Công nghệ IPTV triển khai dịch vụ VOD

Công nghệ IPTV và triển khai dịch vụ VODMạng băng rộng cung cấp cho khách hàng khả năng kết nối mạng máy tínhvào mạng băng rộng với tốc độ tối thiểu là 64Kbps Tối đa tuỳ theo dịch vụ có

Công nghệ IPTV và triển khai dịch vụ VOD

Mạng băng rộng cung cấp cho khách hàng khả năng kết nối mạng máy tínhvào mạng băng rộng với tốc độ tối thiểu là 64Kbps (Tối đa tuỳ theo dịch vụ có thểlên đến vài chục Mbps): với hai kiểu tốc độ trên một dịch vụ:

- tốc độ chiều đi (upload) và chiều về bằng nhau (dowload) là SHDSL

- tốc độ chiều đi (upload) và chiều về khác nhau (dowload) là xDSL(ADSL,ADSL2+,…)

Tuy nhiên,tốc độ cổng cung cấp dịch vụ thực tế phụ thuộc vào các thiết bịđầu cuối của khách hàng và chất lượng đường truyền của đường dây thuê baoxDSL được xác định trong quá trình khảo sát lắp đặt

- Kênh thuê riêng: Cung cấp cho khách hàng các kênh thuê riêng có độ tin cậycao

- Nhiều giải pháp mạng: dịch vụ mạng băng rộng thích hợp nhất cho các cơquan, doanh nghiệp có nhu cầu kết nối mạng thông tin hiện đại, hoàn hảo, tiếtkiệm

Khách hàng đăng ký sử dụng các dịch vụ của mạng băng rộng đồng thờiđược cung cấp dịch vụ truy nhập Internet trên đường dây thuê bao điện thoại cósẵn Tuy nhiên tốc độ cổng cung cấp dịch vụ được cài đặt cho truy nhập dịch vụInternet phụ thuộc vào tốc độ lớn nhất mà đường dây thuê bao điện thoại thực tế

có thể cung cấp và tốc độ của cổng mạng băng rộng được cung cấp cho kháchhàng

2 Công nghệ ADSL:

2.1 ADSL là gì:

Đường dây thuê bao số bất đối xứng (Asymmetric Digital Subscriber ADSL) là đường dây thuê bao sử dụng kỹ thuật truyền tốc độ số tốc độ cao khôngđối xứng kết nối từ nhà cung cấp dịch vụ tới modem của thuê bao

Line-ADSL vừa là sự thay thế công nghệ vừa là sự thay thế thiết bị Modem tốc

độ 64Kpbs cũ bằng thiết bị Modem ADSL mới giúp truy nhập Internet với tốc độcao hơn

Các thuật ngữ trong tên gọi ADSL được giải thích như sau :

- Asymmetric – không đối xứng :

Bất đối xứng có nghĩa là tốc độ truyền không giống nhau giữa chiều đi(upload) và về (dowload) Đặc điểm về tốc độ của chiều đi (từ thuê bao tới mạng)

và về (từ mạng tới thuê bao) không giống nhau phù hợp cho việc sử dụng dịch vụInternet hoặc các dịch vụ băng rộng đa phương tiện khác chỉ bằng phương thứcnhấn chuột (Tương ứng với sự tương tác giữa khách hàng và mạng là lưu lượngnhỏ thông tin mà thuê bao gửi đến mạng và có thể nhận được một lưu lượng lớn

dữ liệu truyền về từ mạng về khách hàng

- Digital – số :

Các Modem ADSL làm việc với các tín hiệu số (0 và 1) và là phương tiệntrung gian để chuyển thông tin số hoá giữa các thiết bị khách hàng trong một mạng

nội bộ và từ máy tính PC lên mạng Internet Ở khía cạnh này thì Modem ADSLkhông khác gì các Modem thông thường chỉ khác ở chỗ tốc độ của nó cao hơn.

- Subscriber Line – đường dây thuê bao :

Dịch vụ ADSL được cung cấp trên đường dây thuê bao điện thoại bình thườngnối từ khách hàng tới tổng đài nội hạt Dịch vụ ADSL cho phép thực hiệnđồng thời cuộc gọi điện thoại và truy cập vào mạng Internet thông qua thiết bịgọi là bộ chia (splitters) có chức năng phân chia dữ liệu thoại và dữ liệuInternet trên đường dây

2.2 Ưu điểm :

Hiện tại ở Việt Nam, ADSL đang có lợi thế phát triển hơn so với các dịch

vụ truy nhập băng rộng sử dụng công nghệ khác Sự phát triển này một phần làdựa trên đặc tính của công nghệ ADSL là phát triển trên nền cơ sở hạ tầng củamạng điện thoại truyền thống đã thực sự lớn mạnh Ngược lại, các công nghệ kháccần xây dựng mới cơ sở hạ tầng nên sẽ cần nhiều thời gian và vốn đầu tư hơn

Để thấy rõ ưu điểm của ADSL thì chúng ta có một bảng so sánh sau:

PSTN và ISDN cho phép cúngung ta

sử dụng Fax, dữ liệu, thoại, dữ liệu

tới Internet, dữ liệu tới các thiết bị

(ISP) nào mà ta muốn kết nối

ADSL kết nối chúng ta tới một nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) định trước

PSTN, ISDN chạy ở tốc độ cơ sở

64Kpbs hoặc 128 Kpbs

ADSL có thể tải dữ liệu về với tốc dộ lên đến 8Mpbs

PSTN, ISDN ngắt truy nhập Internet

khi chúng ta thực hiện cuộc gọi

ADSL cho phép sử dụng đồng thời Internet và gọi điện thoại

Kết nối Internet qua đường PSTN và

ISDN bằng phương thức quay số có

tính cước nội hạt

ADSL do không phải quay số truy nhậpnên không phải trả cước điện thoại nội hạt

Mặc dù Modem ADSL luôn ở chế độ kết nối thường trực, nhưng có thể cầnphải thực hiện lệnh kết nối Internet trên máy PC

Đối với dịch vụ ADSL chúng ta lưu ý các đặc điểm sau :

Các dịch vụ trên nền thoại trước đây (Fax và thoại) vẫn có thể được thựchiện trên nền dịch vụ ADSL tới Internet

Trên thực tế, tốc độ download tiêu biểu đối với dịch vụ ADSL gia đìnhthường cung cấp là 512Kpbs (Gói tốc độ thấp nhất)

Có thể thức hiện tính cước theo lưu lượng dữ liệu (gửi/nhận) với giá cướcthấp: Dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu

Khi dịch vụ ADSL dùng để kết nối Internet cho một mạng nội bộ nào đó thì

số người dùng được chia sẽ để sử dụng chung là không giới hạn

* Ưu điểm của ADSL :

- Về tốc độ:

Băng thông rộng của dịch vụ ADSL được đánh giá bằng tốc độ trao đổi dữ liệucao của nó Tốc độ này phù hợp với nhiều dịch vụ ứng dụng có yêu cầu băngthông rộng như hội nghị truyền hình, truyền hình theo yêu cầu, đào tạo từ xa

- Về kết nối :

Đối với ADSL do không phải quay số nên người sử dụng luôn ở trạng thái kếtnối (Tức là luôn sẵn sàng – always on) không có tín hiệu bận khi kết nối, khôngthời gian chờ Đặc tính này sẽ phục vụ cho những ứng dụng có dữ liệu liên tục như

IP Multicast, các dịch vụ giáo dục trực tuyến, các dịch vụ dữ liệu kinh tế trựctuyến, chăm sóc sức khoẻ trực tuyến

- Dễ sử dụng :

Khách hàng có thể sử dụng dịch vụ ngay sau khi nhà cung cấp dịch vụ hoànthành công việc lắp đặt

- Độ tin cậy cao :

Công nghệ ADSL được xây dựng và phát triển trên nền cơ sở hạ tầng củamạng điện thoại truyền thống, là một trong những cơ sở hạ tầng có độ tin cậy caonhất

- Tính bảo mật cao :

Đối với các công nghệ khác sử dụng trên nền tản mạng hữu tuyến và vôtuyến, dùng các phương tiện truyền dẫn như dây cáp, cáp quang và sóng vô tuyếnthì nhiều người sử dụng dùng chung một phương thức truyền dẫn vật lý Còn đốivới dịch vụ ADSL được cung cấp trên một dường dây điện thoại riêng theophương thức điểm nối điểm giữa tổng đài của nhà cung cấp và người dùng nêntính bảo mật của ADSL là rất lớn, ít có hiện tượng nhiễu xuyên kênh, mất tín hiệukhi truyền

2.2 Ứng dụng :

Dịch vụ ADSL được kết nối cung cấp từ tổng đài điện thoại của nhà cungcấp đến khách hàng trên chính đường dây điện thoại của khách hàng Tuy nhiêndịch vụ Internet không phải cung cấp từ tổng đài điện thoại mà từ mạng Internetcủa nhà cung cấp dịch vụ Internet

Mặc dù chúng ta cho rằng ADSL được sử dụng để truyền dữ liệu thông quacác giao thức Internet, nhưng trên thực tế việc truyền dữ liệu này như thế nào là docác giao thức kết nối Internet quyết định chứ không phải do đặc tính kỹ thuật củaADSL

Hiện nay, nhà cung cấp và khách hàng sử dụng ADSL cho truy nhậpInternet tốc độ cao nhiều hơn là để kết nối mạng nội bộ

ADSL là một công nghệ đang rất được ưa chuộng cho những ai thườngxuyên kết nối Internet - một công nghệ cho phép truy nhập Internet tốc độ cao vàkết nối truyền dữ liệu trong mạng nội bộ qua đường dây điện thoại.

