Công nghệ truyền hình thông qua mạng internet IPTV

Tiến trình biếnđổi các mạng phân phát nội dung đang diễn ra trong nhiều thị trường, nơi côngnghệ giao thức Internet và công nghệ nén tiên tiến đang dẫn đến các dịch vụ mớiđầy tiện dụng n

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Công nghệ truyền hình thông qua mạng internet-IPTV

Sinh viên thực hiện: Đoàn Việt Tiệp

Giảng viên hướng dẫn: Phan Thị Thanh Ngọc

HÀ NỘI – Năm 2009

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành điện tử viễn thông

Công nghệ truyền hình thông qua mạng internet-IPTV

Sinh viên thực hiện: Đoàn Việt Tiệp

Giảng viên hướng dẫn: Phan Thị Thanh Ngọc

HÀ NỘI – Năm 2009

MỤC LỤC

Nội dung Trang

Mục lục i

Danh mục các từ viết tắt ii

Danh mục các hình vẽ (nếu có) iii

Danh mục các bảng biểu (nếu có) iv

Mở đầu 1

Chương 1 Tổng quan về mạng viễn thông 1.1 Các thành phần cơ bản của mạng viễn thông 2

1.1.1 Cấu trúc mạng viễn thông 5

1.2 Đặc điểm 9

Kết luận chung 81

Danh mục tài liệu tham khảo 82 Phụ lục

MỞ ĐẦU

Những tiến bộ trong công nghệ, những đổi mới trong cơ sở hạ tầng truyền thôngtrên toàn thế giới và nhu cầu người dùng càng ngày càng gia tăng đang thúc đẩy

xu hướng tạo ra một phương tiện số chung, đơn giản - một nền tảng thống nhấttrên toàn cầu, có khả năng truyền dẫn các thông tin số dưới bất kỳ hình thức nàoqua các mạng băng rộng Tiến trình của cuộc cách mạng truyền thông đang trở

thành hiện thực này được gọi là sự hội tụ số Trong khi thuật ngữ “hội tụ số” đã

được dùng (mà có lẽ là dùng sai) trong nhiều năm để nói về các nỗ lực hợp nhấtcác công nghệ nào đó, thì rõ ràng nó là thuật ngữ thích hợp nhất cho cuộc chuyểnđổi hình mẫu mang tính cách mạng đang xảy ra trong thế giới viễn thông hôm nay

Với sự ra đời của truyền hình giao thức Internet (IPTV), tầm nhìn của một nềntảng truyền thông vạn năng đang nhanh chóng trở thành hiện thực Tiến trình biếnđổi các mạng phân phát nội dung đang diễn ra trong nhiều thị trường, nơi côngnghệ giao thức Internet và công nghệ nén tiên tiến đang dẫn đến các dịch vụ mớiđầy tiện dụng nhờ việc hợp nhất video, âm thanh, hoạt hình và các loại đa phươngtịên khác với truyền thông thoại, dữ liệu và Internet truyền thống thành một nềntảng vạn năng được cả một cộng đồng rộng lớn chia sẻ nhằm làm phong phú cácloại hình giải trí cho khách hàng của nó Kết quả cuối cùng của sự hội tụ này làmột thị trường tăng trưởng nhanh chóng để cung cấp các nội dung theo yêu cầu,các ứng dụng phong phú và các loại hình giải trí tương tác cá nhân hoá tới các giađình, các xe ô tô, và các thiết bị cầm tay, tất cả đều là có thể nhờ Giao thứcInternet dựa trên các mạng truyền thông

Chương 1:

GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN INTERNET VÀ TƯƠNG LAI MẠNG NỀN IP:

Internet là một hệ thống thông tin toàn cầu có thể được truy nhập công cộng gồmcác mạng máy tính được liên kết với nhau Hệ thống này truyền thông tin theokiểu nối chuyển gói dữ liệu (packet switching) dựa trên một giao thức liên mạng

đã được chuẩn hóa (giao thức IP) Hệ thống này bao gồm hàng ngàn mạng máytính nhỏ hơn của các doanh nghiệp, của các viện nghiên cứu và các trường đạihọc, của người dùng cá nhân, và các chính phủ trên toàn cầu

Mạng internet mang lại rất nhiều tiện ích hữu dụng cho người sử dụng,một trongcác tiện ích phổ thông của internet là hệ thống thư điện tử(email),trò chuyện trựctuyến(chat),máy truy tìm dữ liệu(search engine),các dịch vụ thương mại và chuyểnngân,và các dịch vụ về y tế giáo dục như là chữa bệnh từ xa hoặc tổ chức các lớphọc ảo online

1.1.1 Sự hình thành và phát triển của internet:

1.1.1.1 Thời kỳ phôi thai

Năm 1969 Bộ Quốc phòng Mĩ đã xây dựng dư án ARPANET để nghiên cứu lĩnhvục mạng,theo đó các máy tính được liên kết với nhau và sẽ có khả năng tự địnhđường truyến tin ngay sau khi 1 phần mạng đã được phá hủy

Năm 1972 trong 1 cuộc hội nghị quốc tế về truyền thông máy tính,Bob Kahn đãtrình diễn mạng ARPANET liên kết 40 máy thông qua các bộ xử lí giao tiếp giữacác trạm cuối(Terminal Interface Processor-TIP) Cũng năm này nhóm interNETWorking Group (INWG)do Vinton Cerf làm chủ tịch ra đời nhằm đáp ứng nhucầuthiết lập giao thức bắt tay(agreed-upon).Năm 1972 cũng là năm RayTomlinson đã phát minh ra E-mail đểgửi thông điệp trên mạng.Từ đó đến nay,E-mail là một trong những dich vụ được dùng nhiều nhất

Năm 1973,một số trường đại học của Anh và của Na-uy kết nối vàoARPANET.Cũng vào thời gian đó ở đại học Harvard,Bob Metcalfe đã phác họa ra

ý tưởng về Ethernet(một giao thức trong mạng cục bộ)

Tháng 9/1973 Vinto Cerf và Bob Kahn đề xuất những cơ bản của internet.Đóchính là những nét chính của giao thức TCP/IP

Năm 1974 BBN đã xây dựng giao thức ứng dụng Telnet cho phép sử dụng máytính từ xa

Năm 1976 phòng thí nghiệm của hãng AT&T phát minh ra dịch vụ truyền tệpcho mạng FTP

Năm 1978 Tom Truscott và Steve Bellovin thiết lập mạng USENET dành chonhững người sử dụng UNIX

