hàng (vài chục kbps) đã làm giảm chất lượng âm thanh và hình ảnh

c/ Chuỗi giá tri ̣

Các mô hình kinh doanh đang phát triển không ngừng , đôi lúc cho phép và đôi lúc biểu hiê ̣n sự phát triển của công nghê ̣ Sử du ̣ng điển hình hiê ̣n nay của WEB là để quảng bá sản phẩm hoặc dịch vụ

Hình I-6 mô tả các nhân tố trong chuỗi giá tri ̣ Trung tâm của hình chỉ rõ 3 nhân tố chính: nhà cung cấp nội dung , người bán lẻ và thiết bi ̣ của người tiêu dùng Ngoài ra còn có 4 nhân tố nữa:

 Các dịch vụ tài chỉnh: giải quyết các giao dịch giữa 2 khối bất kỳ

 Các dịch vụ thư viện : cung cấp thông tin nô ̣i dung và hỗ trợ khách hàng tìm kiếm nô ̣i dung quan tâm

 Các dịch vụ công nghệ: yêu cầu biểu diễn, sự gắn kết, phân phối, tiêu dùng nô ̣i dung hoă ̣c dữ liê ̣u về nô ̣i dung

 Các dịch vụ vận chuyển: chuyển nô ̣i dung giữa những người sử du ̣ng

Trang 26

Hình I-6 Chuỗi giá tri ̣

Nói chung, có thể nói rằng cứ giữa 2 khối có mô ̣t luồng nô ̣i dung và dữ liê ̣u liên quan tới nô ̣i dung: mô ̣t luồng các quyền sử du ̣ ng, mô ̣t luồng các quyền công nghê ̣ cho phép mang và tiêu thụ nội dung và một luồng tài chính để giải quyết chuyển giao các quyền nô ̣i dung và liên quan Hơn nữa, luâ ̣t pháp đóng mô ̣t vai trò quan tro ̣ng trong cho phép và hủy bỏ mô ̣t số chức năng của mô ̣t số khối

Ngoài ra còn một số công nghệ khác:

 Biểu diễn thông tin: MPEG-1, MPEG-2 và MPEG-4

 Mô tả, nhâ ̣n da ̣ng và bảo vê ̣ nô ̣i dung

1.4 Khung cơ sơ ̉ tiêu chuẩn hóa

Khi các công nghê ̣ mới đưa ra các chức năng và hoạt động tốt hơn thì nhu cầu đối với các tiêu chuẩn ngày càng trở nên quan tro ̣ng Không có các tiêu chuẩn, các dịch vụ thời gian thực sẽ bi ̣ ảnh hưởng vì các bô ̣ mã hóa và giải mã không thể trao đổi thông tin với nhau Các dịch vụ không theo thời gian thực sử dụng các dòng bit lưu trữ cũng

có thể bất lợi hoặc bởi vì sự không sẵn sàng của các nhà cung cấp dịch vụ trong mã hóa nội dung của họ theo nhiều khuôn dạng để thỏa mã các khả n ằng của khách hàng hoă ̣c bởi vì sự miễn cưỡng của khách hàng khi phải cài đă ̣t số lượng lớn các bô ̣ giải mã

Sự tiêu chuẩn hóa các hê ̣ thống truyền thông trước đây được ta ̣o ra bởi các ngành công nghiê ̣p theo sự kết hợp do ̣ c Đa phương tiê ̣n kết hợp các da ̣ng truyền thông khác nhau yêu cầu mô ̣t cách tiếp câ ̣n mới -ngang hoă ̣c theo lớp -để phát triển các tiêu chuẩn Điều đó có nghĩa mô ̣t sự thay đổi căn bản về cách mà các tiêu chuẩn được ta ̣o ra Sự tăng cường băng thông cho các khách hàng cuối cũng gây ra sự thay đổi về vai trò của quyền lực công cô ̣ng trong điều chỉnh sử du ̣ng công nghê ̣ cung cấp di ̣ch vu ̣

Có nhiều định nghĩa về tiêu chuẩn hóa Chúng ta có thể định ngh ĩa đó là quá trình các cá nhân nhận biết được ưu điểm của công việc đang làm những thứ xác định theo

mô ̣t cách đồng thuâ ̣n và soa ̣n thành luâ ̣t lê ̣ rằng thỏa thuâ ̣n bằng mô ̣t hợp đồng Ngược lại chúng ta thỏa hiệp giữa cái chúng ta muốn làm và cái người khác muốn làm Mă ̣c

Trang 27

dù nó ràng buộc tự do của chúng ta , nhưng chúng ta vẫn thường tham gia vào như mô ̣t thỏa thuận bởi vì các ưu điểm vượt trội các nhược điểm

Các bước thực tế sau đây nên đươ ̣c thực hiê ̣n để có kết quả mong muốn:

 Chọn các ứng dụng mục tiêu

 Liê ̣t kê các chức năng cần thiết cho từng ứng du ̣ng

 Chia nhỏ các chức năng thành các thành phần có đô ̣ phức giảm xuống đủ để

có thể nhận dạng trong các ứng dụng khác

 Nhâ ̣n da ̣ng các thành phần chung trong hê ̣ thống quan tâm

 Kiểm tra các công cu ̣ này có thể được sử du ̣ng để lắp ráp các hê ̣ thống mu ̣c tiêu và cung cấp các chức năng mong muốn

1.4.1 Các tiêu chuẩn âm thanh/hình ảnh số và công nghiệp đa phương tiện

Các dịch vụ nghe nhìn cung cấp truyền thông thời gian thực của âm thanh cùng với thông tin hình ảnh giữa hai hoă ̣c nhiều khách hàng cuối Thông tin nhìn là các ảnh chuyển đồng thông hường , nhưng có thể là ảnh tĩnh , đồ ho ̣a hoă ̣c da ̣ng bất kỳ khác ITU-T SG15 đã tiêu chuẩn hóa các hê ̣ thống truyền thông nghe nhìn trong nhiều môi trường ma ̣ng khác nhau

Bô ̣ tiêu chuẩn đầu tiên là các khuyến nghi ̣ của ITU -T đã được thiết lâ ̣p chính thức vào tháng 12/1990 cho ISDN băng he ̣p:

 Mã hóa âm thanh

 Mã hóa hình ảnh

 Ghép đa phương tiện

 Điều khiển hê ̣ thống

Các ứng dụng mục tiêu chính là hội nghị truyền hình , điê ̣n thoa ̣i có hình , sau đó mở rô ̣ng an ninh và kết nối đã điểm cho hê ̣ thống ISDN băng he ̣p đã được nghiên cứu Song song với hoa ̣t đô ̣ng tiêu chuẩn hóa này , các hoạt động tiêu chuẩn hóa mới đã đươ ̣c bắt đầu vào tháng 7/1990 cho băng rô ̣ng và các hê ̣ thống nghe nhìn chất lượng cao Công việc nghiên cứu đã thành công với khuyến nghi ̣ H 261 Nhóm nghiên cứu mới này ban đầu có trách nhiê ̣m với mã hóa video cho chế đô ̣ chuyển giao đồng bô ̣ (ATM) và hợp tác vớ i ISO/IEC JTC/SC29/WG1 (MPEG)

Thành công của MPEG dựa trên số lượn g các phần tử đồng thời Quan tro ̣ng nhất

là có thể định thời điểm thiết lập MPEG đã xuất hiê ̣n vào thời điểm khi các thuâ ̣t toán

âm thanh và hình ảnh đã đa ̣t tới tiê ̣m câ ̣n , và khả năng của xử lý tín hiệu số đã thỏa

Trang 28

mãn đô ̣ phức ta ̣p của thuâ ̣t toán MPEG cũng thành công trong giành được các thành viên tham gia là tất cả các nhà công nghiê ̣p , những người đang đòi hỏi hô ̣i tu ̣ Nhờ sự quan tâm của các nhà công nghiê ̣p đối với MPEG trong các ứng du ̣ng âm thanh và hình ảnh số, MPEG tham gia vào lớp trình diễn nghe nhìn và hoàn toàn đô ̣c lâ ̣p với lớp truyền tải Mô ̣t thành phần cuối cùng thành công là các bô ̣ giải mã thay cho cách tiếp

câ ̣n bô ̣ mã hóa -bô ̣ giải mã thông thườ ng Do đó , MPEG có thể cung cấp giải pháp chuẩn cho những người tham gia chính , họ đã xem xét việc sử dụng mã hóa âm thanh

và hình ảnh số cho các sản phẩm của thị trường mới rộng lớn

Đối với công nghiệp đa phương tiện có 2 tổ chức tiêu chuẩn chính là ITU và ISO Các tiêu chuẩn mã hóa hình ảnh hiện nay đã được 2 tổ chức này đi ̣nh nghĩa Các tiêu chuẩn này khác nhau chủ yếu ở tốc đô ̣ bit theo các ứng du ̣ng Tất cả các tiêu chuẩn có thể được sử dụng chủ yếu cho các ứng dụng có khoảng tốc độ bit lớn Theo các thuâ ̣t toán mã hóa, tất cả các tiêu chuẩn đều theo mô ̣t khung cơ sở tương tự nhau

1.4.2 Các tiêu chuẩn của ITU-T cho ca ́ c hê ̣ thống truyền thông nghe nhìn

Hê ̣ thống PSTN đã được mô ̣t nhóm chuyên gia của nghiên cứu mã hóa tốc đô ̣ bit thấp Họ đã đưa ra không chỉ khuyến nghị H 324 cho toàn bô ̣ hê ̣ thống , mà cả khuyến nghị mã hóa video H 263, khuyến nghi ̣ mã hóa âm thanh G 723.1 và định nghĩa phương thức ghép kênh trong khuyến nghi ̣ H 223 Mô ̣t mô hình ngăn xếp giao thức chung của các thiết bi ̣ đầu cuối nghe nhìn theo Seri H được chỉ ra trong Hình I-7

Hình I-7 Ngăn xếp giao thức chung của các thiết bi ̣ đầu cuối nghe nhìn

a/ Tiêu chuẩn ITU-T H.320

Theo tất cả các tiêu chuẩn của ITU , liên kết theo tiêu chuẩn H 320 là bắt buộc Liên kết này có được qua mô ̣t gateway Trong mô ̣t số trường hợp, gateway phải thực hiê ̣n các giao di ̣ch giữa các giao thức báo hiê ̣u khác nhau , các tiêu chuẩn nén khác

Trang 29

nhau và các phương thức ghép khác nhau Những biến đổi của báo hiê ̣u , nén và ghép kênh là do các đă ̣c điểm kh ác nhau của các mạng cơ sở mà mỗi tiêu chuẩn áp dụng Tiêu chuẩn H.320 đi ̣nh nghĩa mô ̣t máy chủ hô ̣i nghi ̣ trung tâm go ̣i là MCU (Khối điều khiển đa điểm) cho phép nhiều cuô ̣c go ̣i đồng thời

b/ Tiêu chuẩn ITU-T H.310 và H.321

Hai khuyến nghị này cho các hê ̣ thống nghe nhìn trong môi trường ATM :

 H.321-Thích ứng các thiết bị đầu cuối điện thoại có hình H 320 vớ i môi trường ISDN băng rô ̣ng

 H.310-Các hệ thống truyền thông nghe nhìn băng rộng

c/ Tiêu chuẩn ITU-T H.322

Khuyến nghi ̣ này bao trùm lắp đă ̣t các ma ̣ng LAn và các thiết bi ̣ hô ̣i nghi ̣ điê ̣n thoại có hình và thiết bị hội nghị truyền hình , tương đương như khuyến nghi ̣ H 320 cho NISDN

d/ Tiêu chuẩn ITU-T H.323 Standard

Khuyến nghi ̣ nà y xác đi ̣nh thiết bi ̣ và các hê ̣ thống cho điê ̣n thoa ̣i có hình trên mạng LAN có QoS không được đảm bảo

Các xem xét thiết kế trong phát triển của H.323 như sau:

 Liên kết, đă ̣c biê ̣t với NISDN và H.320

 Điều khiển truy câ ̣p LAN để tránh tắc ngẽn

 Các mô hình đa cuộc gọi

 Khả năng mở rộng từ các mạng nhỏ tới các mạng có kích thước trung bình

1.4.3 Các tiêu chuẩn mã hóa hình ảnh

Có 2 cách tiếp cận để hiểu các tiêu chuẩn mã hóa hình ảnh (H.261, H.263 và H.26L)

 Mô ̣t cách tiếp câ ̣n là để tâ ̣p trung vào cấu trúc dòng bit và cần nắm được mỗi lớp cấu trúc biểu diễn cái gì và mỗi bit trong dòng bit chỉ thi ̣ cái gì Cách tiếp

câ ̣n này rất quan tro ̣ng đối với các nhà sản xuất vì các sản phẩm của họ phải tuân thủ tiêu chuẩn