ADSL là một trong những kết nối Internet phổ biến cung cấp băng thônglớn cho việc truyền tải dữ liệu hay còn gọi là mạng băng rộng (BroadbandInternet) Internet tốc độ cao so với kết nối bằng Modem quay số truyền thống làmột cuộc cách mạng lớn về tốc độ với tốc độ kết nối gấp hàng trăm lần Modemquay số

ADSL - một ứng dụng của Broadband Internet - sẽ giúp khách hàng thực sựthưởng thức thế giới kỹ thuật số trên mạng toàn cầu

Tính bất đối xứng của ADSL được giải thích như sau : Công nghệ ADSL

sử dụng phần lớn kênh truyền cho việc truyền dữ liệu xuống (Download) và chỉdành một phần cho việc truyền dữ liệu lên (Upload) Trên lý thuyết tốc độ truyềnxuống của ADSL có thể đạt tới 8Mbps còn truyền lên là 640Kbps Nếu so sánhvới tốc độ truy nhập Internet qua Modem quay số thông thường (Dialup), tốc độtruyền xuống của ADSL cao gấp khoảng 142 lần, còn nếu so sánh với công nghệISDN thì cao gấp khoảng 62 lần

Đường dây cáp điện thoại có băng thông lên đến 100Mhz, trong đó phầndành cho tín hiệu thoại chỉ chiếm khoảng 4Khz và phần dư của đường dây vẫnchưa dùng đến

Công nghệ ADSL đã tận dụng phần băng thông dư thừa này để truyền dữliệu Điều đó có nghĩa là chúng ta vừa có thể truy cập Internet vừa có thể gọi điệnthoại hoặc gửi Fax trên cùng một đường dây điện thoại Dữ liệu Internet đượctruyền độc lập với dữ liệu thoại và Fax nên chất lượng thoại không thay đổi mà tốc

dộ dữ liệu Internet lại rất cao Đây là điểm nổi bật nhất của công nghệ ADSL sovới công nghệ kết nối Internet qua Modem quay số thông thường

Với thế mạnh về tốc độ truyền dữ liệu cao và khả năng kết nối Internet liêntục của mình, ADSL rất thích hợp cho dịch vụ hội thảo qua mạng, xem phim, nghe

Để sử dụng dịch vụ ADSL khách hàng cần trang bị một Modem ADSL.Modem ADSL khác với Modem quay số thông thường ở chỗ có khả năng ghép,tách tín hiệu thoại và dữ liệu nhờ bộ chia trên cùng môt đường dây thoại Sau khiđăng ký với nhà cung cấp dịch vụ, đường thuê bao của khách hàng sẽ được nối vớithiết bị ghép kênh truy nhập DSLAM đặt tại tổng đài.

Mỗi DSLAM có thể có từ 24, 36, 48, 96 cổng… tương ứng với số lượngthuê bao mà nó có thể đảm nhiệm Tuy nhiên cần lưu ý là: tốc độ kết nối InternetADSL sẽ phụ thuộc rất nhiều từ khoảng cách từ thuê bao đến nơi đặt DSLAM.Với khoảng cách 3.5km tốc độ chiều về có thể đạt tới 8Mbps và tốc độ chiều đi là640Kpbs Khi khoảng cách lớn hơn thì tốc độ sẽ giảm đi và nếu lớn hơn khoảngcách 5km thì tốc độ của ADSL sẽ giảm đi rất nhiều so với giá trị danh định banđầu của dịch vụ, thậm chí không thể sử dụng

Nguyên tắc chung của truyền dẫn tín hiệu truyền hình qua giao thứcInternet là tín hiệu truyền hình (âm thanh và hình ảnh) được số hóa, nén (để giảmtốc độ đường truyền) và đóng thành các gói dữ liệu tương thích với các giao thứcInternet Một hệ thống phần mềm tương tác (quản lý trao đổi thông tin hai chiều)

sẽ thực hiện truyền các gói dữ liệu này đến người xem qua mạng IP

Khi người xem gửi thông tin yêu cầu thì các gói dữ liệu được chuyển tớithiết bị đầu cuối của người xem đã được kết nối vào mạng IP như bộ STB, máytính Sau đó các gói dữ liệu này được biến đổi thành tín hiệu hình ảnh và âm thanh

để hiển thị lên màn hình Công nghệ truyền dẫn IPTV có ưu điểm đáng chú ý là

phạm vi cung cấp dịch vụ rộng lớn, khả năng triển khai nhanh kết hợp với triểnkhai dịch vụ truyền hình tương tác và truyền hình theo yêu cầu rất linh động

• IPTV có hai đặc điểm cơ bản là :

- Dựa trên nền công nghệ IP và có cấu trúc nội dung được định trước trênmenu để người dùng lựa chọn

- Dịch vụ IPTV có thể nâng cao chất lượng và tiện ích nhờ đặc điểm tươngtác giữa nhà cung cấp và người sử dụng

- IPTV co nhiều ưu thế là rất dễ sử dụng, hiển thị trên tivi rõ nét hơn mànhình máy vi tính, nhà cung cấp dễ quản lý khách hàng

- Bên cạnh đó với dịch vụ người dùng xem dịch vụ trực tuyến còn có thể lựachọn xem phim, gọi điện thoại IP thấy hình, nghe nhạc, tra cứu thông tin trênmạng qua màn hình ti vi hay máy tính

Ta thấy khả năng của IPTV gần như vô hạn và nó hứa hẹn mang đến nhữngdịch vụ nội dung kỹ thuật số chất lượng cao Kỹ thuật này thích hợp cho các dịch

vụ như Video theo yêu cầu (VoD), hội thảo, truyền hình tương tác/trực tiếp, gamesonline, học từ xa, tin nhắn nhanh qua Tivi

Sức hấp dẫn chính của IPTV là nó áp dụng công nghệ tương tác giữa kháchhàng và nhà cung cấp dịch vụ Với IPTV vị trí khách hàng đã thay đổi, không còn

là quan hệ một chiều giữa người xem và nhà cung cấp, IPTV cho phép khách hàng

và hệ thống cung cấp dịch vụ truyền hình có khả năng tương tác kiểu DVD thôngqua kênh dịch vụ Đặc tính tương tác kiểu DVD này thông qua khả năng lưu trữkhông giới hạn các danh mục kênh yêu thích, hàng ngàn giờ chương trình truyềnhình, phim Tất cả nội dung đồ sộ này nằm gọn dưới ngón tay lựa chọn của kháchhàng

IPTV còn cho phép các nhà cung cấp định hướng việc cung cấp chươngtrình của mình đến những đối tượng khách hàng nhỏ hơn, hẹp hơn, hoặc “địaphương” hơn Các nhà cung cấp cũng có thể gửi các chương trình có độ phân giảicao thẳng tới người xem mà không cần có đầu thu tín hiệu đặc biệt nào khác

Nhưng có lẽ hấp dẫn nhất, dù nhiều người cho là không quan trọng đó là nhữngnội dung truyền hình trực tiếp

Hiện nay, nhiều hãng truyền thông lớn đã quyết định đầu tư cho IPTV vìtiềm năng lợi nhuận của dịch vụ này sẽ rất lớn trong tương lai Hơn nữa IPTV sửdụng các giao thức mạng tiêu chuẩn trên nền các mạng công cộng nên các nhà đầu

tư không mất nhiều chi phí để lắp đặt mạng và khách hàng cũng không phải bỏnhiều tiền để mua các thiết bị dùng để kết nối với mạng