Mạng USENET là 1 trong những mạng phát triển sớm nhất và thu hút nhiều ngườinhất

Năm 1979 ARPA thành lập ban kiểm soát cấu hình internet

Năm 1981 ra đời mạng CSNET(Computer Science NETwork) cung cấp các dịch

vụ mạng cho các nhà khoa học ở trường đại học mà không cần truy cập vào mạngARPANET

Năm 1982 các giao thức TCP và IP được DAC và ARPA dùng đối với mạngARPANET.Sau đó TCP/IP được chọn là giao thức chuẩn

Năm 1983 ARPANET được tách ra thành ARPANET và MILNET.MILNETtích hợp với mạng dữ liệu quốc phòng,ARPANET trở thành 1 mạng dân sự.Hộiđồng các hoạt động internet ra đời,sau này được đổi tên thành Hội đồng kiến trúcinternet

1.1.1.2 Thời kỳ bùng nổ lần thứ nhất của internet

Năm 1986 mạng NSFnet chính thức đươc thiết lập,kết nối năm trung tâm máytính.Đây cũng là năm

có sự bùng nổ kết nối, đặc biệt là ở các trường đại học.Như vậy là NSF vàARPANET song song tồn tại theo cùng 1 giao thức,có kết nối với nhau

Năm 1990, với tư cách là 1 dự án ARPANET dừng hoạt động nhưng mạng doNSF và ARPANET tạo ra đã

đựoc sử dụng vào mục đích dân dụng,đó chính là tiền thân của mạng internet ngàynay.Một số hãng lớn bắt đầu tồ chức kinh doanh trên mạng

Đến lúc này đối tượng sử dụng internet chủ yếu là những nhà nghiên cứu và dịch

vụ phổ biến nhất là E-mail va FTP.Internet là 1 phương tiện đại chúng

1.1.1.3 Bùng nổ lần thứ 2 với sự xuất hiện của WWW

Năm 1991 Tim Berners Lee ở trung tâm nghiên cứu nguyên tử châuÂu(CERN)phát minh ra World Wide Web(WWW)dựa theo ý tưởng về siêu vănbản được Ted Nelson đưa ra từ năm 1985.Có thể nói đây là 1 cuộc cách mạng trêninternet vì người ta có thể truy cập,trao đổi thông tin 1 cách dể dàng,nhanh chóng Cũng vào thời gian này NSFnet backbone được nâng cấp đạt tốc độ44736Mbps.NSFnet truyền 1 tỉ tỉ

byte/tháng và 10 tỉ gói tin/tháng

Năm 1994 là năm kỉ niệm lần thứ 25 ra đời ARPANET,NIST đề nghị thống nhấtdùng giao thức TCP/IP

WWW trở thành dịch vụ phổ biến thứ hai sau dịch vụ FTP.Những hình ảnh videođầu tiên được truyền đi trên mạng internet

WWW vượt trội hơn FTP và trổ thành dịch vụ có số lưu thông lớn nhất căn cứtrên số lượng gói tin truyền và số byte truyền.Các hệ thống quay số trực tuyếntruyền thống như CompuServe,AmericanOnline,

Prodigy bắt đầu khả năng kết nối internet

Tháng 10 năm 1994 Tập đoàn truyền thông Netscape cho ra đời phiên bản betacủa trình duyệt Navigator 1.0 nhưng còn cồng kềnh và chạy rất chậm

Hai công ti trở thành đối thủ của nhau,cạnh tranh thị trường trình duyệt.Ngày 11tháng 6 năm 1997,Netscape công bố phiên bản trình duyệt 4.0.Ngày 30 tháng 10cũng năm đó có Microsoft cũng cho ra đời trình duyệt của mình phiên bản 4.0

Tháng 7 năm 1996,Công ti Hotmail bắt đầu cung cấp dịch vụ Web Mail.Sau 18tháng đã có 12 triệu người sử dụng và vì thế đã được Microsoft mua lại với giá

400 triệu dô la

Triễn lãm internet 1996 World Exposition là triễn lãm thế giới đầu tiên trênmạng internet

Các chương trình duyệt web thông dụng ở thời điểm năm 2007 là

• Internet Explorer có sẵn trong MS window của Microsoft

• Mozilla và Mozilla Firefox của tập đoàn Mozilla

• Netscape Brower của Netscape

• Opera của Opera Software

• Safari trong Mac OS X,của Apple computer

• Maxthon của MySoft Technology

• Avant Brower của Avant Force(Italy)

Ở Việt Nam,internet chính thức xuất hiện năm 1996,khi đó đặt dưới sự quản lýduy nhất của 1 IPX là Tổng công ty Bưu chính viễn thông Việt Nam-VNPT

1.1.1.4 Mạng không dây ngày càng phổ biến

Năm 1985,Cơ quan quản lí viễn thông của Mĩ quyết định mở cửa một số băngtần của giải phóng không dây,cho phép người sử dụng chúng mà không cần giấyphép của chính phủ.Đây là bước mở đầu cho các mạng không dây ra đời và pháttriển rất nhanh.Ban đầu các nhà cung cấp các thiết bị không dây dùng cho mạngLAN như Proxim và Symbol ở Mĩ đều phát triển các sản phẩm độc quyền,khôngtương thích với các sản phẩm của các công ti khác.Điều này dẫn đến sự cần thiếtphải xác lập 1 chuẩn không dây chung

Năm 1997, một tiểu ban đã tiến hành thương lượng hợp nhất các chuẩn và đãban hành chuẩn chính thức IEE 802.11.Sau đó là chuẩn 802.11b và chuẩn 802.11alần lượt được phê duyệt vào các năm 1999 và năm 2000

Tháng 8 năm 1999 sáu công ti gồm intersil,3Com,Nokia,Aironet,Symbol vàLucent liên kết tạo thành

liên minh tương thích Ethernet không dây VECA.Thuật ngữ Wi-Fi ra đời,là têngọi thống nhất để chỉ công nghệ kết nối cục bộ không dây đã đươc chuẩn hóa

1.1.2 Tương lai phát triển mạng nền IP:

1.1.2.1 Nhu cầu của sự phát triển:

Trên mạng cố định (fixed) đang diễn ra một quá trình hội tụ về công nghệ vàdịch vụ giữa mạng viễn thông và Internet dựa trên kỹ thuật chuyển mạch gói IP,thuật ngữ NGN- mạng thế hệ sau được nhắc đến rất nhiều trong những năm gầnđây Internet cũng đang phát triển từng ngày, từ các modem tốc độ thấp, đến nay