 Cách tiếp cận khác là tập trung vào các thuật toán mã hóa có thể sử dụng để tạo ra các dòng bit tuân thủ tiêu chuẩn và cần nắm được thành phần nào không xác định các th uâ ̣t toán mã hóa Cách tiếp cận này cung cấp hiểu biết sâu hơn về các kỹ thuâ ̣t mã hóa hình ảnh

a/ Tiêu chuẩn ITU-T H.261

Tiêu chuẩn này đi ̣nh nghĩa các ứng du ̣ng hô ̣i nghi ̣ truyền hình và điê ̣n thoa ̣i có hình H.261 nhấn ma ̣nh c ác tốc độ bít thấp và trễ mã hóa thấp Thuâ ̣t toán mã hóa sử dụng trong H 261 cơ bản là mô ̣t lai ghép của bù chuyển đô ̣ng để loa ̣i bỏ các dư thừa

Trang 30

tạm thời và chuyển đổi mã hóa để giảm dư thừa khoảng trống Do đó H 261 có ảnh hưởng rất quan tro ̣ng tới các tiêu chuẩn mã hóa đang có và đang phát triển

b/ Tiêu chuẩn ITU-T H.263

Trong suốt quá trình phát triển của H.263:

 Mục tiêu ngắn ha ̣n là mở rộng H.261 để sử dụng khung chung

 Mục tiêu dài hạn là để thiết kế một tiêu chuẩn mã hóa hình ảnh có thể khác cơ bản với H.261 để có được hiệu quả mã hóa cao hơn

Vì các hoạt động tiêu chuẩn hóa diễn ra rất dài , những nỗ lực ngắn ha ̣n ta ̣o ra H.263 và H 263 version 2, trong khi nỗ lực dài ha ̣n được xem như là H 26L/H.264 Thực chất H.263 kết hợp các yếu tố của H 261 cùng với MPEG và được tối ưu để các tốc đô ̣ bít rất thấp

Thực tế, H.263 cung cấp hiê ̣u quả mã hóa cao hơn so với H 261 ở tất cả các tốc độ bit Vì H.263 đã đươ ̣c xây dựng trên H 261 nên cấu trúc chính của 2 tiêu chuẩn thực chất tương tự nhau Các khác biệt chính bao gồm:

 H.263 hỗ trợ nhiều khuôn da ̣ng ảnh hơn

 H.263 sử du ̣ng bù chuyển đô ̣ng nửa điểm ảnh (half-pel), nhưng không sử du ̣ng lọc như trong H.261

 H.263 sử du ̣ng 3D VLC cho hê ̣ số mã hóa DCT ngoài thuâ ̣t toán mã hóa cơ bản, 4 lựa cho ̣n trong H 263 là đàm phán giữa bộ mã hóa và giải mã để cung cấp chất lươ ̣ng cao hơn

 H.263 cho phép kích thước bước lượng tử để thay đổi mỗi khối lớn

(Macroblock-MB) vớ i tiêu đề nhỏ

Mô ̣t khác biê ̣t chính giữa H.261 và H.263 là dự báo nửa điểm ảnh trong bù chuyển

đô ̣ng Khái niệm này cũng được sử dụng trong MPEG

c/ Tiêu chuẩn H.264/AVC

Mă ̣c dù H.264 được dựa trên khung cơ sở chuyển đổi dự báo bù chuyển đô ̣ng theo khối thông thường trong H 261, H.262, H.263, nhưng những thay đổi quan tro ̣ng như lọc vòng , chuyển đổi nguyên (4x4) và chuyển đổ i ngươ ̣c, dự báo không gian hướng cho dự báo bù chuyển đô ̣ng ảnh tham chiếu mã hóa trong ảnh, nhiều ảnh (lên tới 5), mã hóa độ dài thay đổi…

H.264 được hướng tới mô ̣t dải rô ̣ng tốc đô ̣ bít rô ̣ng (64kbps đến 240Mbps), dải

rô ̣ng các mức chất lượng và các độ phân giải theo thời gian thực , trễ end-to-end thấp cho nhiều da ̣ng nguồn khác nhau Tiêu chuẩn này có thể được áp du ̣ng cho dòng video , truyền hình quảng bá , các dịch vụ đối thoại… Tất cả các y ếu tố này và độ lợi mã hóa

là chi phí của độ phức tạp ngày càng tăng Trong khi mã hóa chính (dòng bit được mã hóa thực sự ) đã được tiêu chuẩn hóa , các phần khác như các dòng bit tuân thủ , phần

Trang 31

mềm tham chiếu , khuôn da ̣ng 4:4:4, đô ̣ sâu bit tăng cường (lên tới 12bpp), kiểm tra, giấy phép sở hữu… đang được phát triển ở những giai đoa ̣n khác nhau

1.4.4 Các tiêu chuẩn mã hóa âm thanh

ITU đã tiêu chuẩn hóa 3 bô ̣ mã hóa 3 tiêu chuẩn âm thanh có thể áp dụ ng cho truyền thông đa phương tiê ̣n tốc đô ̣ thấp

 Khuyến nghi ̣ G 729 8 kbps CD -ACELP có trễ bô ̣ codec thuâ ̣t toán 15ms và cung cáp âm thanh chất lượng ma ̣ng Bô ̣ mã hóa này được thiêts kế cho các ứng dụng vô tuyến nhưng cũng có thể á p du ̣ng cho truyền thông đa phương tiê ̣n

 Khuyến nghi ̣ G 723.1: bô ̣ mã hóa âm thành 6,3 và 5,3 kbps cho truyền thông

đa phương tiê ̣n đã được thiết kế cho điê ̣n thoa ̣i có hình tốc đô ̣ bit thấp Kích thước khung 30ms và trễ codec thuâ ̣t t oán 1 chiều 37,5ms cho phép giảm tốc

đô ̣ bit so với G.729

1.4.5 Các tiêu chuẩn đồng bộ và ghép đa phương tiện

Các dòng sơ cấp theo khuyến nghị ITU -T H.222 như âm thanh, hình ảnh, dữ liê ̣u, điều khiển đồng bô ̣ khung hình ảnh và các tí n hiê ̣u chỉ thi ̣, mỗi loa ̣i có thể được tiêu chuẩn hóa quốc tế hoă ̣c tiêu chuẩn riêng Các dòng sơ cấp này được ghép thành một dòng gói nối tiếp theo các chức năng của H 222.0, H.222.1/H.222.1 Các chức năng này bao gồm khôi p hục cơ sở thời gian ghép , đồng bô ̣ thiết bi ̣, loại bỏ dịch (trượt), quản lý bộ đệm , an ninh và điều khiển truy câ ̣p , báo hiệu kênh con và các chế độ