Chỉ cần một thiết bị STB kết nối với Internet băng rộng thì tín hiệu truyềnhình sẽ được cung cấp đến với khách hàng theo từng chuỗi kênh, hiệu quả hơn khi

ta dùng các phương thức truyền dẫn khác (cáp đồng trục) để truyền tín hiệu Mặc

dù, cáp đồng trục có ưu điểm là rẻ tiền, nhẹ, mềm và dễ kéo dây, nhưng tín hiệutruyền hình truyền qua cáp đồng trục không đảm bảo được tính bảo mật và có thể

bị nhiễu

Nói một cách tổng quát thì truyền hình qua giao thức IP là công nghệtruyền hình thế hệ mới cho phép cung cấp dịch vụ truyền hình kỹ thuật số trên nềnmạng băng thông rộng ADSL với giao thức IP

4 Mô hình chung của hệ thống IPTV:

Hình1 : Mô hình chung của hệ thống IPTV

Mạng truy nhập là một thành phần hạ tầng của mạng IP băng rộng dùng đểtruyền dịch vụ từ nhà cung cấp dịch vụ IPTV đến khách hàng Mạng truy nhập sẽtận dụng phần hạ tầng mạng xDSL có sẵn Để cung cấp dịch vụ với chất lượng tốt

và tiêu thụ ít băng thông trong điều kiện có nhiều truy nhập đến hệ thống đồngthời, mạng truy nhập băng rộng (B-RAS/MSS và DSLAM), mạng truy nhập cầnphải được hỗ trợ phương thức truyền dẫn multicast Đối với DSLAM, ngoài hỗ trợmulticast, DSLAM còn cần hỗ trợ giao thức quản lý nhóm IP (Internet GroupManagemant Protocol - IGMP) phiên bản 2 Ngoài ra, B-RAS/MSS và DSLAMcũng cần hỗ trợ các giao diện Ethernet chuẩn (Fast Ethernet-FE, GE) Mạng truynhập cũng phải có khả năng hỗ trợ và quản lý chất lượng dịch vụ (QoS) từ đầucuối đến đầu cuối Việc này đảm bảo được băng thông cần thiết và độ ưu tiên chocác kênh truyền hình quảng bá cũng như các phiên Video theo yêu cầu chất lượng(phải đạt được độ mất gói và jitter tối thiểu) Băng thông xDSL do các DSLAMcung cấp đến khách hàng phải có khả năng đạt mức băng thông tối thiểu cho mộtkênh truyền hình là 4-5 Mbps

Hệ thống cung cấp nội dung thực hiện việc thu, nhận và xử lý các dữ liệuchương trình từ các nguồn khác nhau như vệ tinh, truyền hình mặt đất và cácnguồn khác để hình thành nguồn nội dung của hệ thống Video Headend

Bên cạnh đó ngoài việc thu, điều chế và giải mã nội dung hình ảnh và âm thanh

từ các nguồn khác nhau, hệ thống cung cấp nội dung còn sử dụng các thiết bị mãhóa (encoder) để chuyển đổi nội dung này thành các luồng IP multicast ở khuôndạng mã hóa mong muốn Với các nội dung chương trình quảng bá tại phía kháchhàng yêu cầu phải có thiết bị đầu cuối phù hợp Thiết bị đầu cuối này có khả năng

mã hoá một chuỗi các hình ảnh theo thời gian thực bằng kỹ thuật nén dùng

cáp, hệ thống truyền hình mặt đất, máy chủ video, tape playout, v.v Sau khi mãhoá, các chuỗi tín hiệu truyền hình MPEG với nhiều định định dạng (ASI, SPTS)

sẽ được đóng gói bằng cách sử dụng kỹ thuật tạo dòng IP (IP Streamer) Sau đódòng tín hiệu truyền hình IP này sẽ truyền trên mạng Internet bằng cách sử dụnggiao thức UDP/IP

Như vậy đầu vào của hệ thống Video Headend là các chương trình truyền hìnhquảng bá, các kênh truyền hình mua bản quyền thu từ vệ tinh, các kênh truyềnhình cáp, các phim từ các nguồn khác như tự sản xuất, từ các thiết bị VCD/DVDplayer, v.v

- Hệ thống Middleware (hệ thống quản lý trung gian) :

Hệ thống quản lý trung gian cung cấp khả năng quản lý thuê bao, nội dung,hoạt động điều hành cùng với các chức năng quản lý EPG, STB và các dịch vụkhác trong tương lai Đồng thời vẫn duy trì tính mở cho việc tích hợp các dịch vụtrong tương lai Middleware là một giao diện của hệ thống cung cấp dịch vụ IPTVvới người sử dụng, giúp xác định danh tính của người dùng, hiển thị một danhsách các dịch vụ mà thuê bao đó có thể sử dụng và trợ giúp lựa chọn dịch vụ nàysau khi danh tính của người dùng được xác định Middleware thực hiện giao tiếptrực tiếp với các thành phần được hệ thống hỗ trợ (quản lý mạng tính cước, ), đảmbảo cho hoạt động của tất cả dịch vụ nhưng không giới hạn bất kỳ hoạt động riêng

rẽ nào trong hệ thống Bên cạnh đó Middleware hỗ trợ API cho phép mở rộng cácchức năng mới và truyền dữ liệu giữa các hệ thống

- Hệ thống phân phối nội dung:

Bao gồm các cụm máy chủ VoD và hệ thống quản lý VoD tương ứng, chophép lưu trữ các nội dung đã được mã hóa và thiết lập các chính sách phân phốinội dung một cách mềm dẻo Hệ thống này cũng cho phép nhà khai thác mở rộngmột cách kinh tế, phù hợp với số lượng các yêu cầu dịch vụ của các thuê bao Máychủ VoD sẽ lưu nội dung thực và cung cấp cho thuê bao có yêu cầu sau khi nónhận được sự xác thực danh tính thuê bao từ Middleware Hệ thống phân phối nộidung cho phép các thuê bao đăng ký và xem những bộ phim chất lượng cao và các

chương trình theo yêu cầu (chương trình này được lưu trên máy chủ VoD và cungcấp theo yêu cầu) Hệ thống này cũng cung cấp những chức năng điều khiển tương

tự hư máy ghi hình cá nhân (Video Cassette Recorder – VCR) như tua tới, tua lui,dừng.fast-forward, pause, và rewind

- Hệ thống quản lý bản quyền số (Digital Right Management - DRM) :

DRM giúp nhà cung cấp bảo vệ những quyền trên hệ thống nội dung truyềnhình của mình, như trộn các tín hiệu truyền hình hay mã hóa nội dung VoD…, khinhững nội dung này được truyền đi trên mạng Internet công cộng và thiết lập cáctính năng an ninh khác tại STB ở phía thuê bao DRM còn được sử dụng để bảomật các khóa giải mã của các thuê bao Những nội dung truyền hình được lưu trênnhững máy chủ nội dung sẽ được mã hóa trước khi cung cấp bằng hệ thống DRM

và đảm bảo sự bảo mật những nội dung này trong quá trình phân bố tới Set-topBox (STB) Hệ thống còn có khả năng hỗ trợ chức năng mã hoá trong các VideoHeadend tương ứng và cung cấp khoá mật mã cho các Video Headend này Hệthống DRM chứa khoá mật mã cho phần nội dung của một cơ sở dữ liệu nào đóđược phân phối cơ sở dữ liệu này tới STB Hệ thống DRM cũng sẽ hỗ trợ thêmvào phần nội dung các chức năng thủ thuật trong khi xem (tua nhanh, tua lại,v.v ) Hệ thống DRM sẽ dựa trên các khái niệm của hệ thống cơ sở hạ tầng khoácông cộng (Public Key Infrastructure - PKI) PKI dùng các thẻ kỹ thuật số X.509

để xác nhận mỗi thành tố trong hệ thống DRM đồng thời để mã hoá an toàn dữliệu có dùng các khoá chung/riêng

Hệ thống quản lý mạng và tính cước: Hệ thống này quản lý và tính cướcdịch vụ truy cập của thuê bao IPTV