đã phát triển nhiều phương thức truy nhập tốc độ cao và linh hoạt hơn trong đóWireless-LAN thực sự là một thách thức với mạng di động tuy khả năng di độngcònhạnchế

Đứng trước sự phát triển của Internet cùng với các dịch vụ phong phú mới củamạng cố định, các nhà cung cấp dịch vụ di động không thể thoả mãn với mạng diđộng 2G hiện chỉ có ứng dụng thoại và nhắn tin ngắn SMS Nhiều tổ chức viễnthông lớn và các tổ chức chuẩn hoá quốc tế cố gắng đưa ra một kiến trúc mạng diđộng mới nhằm thích ứng linh hoạt với sự phát triển của công nghệ IP, có thể đápứng tốt nhu cầu của khách hàng về các dịch vụ mới 3GPP là tổ chức mở về chuẩnhoá mạng di động trong thế hệ mới với việc nghiên cứu và đưa ra các khuyến nghịchomạngdiđộngtrênconđườngtiếntớisựhộitụ

3GPP đã tiến hành các nghiên cứu cho các mạng di động khác nhau nhưng đềuhướng tới một cái đích chung, đó là mạng di động thế hệ thứ 3(3G) Một loạt cáckhuyến nghị, đề xuất cũng được ITU chấp nhận trong bộ tiêu chuẩn về 3G (IMT-2000)

Một số công ty lớn còn thông báo đã phát triển lên mạng 4G, mặc dù chưa cónhững khuyến nghị và định nghĩa cụ thể nào về 4G nhưng có thể hiểu đây là mộtmạng di động hội tụ giữa 3G và Wireless-LAN cung cấp cho khách hàng băngthông rất cao và khả năng di động toàn cầu trên cơ sở công nghệ IP

Hình1.1Xu hướng công nghệ thông tin không dây

Xu hướng tiến đến 3G không phải là sự thay đổi hoàn toàn về công nghệ mà là

cố gắng nâng cấp từng bước các mạng đang tồn tại nhằm đảm bảo sự tương thíchcũngnhưtránhsựđầutưvượtquásứccủanhàkhaithác.Việt Nam cũng đang trong quátrình tiến tới thế hệ mạng di động 3G, tiến hành các nghiên cứu lý thuyết, banhành các tiêu chuẩn về các giao diện mạng, đề xuất phương án triển khai thửnghiệm 3G ở Việt Nam và cũng đã triển khai thử nghiệm 3G trong phạm vi hẹptrênmạngcủaMobifone,Vinaphone

Các nhà khai thác mạng di động hiện tại và một số nhà cung cấp dịch vụ di độngmới (Viettel, SPT, ETC ) thực hiện việc nâng cấp mạng hay trang bị mới vẫn dựatrên lộ trình từ 2G lên 2.5G rồi đến 3G mà chưa một nhà khai thác nào có sự đầu

tư trực tiếp vào 3G

1.1.2.2 Thế hệ mạng của tương lai-4G Systems

Sự nghiên cứu và phát triển lâu dài bắt buộc cần có sự định hướng thương mạihoá.Hiện tại là thời điểm bắt đầu thế kỉ mới,là thời điểm phù hợp để thảo luận hệthống 4G cho tương lai,có thể được áp dụng vào những năm 2010

Theo khuyến nghị của DNR(the Vision Preliminary Draft of NewRecommendation(DNR) of ITU-R WP8F),chắc chắn sẽ tiếp tục phát triển nângcấp IMT-2000để có thể hỗ trợ nhiều hơn các ứng dụng,sản phẩm,dịch vụ.Vídụ:dung lượng của IMT-2000 dùng sóng mặt đất có thể lên đến 10Mbps,dự đoán

có thể nâng lên cao hơn,xấp xỉ 30Mbps.Mặc dù tốc độ dữ liệu bị giới hạn bởi điềukiện tín hiệu và môi trường truyền dẫn.Hệ thống 3G IMT-2000 theo ITU(TheInternational Telecommunicationg Union)sẽ có những yêu cầu cho kỹ thuật,thiết

bị không dây mặt đất vào những năm 2010.Điều này sẽ bổ sung cho hệ thốngenhanced IMT-2000 và các hệ thống không dây nói chung có mối quan hệ mậtthiết với nhau.Khả năng của giao diện radio sẽ hỗ trợ được xấp xỉ 100Mbps chothiết bị đầu cuối di chuyển nhanh và 1Gbps khi di chuyển chậm

Tốc độ dữ liệu,mục tiêu nghiên cứu và điều tra trên kỹ thuật cần thiết để thựchiện thi được các yêu cầu trên.Hệ thống trong tương lai theo yêu cầu về tốc độ sốliệu,cùng chung với IMT-2000 sẽ nâng cao giữa truy nhập không dây và các hệthống viễn thong như wireless personal arena networks(PANs),LANs,truyền hìnhsố,và truy nhập cố định không dây(fixed wireless access)

Cơ sở xây dựng ngày hôm nay cần đáp ứng các yêu cầu về dịch vụ trong tươnglai,như vấn đề giao thông,và kỹ thuật truy nhập radio

1.1.2.3Kết luận tương lai mạng thế hệ mới

Như vậy,tương lai mạng sẽ là hội tụ,Tuy các mạng thành phần có môi trườngtruyền dẫn khác nhau nhưng đều hướng tới một điểm chung.Hội tụ các mạng trongmạng duy nhất,với mạng lõi là mạng IP

Hình 1.2 Cấu hình hệ thống tế bào 4G

1.1.3 Ethernet

Ethernet là một họ lớn và đa dạng gồm các công nghệ mạng dựa khung dữ liệu

(frame-based) dành cho mạng LAN Tên Ethernet xuất phát từ khái niệm Ête

trong ngành vật lý học Ethernet định nghĩa một loạt các chuẩn nối dây và phát tín

hiệu cho tầng vật lý, hai phương tiện để truy nhập mạng tại phần MAC (điều khiển truy nhập môi trường truyền dẫn) của tầng liên kết dữ liệu, và một định dạng

chung cho việc đánh địa chỉ

Ethernet đã được chuẩn hóa thành IEEE 802.3 Cấu trúc mạng hình sao, hình

thức nối dây cáp xoắn (twisted pair) của Ethernet đã trở thành công nghệ LAN

được sử dụng rộng rãi nhất từ thập kỷ 1990 cho tới nay, nó đã thay thế các chuẩn

LAN cạnh tranh khác như Ethernet cáp đồng trục (coaxial cable), token ring, FDDI (Fiber distributed data interface), và ARCNET Trong những năm gần đây,