“trick” (mẹo) là các cơ chế hỗ trợ chức năng điều khiển tương tự ghi hình Khuyến nghị H.222.1 xác định các phần tử và các thủ tục từ H 222.0 để sử dụng chúng trong các môi trường ATM và cũng xác định các điểm mã và thủ tục cheo các dòng sơ cấp theo đi ̣nh nghĩa của ITU -T H.222.1 cho phép sử d ụng cả hai dòng chương trình H.222.0 và dòng truyền tải H.222

a/ Khuyến nghị H.221 của ITU-T

Khuyến nghi ̣ này quy đi ̣nh cấu trúc khung kênh 64-1920kbps trong các di ̣ch vu ̣ nghe nhìn H.221 là giao thức ghép và nối cho các thiết bị đầu cuối H.320 Có thể ghép tới 30 kênh B để ta ̣o thành mô ̣t siêu kênh với tốc đô ̣ bit là nx 64 kbps Các kênh thông tin cho thông tin âm thanh và hình ảnh không thực hiê ̣n điều khiển lỗi mà dựa hoàn toàn vào khả năng sửa lỗi của mã hóa thông tin

b/ Khuyến nghị ITU-T H.223

Khuyến nghi ̣ này quy đi ̣nh giao thức ghép dùng cho truyền thông đa phương tiê ̣n tốc đô ̣ bit thấp Có thể sử dụng 3 kiểu lớp thích ứng (AL), các lớp khác nhau tính chất xác suất lỗi và trễ AL1 và AL2 phục vụ các nhiệm vụ khác nhau còn AL 3 đươ ̣c thiết kế để sử du ̣ng mã hóa video

Trang 32

c/ Khuyến nghị ITU-T H.225

Khuyến nghi ̣ H 225.0 mô tả các phương tiê ̣n kết hợp , mã hóa và đóng gói âm thanh, hình ảnh , dữ liê ̣u v à điều khiển để truyền tải giữa các thiết bị đầu cuối H 323 trên các LAN không đảm bảo QoS , hoă ̣c giữa các thiết bi ̣ đầu cuối H 323 và các gateways H 323 Các gateway H 323 có thể kết nối tới các thiết bị đầu cuối H 320, H.324 hoặc H.310/H.321 trên các ma ̣ng tương ứng NISDN , PSTN hoă ̣c BISDN Cấu hình thiết bị đầu cuối gateway này và các thủ tục được mô tả trong H 323 và H 225 bao trùm các giao thức và khuôn da ̣ng bản tin Phạm vi của truyền thông H.225 là giữa các thiết bị đầu cuối H 323 và các gateway H 323 trên cùng LAN bằng cùng giao thức truyền tải

d/ Giao thứ c điều khiển chung H.245

Khuyến nghi ̣ này đi ̣nh nghĩa các bản tin và các thủ tu ̣c trao đổi thông tin điều khiển giữa các thiết bi ̣ đầu cuối đa phương tiê ̣n H.245 xác định báo hiệu thiết bị đầu cuối-tới-thiết bi ̣ đầu cuối để xác đi ̣nh các khả năng mã hóa và giải mã của thiết bi ̣ đầu cuối ở xa sau khi thiết lâ ̣p kết nối ma ̣ng và để điều phối ấn định và giải phóng các tài nguyên thiết bi ̣ đầu cuối qua cuô ̣c go ̣i

H.245 đã đươ ̣c đi ̣nh nghĩa như là các khuyến nghi ̣ chung phù hợp với sử du ̣ng cho

mô ̣t dải các ứng du ̣ng thiết bi ̣ đầu cuối đa phương tiê ̣n H.245 đã được cấu trúc bằng 3 phần chính : cú phép , ngữ nghĩa và các thủ tu ̣c (syntax, semantics, and procedures ) Tương tác giữa các thực thể giao thức khác nhau chỉ qua truyền thông với người sử dụng H.245 H.245 cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau cho người sử dụng H 245 Mô ̣t số di ̣ch vu ̣ là trao đổi khả năng , các thủ tục báo hiệu kênh logic , các tín hiệu điều khiển và chỉ thi ̣

1.4.6 Các tiêu chuẩn MPEG trong truyền thông đa phương tiê ̣n

Sự thành công của MPEG dựa trên nhiều thành phần đồng thời Quan tro ̣ng nhất là thời điểm mà MPEG đã được thiết lâ ̣p Về tên go ̣i MPEG đã xuất hiê ̣n vào thời điểm khi các thuâ ̣t toán mã hóa âm thanh và hình ảnh đã đa ̣t tới chất lượng tiê ̣m câ ̣n MPEG cũng đã thành công trong quy định sự tham gia của tấ t cả các ngành công nghiê ̣p (có

xu hướng hô ̣i tu ̣ trong các ứng du ̣ng âm thanh và hình ảnh ) MPEG đã đóng góp vào sự chấp thuâ ̣n thực tế của lớp biểu diễn nghe nhìn , lớp này độc lập với hê ̣ thống vâ ̣n chuyển Thành phần thành công cuối cùng tập trung trên các bộ giải mã thay cho cách tiếp câ ̣n bô ̣ mã hóa -bô ̣ giải mã truyền thống Do đó MPEG có thể cung cấp giải pháp tiêu chuẩn cho những người chơi-là những người đang cân nhắc sử dụng mã hóa số cho âm thanh và hình ảnh cho các sản phẩm đổi mới có thi ̣ phần lớn, đồng thời MPEG

có thể cho phép đạt được nhanh hơn là không có nó

Mỗi mô ̣t tiêu chuẩn MPEG bắt đ ầu bằng nhận dạng phạm vi và phát hành một

“Mời tham gia đề xuất” (Call for Proposals), sau đó đi vào 2 giai đoa ̣n chính:

Trang 33

 Giai đoa ̣n thứ nhất là giai đoa ̣n ca ̣nh tranh liên quan tới kiểm thử và đánh giá các đề xuất sáng giá để chọn ra một vài đề xuất cao nhất , sau đó các thành phần của đề xuất này là cơ sở bắt đầu của giai đoa ̣n 2