Set-top Box (STB): Thiết bị đầu cuối phía khách hàng, cho phép thu, giải

mã và hiển thị nội dung trên màn hình TV STB cần hỗ trợ các chuẩn 4/H.264 Ngoài ra, STB cũng có thể hỗ trợ HDTV, có khả năng kết nối với cácthiết bị lưu trữ bên ngoài, video phone, truy nhập web (Walled garden), v.v STBcung cấp các ứng dụng truyền thông và giải trí STB sẽ hỗ trợ kết nối giữa thiết bị

MPEG-dịch vụ Nó có thể giải mã những chuỗi dữ liệu và hình ảnh đến dựa vào địa chỉ

IP, đồng thời thể hiện các hình ảnh này trên TV STB sẽ hỗ trợ chuẩnH.264/MPEG-4 Part 10 và phần mềm client Middleware của nó sẽ được dựa trênmột cấu trúc thick client, điều đó có nghĩa là ứng dụng và dữ liệu thể hiện sẽ lưutrên STB

II Các thành phần của hệ thống IPTV

1 Node dịch vụ.

Khối chức năng này nằm ẩn trong khối chức năng của IP Nó nhận luồngvideo dưới các định dạng khác nhau Sau đó các luồng video này được định dạnglại và được đóng gói trước khi được truyền trên mạng IP với chất lượng dịch vụtương ứng với chất lượng mạng của khu vực đó Việc này giúp cho quá trình cungcấp tín hiệu tới khách hàng được dễ dàng hơn

Về mặt quản lý dịch vụ, Node dịch vụ sẽ tương tác với các thiết bị đầu cuốicủa khách hàng (CPE) để quản lý quyền truy nhập và các phiên giao dịch củakhách hàng Ngoài ra Node dịch vụ còn trao đổi thông tin với phần phân phối kháccủa dịch vụ IPTV

2 Mạng phân phối.

Để nội dung được cung cấp tới người xem đầy đủ và đạt yêu cầu thì ta cầnchú ý tới khả năng phân phối, dung lượng và chất lượng dịch vụ của mạng phânphối Đồng thời nó cũng có khả năng khác nữa chẳng hạn như quá trình phân phát

đa điểm, rất cần thiết cho quá trình phân phối dữ liệu IPTV thời gian thực với chấtlượng cao từ các Node dịch vụ tới các thiết bị đầu cuối khách hàng

Các thành phần trong mạng trục chính, mạng phân phối và mạng truy nhậpbao gồm: Mạng phân phối bằng cáp quang và rất nhiều bộ ghép kênh truy nhậpđường dây thuê bao số (DSLAM) Các bộ ghép kênh này đặt tại tổng đài trung tâm(Central Office – CO) hoặc các điểm phân phối từ xa

3 Mạng truy nhập khách hàng.

Trong mạng truy nhập khách hàng (Có thể hỗ trợ thêm công nghệ đườngdây thuê bao số tốc độ cao như ADSL2+…) thì khách hàng được cung cấp mộtmạch vòng thông qua đường dây điện thoại tới thẳng nhà khách hàng.

Ngoài ra còn một số cách khác nữa ví dụ như cáp quang truyền dẫn tín hiệutới tận nhà, cách này được coi là phương thức truyền dẫn tối ưu (Cáp quang cóbăng thông rất rộng và có khả năng truyền dẫn hai hướng đi và về đối xứng đảmbảo được yêu cầu truyền hình ảnh động với chất lượng cao)

Bên cạnh đó, nhà cung cấp có thể sử dụng có thể kết hợp thêm hệ thốngmạng cáp quang tới FTTC, FTTB, FTTH và kỹ thuật DSL để truyền tín hiệu tớinhà thuê bao

4 HeadEnd trung tâm.

4.1 Hệ thống HeadEnd trung tâm.

Hệ thống HeadEnd trung tâm có nhiệm vụ thu, điều chế, giải mã nội dunghình ảnh, âm thanh từ các nguồn khác nhau và sử dụng các thiết bị mã hóa(Encoder) để chuyển đổi nội dung này thành các luồng IP Multicast ở khuôn dạngmong muốn

Yêu cầu khi phát nội dung quảng bá phải có thiết bị đầu cuối Thiết bị đầucuối này có khả năng mã hóa 1 chuỗi các hình ảnh theo thời gian thực bằng kỹthuật nén dung lượng MPEG-4 hoặc MPEG-2 Hình ảnh mã hóa được lấy từ vệtinh, truyền hình cáp, hệ thống truyền hình mặt đất…

Sau khi mã hóa các chuỗi tín hiệu MPEG-x sẽ được đóng gói bằng cách sửdụng giao thức IP và được truyền tải bằng cách sử dụng giao thức gói dữ liệungười dùng UDP (User Datagram Protocol) UDP là một giao thức cốt lõi của giaothức TCP/IP Khi dùng UDP thì chương trình trên mạng máy tính có thể gởi

những dữ liệu ngắn được gọi là Datagram tới máy khác, tuy nhiên độ tin cậy

không cao dữ liệu có thể đến không đúng thứ tự hoặc bị mất mà không có thôngbáo

HeadEnd trung tâm là một trong những thành phần cốt lõi trong lớp cấutrúc dịch vụ IPTV, nó có chức năng là phân phối tín hiệu tới các headend chuyển

tiếp để phân phối tín hiệu tới các thiết bị đầu cuối của khách hàng

4.2 Chức năng cơ bản của hệ thống HeadEnd trung tâm.

Mã hóa mật nội dung: Mã hóa các chương trình thu được từ vệ tinh hoặctruyền hình vô tuyến mặt đất

Lưu trữ dữ liệu: Lưu trữ và chèn thêm các nội dung bổ sung như VoD vàchương trình quảng cáo

Chuẩn bị nội dung: Nội dung chương trình phải đầy đủ và đảm bảo chấtlượng trước khi được phát đi tới khách hàng

Phân phối nội dung: Nội dung được phân phối thông qua mạng IPTV

Hệ thống Headend trung tâm hỗ trợ các tính năng sau để thực hiện các chứcnăng trên

Mã hóa Video : Dùng để nén tín hiệu Video dưới dạng tiêu chuẩn Đó là

chuẩn nén được thực hiện khi luồng dữ liệu vào được phân tích và loại bỏ bớtnhững phần dữ liệu không cần thiết Có thể hiểu thuật ngữ nén là thu gọn dữ liệutruyền và lưu trữ

Chuyển đổi tốc độ video : Các luồng video được thu từ nhiều luồng khác

nhau như vệ tinh hoặc từ truyền hình vô tuyến mặt đất sẽ được gép kênh với nhau.Tại phía thu sau đó sẽ được tách kênh và được chuyển đổi thành từng luồng videoriêng biệt Quá trình chuyển đổi tốc độ video sẽ tạo ra các luồng video với cácđịnh dạng tốc độ bit khác nhau, sau đó biến đổi chúng thành dạng tốc độ bitkhông đổi giúp ổn định quá trình phân phối tín hiệu qua mạng

Chuyển đổi định dạng mã hóa : Thực hiện chuyển đổi dạng tín hiệu video

này thành dạng tín hiệu video khác Việc chuyển đổi này giúp cho quá trình phânphối tín hiệu trên mạng IPTV có hiệu quả hơn và để hỗ trợ cho việc chuyển đổi thìcác khung nén khác nhau phải được sử dụng trong hệ thống HeadEnd

Đóng gói Video : Các nhà cung cấp dịch vụ nhận nội dung từ nhiều nguồn

khác nhau vì thế mà việc định dạng lại nội dung theo các gói là rất cần thiết để

giúp cho quá trình phân phát nội dung đạt hiệu quả cao về tốc độ và chất lượng.Với mạng IPTV mới xây dựng thì cơ chế đóng gói này chính là việc gói các khungVideo MPEG-x vào giao thức gói tin người sử dụng (UDP) để phát trên mạng IP,còn đối với mạng kế thừa từ trước, đó là việc gói vào các tế bào ATM (Chế độtruyền tải không đồng bộ)

Ngoài các chức năng trên HeadEnd trung tâm còn thực hiện các chức năngkhác như chèn quảng cáo HeadEnd chứa các thiết bị có độ tin cậy cao và đáp ứngđược các yêu cầu của môi trường Tính mềm dẻo, tính linh hoạt và khả năng nângcấp được sẽ rất khác nhau đối với từng loại sản phẩm và từng nhà cung cấp

Vì các tính năng của HeadEnd được thực hiện ở rất nhiều vị trí khác nhautrong phạm vi mạng IPTV nên yêu cầu của hệ thống sẽ phụ thuộc vào rất nhiềutham số chẳng hạn như các bộ mã hóa, các giao diện cần sử dụng…

