dự án xây dựng hệ thống video theo yêu cầu trên nền mạng ip-adsl

Digital Subcriber Line Access Multiplexer – DSLAM... Biên tập Video Switch Router VCS Compute r MÔ HÌNH KẾT NỐI VẬT LÝ CÁC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG VOD External Storage Media Gateway Applic

T NG CÔNG TY B U CHÍNH VI N THÔNG VI T NAM

3 Mô hình h th ng VOD qua IP s d ng ADSL 8

ii Mã hóa t ng t sang đ nh d ng MPEG 12

ii.2.2 ODA server 18

̇ C n c vào đ nh h ng xây d ng các d ch v trên n n IP khai thác

b ng thông đ ng truy n ADSL

̇ C n c k ho ch tri n khai ADSL và thi t l p Data Center t i t nh Ninh Thu n vào quý 1 n m 2004 (K t lu n c a Lãnh đ o T ng Công Ty ngày 06/05/2003 t i cu c h p tri n khai d ch v ADSL)

Tuy nhiên, th c t t i Vi t Nam hi n nay ch a có d ch v nào khai thác

h t b ng thông c a đ ng truy n ADSL Thêm vào đó, nhu c u c a khách hàng v vi c qu ng bá thông tin trên Internet ngày càng đa d ng nên vi c tri n khai d án Truy n Hình theo yêu c u (Video On Demand - VOD) cho

B u i n t nh Ninh Thu n không ch mang tính ch t th nghi m d ch v t c

đ cao trên đ ng truy n ADSL mà còn là m t b c ngo t đánh d u s phát tri n các lo i hình d ch v m i trên m ng l i Internet Vi t Nam

III YÊU C U VÀ QUI MÔ D ÁN

̇ H th ng có kh n ng cung c p d ch v cho khách hàng t i đ a ph ng

và c n c ng v i các ph ng th c truy c p các t c đ khác nhau xDSL, Leased-line, ISDN , trong đó có h th ng ADSL mà T ng Công

Ty đang tri n khai hi n nay H th ng có th m r ng di n ph c v khách hàng ngoài n c khi ngành ngân hàng thi t l p đ c h th ng thanh toán th tín d ng qu c t phù h p v i môi tr ng IP

̇ H th ng ph i đáp ng đ c các c p đ ch t l ng v hình nh và âm thanh theo hai tiêu chu n ph bi n hi n nay đ c ch n l a là MPEG-1

và MPEG-2, c ch đáp ng m m d o theo đi u ki n t c đ tu ch n

c a khách hàng

̇ H th ng ph i có ph n m m qu n lý d ch v , h th ng tính c c an toàn

2 Qui mô

̇ D án xây d ng h th ng VOD cho B t nh Ninh Thu n ban đ u v i các kênh NTV, HTV, HNTV, VTV, CTV ch y u ph c v cho khách hàng Ninh Thu n và khách hàng trong n c Sau đó có th m r ng v i nhi u kênh h n, ph c v khách hàng n c ngoài

̇ H th ng l u tr kho ng 1Terabytes t c kho ng 1000 gi l u tr

Tuy nhiên đ ti n d ng cho khách hàng s d ng Internet hi n nay,

d ch v truy n hình qua IP VOD th ng nh t tính c c theo hình th c dùng th

tr tr c VNN-1260P C c đ c quy đ nh tính theo ch t l ng hình nh và theo t ng lo i hình phim nh

Trong th i gian đ u, khi m i m d ch v , d ch v s áp d ng các bi n pháp khuy n mãi mi n c c đ thu hút khách hàng

Vi c xây d ng b ng giá c c s th c hi n theo ch đ o c a Ban Giá

c c Ti p th T ng Công Ty

T c đ (Kbps)

nh d ng đ phân gi i

H.261 20-30 384-2000 QCIF, CIF

H.263 20-30 28.8-768 SQCIF, QCIF, CIF, 4CIF, 16CIF MPEG-1 30 400-1500 QCIF, CIF, 4CIF

MPEG-2 30 2000-6000 4CIF, 16CIF

Do yêu c u s d ng ADSL v i t c đ trung bình truy n tín hi u t i đa

2 Mbps, cho nên ta ch n ki u nén: H.261, H.263, MPEG-1, MPEG-2

b Chu n nén âm thanh

ITU đ a ra nhi u chu n nén âm thanh t ng ng v i các b ng thông khác nhau:

̇ G.711 PCM: là tiêu chu n nén âm thanh b ng thông 64kbps

̇ G.726 ADPCM: là chu n nén âm thanh b ng thông 32kbps

̇ G.728 LD-CELP: là chu n nén âm thanh b ng thông 16kbps

̇ G.729 xxxxx: là chu n nén âm thanh b ng thông 8kbps

̇ G.723.1 MP-MLQ: là chu n nén âm thanh b ng thông 6.3kbps

̇ G.723.1 ACELP: là chu n nén âm thanh b ng thông 5.3kbps

Do tiêu chu n nén ti ng không chi m b ng thông l n nên vi c l a

ch n chu n nén ti ng ph i đ m b o th i gian th c và đ ng b v i các thi t b trên m ng

c Chu n truy n thông

i v i m i môi tr ng m ng khác nhau đ u có chu n truy n thông riêng:

̇ H.320: là chu n cho các d ch v đa ph ng ti n th i gian th c trên

m ng ISDN Vi c đ m b o đáp ng th i gian th c d a trên giao th c

th i gian th c RTP (Real Time Protocol), giao th c đi u khi n th i gian

th c RTCP (Real Time Control Protocol), giao th c UTP

̇ H.323: là chu n cho các d ch v truy n thông đa ph ng ti n ch y trên m ng IP không có c ch đ m b o ch t l ng d ch v QoS S

d ng các giao th c RTP, RTCP, UTP

̇ H.321: chu n truy n thông trên môi tr ng ATM

̇ Kênh thuê riêng (Leased line)

Do yêu c u c a d án là truy n video trên n n IP nên tiêu chu n truy n thông đ c ch n là H.323

2 Gi i thi u v ADSL

ng truy n thuê bao b t đ i x ng ADSL - Asymmetrical Digital Subscriber Line là công ngh m i cho phép dùng đ ng truy n tho i hi n có k t n i đ n ISP đ trao đ i, truy xu t thông tin t c đ cao

• Asymmetrical: t c đ truy n d n khác nhau hai h ng lên(upstream:

• Subscriber Line: ADSL ch có th ho t đ ng thông qua m t đ ng dây

đi n tho i thuê bao ng dây đi n tho i này dùng chung cho truy n voice và ADSL cùng m t th i đi m

“Local loop” là thu t ng đ mô t đ ng dây đi n tho i liên k t gi a thuê bao và công ty đi n tho i

T c đ c a ADSL đ c mô t nh sau:

Digital Subcriber Line Access Multiplexer – DSLAM Là thi t b dùng đ

g p các k t n i DSL đ n m ng Internet Dùng cho nhi u giao th c khác nhau Các ki u đi u ch g m có: DMT, CAP DSLAM là thi t b đ c l p đ t phía

t ng đài Thi t b này đ c xem nh là m t thành ph n g m nhi u các

modem riêng bi t ho t đ ng song song, m i modem ho t đ ng t i các t n s khác nhau

V trí đ t các thi t b DSL đ c mô t trong hình v sau:

3 Mô hình h th ng VOD qua IP s d ng ADSL

ADSL có th h tr b ng thông t i đa trong kho ng 640 Kbps và 8 Mbps T c đ upstreams lên kho ng 640 Kbps, t c đ downstreams có th lên đ n 8Mbps

Nh v y có th th y r ng đ ng truy n ADSL r t phù h p đ khai thác

h th ng video qua m ng IP Tuy nhiên b ng thông th c s ph thu c vào kho ng cách gi a các đi m đ u cu i và DSLAM (t c là kho ng cách t ng i dùng đ n t ng đài)

Thành ph n h th ng truy n hình theo yêu c u s d ng ADSL

̇ Ph n head-end video

Exchange

CPE

ph n này

a Gi i thi u multicast video

M i kênh liên đ i v i m t nhóm multicast Khi m t set-top box có thông s c a nó ph n đ u vào c a ch ng trình ph n m m qu n lý server,

nó s thi t k m t cu c k t n i (unicast) v i h th ng qu n lý, và download

t t c các thông tin trên kênh truy n t ng t nh m t kênh truy n hình

Khi m t kênh đ c ch n, set-top box s g i thông đi p v thành viên khi nó mu n thi t l p m t đ ng k t n i v i kênh truy n đó (multicast) B n thông đi p thành viên này đ c xem nh là m t thông đi p đ tham gia vào kênh truy n DSLAM s thêm c ng đó vào nhóm multicast và truy n b n thông đi p này vào tuy n lên Tuy n lên s k t n i v i m t router IGMP (Internet Group Management Protocol)