Wi-Fi, dạng LAN không dây đã được chuẩn hóa bởi IEEE 802.11, đã được sửdụng bên cạnh hoặc thay thế cho Ethernet trong nhiều cấu hình mạng

1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA IPTV

Sự phát triển ko ngừng của internet kéo theo đó là rất nhiều dịch vụ.Trong đó nổibật và đang có xu hướng phát triển mạnh là công nghệ IPTV-dịch vụ truyền hìnhbăng rộng qua kết nối internet.IPTV hôị đủ 3mảng dịch vụ quan trọng hiện nay làvoice,data,video.IPTV-Internet Procol TV-là mạng truyền hình kết hợp chặt chẽvới mạng viễn thông,Nói rộng hơn IPTV là dịch vụ giá trị gia tăng sử dụng mạngbăng thông rộng IP phục vụ cho nhiều người dung(user).Các user có thể thông quamáy tính PC hoặc máy thu hình phổ thông cộng với hộp phối ghép set-top-box(STB) để sử dụng dịch vụ IPTV.IPTV là công nghệ truyền dẫn hình ảnh kỹthuật số tới người sử dụng(NSD)qua internet băng rộng.Ngoài các dịch vụ truyềnhình quảng bá thông thường,Video theo yêu cầu(Video on demand-VoD),IPTVcòn hỗ trợ sự tương tác giữa người xem với chương trình và đây cũng chính điểmđặc biệt và hớp dẫn nhất của IPTV.Không đơn thuần là truyền hình như truyềnhình cáp truyền thống,IPTV là 1tổng thể chuỗi các dịch vụ truyền hình có tínhtương tác.Ngoài việc tự do lựa chọn chương trình hay phim muốn xem,NSD có thểtham gia các cuộc hội thảo từ xa,chơi game,mua hang qua TV hoặc viết blogvideo(vlog),nhắn tin qua TV

Hình 1.1 Sơ đồ khối mạng IPTV

1.2.1 Sự phát triển trên thế giới:

Năm 1994, World News Now của ABC đã có buổi trình chiếu truyền hình quảng

bá qua mạng Internet đầu tiên, sử dụng phần mềm CU-SeeMe videoconferencing

Tổ chức liên quan đến IPTV đầu tiên xuất hiện là vào năm 1995, với sự thành lậpPrecept Software bởi Judith Estrin và Bill Carrico Họ đã thiết kế và xây dựng mộtsản phầm internet video gọi là "IP/TV" IP/TV là một MBONE tương thích vớicác ứng dụng trên Windows và Unix, thực hiện truyền âm thanh, hình ảnh thôngqua cả giao thức unicast và IP multicast RTP/RTCP Phần mềm này được viết bởiSteve Casner, Karl Auerbach, và Cha Chee Kuan Hệ thống này đã được CiscoSystems mua vào năm 1998 và Cisco đã giữ lại tên "IP/TV"

AudioNet bắt đầu tiến hành nghiên cứu live webcasts với WFAA-TV trong thángnăm 1998, và KCTU-LP vào mùng 10 tháng 1 năm 1998

Kingston Communications, một nhà cung cấp dịch vụ viễn thông ở UK, triển khaiKIT (Kingston Interactive Television), và IPTV qua mạng băng rộng DSL vàotháng 9 năm 1999 sau khi thử nghiệm dịch vụ TV và VoD Nhà cung cấp này đãthêm dịch vụ VoD vào hệ thống trong tháng 10 năm 2001 với hệ thống Yes TV.Kingston là một trong những công ty đầu tiên trên thế giới triển khai IPTV và IPVoD qua mạng ADSL

1.2.2 IPTV Phát triển ở Việt Nam:

Ở Việt Nam, các kênh truyền hình cáp và analog chỉ có thể phủ sóng trong nướccòn truyền hình kỹ thuật số qua vệ tinh (DTH) cần có khoản đầu tư lớn mới có thểphát triển ra thế giới Do đó, lợi thế của IPTV là tận dụng hạ tầng mạng Internetsẵn có và khả năng kết nối toàn cầu Người dùng còn có thể xem lại mọi chươngtrình họ thích mà không bị lệ thuộc vào thời gian phát sóng của Đài Một số kênh truyền hình trực tuyến đang tìm lối đi riêng khi mà những dịch vụtiện ích của truyền hình truyền thống chưa đủ thỏa mãn nhu cầu của thời đại côngnghệ số Song song với sự phát triển về dịch vụ ADSL, nhà nước cũng đã có chính

sách mở hơn, cho phép tư nhân tham gia vào lĩnh vực sản xuất chương trình và sởhữu các kênh truyền hình riêng.

Hiện nay, iTV là dịch vụ truyền hình theo yêu cầu duy nhất tại Việt Nam do FPTcung cấp Tín hiệu được truyền qua hạ tầng mạng ADSL và thông qua bộ giải mãtruyền thẳng lên TV Ngoài những tiện ích thông thường, iTV còn cho phép xemlại các chương trình đã phát trong vòng 48 giờ của nhiều kênh nổi tiếng Trong khi đó, chỉ có NetTV.vn, do công ty DINIL và Tổng công ty truyền thông

đa phương tiện Việt Nam (VTC) phát triển, là kênh truyền hình trực tuyến thờigian thực trong nước đầu tiên Những chuyên mục như Công nghệ và cuộc sống,Thị trường tiêu dùng, Mua sắm, Ẩm thực đều được NetTV tự dàn dựng và sảnxuất độc lập chứ không mượn lại chương trình của các kênh khác Theo bà Nguyễn Mai Anh, Giám đốc truyền thông của NetTV, một trong nhữngtrở ngại cho sự phát triển IPTV tại Việt Nam là yêu cầu đường truyền ADSL phảiđạt trên 300 Kb/giây trong khi các hộ gia đình thường chọn gói dịch vụ giá rẻ vớitốc độ chỉ bằng 1/3 Tuy nhiên, Việt Nam nằm trong số những quốc gia châu Á cómức tăng trưởng Internet cao, là cơ sở để giới truyền thông tin tưởng vào tương laicủa mô hình truyền hình này trong khoảng 5 năm tới