5 IPTV Middeware server – máy chủ điều hành.

Middeware là hệ thống điều khiển, quản lý khách hàng và quản lý cung cấpdịch vụ IPTV.Hay nói cách khác là hệ thống cung cấp khả năng quản lý thuê bao,nội dung và các thông tin của hệ thống hoàn chỉnh cùng với các chức năng quản lýEPG (Các chỉ dẫn lập trình điện tử) và STB

Middeware duy trì tính mở cho hệ thống tích hợp các dịch vụ trong tươnglai Middeware là một giao diện của hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV với ngườidùng, xác định danh tính của người dùng, quy định một danh sách các dịch vụ màngười dùng đó có thể sử dụng và trợ giúp lựa chọn dịch vụ này cho khách hàngsau khi đã xác thực danh tính cho người dùng

Middeware không giới hạn bất kì hoạt động riêng lẻ nào ở trong hệ thống,

nó sẽ giao tiếp trực tiếp với mỗi thành phần được hệ thống hỗ trợ

Middeware đảm bảo các hoạt động bên trong của dịch vụ truyền hình mộtcách hoàn hảo vì thế nó có thể coi là bộ não phía sau của hệ thống IPTV

Middeware thực hiện 4 chức năng sau:

• Định nghĩa các dịch vụ, các gói dịch vụ và giá cả của dịch vụ đó

• Đảm bảo các giao diện với hệ thống bên ngoài chẳng hạn như STB.

• Trao đổi thông tin với VoD Server Trong một vài trường hợp, nó giaotiếp với các thành phần mạng bên dưới

• Quản trị các phiên giao dịch nhỏ (Quản trị khách hàng truy nhập vàocác kênh truyền hình theo từng thời điểm, quản trị tài nguyên…)

* Chức năng của STB :

Nối tiếp vào mạng băng thông rộng, thu phát và xử lý số liệu IP và luồngVideo

Tiến hành giải mã dòng Video MPEG-2, MPEG-4…đảm bảo video VoDhiển thị lên màn hình tivi các số liệu hình ảnh

Phối hợp với bàn phím đảm bảo thực hiện ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản

sử dụng trên mạng, tiến hành gửi nhận Email Hộp STB đảm nhiệm các nhiệm vụtrên chủ yếu dựa vào bộ vi xử lý

* Có 3 thành phần chủ yếu trong một thiết bị STB là : Giao diện mạng,

bộ nhớ đệm, bộ giải mã

Giao diện mạng : cho phép khách hàng có thể giao tiếp để nhận dữ liệu từ

máy chủ mạng IPTV, cung cấp cơ chế phiên dịch lệnh nhận được từ người sửdụng thành các tín hiệu thích hợp cho truyền dẫn trên mạng

Bộ nhớ đệm : Do hiện tượng trượt, trễ trên mạng nên khoảng thời gian đến

của dòng video là không xác định và chính xác

Để đảm bảo việc phát các kênh được liên tục theo thời gian thì Server đảmbảo dữ liệu phải có mặt tại phía khách hàng trước thời điểm sớm nhất dự đoán sẽđến bằng cách tính trễ lớn nhất trên mạng

Để đảm bảo đồng bộ, nó cần xử lý làm trễ bằng các lệnh Jump trong bộnhớ đệm Nếu dung lượng bộ nhớ đệm đủ lớn và các mức làm trễ mà bộ nhớ đệm

đủ lớn thì phía khách hàng có thể thực hiện lệnh Jump Forward và JumpBackward mà không cần yêu cầu phải nhận được dữ liệu trực tiếp từ Server

Cũng tương tự với các lệnh Fast Forward và Fast Rewind, bộ nhớ đệm sẽđáp ứng yêu cầu lệnh nhanh hơn nếu dữ liệu đã thực sự lưu trữ trong bộ nhớ củaSTB

Bộ giải mã : Để tiết kiệm không gian lưu trữ, dung lượng đĩa và băng

thông mạng, các phim ảnh thường được mã hóa trước khi lưu trữ Vì vậy phíakhách hàng cần có bộ giải mã để giải mã dòng tín hiệu đến, trước khi cung cấp chophần hiển thị

Việc lưu trữ dữ liệu trước khi cung cấp cho phần hiển thị được thực hiệntrong bộ nhớ đệm cho phép tránh được việc giải mã thời gian thực, tức là dữ liệucần hiển thị phải được thực hiện giải mã trước khi cung cấp cho quá trình hiển thị.

Nhờ đó có thể sử dụng phần cứng và thuật toán giải mã ít phức tạp hơn, kéotheo sẽ giảm được chi phí cho bộ STB

7 Thiết bị đầu cuối khách hàng.

Thiết bị đầu cuối khách hàng được đặt tại nhà khách hàng thông thường làmột bộ STB, một PC hoặc các thiết bị mạng khác trong gia đình

IPTV Client là một khối chức năng dùng để chuyển lưu lượng IPTV tớithiết bị đầu cuối khách hàng như STB với mục đích xử lý tín hiệu IPTV Clientthiết lập kết nối, QoS với Node dịch vụ, giải mã luồng video, thay đổi kênh, kiểmsoát hiển thị và kết nối tới các ứng dụng người sử dụng như các kênh truyền hình

có độ phân giải cao (HDTV)

III Các giao thức và phần mềm.

1 Thành phần mạng truyền dẫn.

Yêu cầu mạng phải đáp ứng được các tính năng sau:

• Băng thông rộng : Đó là hệ thống truyền dữ liệu mà tại đó nhiều thiết bịtruyền dẫn sử dụng chung một đường truyền

• Dung lượng hướng về (Download) lớn hơn rất nhiều so với hướng đi(Upload)

2 Các giao thức được sử dụng.

Thông thường, nội dung Video sẽ được mã hóa dưới dạng luồng tín hiệuMPEG-2 qua chế độ phát quảng bá đa điểm IP Đây là phương pháp thông tinđược gửi tới rất nhiều máy tính trong cùng một thời điểm Một chuẩn mới được rađời thay thế cho chuẩn MPEG-2, đó là định dạng H.264 (Hay là MPEG-4 AVC).Đây là chuẩn dẫn đầu trong công nghệ nén hình ảnh cho phép cung cấp hình ảnh

tốt nhất, kích thước file nhỏ nhất, hỗ trợ DVD và truyền tốc độ cao so với cácchuẩn trước

Trong một hệ thống IPTV tiêu chuẩn, các giao thức lớp dưới được sử dụngcho IPTV là giao thức quản lý nhóm Internet (IGMP) và giao thức luồng tín hiệuthời gian thực (RTSV)

H.264 giảm một nữa băng tần yêu cầu khi phát video kĩ thuật số chất lượngcao (DVD) tới khách hàng và làm giảm băng tần truyền dẫn tín hiệu truyền hình

số tiêu chuẩn xuống còn 700Kbps

Hệ thống mã hóa H.264 sẽ chuyển các tín hiệu Video nguyên thủy thu được

từ các nhà cung cấp nội dung thành luồng tín hiệu Video H.264 Các luồng tínhiệu này có thể được đóng gói (Capture) Đây là một hình thức ngắt ngoài và đượclưu trữ trên các Video server tại trung tâm thu phát tín hiệu (HeadEnd) hoặc gửitới một Video Server tại tổng đài trung tâm (CO) để phục vụ các dịch vụ videotheo yêu cầu Dữ liệu video lúc đó có thể xem như là một chương trình trực tiếptrên mạng Các thiết bị chuyển mạch và các thiết bị mạng tiêu chuẩn sẽ định tuyếncác luồng video này, gói chúng trong giao thức truyền tải trên mạng tiêu chuẩn

Một phần đặc biệt của H.264 đó là lớp mạng trừu tượng (NetworkAbstraction Layer-NAL) cho phép gói luồng tín hiệu được truyền tải dễ dàng quamạng TCP/IP

Khi dữ liệu Video tới phía thu, nó sẽ được định tuyến tới khách hàng quamodem DSL và qua mạng nội bộ của khách hàng Một bộ STB sẽ giải mã luồng

dữ liệu và hiển thị chúng trên màn hình TV hoặc monitor trong một máy tính PC

3 Một số phần mềm.

3.1 Windows Media Player

Windows Media là sản phẩm để phục vụ việc truyền thông đa phương tiệntrên mạng Internet Windows Media khá phổ biến và nay đã có phiên bản mới nhất

là Windows Media 11

Cũng giống như Real, Windows Media tập trung vào việc phátAudio/Video qua mạng Internet với sự hỗ trợ của 2 giao thức MMS và HTTP vớiđịnh dạng là dạng file nén của Microsoft cho cả hình ảnh (đuôi WMV- WindowsMedia Video) hoặc chỉ âm thanh (.WMA- Windows Media Audio)