Theo chu k , các router s g i thông đi p đ th c hi n vi c c p nh t thông tin v nhóm multi, và các host(set-top box) s đáp l i m t thông đi p

ch ng nh n thành viên M t b n s đ c g i đ n các thành viên trong cùng

m t group

Khi m t thuê bao ng ng vi c thi t l p k t n i, set-top box s g i m t thông đi p g i là thông đi p r i kh i nhóm đ n nhóm multicast DSLAM s tháo b c ng c a thuê bao đó kh i nhóm multicast Khi router nh n đ c thông đi p r i nhóm, nó s g i m t b n thông đi p h i đ c bi t đ ch c ch n

v v n đ r i nhóm c a thuê bao đó M i set-top box s g i m t b n thông

đi p đ a ch thành viên m i đ n m t nhĩm khác mà nĩ mu n đ c k t n i vào DSLAM s thêm c ng c a thành viên này vào kênh truy n m i

b ng k t n i IP

VIDEO HEAD END

To DSLAM

To DSLAM

L3 ETHERNET SWITCH

L3

ETHERNET

SWITCH

Mạng IP

M ng IP/ADSL truy n qua đ ng dây đi n tho i c a PSTN nên đ th c

hi n d án này ta xây d ng ph n Head-end (ph n s d ng đ mã hố tín

hi u, l u tr , qu n lý tín hi u video) đ đ m b o b ng thơng phù h p v i

m ng l i ADSL đã cĩ

Biên tập Video

Switch

Router

VCS

Compute r

MÔ HÌNH KẾT NỐI VẬT LÝ CÁC THIẾT BỊ

CỦA HỆ THỐNG VOD

External Storage

Media Gateway

Application Server

Management Billing System

Switch

Gi i thi u các thành ph n thu c ph n head-end video và ch c n ng c a t ng ph n:

ii Mã hóa t ng t sang đ nh d ng MPEG

Là ph n nh n các d li u video t các ngu n cung c p d li u, và sau đó mã hoá chúng thành các khung MPEG Tín hi u sau đó đ c thêm ph n đ a ch IP, đ a

ch MAC và đ c truy n v i m t t c đ bit c đ nh

iii Media Gateway

Là ph n nh n các chu i tín hi u đã s hoá và truy n chúng vào m ng IP

Ch c n ng chính y u là ghép kênh DVB-ASI (Digital Video Broadcast Asynchronous Serial Interface) t các ngu n nh v tinh hay m t đ t và truy n d li u vào m ng

IP C ng kênh truy n c ng th c hi n nhi m v truy n các chu i d li u đa ch ng trình, phân bi t các kênh truy n, và truy n m i ch ng trình vào các lu ng đa kênh

IP c a chính nó

iv Video server

Là b ph n dùng đ cung c p các d ch v video theo yêu c u - VOD, nhà cung c p s s d ng m t Video Server đ l u tr m t s l ng l n c s d li u v

âm thanh và hình nh

Ng i s d ng có th l a ch n đo n phim tr c ti p trên màn hình hi n th

D li u đã đ c mã hoá MPEG s đ c truy n trên lu ng IP unicast, đi u này cho phép ng i s d ng có m t ch c n ng VCR o: h có th xem, d ng, tua l i hay

cho ch y nhanh qua m t đo n phim, đây c ng là u đi m c a h th ng so v i h

th ng phim nh tr c ti p trên cáp hay các h th ng t ng t (analog)

Khi yêu c u g i đ n h th ng truy n hình theo yêu c u thì b ph n Client Access Logger s ki m tra tính h p l c a thuê bao

N u thuê bao h p l thì Client Access Logger s trao quy n cho h th ng video server và media gateway đ g i thông tin đ n ng i s d ng ng th i Client Access Logger c ng ghi l i thông tin truy nh p h th ng c a thuê bao đ ph c

v quá trình tính c c

Thông tin đ c truy n tr c ti p t Media Gateway đ n thuê bao ho c gián ti p

t video server thông qua web server

TCP/IP

MÔ HÌNH HỆ THỐNG QUẢN LÝ DỊCH VỤ VOD

VIDEO ON DEMAND SYSTEM

CLIENT ACCESS LOGGER

Database

APPLICATION SERVER BILLING MANAGER

VOD SYSTEM COMPONENTS WEB SERVER

ADD FEE VIEW BILLING INFO CREATE

ACCEPT SESSION EDIT PROFILE INTEGRATION WEB MODULES

H th ng VOD: ngoài các thi t b c n thi t đ xây d ng h th ng VOD ta c n thêm các ph n sau:

̇ Web Server: qu n lý và h tr khách hàng Qua h th ng Web Server này

ng i s d ng có th thêm, hu b tài kho n, xem các thông tin c c, thông tin tài kho n c a h ng th i server này c ng cung c p m t giao di n đ khách hàng có th tìm ki m các s n ph m d ch v VOD d dàng h n (li t kê các phim nh mà h th ng đang l u tr ho c đang trình chi u)

̇ Viewer Server Logger: là h th ng ki m tra tính h p l c a ng i xem truy n hình và ghi l i các thông tin liên quan đ n vi c khách hàng truy xu t vào h

H th ng VNN-1260P s xây d ng m t module tích h p t d ch v VOD vào

website http://prepaid.vnn.vn nh sau:

̇ Module 1 cho phép khách hàng đ ng ký s d ng d ch v truy n hình theo yêu

c u trên Internet và c p nh t thông tin v tài kho n c a khách hàng

̇ Module 2 cho phép khách hàng n p ti n thêm vào tài kho n và xem l i c c

̇ Module 2: T o các form cho phép khách hàng n p ti n vào tài kho n CSDL

v các l n truy xu t vào d ch v VOD đ c ghi bên phía h th ng VOD VDC

s t o m t link yêu c u truy xu t các thông tin này đ n h th ng VOD, sau đó thông tin đ c truy n t i v h th ng Web prepaid D a vào thông tin này VDC có th tính c c cho khách hàng

b H th ng Video Server

Có hai ph ng pháp đ truy n dòng âm thanh và hình nh trên m ng đó là:

• Thông qua m t web server chu n đ truy n đ n media player

• Thông qua m t streaming server đ th c hi n nhi m v truy n d li u

V i ph ng pháp s d ng web server có m t nh c đi m là nhi u khi ta ph i load hàng vài ch c phút ch xem đ c m t video clip r t ng n kho ng vài giây Tuy nhiên v i ng i s d ng s có giao di n đ p và nh ng đ m c đ d dàng l a ch n

V i ph ng pháp s d ng streaming server thì ta có th xem m t file media

r t dài mà không c n ph i ch đ i i u này có ngh a là ta xem m t file ngay khi nó đang truy n t server v i v i ph ng pháp này c n ph i có đ ng truy n t c đ cao.(phù h p v i multicast TV)

đáp ng nhu c u Video on demand hay Live Video thì Streaming Server hoàn toàn chi m u th

Hi n nay có r t nhi u Streaming server nh :

• QuickTime Streaming Server t ng thích v i Mac OS X Server

• Darwin Streaming Server t ng thích v i h Mac OS X, Linux, Solaris, FreeBSD, Windows T server 4.0 hay Windows 2000 server

• Windows Streaming Media Server t ng thích v i Windows 2000 server

• RealNetwork’s Helix Universal Server ch y trên Windows NT 4.0, 2000 workstation, 2000 server, XP pro, Linux Kernel 2.4.18 Solaris 2.7 ho c cao h n, IBM AIX 4.3 ho c 5……

• N4x On Demand Server c a hãng nCUBE t ng thích h u h t h đi u hành c a client

D a trên yêu c u v các tính n ng và s t ng thích c a các video server v i các thi t b có th đ c n i k t vào m ng l i, chúng tôi đ xu t s d ng n4x c a hãng nCUBE v i gi i pháp xây d ng h th ng VOD server nh sau:

V i n4x, các t ng đài có th ph c v nhi u lo i d ch v v i nhi u

lo i đ nh d ng d li u khác nhau c ng nh các k thu t truy n

d n khác nhau, ch ng h n nh Gigabit Ethernet, QAM, DVB-ASI

̇ Là server VOD đ c xem là m nh nh t hi n nay

̇ H tr VOD, SVOD, nPVR, HDVOD

nh Motorola, Scientific-Atlanta, Pioneer, Pace Phillips, Harmonic,v.v…

̇ H tr ki n trúc t p trung và không t p trung

i.1.4 Tính tin c y

̇ T đ ng s a l i và có c u trúc h u d ng đ gi m th i gian gián đo n d ch v

̇ ã đ c tri n khai r ng rãi các h th ng VOD ph bi n trên th gi i

Khi th t c DCA hoàn t t, nABLE s n đ nh MPEG Program Number cho

lu ng video và h ng d n video server b t đ u truy n lu ng video

N4 server s truy xu t các file d li u trên các RAID disk, sau đó s g i thông

đi p xác nh n thi t l p session đ n ODA Lúc này, vi c thi t l p session đã hoàn t t

và ng i s d ng có th xem video

ii.2 On Demand Application - ODA

Cung c p các d ch v t ng tác đ n khách hàng đ u cu i, ODA đ c s d ng trong nhi u h th ng nh : h th ng phim nh theo yêu c u, h th ng th ng m i

đi n t , giáo d c theo yêu c u và đào t o t xa

ODA có hai thành ph n: ODA server và ODA client

ii.2.1 ODA client

Ch y trên set-top box ho c đ c load v khi ng i s d ng yêu c u truy xu t

ng d ng VOD, v i các ch c n ng sau:

Cung c p giao di n ng i dùng Set-top box

Cho phép thuê bao xem và thi t l p gi i h n v t c đ , gi i h n tín d ng

Nh n và x lý các yêu c u tu ch n t b đi u khi n t xa

t mua tr c ho c yêu c u thi t l p session đ n ODA server

Thi t l p yêu c u s d ng d ch v đi u khi n lu ng d li u(tua l i, ch y nhanh,

d ng l i…) t thuê bao đ n n4

Thi t l p các OSD (On-screen Displays) đ cung c p các thông tin th y đ c

c a thuê bao

ii.2.2 ODA server

Có các ch c n ng sau:

Nh p thông tin tài nguyên t h th ng VOD

Phát hành các thông tin kh d ng v tài nguyên và gói hàng đ n trình ng

d ng ODA, có th dùng công ngh Web đ c h tr b i STB

Nh n, ch p nh n ho c lo i b các thuê bao v tài nguyên và ki n hàng

Giao ti p v i h th ng qu n lý thuê bao và h th ng tính c c

Cung c p các công c báo cáo và phân tích cho m c đích l u tr d li u ho c

m c đích marketing

Ta có th k t n i nhi u ODA v i nhau đ xây d ng m t h th ng l n cho nhi u nhà cung c p

c Media Gateway

Media gateway th c hi n k t n i đ l y d li u t các ngu n thu, kênh truy n, h

th ng VCD/DVD, và các máy camera đ đ a các d li u đó lên môi tr ng IP

Tùy theo t ng lo i Media Gateway mà ta có t ng ch c n ng c th khác nhau áp

ng yêu c u cung c p ph ng th c mã hoá MPEG-1 và MPEG-2, trong d án này đ

xu t s d ng MGW 2000 c a hãng Optibase (Israel)

MGW 2000 là thi t b truy n nhi u kênh truy n hình

tr c ti p trên m ng IP Thi t b này có th nh n t i đa

6 đ ng tín hi u t ng t và mã hoá các tín hi u này thành d ng MPEG-1 ho c MPEG-2, và sau đó truy n chúng trên m ng IP ch đ multicast hay unicast v i đáp ng th i gian th c ng th i, nó c ng h tr 10 lu ng thu s n, trong đó có c file đ nh d ng MP3 Các t ch c cung c p d ch v có th s d ng đ ng xDSL, cáp quang, Ethernet LAN cho vi c qu ng báo các tín hi u TV trên n n IP

u n i n i ti pRS-232– RS-232 (D-9)

i u ki n môi tr ng Nhi t đ ho t đ ng: 0 đ n 450 C, 32-113 0 F

Nhi t đ l u tr : -10-70 0

C, 14-1580F Các chu n EMC CE Class B, FCC Class A, CSA Class A

Chu n an toàn CE-LVD

Qu n lý Trình ng d ng qu n lý thông qua Web t xa

Telnet và FTP client cho vi c đ nh c u hình t xa và nâng c p ph n

m m

nh c u hình c c b thông qua c ng RS-232

Các nghi th c m ng UDP Multicast và Unicast

RTP Transport – RFC 1889 (RTP Video), RFC 2250 (RTP Audio)