 Giai đoa ̣n 2 gồm phát triển hợp tác các thành phần (giai đoa ̣n 1) qua quá trình sàng lọc tương tác của mô hình thử nghiê ̣m (mô tả mã hóa ) Khuôn da ̣ng của dữ liê ̣u biểu diễn được xem như cấu trúc và có thể dựa vào để xây dựng các dạng khác nhau của các dòng dữ liệu (dòng bit) hơ ̣p lê ̣ Các quy tắc để dịch dữ liê ̣u (dòng bit) được go ̣i là quá trình giải mã Khi đưa ra nén dữ liê ̣u âm thanh và/hoă ̣c hình ảnh , mô ̣t bô ̣ mã hóa phải tuân theo mô ̣t quá trình các bước tuần tự go ̣i là quá trình mã hóa Tuy nhiên quá trình mã hóa này không được tiêu chuẩn hóa và thay đổi vì các bô ̣ mã hóa có đô ̣ phức ta ̣p khác nhau có thể được sử du ̣ng cho các ứng du ̣ng khác nhau Chỉ có ràng buộc là đầu ra của quá trình mã hóa là dòng bit ra chuẩn về cấu trúc để có thể dịch được theo ngữ nghĩ a giải mã của các các bộ giải mã tuân thủ tiêu chuẩn

a/ Tiêu chuẩn MPEG-1

MPEG-1 là tiêu chuẩn lưu trữ và khôi phục các nahr động và âm thanh trong môi trường lưu trữ số Đi ̣nh hướng ban đầu cho tiêu chuẩn MPEG -1 là âm thanh và hì nh ảnh có chất lượng tốt ở khoảng 1,4Mbps cho ứng du ̣ng đĩa CD Các yêu cầu cơ bản bao gồm:

 Mã hóa hình ảnh với chất lượng tốt ở 1 đến 1,5 Mbps và âm thanh với chất lươ ̣ng tốt ở 128-256 kbps

 Truy câ ̣p ngẫu nhiên tới mô ̣t khung trong thời gian ha ̣n chế

 Khả năng chuyển tiếp nhanh và đảo lại nhanh , cho phép tìm kiếm và xem xuôi ngươ ̣c mô ̣t số lần với tốc đô ̣ thông thường

 Mô ̣t hê ̣ thống để chơi la ̣i (playback) được đồng bô ̣ và truy câ ̣p tới dữ liê ̣u nghe nhìn

Bên ca ̣nh các yêu cầu có trước , số lượng các yêu cầu khác cũng tăng lên như hỗ trơ ̣ nhiều đô ̣ phân giải ảnh , sự vững chắc đối với lỗi , cân bằng chất lượng mã hóa với trễ mã hóa (từ 150ms đến 1s), và khả năng của các b ộ mã hóa thời gian thực với chi phí hợp lý Tiêu chuẩn MPEG-1 bao gồm các phần sau : Hê ̣ thống, hình ảnh, âm thanh, tuân thủ và phần mềm

Phần âm thanh của tiêu chuẩn MPEG -1 đã trở thành thành phần chính cho phát thanh quảng b á ở lớp 2 âm thanh MPEG 1 với chất lượng CD Lớp III đã trở thành khuôn mẫu tiêu chuẩn cho phân phối âm nha ̣c trên veb Tiêu chuẩn MPEG -1 đầy đủ (Các hệ thống âm thanh -hình ảnh) là khuôn dạng tiêu chuẩn cho phân phối các chi tiết hình ảnh chuyển động qua Web

Trang 34

MPEG-1 đã cung cấp cơ hô ̣i vững chắc đầu tiên cho công nghiê ̣p vi điê ̣n tử để đầu

tư vào công nghê ̣ hình ảnh số Hiê ̣n nay các chip giải mã MPEG -1 được sản xuất từ nhiều nguồn, mô ̣t số trong đó kết hợp với các nhà điê ̣n tử để đo ̣c các bit từ CD Các thiết bi ̣ và số lượng ngày càng tăng của các máy tính cá nhân đang ta ̣o ra các điều kiê ̣n

để phổ biến sản xuất nội dung đa phương tiện

b/ Tiêu chuẩn MPEG-2

Tiêu chuẩn MPEG -2 đã được thiết kế để cung cấp khả năng nén , mã hóa và phát chất lươ ̣ng cao , phát các tín hiệu đa phương tiện đa kênh qua quảng bá mặt đất , phân phối qua vê ̣ tinh và các ma ̣ng băng rô ̣ng Tiêu chuẩn MPEG -2 xác định các yêu cầu đối với mã hóa hình ảnh , mã hóa âm thanh và mã hóa các hệ thống để tổng hợp âm thanh và hình ảnh đã mã hóa thành các dòng dữ liê ̣u riêng do người sử du ̣ng đi ̣nh nghĩa, kiểm tra tuân thủ để kiểm tra các dòng bit và bô ̣ giả i mã đó có thỏa mãn các yêu cầu hay không và mô phỏng phần mềm cho mã hóa và giải mã cả hai chương trình và dòng truyền tải Là một tiêu chuẩn truyền dẫn , MPEG-2 hỗ trơ ̣ nhiều da ̣ng khuôn da ̣ng gói khác nhau bao gồm các gó i lớn có đô ̣ dài thay đổi từ 1 đến 64 kbp Đồng thời MPEG-2 cũng cung cấp khả năng sửa lỗi phù hợp với truyền dẫn qua TV cáp và các kênh vê ̣ tinh Tiêu chuẩn MPEG-2 bao gồm các phần sau:

 Các hệ thống, hình ảnh, âm thanh

 Tuân thủ, phần mềm,

 Thiết bi ̣, lê ̣nh và điều khiển lưu trữ số (DSM-CC)

 Mã hóa ân thanh tiên tiến (AAC), hình ảnh 10 bit, giao diê ̣n thời gian thực,

 Tuân thủ của DSM-CC

c/ Tiêu chuẩn MPEG-4

MPEG-4 là tiêu chuẩn cho các ứng dụng đa phương t iện Tiêu chuẩn này hướng tới video cho Internet và Intranet , video vô tuyến, mua bán tương tác, thư điê ̣n từ hình ảnh và ph im ảnh ở nhà , các trò chơi , mô phỏng và huấn luyê ̣n các cơ sở đối tượng thông tin Vì các vùng ứng dụn g này có mô ̣t số yêu cầu chính dựa trên sự hỗ trợ của các tiêu chuẩn trước đây, nên MPEG-4 xác định các chức năng sau:

 Tương tác dựa trên nô ̣i dung

 Khả năng truy cập toàn cầu

 Cải thiện nén

Tiêu chuẩn MPEG -4 bao gồm các phần sa u: Các hệ thống , âm thanh , hình ảnh, tuân thủ, phần mềm và khung cơ sở vâ ̣n chuyển đa phương tiê ̣n

Kiến trúc khái niê ̣m của MPEG -4 bao gồm 3 lớp: lớp nén, lớp đồng bô ̣ và lớp vâ ̣n chuyển:

 Lớp nén là hiểu thông tin và không hiểu vâ ̣n chuyển

 Lớp đồng bô ̣ là không hiểu thông tin và không hiểu vâ ̣n chuyển

Trang 35

 Lớp vâ ̣n chuyển không hiểu thông tin và hiểu vâ ̣n chuyển

Thiết kế của MPEG -4 được tâ ̣p trung quanh mô ̣t khối nô ̣i dung cơ sở go ̣i là đối tươ ̣ng nghe nhìn (AVO) Mỗi AVO được biểu diễn tách riêng và trở thành cơ sở cho

mô ̣t dòng đô ̣c lâ ̣p

d/ Tiêu chuẩn MPEG-7

MPEG-7 là tiêu chuẩn biểu diễn nội dung cho tìm kiếm , lọc, quản lý và xử lý thông tin đa phương tiê ̣n Mô ̣t mu ̣c tiêu của MPEG -7 là để cho phép tìm kiếm đa phương tiê ̣n trên Internet và nâng cao tra ̣ng thái hiê ̣n ta ̣i bằng các giải phép hợp lý là tiêu chuẩn hóa mô ̣t giao diê ̣n cho các bô ̣ mô tả và các phương thức mô tả -các phương thức này kết hợp với nô ̣i dung để thỏa mã tìm kiếm nhanh và hiê ̣u quả Như vâ ̣y nô ̣i dung nghe nhìn với metadata MPEG -7 có thể dễ dàng được đánh chỉ số và dễ dàng đươ ̣c tìm kiếm MPEG-7 hướng tới xác đi ̣nh không chỉ tìm nô ̣i dung quan tâm trong các ứng dụng kéo (pull application ) như là khôi phu ̣c cơ sở dữ liê ̣u mà cả trong các ứng dụng đẩy (push applications) như là cho ̣n và lo ̣c để trích nô ̣i dung quan tâm tr0ong các kênh quảng bá Người ta kỳ vo ̣ng MPEG-7 sẽ làm việc không chỉ với các nô ̣i dung mã hóa theo MPEG mà cả các nội dung được mã hóa không phải MPEG

Số lươ ̣ng lớn của các vùng ứng du ̣ng truyền thống cũng như đang nổi lên khai thác tìm kiếm và khôi phục mà MPEG-7 có thể áp dụng là:

 Các sự kiện quan trọng-Lịch sử, chính trị

 Giáo dục-khoa ho ̣c, y tế và đi ̣a lý

 Thương ma ̣i-đất đai, tài chính, kiến trúc

 Xã hội và giải trí-dịch vụ hàng ngày, các trò chơi tương tác

 Thời gian rỗi-Thể thao, mua sắm, du li ̣ch

 Luâ ̣t pháp-thẩm tra tô ̣i pha ̣m và (tìm kiếm ) các cá nhân mất tích

Bô ̣ mô tả MPEG -7 mô tả các da ̣ng thông tin đa phương tiê ̣n khác nhau Sự mô tả này sẽ được kết hợp với nội dung của nó để cho phép tìm kiếm các chi tiết nhanh hơn

và hiệu quả Chi tiết nghe nhìn có dữ liê ̣u MPEG -7 liên quan tới nó có thể đươ ̣c đánh chỉ số và tìm kiếm Chi tiết này này có thể bao gồm các ảnh tĩnh , các đồ họa , các mô hình 3D, âm thanh, giọng nói, hình ảnh và thông ti n về các phần tử này được kết hợp như thế nào trong mô ̣t trình diễn đa phương tiê ̣n Các trường hợp đặc biệt của các các kiểu dữ liê ̣u chung có thể bao gồm cả mô tả khuôn mă ̣t và các đă ̣c điểm của người

Mă ̣c dù MPEG -7 không tiêu chuẩn hóa viê ̣c trích thuô ̣c tính nhưng sự mô tả MPEG-7 được dựa trên đầu ra của quá trình trích thuô ̣c tính và mă ̣c dù MPEG -7 không tiêu chuẩn hóa search engine nhưng mô tả kết quả được search engine sử du ̣ng

e/ Khung cơ sở đa phương tiê ̣n MPEG-21

Các mục tiêu của MPEG-21 như sau;

Trang 36

 Phải hiểu được nếu các thành phần khác nhau phù hợp với nhau và phù hợp như thế nào

 Phải bàn luận cần thiết các tiêu chuẩn mới nào , nếu các khoảng trống trong ha ̣ tầng còn tồn tại và khi hai điểm trên đã tiến tới được

 Phải thực hiê ̣n liên kết các tiêu chuẩn khác nhau

Dự án MPEG-21 đã bắt đầu với mu ̣c tiêu cho phép sử du ̣ng trong suốt và sử du ̣ng tăng them các nguồn đa phương tiê ̣n qua nhiều mạng và thiết bị Nghiên cứu đã thực hiê ̣n đuwocj nhâ ̣n da ̣ng mô ̣t số công nghê ̣ cần thiết để đa ̣t được mu ̣c tiêu MPEG -21, bao gồm:

 Khai báo ha ̣ng mu ̣c số

 Biểu diễn nô ̣i dung -dữ liê ̣u được biểu diễn như thế nào với các thiết bi ̣ k hác nhau

 Quản lý và sử dụng nội dung -cài ddawtj các giao diện , giao thức cho phép ta ̣o

ra, thao tác, tìm kiếm, truy câ ̣p, lưu trữ, vâ ̣n chuyển và sử du ̣ng (sử du ̣ng la ̣i )

nô ̣i dung

 Quản lý và bảo vệ sở hữu trí tuệ -phương tiê ̣n cho phép nô ̣i dung được quản lý, bảo vệ liên tục và tin cậy qua các mạng và dịch vụ khác nhau

 Các thiết bị đầu cuối và mạng -khả năng cung cấp truy cập liên kết và trong suốt tới nô ̣i dung qua các ma ̣ng và cài đă ̣t thiết bị đầu cuối

 Báo cáo sự kiện -các đơn vị và các giao diện cho phép người sử dugnj hiểu chính xác hoạt động của tất cả các sự kiện đã báo cáo trong khung cơ sở

f/ Các tiêu chuẩn mã hóa ảnh tĩnh

Cùng với việc sử dụng ngà y càng tăng các hê ̣ thống truyền thông đa phương tiê ̣n , nén ảnh yêu cầu chất lượng ngày càng cao hơn và yêu cầu nhiều thuộc tính mới Nén ảnh không chỉ phải giảm được yêu cầu lưu trữ và băng thông , mà còn phải cho phép trích để soạn thảo , xử lý và hướng tới các thiết bi ̣ và ứng dụng cụ thể Các tiêu chuẩn sau đây đã được quan tâm nghiên cứu là MPEG -4 VTC, JPEG, JPEG-LS, PNG, JPEG2000