Windows Media cung cấp một bộ công cụ đóng gói hoàn chỉnh có tên làWindows Media Techonologies (WMT) bao gồm :

Windows Media Tool dùng để kiến tạo dữ liệu các dòng Streaming

Windows Media Services đóng vai trò là máy chủ cung cấp dòng Video đểcung cấp dữ liệu

Windows Media Player là công cụ hiển thị dữ liệu

Windows Media Right Manager sử dụng để bảo vệ chống sao chép dưcliệu

Windows Media Server hỗ trợ công nghệ dòng dữ liệu thông minh

“Intelligent Streaming” cho phép truyền tải dữ liệu dựa trên độ rộng băng thôngInternet giữa người dùng và Server Khi chất lượng đường truyền bị suy giảm thì

Video Server sẽ tự động giảm chất lượng dữ liệu, giảm tỉ lệ nén, loại bỏ một sốkhung hình để việc hiển thị không bị ngắt đoạn.

3.2 Real Player

RealPlayer (hay RealVideo hoặc Real) được phát triển bởi RealNetworks.RealPlayer sử dụng công nghệ nén Real G2, hỗ trợ cả hai giao thức bao gồm giaothức truyền tải nội dung thời gian thực (RTSP) và giao thức truyền siêu văn

bản (HTTP), rất thích hợp trong việc truyền phát các Audio/Video hoặc khuôndạng Media

3.3 Quick Time Player

QuickTime là một phần mềm Multimedia dùng để xem phim, nghe nhạcgiống như Windows Media Player (WMP) của Microsoft Nó là một ứng dụng cóthể chạy trên nhiều hệ thống và là chuẩn chính thức sớm nhất cho nền tảng phầnmềm về Multimedia

QuickTime sử dụng giao thức truyền tải nội dung thời gian thực (RTSP), cóthể hoạt động trên nhiều hệ thống từ UNIX đến NT và hoàn toàn miễn phí.QuickTime hỗ trợ khá nhiều định dạng, từ các định dạng về hình ảnh như JPEG vàcác định dạng Video số như định dạng MPEG-1 Quick là một công cụ rất mạnh

để truyền tải Multimedia, chỉnh sửa và nén dữ liệu

4 Một số dịch vụ được cung cấp bởi IPTV

Dịch vụ truyền hình: các nội dung truyền hình được quảng bá theo lịchtrình thời gian cố định như truyền hình truyền thống Sự lựa chọn các gói kênhtheo yêu cầu của khách hàng có thể bao gồm các kênh truyền hình công cộng(public), các kênh truyền hình trả tiền (pay TV), các kênh truyền hình được ưathích, các kênh về mua sắm, các kênh về thời trang, v.v

Dịch vụ Video on Demand (VoD): việc phát các nội dung truyền hình đượclựa chọn bắt đầu khi người sử dụng lựa chọn nội dung đó Thông thường, nội dung

là các bộ phim hay các phim đã được ghi lại từ một thư viện Dịch vụ này có thểđược sử dụng trong một thời gian giới hạn Các chức năng thường giống như chức

năng của máy ghi hình (VCR) hay đầu DVD (DVD player): phát hình (play), dừnghình (pause), tua hình (fast forward), v.v

Máy ghi hình các nhân (Personal Video Recorder, PVR): PVR là một thiết

bị điện tử dân dụng cho phép ghi lại các nội dung quảng bá để xem lại ở một thờiđiểm sau đó

Máy ghi hình cá nhân qua mạng (Network PVR, NPVR): đây là phiên bản

sử dụng trên mạng của PVR Nó có thể được xem như là một VCR ảo với việc lưutrữ và các chức năng khác cung cấp từ mạng Nội dung truyền hình quảng bá cóthể được ghi và xem lại sau đó

Hướng dẫn chương trình điện tử (Electronic Program Guide, EPG): mộthướng dẫn để cung cấp cho người sử dụng các thông tin về các chương trình IPTVđang và sắp phát Có thể nói một EPG là phương thức để người sử dụng tìm kiếmcác nội dung của nhà cung cấp

Các dịch vụ thông tin: các dịch vụ thông tin có thể bao gồm tin tức thời sự,tin thể thao, dự báo thời tiết, thông tin về các chuyến bay, các sự kiện trong khuvực/địa phương, v.v

Truyền hình tương tác: “kênh phụ” (back-channel) IP không chỉ cung cấp khảnăng lấy thông tin mà còn cho phép tương tác với các show truyền hình hoặc khởitạo các ứng dụng liên kết đến các chương trình đang chạy Các ví dụ điển hình củatruyền hình tương tác là tham dự vào các trò chơi truyền hình, bình chọn quatruyền hình, phản hồi của người xem truyền hình, các chương trình thương mại,v.v

Các ứng dụng tương tác: sự tương tác không chỉ được liên kết đến mộtchương trình truyền hình truyền thống Đấu giá, mua sắm, dịch vụ ngân hàng làcác ứng dụng truyền hình được sử dụng rộng rãi, tạo ra sự hội tụ của thiết bị và sựphát triển các giao diện người sử dụng mới Truyền hình khiến cho việc sử dụngcác ứng dụng tương tác (giống như việc sử dụng Internet) trở thành một trongnhững thành phần chiếm ưu thế của IPTV/VoD tương lai Đây cũng là một yếu tố

khác biệt chủ yếu nhất so với truyền hình quảng bá truyền thống vốn không cómột “kênh phụ” nào (có chăng là một đường điện thoại).

Các ứng dụng băng rộng: các ứng dụng dùng cho người tiêu dùng và doanhnghiệp cũng có thể được thực hiện thông qua hạ tầng IPTV/VoD như hội nghịtruyền hình, đào tạo từ xa, giám sát an ninh, v.v

Pay-per-View (PPV): là hình thức trả tiền để xem một phần chương trìnhtruyền hình, ví dụ: trả tiền để xem một sự kiện thể thao hay trả tiền để nghe mộtbản nhạc Hệ thống cung cấp một kênh phim truyền hình theo hình thức PPV chocác thuê bao

Trò chơi theo yêu cầu (Games on Demand): dịch vụ này sẽ cung cấp nhiều loạigame tùy chọn đến thuê bao từ một danh sách có sẵn IPTV yêu cầu game đơngiản dựa trên HTML

Âm nhạc theo yêu cầu (Muics on Demand): các thuê bao có thể xem nhữngclip ca nhạc theo yêu cầu, giống như dịch vụ VoD

Truyền hình của hôm trước (TV of Yesterday, TVoY): dịch vụ này chophép thuê bao xem phim truyền hình đã được phát những ngày trước

Karaoke theo yêu cầu (Karaoke on Demand): các thuê bao có thể chọn vàxem các bài Karaoke qua Set-top Box (STB) trên TV Từ list các bài karaoke đãđược giới thiệu, thuê bao có thể mua một hoặc nhiều bài hát cùng lúc Dịch vụ sẽđược triển khai trong tương lai

IV Yêu cầu về kỹ thuật

1 Mạng ngoại vi.

Trong dự án xây dựng cấu trúc mạng MAN – E, hệ thống DSLAM đượcphân bố tương đối đồng đều tại các khu dân cư với khoảng cách từ thuê bao đếnDSLAM lớn nhất là 4km

Với khoảng cách 4km, người dùng có thể sử dụng các dịch vụ truy cậpInternet với chất lượng đảm bảo Tuy nhiên, để cung cấp dịch vụ như IPTV, băngthông đến người sử dụng phải tương đối lớn (> 5Mbps) Do vậy, với hệ thống cápđồng hiện nay khuyến nghị cung cấp dịch vụ IPTV cho những thuê bao cáchDSLAM lớn nhất là khoảng 2,5km.