Chương 2TỔNG QUAN VỀ IPTV

Truyền hình Giao thức Internet (IPTV) là thành phần truyền hình của phẩm vật

đa phương tiện mà nó cũng có thể bao gồm cả Internet, điện thoại, trò chơi(gaming), di động mạng tế bào và/hoặc các dịch vụ nối mạng gia đình Trong bốicảnh bài viết này, IPTV không phải là luồng truyền hình được phát quảng bá quaInternet, mà là một phần của một dịch vụ được quản lý toàn diện cung cấp tới một

cơ sở thuê bao qua một mạng khép kín.Rất có thể đây là mạng băng rộng của mộtcông ty điện thoại đang hoạt động, được phát triển cho truyền thông thoại và dữliệu, và đang nhanh chóng chuyển quá độ sang một mạng đa phương tiện hội tụ sốnhờ sử dụng IPTV để phân phát nội dung truyền hình Bị ám ảnh bởi nỗi lo ngạirằng các nhà khai thác truyền hình cáp sẽ và đang hướng đến các thị trường điệnthoại đông dân của mình, các nhà khai thác truyền thông đang nắm lấy IPTV nhưmột vũ khí không chỉ để chống lại cuộc tấn công của truyền hình cáp mà còn nắmbắt những khoản lợi nhuận mới từ thị trường mà không phải chỉ mới đây họ mớiphục vụ

Lợi thế chính của IPTV là nó có khả năng cung cấp trải nghiệm truyền hìnhphong phú hơn nhiều cho các khán giả thông qua khả năng định địa chỉ và tínhnăng tương tác của nó Trong thế giới sôi động của ngày hôm nay, thuê bao muốnxem cái gì họ muốn, khi nào họ muốn và ở đâu họ muốn Thay vì phải trả tiền chocác kênh không mấy khi được xem, do khả năng định địa chỉ của nó, IPTV cho

phép nhà cung cấp dịch vụ phân phát tới thuê bao chỉ những kênh mà thuê bao đómuốn xem Chương trình là sẵn có cho bất kỳ người nào muốn xem nó và việcđịnh giá theo từng món sẽ trở thành quy chuẩn

Đặc tính độc đáo và hấp dẫn nhất của IPTV là triển vọng của tính năng tươngtác của nó Không giống như hầu hết các kiến trúc truyền hình cáp truyền thống,dịch vụ IPTV đòi hỏi các đường truyền thông hai chiều giữa thuê bao và nhà cungcấp dịch vụ Đối với IPTV, phương tiện truyền thông đó là giao thức Internet quamạng băng rộng của nhà cung cấp dịch vụ và nó cho phép thuê bao truy nhập nộidung truyền hình theo đặt hàng cũng như nối mạng trò chơi, hội nghị video, nốimạng gia đình, mua hàng theo catalog, video theo yêu cầu, tin tức theo yêu cầu,dạy học tương tác và nhiều hơn nữa Ngược lại, nhà cung cấp dịch vụ có thể cungcấp quảng cáo có mục đích, chương trình tập trung và các tính năng giá trị giatăng khác bổ sung thêm dòng lợi nhuận của họ

Các công ty điện thoại đương đại hiện đang ở thế bất lợi khi so sánh với các nhàkhai thác đa dịch vụ (MSO – Multiple Service Operator) là những nhà có thể cungcấp dịch vụ ba thể loại (Thoại, Internet và Truyền hình) Đúng hơn là họ đangtrong một cuộc đua để đạt được sự ngang bằng về dịch vụ video với các nhà khaithác truyền hình cáp và đang coi IPTV như một nền tảng phân phát truyền hìnhmới có tính chất cách mạng và cạnh tranh cao, đồngthời kết hợp tính tương tác vàcác ứng dụng giá trị gia tăng khác, tất cả đều có thể được gói gọn trong nền tảngbăng rộng hiện có của họ.

Hiện có hai phương pháp chính thu tín hiệu truyền hình Internet Thứ nhất, sửdụng máy tính kết nối với dịch vụ truyền hình IPTV để nhận tín hiệu sau đóchuyển đổi thành tín hiệu truyền hình truyền thống trên những chiếc TV chuẩn.Thứ hai, sử dụng một bộ chuyển đổi tín hiệu (set top box) Thực chất bộ chuyểnđổi tín hiệu này cũng chỉ đóng vai trò như một chiếc PC như ở phương pháp thứnhất Tất nhiên cùng với sự phát triển của công nghệ chắc chắn sẽ có những sảnphẩm TV có thể kết nối và thu nhận tín hiệu truyền hình trực tiếp từ đường truyền

Internet.Bên cạnh đó người dùng còn có thể còn được chứng kiến sự phát triển củatruyền hình IPTV không dây Đây không còn là chuyện dự báo tương lai mà đã trởthành hiện thực đơn giản kết nối Internet không dây được thì IPTV cũng khôngdây được.

IPTV có 2 đặc điểm cơ bản là: dựa trên nền công nghệ IP và phục vụ theo nhucầu Tính tương tác là ưu điểm của IPTV so với hệ thống truyền hình cáp CATVhiện nay, vì truyền hình CATV tương tự cũng như CATV số đều theo phươngthức phân chia tần số, định trước thời gian và quảng bá đơn hướng (truyền từ mộttrung tâm đến các máy tivi thuê bao) Mạng CATV hiện nay chủ yếu dùng cápđồng trục hoặc lai ghép cáp đồng trục với cáp quang (HFC) đều phải chiếm dụngtài nguyên băng tần rất rộng Hơn nữa kỹ thuật ghép nối modem cáp hiện nay đềusản sinh ra tạp âm So với mạng truyền hình số DTV thì IPTV có nhiều đổi mới vềdạng tín hiệu cũng như phương thức truyền bá nội dung Trong khi truyền hình sốthông qua các menu đã định trước (thậm chí đã định trước hàng tuần, hoặc hàngtháng) để các user lựa chọn, thì IPTV có thể đề cao chất lượng phục vụ có tínhtương tác và tính tức thời Người sử dụng (user hoặc viewer) có thể tự do lựa chọnchương trình TV của mạng IP băng rộng Với ý nghĩa đúng của phương tiệntruyền thông (media) giữa server và user

2.1.1 Hệ thống IPTV

Hình 2.2Mô hình chi tiết về hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV

Hệ thống gồm các khối chức năng chính sau đây:

- Hệ thống cung cấp nội dung: cung cấp nguồn dữ liệu thu, nhận và xử lý các dữliệu chương trình từ các nguồn khác nhau như vệ tinh, truyền hình mặt đất và cácnguồn khác để chuyển sang hệ thống Head-end