Trang 37

CHƯƠNG II KHUNG CƠ SỞ ĐỂ TIÊU CHUẨN HÓA MULTIMEDIA

Sự tiêu chuẩn hóa toàn cầu đang ngày càng trở nên quan tro ̣ng hơn trong đa ̣t được

mô ̣t ha ̣ tầng thông tin toàn cầu (GII) Các tổ chức tiêu chuẩn hóa viễn thông và thông tin như ITU và ISO /IEC, mỗi tổ chức đã thành lâ ̣p các nhóm đă ̣c biê ̣t để tâ ̣p trung vào xác định các tiêu chuẩn cho GII Chương này tìm kiếm các hoa ̣t đô ̣ng của các tổ chức liên quan tới GII Đồng thời tổng kết lại hi ện trạng của các tiêu chuẩn truyền thông đa phương tiê ̣n Những thành tự chính hướng tới triển khai GII được mô tả IETF là mô ̣t tổ chức tiêu chuẩn tâ ̣p trung vào phát triển các giao thức sử du ̣ng trên ma ̣ng IP IETF bao gồm nhiề u nhóm nghiên cứu và được quản lý bởi nhóm Internet Engineering Steering Group, Internet Architecture Board , và Internet Society Nội dung chương cũng đề cập tới quá trình tiêu chuẩn hóa của ETSI đối với ứng dụng , phần sụn và mạng

Ngoài các tổ chức tiêu chuẩn này , các diễn đàn công nghiệp tham gia vào nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn bao gồm:

 Telecommunication Information Network Architecture (TINA),

 International Multimedia Telecommunications Consortium (IMTC),

 MPEG-4 Industry Forum (M4IF),

 Internet Streaming Media Alliance (ISMA),

 Third Generation Part- nership Project (3GPP/3GPP2),

 Digital Video Broadcasting (DVB),

 Digital Audio

2.1 Giơ ́ i thiê ̣u

Nhiều năm về trước, chuẩn hóa trong viễn thông là lĩnh vực hoạt động của các tổ chức chuẩn hóa như liên minh viễn thông quốc tế (ITU), tổ chức chuẩn hóa quốc tế (ISO), ủy ban kĩ thuật điện quốc tế (IEC), ủy ban kĩ thuật liên hợp 1(JTC1) Bây giờ, các hoạt động này cũng đang được triển khai bởi các hội đồng(nhóm) chuẩn hóa khu vực như viện các tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI), ủy ban T1, ủy ban công nghệ viễn thông (TTC) Sự phối hợp giữa các nhóm này rất quan trọng để đảm bảo rằng các nguồn tài nguyên không lãng phí trong việc đạt được mục đích cuối cùng là các tiêu chuẩn toàn cầu

Năm 1989, các hoạt động phối hợp này được bắt đầu với sự thành lập của hội các chuẩn viễn thông quốc tế(ITSC) Năm 1994, ITSC được tổ chức lại thành nhóm phối hợp các tiêu chuẩn toàn cầu (GSC) và tiếp tục các công việc của mình Trong các lĩnh vực được quan tâm nhiều như phương thức truyền tải không đồng bộ (ATM) và đa phương tiện, các diễn đàn và các tổ chức đã được thành lập và nhanh chóng đạt được những thành tựu trong các mục tiêu của mình Do đó, các tổ chức chuẩn hóa quốc tế

Trang 38

đang kiến thiết lại chính mình để có thể đảm nhận những công việc một cách nhanh chóng

Tự do trong viễn thông đã mở ra một thị trường cạnh tranh trong và ngoài nước trong những năm giữa 1980 ở Mỹ, Châu Âu, và Châu Á, cùng với các kĩ thuật tiên tiến trong truyền thông số, thông tin di động và các hệ thống định vị toàn cầu đã làm thay đổi nền kinh tế xã hội và các môi trường kĩ thuật Các kĩ thuật và nền công nghiệp viễn thông, thông tin, giải trí, điện tử dân dụng đang hội tụ thông qua số hóa và mang đến các ứng dụng đa phương tiện trong các lĩnh vực này Trong các môi trường mới như vậy thì các chuẩn đang được phát triển bởi các tổ chức và các nhóm trở nên ngày càng quan trọng Thông thường các chuẩn công nghiệp được phát triển rất nhịp nhàng Các

tổ chức chuẩn hóa như ITU-T, ISO/IEC, và JTC1 đòi hỏi phải hoạt động nhanh hơn

Cơ sở hạ tầng thông tin toàn cầu(GII) là điểm mấu chốt trong hội tụ công nghệ và các ngành công nghiệp, và sẽ cung cấp đa dạng các dịch vụ đa phương tiện Liên kết

và hợp tác toàn cầu là một trong những tiêu chí chính của GII và đòi hỏi các chuẩn toàn cầu Năm 1994, ETSI, ủy ban T1 và TTC của Nhật Bản đã thành lập một ủy ban đặc biệt cho việc nghiên cứu các khía cạnh của các chuẩn về truyền thông đa phương tiện và GII Năm 1995, ITU-T tạo ra nhóm các báo cáo viên liên đoàn trong GII(JRG-GII) Năm 1996, ISO/IEC, JTC1 đã tạo lập một nhóm hoạt động đặc biệt trong GII (SWG-GII) Cũng vì lẽ đó mà đã có nhiều những hoạt động chung liên quan tới các chuẩn GII cho việc xác lập những vấn đề bao trùm và thiết lập mối quan hệ hài hòa giữa các tổ chức cho chuẩn quốc tế, vùng và khu vực

Truyền thông đa phương tiện bao gồm nhiều các công nghệ viễn thông, xử lý thông tin, và phát thanh Công nghệ thông tin giải quyết các quá trình như tổng hợp, vận chuyển, thu hồi, lưu trữ, trình bày và biến đổi tín hiệu thành nhiều dạng Trong những dạng này bao gồm thoại, tiếng nói, video, đồ họa, văn bản, hình ảnh, dữ liệu và

sự kết hợp giữa chúng, trong khi những người sử dụng đầu cuối tại phía thu có thể là người sử dụng, máy móc hoặc kết hợp cả hai Vì thế chuẩn hóa viễn thông và IT cần phải được mở rộng xa hơn trong tương lai và những mối quan tâm đến vấn đề quản lý Những người sản xuất cố gắng để cân bằng với những chuẩn cần thiết bảo vệ thị trường của họ Các nhà cung cấp dịch vụ cũng cố gắng giảm giá thành sản phẩm đã chuẩn hóa Trong những gì sau đây chúng ta sẽ cố gắng bao quát những khía cạnh kĩ thuật và kinh tế xã hội của những chuẩn và việc quản lý các chuẩn Chúng ta cũng sẽ miêu tả những quan điểm và những điểm nổi bật trong quá trình đưa ra các chuẩn, làm cho chúng tương thích, rõ ràng