2 Modem và Set-top Box

Để sử dụng dịch vụ IPTV thì khách hàng phải là những người đang sử dụngdịch vụ ADSL của nhà cung cấp dịch vụ Bên cạnh đó, phải có thiết bị đầu cuối làModem và bộ giải mã STB của nhà cung cấp dịch vụ đó

Modem (Modulate and demodulate) là thiết bị điều chế, giải điều chế và mãhóa dữ liệu số

Một ví dụ quen thuộc nhất của Modem băng tần tiếng nói là chuyển tín hiệu

số “1” và “0” của máy tính thành âm thanh để có thể truyền trên đường dây điềthoại Sau khi nhận được tín hiệu ở đầu kia, tín hiệu âm thanh được chuyển trở vềtín hiệu “1” và “0” Modem thường được phân loại bằng dữ liệu truyền, nhậntrong một khoảng thời gian, thường được tính bằng đơn vị bit/giây

STB là thiết bị thu nhận tín hiệu IP rồi giải mã chúng thành tín hiệu âmthanh và hình ảnh để hiển thị lên tivi Nói dể hiểu hơn thì để xem được IPTV trêntivi thì khách hàng phải có bộ giải mã STB

Khi có STB khách hàng vừa xem được truyền hình trên tivi vừa sử dụngđồng thời Internet Kèm theo STB là một thiết bị điều khiển cầm tay là Remote

Nó không chỉ thực hiện các chức năng điều khiển từ xa mà còn tích hợp chức năngtương tác: xem lịch chương trình truyền hình, đặt lịch xem theo sử thích

3 Băng thông của hệ thống.

* Băng thông yêu cầu:

• Số người sử dụng đồng thời.

• Số người sử dụng Multicast đồng thời

• 100% số người sử dụng IPTV (VNPT dự báo khoảng 60.000 thuê bao)

• Số người sử dụng Unicast đồng thời

• 20% số người sử dụng IPTV tương ứng với khoảng 60.000 thuêbao*20% = 1200 thuê bao sử dụng đồng thời Unicast

* Node trung tâm

• 10% thuê bao VoD sử dụng đồng thời ứng với 12.000 thuêbao*10%=1200 thuê bao

• 90% luồng VoD đồng thời sẽ được cung cấp bởi Edge pops

• Thuê bao VoD sử dụng đồng thời tại các Node được tính như sau:

• 10% thuê bao sử dụng đồng thời ứng với 60.000*20%*10%=1.200 thuêbao

• Edge pop Hà Nội cần cung cấp: 20.000*20%*90%=3.600 thuê bao

• Edge pop Hồ Chí Minh cần cung cấp: 20.000*20%*90%=3.600 thuêbao

• Hải Phòng, Đà Nẵng, Bình Dương, Đồng Nai là 4 Edge pops tương ứngvới mỗi Edge pop là 5.000 thuê bao vậy thuê bao được tính cho mỗi edge pop là5.000 thuê bao*20%*90%=900 thuê bao

Như vậy băng thông được tính toán như sau:

• Mỗi kênh truyền hình yêu cầu băng thông 2 Mbps

• Băng thông Multicast yêu cầu: 100 kênh*2.0Mbps/1keenh=20Mbps

• Băng thông Unicast yêu cầu ở trung tâm Node: 1.200 thuêbao*2.0Mbps=2.4Gbps

• Hà Nội và Hồ Chí Minh băng thông cho mỗi Edge pop này là: 3.600thuê bao*2.0Mbps=7.2Gbps

• Hải Phòng, Đà Nẵng, Bình Dương, Đồng Nai băng thông cho mỗi Edgepop này là: 900 thuê bao*2.0Mbps=1.8Gbps

• Băng thông cho STB nâng cấp: 400Mbps.

• Băng thông cho nội dung phân phối: 300Mbps

• Băng thông cho truy cập EPG: 300Mbps

Đo thử băng thông hệ thống mạng:

Để đo được băng thông thì chúng ta sử dụng các phần mềm đo thử băngthông và các dụng cụ quản trị của hãng cung cấp thiết bị Cách đo dưới đây chỉ ápdụng cho người sử dụng vào Website Nếu muốn tính tổng băng thông thì phảidùng phương pháp tính trung bình

Để thực hiện việc này khách hàng cần một máy tính kết nối Internet trìnhduyệt web Các bước tiến hành đo băng thông khi có một người truy nhập vàowebsite:

Bước 1: Xóa toàn bộ các file lưu trong thư mục C:\Documents And

Setting\Administrator\Local Setting\Temporary Files

Bước 2: Sử dụng trình duyệt IE để duyệt web Toàn bộ nội dung trong

website sẽ được lưu trong thư mục Temporary Internet Files

Trong ngày khách hàng muốn đo băng thông thì phải sử dụng máy tính truycập vào một trang web Nếu trong một ngày trung bình truy cập 20 trang thì toàn

bộ 20 trang của website đó sẽ được Dowload toàn bộ về máy tính của khách hàng.Giả sử, trung bình mỗi trang cần tải về 300kb vậy số lượng là 20 trang thì dunglượng tải về trong một ngày là 20*300kb=6000kb=6Mb

Như vậy trung bình mỗi ngày phải mất 6Mb băng thông Trong trường hợp

số người truy cập là 20 người thì con số 6Mb được tăng len 20 lần Vậy số băngthông phải tốn cho một ngày với số lượng 20 người truy cập website là 120 Mb.Qua cách tính trung bình trên thì có thể tính ra băng thông sử dụng theo tháng làbao nhiêu Trong trường hợp trung bình tháng có 30 ngày thì băng thông sử dụng

sẽ là 30*120=3600Mb=3.6Gb

4 Multicast, Unicast và Broadcast.

Unicast, Multicast, Broadcast có thể xem như là duy nhất, đa số và tất cả

* Broadcast: có nghĩa trực quan là “phát thanh” điều này giúp bạn liên hệ

tới việc ta nghe đài qua loa truyền thanh không loại trừ một ai, tất cả mọi ngườitrong phạm vi không quá xa đều có thể nghe được tiếng nói phát ra Cũng như vậykhi việc Broadcast (hay phát thanh) là việc truyền thông điệp (gói dữ liệu) đến tất

cả mọi địa chỉ trong mạng

Broadcast chỉ có tác dụng đối với các địa chỉ trong mạng LAN, Broadcastlàm việc gửi gói thông tin tới toàn bộ các địa chỉ trong mạng Một địa chỉBroadcast cho phép thiết bị gửi dữ liệu đến tất cả các host trong một mạng con

* Unicast làm việc gửi gói thông tin tới một địa chỉ đơn Từ “unicast” là

một dạng “thừa kế” về từ ngữ của broadcast (phát thanh) kiểu như “uni + cast” và

ý nghĩa unicast là hoàn toàn đối lập với broadcast

Một địa chỉ unicast cho phép thiết bị gửi dữ liệu đến một nơi nhận duy nhất

* Multicast cũng giống như broadcast là việc gửi gói thông tin tới một số

địa chỉ trong mạng Một địa chỉ multicast cho phép thiết bị gửi dữ liệu tới một tậpxác định trước các host, được biết đến như các nhóm multicast, trong các mạngcon khác nhau

Sự khác nhau giữa Unicast, Multicast, Broadcast :

* Unicast cho phép bạn gửi dữ liệu tới một nơi nhận nó sẽ giúp tăng chất

lưọng dịch vụ, ví dụ như cung cấp dịch vụ xem video trực tuyến nếu sử dụngunicast server chất lượng của bộ phim sẽ tuyệt vời nhưng sẽ phải trả giá là tại mộtthời điểm chỉ có một số hạn chế các client được truy cập tới dịch vụ

* Broadcast ngược lại cho phép gửi dữ liệu đến tất cả mọi host trong một

mạng con Trở lại với ví dụ trên bộ phim video của bạn sẽ được gửi tới tất cả mọihost trong mạng con cho dù không yêu cầu Việc làm này làm cạn kiệt dung lượngmạng và có thể dẫn đến chất lượng dịch vụ giảm xuống thấp

* Multicast kết hợp được các ưu điểm của 2 loại trên Nó cho phép bảo

đảm có thể nhận dữ liệu đồng thời cũng đảm bảo chất lượng của dịch vụ

Hình : So sánh Unicast và Multicast Streams from Server: đường kết nối tới máy chủ

Replicated by Network: Mạng mô hình

Viewer : các máy con, khách hàng,

5 Chất lượng dịch vụ (QoS).

Chất lượng dịch vụ (QoS) đó là cách thức để có được những dịch vụ dữ liệu

ổn định và hiệu quả hay khả năng mạng đảm bảo đồng thời duy trì các mức chấtlượng nhất định cho mỗi ứng dụng theo các yêu cầu đã được chỉ rõ của mỗi người

sử dụng

QoS cho chúng ta biết khả năng của một phần tử mạng có thể là một ứngdụng, một trạm (Host) hay một số bộ định tuyến (Router) để đảm bảo những yêucầu nào đó về lưu lượng, về khả năng cung cấp dịch vụ…