-Hệ thống Head-end: thu, điều chế và giải mã nội dung hình ảnh và âm thanh từcác nguồn khác nhau và sử dụng các thiết bị mã hóa (encoder) để chuyển đổi nộidung này thành các luồng dữ liệu IP ở khuôn dạng mã hóa mong muốn Hiện naytín hiệu video chủ yếu được mã hóa MPEG-4/H.264 đảm bảo tốc độ khá thấp, chophép triển khai tốt trên mạng truy nhập xDSL Các chương trình sau khi được mãhóa sẽ được phân phối tới khách hàng trên các luồng IP Multicast qua mạng truynhập và mạng lõi IP Các chương trình này có thể được mật mã bởi các hệ thốngbảo vệ nội dung Tùy vào chương trình được chọn, STB của khách hàng sẽ chuyểntới luồng multicast tương ứng sử dụng giao thức Internet Group ManagementProtocol (IGMP)

Các thành phần của một Head-End:

1 Chảo thu vệ tinh và anten mặt đất (Satellite dishes and off-air antennas)

2 Bộ nhận và giải mã tín hiệu vệ tinh (Satellite receivers)

3 Bộ số hóa tín hiệu hình (Digital encoders): mã hóa tín hiệu hình theo chuẩn nén video hoặc MPEG-2 hoặc H.264

- Hệ thống Middleware: có vai trò gắn kết một số thành phần logic thành một hệthống phần mềm IPTV/video hoàn chỉnh hơn Hệ thống Middleware cung cấp giaodiện NSD cho cả dịch vụ băng rộng và theo yêu cầu Hệ thống này cũng được sửdụng như phần mềm liên kết để tích hợp các sản phẩm từ các nhà cung cấp khácnhau thành một mức ứng dụng Middleware cung cấp khả năng quản lý thuê bao,nội dung và báo cáo hoàn chỉnh cùng với các chức năng quản lý EPG và STB,đồng thời vẫn duy trì tính mở cho việc tích hợp các dịch vụ trong tương lai

Middleware là hệ thống điều khiển trung tâm của dịch vụ IPTV, nó thực hiệnchức năng giao tiếp với STP theo cơ chế chủ - khách (client-server) điều khiển,cung cấp nội dung và đáp ứng yêu cầu dịch vụ của STP

Server – Middleware:

Quản lý nội dung video

Tạo/Thay dổi/ Xóa tải khoản người dùng

Tạo giao diện Web, giao diện nội dung video

Định nghĩa thể loại tính cước

Điều khiển truy cập của khách hàng

Đáp ứng yêu cầu dịch vụ của khách hàng

Xử lý phiên làm việc

Quản lý bản quyền nội dung chống sao chép và phân phối nội dung bất hợp pháp Chuẩn đoán lỗi từ xa

Client – STP

Giao diện người dùng như: chương trình truyền hình, thư viện phim theo yêu cầu Hiển thị số chủ gọi (caller ID) trên màn hình TV

Giao điện web TV

Nhận và tích hợp tính hiệu điều khiển từ bộ điều khiển từ xa (remote control)

Bản quyền (licence) Middleware thường được bán theo số lượng người dùng cuối

và mỗi middleware chỉ làm việc tốt với một số STB nhất định (được nhà sản xuất middleware thử tốt), do đó nhà cung cấp dịch vụ viễn thông cần cân nhắc khi mua middleware Bên cạnh đó nhà cung cấp thiết bị cần xây dựng đội ngũ xây dựng và tối ưu giao diện người dùng phù hợp nhu cầu cung cấp dịch vụ

- Hệ thống phân phối nội dung: Bao gồm các cụm máy chủ VoD và các hệ thốngquản lý VoD tương ứng, cho phép lưu trữ các nội dung đã được mã hóa và thiếtlập các chính sách phân phối nội dung một cách mềm dẻo Hệ thống này thườngđược thiết lập phân tán, cho phép nhà khai thác mở rộng một cách kinh tế, phù hợpvới tải và yêu cầu dịch vụ của các thuê bao Tín hiệu video sẽ được phát qua luồng

IP multicast tới STB và thông qua giao thức RSTP khách hàng có thể dừng tínhiệu hoặc tua ngược, xuôi tương tự như xem qua đầu DVD

-Hệ thống quản lý bản quyền số (DRM): DRM giúp nhà khai thác bảo vệ nộidung của mình, như trộn các tín hiệu truyền hình hay mã hóa nội dung VoD, khitruyền đi trên mạng Internet và tích hợp với tính năng an ninh tại STB ở phía thuêbao DRM dùng để bảo mật nội dung các khóa giải mã của các thuê bao Nhữngnội dung được tải trên những máy chủ nội dung sẽ được mã hóa trước bằng hệthống DRM và nó cũng cũng chỉ mã hóa nội dung broadcast để bảo mật sự phân

bố đến Set-top Box (STB) Hệ thống có khả năng hỗ trợ chức năng mã hoá trongcác Headend tương ứng và cung cấp khoá mật mã cho các Headend này Hệ thốngDRM chứa khoá cho phần nội dung của một cơ sở dữ liệu khoá đồng thời bí mậtphân phối cơ sở dữ liệu này tới STB Hệ thống DRM cũng sẽ hỗ trợ thêm vàophần 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 khoá côngcộng (Public Key Infrastructure, PKI) PKI dùng các thẻ kỹ thuật số X.509 để xácnhận mỗi thành tố trong hệ thống DRM đồng thời để mã hoá an toàn dữ liệu códùng các khoá chung/riêng.