2.2 Các hoạt động tiêu chuẩn hóa

Các chuẩn nhằm duy trì những tương thích trong môi trường đa phương tiện ngày càng phức tạp Thành công trong việc chuẩn hóa đòi hỏi sự hiểu biết về môi trường

Trang 39

trong đó nó được tiến hành Sự phát triển của các hệ thống thông tin như điện thoại di động, internet, multimedia đòi hỏi những hợp đồng đặc biệt giữa các bên liên quan: nhà sản xuất thiết bị, vận hành mạng, nhà cung cấp dịch vụ, người sử dụng đầu cuối Nhiều các hệ thống mới hướng tới sự hợp nhất các phần tử từ các công nghệ viễn thông, xử lý thông tin và công nghệ phát thanh Ngày nay, đại đa số các chuẩn được làm trong, thi thoảng làm trước quá trình thiết kế sản phẩm Kết quả là không những

có nhiều kĩ thuật cần thiết mà thời gian hoàn thành mỗi sản phẩm cũng nhanh hơn Điều này trước tiên làm gia tăng các nhóm chuẩn khu vực và quốc gia, sau đó làm tăng

số lượng các congxoocxiom Tuy nhiên, chuẩn hóa đòi hỏi thời gian và những tài nguyên để hiểu những cái gì thực sự cần được chuẩn hóa và làm thế nào để thành tựu đạt được phải hài hòa giữa các quyền lợi đối lập Sự thành công trong việc truyền tải kiến thức từ nghiên cứu cho đến quá trình ứng dụng vào thực hành luôn luôn đòi hỏi những cuộc thử nghiệm Nếu chuẩn nói đến các khái niệm mới, thì cần phải bỏ đi các khía cạnh không rõ ràng lúc đầu

Những nhân tố chiến lược là những lý do để yêu cầu một chuẩn, giao diện được chuẩn hóa, và thời gian để tiêu chuẩn hóa Mặt khác, việc xem xét các chiến thuật liên quan tới những câu hỏi sau: chuẩn hóa sẽ diễn ra như thế nào? Ai sẽ chỉ đạo hoạt động chuẩn hóa? Và các chuẩn sẽ được sử dụng ở đâu

2.2.1 Những lí do để ti ̀m kiếm mô ̣t tiêu chuẩn

Chuẩn hóa là một quyết định khó khăn Trong trường hợp những công nghệ đã được xem xét cẩn thận, một tổ chức thương mại sẽ chấp nhận và sử dụng các chuẩn nếu chúng giúp họ mở rộng thị trường Tuy nhiên chuẩn hóa cũng là cách để giúp đỡ các tổ chức mới trong thị trường gồm những công ty có ưu thế vượt trội hơn Chuẩn hóa cũng giúp hợp pháp hóa các công nghệ mới và cho phép các tổ chức sử dụng các công nghệ này để chiếm được vị trí trung tâm Về phía người dung, các chuẩn đảm tính sẵn có của của một thiết bị, thành phần từ một vài nguồn, đặc biệt là chúng cho phép ta sử dụng lẫn các sẩn phẩm từ nhiều nhà cung cấp

Quyết định không chuẩn hóa cũng chứa 2 ẩn ý Những nhà sản xuất có lẽ muốn mình là người duy nhất điều khiển được thi ̣ trường Sự khẩn cấp để tiêu chuẩn hóa đề nghị rằng những sản phẩm và những người tiêu dùng theo đuổi sự ổn định suốt thời kì dài Ví dụ, thị trường toàn cầu cho những thẻ thông minh trong thương mại điện tử đòi hỏi một chuỗi các chuẩn cho các hệ thống vận hành, nhu cầu, các giao diện… để khuyến khích sự phát triển của các ứng dụng

2.2.2 Những giao diện được tiêu chuẩn hóa

Hình II-1 minh họa những giao diện được tổ chức trong từng lớp khuôn dạng Chúng gồm các chuẩn cho tham chiếu, tương đồng, tương thích và linh hoạt Thêm vào đó, những chuẩn cho thi hành và chất lượng có thể ở tất cả các tầng

Trang 40

Những chuẩn tham chiếu cung cấp các thiết bị đo lường để mô tả những thực thể thông thường bằng những bộ tham chiếu Ví dụ điển hình là những chuẩn đơn vị cho các đơn vị đo lường vật lý (Ohm, volt, watt, dBm) Ví dụ khác trong lĩnh vực công nghệ thông tin và viễn thông là bộ kí tự ASCII tiêu chuẩn hóa các ngôn ngữ máy bậc cao, mô hình kết nối các hệ thống mở, và kế hoạch địa chỉ hóa cho các dịch vụ thoại

và internet quốc tế

Những chuẩn tương đồng vạch rõ những khía cạnh phải đồng nhất ở cả hai phía của đường truyền tin cũng như những sự thay đổi hoặc dung sai cho phép nếu có Sự tương đồng cần thiết để thiết lập thành công kết nối Những ví dụ gồm có những tiêu chuẩn thông thường của các mức tín hiệu, hình dạng những xung hiện tại, thuật toán mã hóa nguồn cho tiếng nói và video tương tác, thuật toán mật mã và các hệ thống vận hành máy tính

Những chuẩn tương thích phối hợp các luồng sinh ra ở bên truyền và bên nhận ở phía cuối bên kia Những chuẩn này có liên quan tới các cấu hình, các chuẩn chức năng, các mẫu giao diện, các hợp đồng người sử dụng Các cấu hình, chuẩn chức năng, các mẫu giao diện xác định một tập hợp các lựa chọn cố định để thi hành các dịch vụ được đưa ra Ví dụ như những chuẩn kiến trúc chỉ ra những cách sắp xếp có thể của các thành phần và những khối kiến trúc để thực hiện một chức năng đặc biệt ở các bên liên quan Một ví dụ khác bao gồm các giao thức giao diện xác định các khối chung của bên phát và bên thu phải đảm bảo sự thành công trong giao tiếp mặc dù cả hai bên không phải đồng nhất

Hình II-1 Các tiêu chuẩn kỹ thuật với kiến trúc phân lớp

Định dạng
Số trang	207
Dung lượng	3,98 MB