Nhà cung cấp dịch vụ mạng đảm bảo chất lượng dịch vụ cung cấp chongười sử dụng và thực hiện các biện pháp duy trì mức QoS trong điều kiện cácthông số mạng bị thay đổi vì các nguyên nhân như : Nghẽn, hỏng hóc thiết bị haylỗi liên kết…QoS cần được cung cấp cho mỗi ứng dụng để người sử dụng có thểchạy ứng dụng đó và mức QoS mà ứng dụng đòi hỏi chỉ có thể xác định bởi người

sử dụng, bởi chỉ có người sử dụng mới có thể biết chính xác ứng dụng của mìnhcần gì để hoạt động tốt

Về phía người sử dụng thì chất lượng IPTV được xem xét trên các khíacạnh:

• Thời gian bắt đầu sử dụng dịch vụ

• Chất lượng dịch vụ độc lập giữa các thuê bao khác nhau: Chất lượngdịch vụ giữa các thuê bao là không giảm khi có thêm thuê bao mới truy nhập hệthống

• Dòng dữ liệu liên tục: đảm bảo không trễ, không trượt trong khi pháthình

• Đáp ứng tốt các chức năng tương tác: Xử lý tốt các chức năng tương tácsao cho tương tự như khi người sử dụng bấm các phím chức năng trên đầu máyphát Video, VCD,…

• Đồng bộ giữa các dòng đa phương tiện, cụ thể là đồng bộ giữa hình vàtiếng

6 Quản lý quyền truy nhập và bảo mật.

Đối với mạng IPTV thì bảo mật nội dung là một yêu cầu cơ bản đối với cácnhà cung cấp dịch vụ khi đi vào khai thác dịch vụ này Các tính năng IPTV chẳnghạn như Video theo yêu cầu (VoD) và ghi hình kĩ thuật số (DVR) sẽ có những yêucầu khắt khe hơn do đó đã tạo ra cơ hội mới và thách thức mới cho các sản phẩmbảo mật bằng phần mềm

Hệ thống truy nhập đươc kế thừa từ mạng hiện có như mạng cáp, mạngquảng bá truyền thống để áp dụng mã hóa mật nội dung tại HeadEnd và giải mãnội dung tại phía thuê bao Mục đích nữa của hệ thống này đó là buộc người xemphải trả phí cho các chương trình và hạn chế quyền truy nhập trái phép vào cácchương trình Thành phần cơ bản của hệ thống này bao gồm : bộ trải tín hiệu, mãhóa mật tương ứng với từng STB và hệ thống quản trị mạng khách hàng

Bảo mật trên IPTV còn bảo vệ nội dung Video được lưu trữ trong phạm vicủa mạng và tại phía đầu thu khách hàng

Hệ thống quản lý bản quyền số (DRM) giúp nhà khai thác bảo vệ nội dungcủa mình như trộn các tín hiệu truyền hình hay mã hóa nội dung VoD khi truyền

đi trên mạng Internet và tích hợp các tính năng tăng an ninh tại STB ở phía thuêbao, DRM dùng để bảo mật nội dung các khóa giải mã của các thuê bao.

DRM cung cấp một cấu hình bảo mật nhằm hạn chế khả năng sao chép bấthợp pháp nội dung IP Video, cho dù nó là luồng Video đang phát trực tiếp hayđang được lưu trữ trên mạng Nó cũng cung cấp một cơ chế chuyển giao bảo mậtcho quá trình tính cước khách hàng và tính tổng chi phí

V Dịch vụ IPTV trên xDSL

Kỹ thuật DSL đã được triển khai phổ cập trên mạng điện thoại băng rộngtrong những năm gần đây Với ADSL (Asynchronous Digital Subcriber Line) vàcác phiên bản nâng cấp khác như ADSL2 và ADSL2+, các thuê bao đã được cungcấp tốc độ dữ liệu downstream vài Mbps Trong tương lai với VDSL (Very HightBit-rate Digital Subcriber Line), tốc độ dữ liệu Mbps trên sẽ được tăng thêm nữa

Kỹ thuật DSL dựa trên cơ chế điều chế đa sóng mang phức tạp trên đườngtruyền vật lý Với kỹ thuật DSL, lưu lượng dữ liệu ở phía đầu cuối của khách hàngđược phân chia bất đối xứng với băng rộng cho dữ liệu downstream đến thuê bao

và băng hẹp cho dữ liệu upstream từ thuê bao đến nhà cung cấp DSL Phươngpháp đa sóng mang DMT (Discrete Multi Tone) phân chia băng tần số vào một sốkênh “con”, mỗi kênh “con” này được gán bởi một tần số sóng mang

Ví dụ, 256 kênh con có thể được dùng trong ADSL ADSL có thể dùng cáctần số lên đến 1.1MHz trên đường dây điện thoại Mức suy hao của tín hiệu ADSLđược xác định theo độ dài và đường kính của đường dây điện thoại Nhiễu đườngtruyền và nhiễu xuyên kênh giữa các đường truyền có thể làm suy yếu nghiêmtrọng tỉ số tín hiệu trên nhiễu (Signal/Noise) Ở điều kiện lý tưởng, tốc độ dữ liệudownstream tối đa khoảng 8Mbps còn tốc độ upstream khoảng 1Mbps Tuy nhiên,nếu độ dài của đường dây xấp xỉ chiều dài giới hạn (khoảng 4 đên 5km như trongnhững vùng nông thôn) thì tốc độ dữ liệ download chỉ khoảng 1 đến 2 Mbps (cóthể thấp hơn)

ADSL2+ mở rộng tốc độ dữ liệu downstream lên đến 12Mbps ADSL2+

khoảng 24Mbps.VSDL1 dùng tần số lên đến 12MHz, VSDL2 dùng tần số lên đến30MHz trên đường cáp điện thoại Kết quả là tốc độ dữ liệu downstream trongkhoảng 52 Mbps (VDSL1) và 100Mbps (VDSL2).

Tuy nhiên, để đạt được tốc độ dữ liệu tối đa chiều dài của đường truyềnphải giảm từ vài km xuống 150300m Hơn nữa, để đảm bảo tố độ truyền dữ liệurất cao từ vài mạng xương sống (blackbone) của nhà cung cấp thì mạng cáp quangcần mở rộng (ít nhất là đến tiệm cần với các thuê bao) nhất là với công nghệtruyền VDSL Do đó, VDSL sẽ đòi hỏi đầu tư ở mức độ cao Có thể tập trung đầu

tư trước trong vùng thành thị để bước đầu có thể cung cấp cho số lượng lớn thuêbao nhằm đạt hiệu quả cao khi mức đầu tư lớn Ở thời điểm này, các công ty điệnthoại vẫn chưa có kế hoạch rõ ràng cho việc nâng cấp mạng của họ để hỗ trợADSL và thời gian để cung cấp phổ cập ADSL và các phiên bản nâng cấp của nócho các thuê bao

1 Mã hóa cải tiến cho nén tín hiệu

Việc nén dữ liệu với mã hóa cải tiến đã thúc đẩy quá trình cung cấp tín hiệutruyền hình chất lượng cao trên mạng DSL Khi cải tiến từ chuẩn ISO MPEG-2đến chuẩn MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding) tốc độ yêu cầu cho tín hiệuhình đã giảm được khá lớn Dùng MPEG -4 AVC, tốc độ dữ liệu yêu cầu chotruyền hình với độ phân giải chuẩn SDTV (Standard Definition Televison) từ 2đến 4Mbps tùy theo nguồn tín hiệu Do đó, tốc độ dữ liệu của dòng MPEG-4 AVCphù hợp với tốc độ dữ liệu đã được cung cấp sẵn trên ADSL còn VDSL hướng đếnviệc cung cấp chất lượng truyền hình với độ phân giải cao HDTV (HightDefinition Television)

Việc mã hóa không chỉ sử dụng các chuẩn MPEG Trên Web, mã hóa phùhợp phải tương thích với các phần mềm player (phần mềm xem chương trình)được sử dụng Trong trường hợp IPTV, Microsoft đã sử dụng chuẩn nén WindowMedia 9/VC-1

2 Đường truyền vật lý và IPTV.