- Mạng truyền tải: Hạ tầng mạng IP băng rộng để truyền dịch vụ từ nhà cung cấpđến khách hàng Ngoài yêu cầu mạng lõi tốc độ cao trên nền công nghệ IP, để đảmbảo chất lượng cho dịch vụ IPTV hiện nay phần mạng truy nhập thường sử dụngcác đường truyền như cáp quang, xDSL Trong thời gian tới, với sự phát triển củamạng truy nhập vô tuyến băng rộng và các kiến trúc mạng mới, dịch vụ IPTV sẽđược cung cấp cho cả các thiết bị di động

- Set-top Box (STB): Thiết bị đầu cuối phía khách hàng cho phép thu, giải mã vàhiển thị nội dung trên màn hình TV STB cũng có thể hỗ trợ HDTV, có khả năngkết nối với các thiết bị lưu trữ bên ngoài, video phone, truy nhập Web

Hộp STB thực hiện 3 chức năng sau:

1 Nối tiếp vào mạng băng tần rộng, thu phát và xử lý số liệu IP và luồng video

2 Tiến hành giải mã luồng video MPEG-2, MPEG-4, WMV, Real đảm bảo video VOD hiển thị lên màn hình ti vi các số liệu

3 Phối hợp với bàn phím đảm bảo HTML du lịch trên mạng, tiến hành gửi nhậnemail Hộp STB đảm nhiệm các nhiệm vụ trên chủ yếu dựa vào bộ vi xử lý

Hình 2.3 set-top-box

- Hệ thống quản lý mạng và tính cước: Hỗ trợ quản lí mạng và tính cước cho dịch

vụ IPTV của khách hàng

Hình 2.3 Hệ thống IPTV hoàn chỉnh

2.2MẠNG TRUYỀN DẪN:

2.2.1 Mạng trục (Core Network)

Có 2 vấn đề cần quan tâm:

1 Băng thông đủ truyền tải luồng dữ liệu VoD, lên đến vài chục Gbps

2 Chọn lựa giao thức định tuyến Multicast thích hợp

Công nghệ Ethernet với khả năng xử lý dữ liệu ngày càng cao, chi phí cổng rẻ chophép nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đầu tư hạ tầng mạng dễ dàng Tuy nhiên,

vấn đề tính toán đảm bảo băng thông cho mạng trục là cực kỳ quan trọng và phức

tạp (xem tính toán băng thông mạng) đòi hỏi công tác dự báo nhu cầu chính xác và

thực tế khai thác

IGMP snooping

Thiết bị chuyển mạch nhận bản tin tham gianhóm (IGMP join) multicast đến từ mộtcổng xác định, nhờ vào thông tin này thiết

bị Switch sao chép dữ liệu đến đúng cổng

có yêu cầu

Nói cách khác, trên hướng kết nối DSLAM

và Switch (mạng kết tập) chỉ dữ liệumulticast của những kênh truyền hình đangđược khách hàng thuộc DSLAM đó xem thì

đó mới được gởi xuống DSLAM IGMPsnooping tối ưu băng thông cho hướng

xuống.

Giao thức định tuyến Multicast có thể là: PIM-SSM hoặc PIM-SM dựa trên giaothức định tuyến trong (IGP) hoặc P2MP LSP (Point To Multipoint Lable SwitchedPath) Trong đó, PIM-SM thường được khuyến cáo áp dụng khi số lượng nguồn

dữ liệu multicast trong mạng lớn hoặc địa chỉ IP của nguồn multicast thường

xuyên thay đổi hay không xác định trước Vì vậy, dịch vụ thoại, hội nghị truyềnhình và chơi game qua mạng thường dùng giao thức muticast PIM-SM Trong khigiao thức PIM-SSM hoặc P2MP LSP được khuyến cáo sử dụng cho dịch vụ IPTV.Nhà cung cấp dịch vụ viễn thông khi triển khai dịch vụ Triple Play phải đối mặtvới sự thay đổi cả hình thức kinh doanh và hạ tầng mạng Trong đó, việc chuyểnđổi mạng kết tập và mạng truy cập từ công nghệ ATM sang công nghệ Ethernet là

xu hướng không thể tránh khỏi

2.2.2 Mạng kết tập (Aggregation Network):

Mạng kết tập hoạt động ở lớp 2 (mô hình OSI), không nhận biết luồng dữ liệu IPmulticast Vì vậy, tùy công nghệ sử dụng ở mạng kết tập việc truyền tải luồng dữliệu multicast tới đầu cuối thuê bao có thể dùng:

- Kỹ thuật quảng bá (thường được gọi là “Drop & Continue”) trong mạng kết tậpSDH

- Kỹ thuật thiết lập kênh ảo điểm nối đa điểm cho mạng ATM

- IGMP snooping trên mạng Ethernet

Vấn đề đặt ra cho mạng kết tập sử dụng công nghệ Ethernet đó là: hiệu suất sửdụng băng thông, độ tin cậy cao, chất lượng dịch vụ đảm bảo (QoS) và tính hiệuquả trong vận hành, khai thác mạng

Độ tin cậy của mạng Ethernet chủ yếu dựa vào giao thức cây bắc cầu STP(Spanning Tree Protocol) để khôi phục hoạt động mạng Tuy nhiên, thời gian hội

tụ của STP là quá lớn (15 giây), không thể chấp nhận được đối với dịch vụ IPTV.Đòi hỏi mạng phải có thời gian hội tụ mạng dưới 1 giây, yêu cầu thiết bị mạng hỗtrợ giao thức RSTP (Rapid STP)

Triển khai cả IGMP snooping và IGMP proxy để giúp tối ưu băng thông cho mạngEthernet

IGMP proxy

DSLAM đại điện cho tất cả các thuê baokết nối đến nó gởi bản tin tham gia nhómmulticast đến bộ định tuyến biên IP Nhờvậy làm giảm các bản tin IGMP join trênmạng, đồng thời giảm tải xử lý và đáp ứngcủa bộ định tuyến biên IP Một đặc điểmnổi bật của IGMP proxy đó là làm tăngthời gian đáp ứng kênh (zapping time -thời gian từ lúc thuê bao nhấn chọn kênhcho đến lúc nội dung kênh xuất hiện trênmàn hình TV) Do việc xử lý bản tinIGMP ngay tại DSLAM gần thuê bao hơn

bộ định tuyến biên IP rất nhiều

Chất lượng dịch vụ (QoS): thường dùng Ethernet 802.1p, Ethertype, DSCP(DiffServ Code Points) để phân biệt các gói dịch vụ khác nhau và xác địnhphương thức chuyển tải lưu lượng khác nhau

2.2.3 Mạng truy cập (Access Network)

Có 3 yếu tố ảnh hưởng đến nhu cầu tăng băng thông cho mạng truy cập:

- Sự gia tăng số lượng TV trong một hộ gia đình Ngày nay, trung bình mỗi hộgia đình tại Mỹ có 2.7 TV trong khi châu Âu là 1.5 [7]

- Dịch vụ truyền hình độ phân giải cao (HDTV - High Definition TV) ngày càngphổ biến Băng thông cần thiết cho một kênh HDTV phụ thuộc rất nhiều vàochuẩn mã hóa, một kênh HDTV sẽ chiếm băng thông từ 8-20Mbps

- Sự thu hút của truyền hình theo yêu cầu ngày càng cao so với truyền hình quảngbá

Để đáp ứng nhu cầu sử dụng đa dịch vụ của khách hàng, nhà cung cấp dịch vụcần tái thiết lại hạ tầng mạng truy cập của mình nhằm cung cấp băng thông rộnghơn đến nhà khách hàng 10Mbps (nếu không có kênh HDTV) và 20 Mbps (cóHDTV) bằng nhiều kỹ thuật khác nhau: Cáp quang (FTTH - Fiber To The Home),đường dây thuê bao số (DSL) : ADSL2+ (băng thông 20Mbps) hoặc VDSL (băngthông 50Mbps)

Việc chọn lựa điểm kết nối dịch vụ (injection point) hợp lý giúp nhà khai thácxác định đúng các đối tượng mạng cần xem xét để thực hiện nâng cấp mạng thỏamãn nhu cầu dịch vụ Ví dụ: Head-End quốc gia kết nối vào mạng trục IP quốcgia Do đó, triển khai IPTV với nguồn hình cấp quốc gia cần xem xét nâng cấp cácthành phần: mạng truc IP, mạng kết tập và mạng truy cập

Với nguồn hình nội hạt, điểm kết nối dịch vụ ngay tại các bộ định tuyến biên IP

hoặc bộ chuyển mạch (Switch) của mạng kết tập Hình 3) vấn đề nâng cấp mạng

chỉ tập trung ở mạng kết tập và mạng truy cập

2.2.4 Mạng người dùng (Home Network)

Mạng người dùng gồm một cổng vào (home gateway – có thể là modem DSL, bộđịnh tuyến) giao tiếp với mạng của nhà cung cấp có nghiệm vụ nhận nguồn hìnhIPTV và phân phát đến các STB khác nhau Thiết bị đầu cuối (end point): STB,phone, mobile… có thể dùng cáp đồng UTP hoặc vô tuyến (WiFi, DECT) để kếtnối vào Home Gateway

Hình 2.4 Điểm kết nối dịch vụ

Home Gateway có khả năng nhận cấu hình tự động từ phía mạng nhà cung cấpdịch vụ (plug-and-play) để thiết lập kênh hoạt động cho các thiết bị đầu cuối gắnthêm vào Home gateway đảm bảo tính linh hoạt và mở rộng dịch vụ

2.2.5 Mạng quản lý (Network Management)

Mạng đa dịch vụ cần sử dụng băng thông mạng hiệu quả, độ tin cậy cao và đảmbảo chất lượng dịch vụ nên công cụ hỗ trợ quản lý, vận hành, khai thác, chuẩnđoán lỗi là vấn đề hết sức thiết thực cần quan tâm đúng mức và trang bị hệ thốngtương xứng

Hệ thống hỗ trợ vận hành, khai thác và quản lý mạng là ưu tiên hàng đầu cần xemxét đầu tư khi triển khai đa dịch vụ trên hạ tầng mạng chung Việc chọn lựa giảipháp quản lý tốt sẽ giúp nhà cung cấp dịch vụ giảm chi phí vận hành, khai thác hệthống và chi phí chăm sóc, hỗ trợ khách hàng, nâng cao chất lượng dịch vụ Tạođiều kiện cho nhà cung cấp dịch vụ tập trung tiềm lực vào các vấn đề khác đem lạidoanh thu nhiều hơn

Hệ thống phải có khả năng phát hiện nhận biết thiết bị (khi thiết bị đầu cuối kếtnối vào mạng) và tự động cài đặt cấu hình cho đầu cuối khách hàng.

Việc triển khai dịch vụ IPTV sẽ ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc mạng của nhàcung cấp dịch vụ viễn thông, đòi hỏi nhà cung cấp dịch vụ phải có kế hoạch triểnkhai nâng cấp hạ tầng mạng đáp ứng nhu cầu băng thông cho dịch vụ cả trongmạng trục, mạng kết tập và mạng truy cập Việc tính toán băng thông cũng như dựbáo nhu cầu dịch vụ là công tác cần xem xét trong quá trình xây dụng và triển khaidịch vụ

-Cung cấp các dịch vụ tương tác: thông tin tương tác (Interactive Information);truyền hình tương tác (Interactive TV); công ích, từ thiện, trực tuyến (OnlineSubscription); đánh bạc trực tuyến (Online Gambling); phỏng vấn trực tuyến(Online Bill Enquiry); trò chơi (Game); Web; Email; TV thương mại (TV-Commerce)

Một số dịch vụ điển hình của IPTV:

Dịch vụ truyền hình: các nội dung truyền hình được quảng bá theo lịch trìnhthời gian cố định như truyền hình truyền thống Sự lựa chọn các gói kênh theo yêucầu của khách hàng có thể bao gồm các kênh truyền hình công cộng (public), cáckênh truyền hình trả tiền (pay TV), các kênh truyền hình được ưa thích, các kênh

về mua sắm, các kênh về thời trang, v.v

Dịch vụ truyền hình theo yêu cầu: việc phát các nội dung truyền hình được lựachọn 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 chứcnăng 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 bịđiện 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 sửdụng 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): một hướngdẫn để cung cấp cho người sử dụng các thông tin về các chương trình IPTV đang

và sắp phát Có thể nói một EPG là phương thức để người sử dụng tìm kiếm cácnội dung của nhà cung cấp

Các dịch vụ thông tin: các dịch vụ thông tin có thể bao gồm tin tức thời sự, tinthể 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 một chươngtrình truyền hình truyền thống Đấu giá, mua sắm, dịch vụ ngân hàng là các ứngdụng truyền hình được sử dụng rộng rãi, tạo ra sự hội tụ của thiết bị và sự pháttriển các giao diện người sử dụng mới Truyền hình khiến cho việc sử dụng cácứng dụng tương tác (giống như việc sử dụng Internet) trở thành một trong những

thành phần chiếm ưu thế của IPTV/VoD tương lai Đây cũng là một yếu tố khácbiệt chủ yểu nhất so với truyền hình quảng bá truyền thống vốn không có một

“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 trình truyềnhình, ví dụ: trả tiền để xem một sự kiện thể thao hay trả tiền để nghe một bảnnhạc Hệ thống cung cấp một kênh phim truyền hình theo hình thức PPV cho cácthuê 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 những clip

ca nhạc theo yêu cầu, giống như dịch vụ VoD

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

Karaoke theo yêu cầu (Karaoke on Demand): các thuê bao có thể chọn và xemcác bài Karaoke qua Set-top Box (STB) trên TV Từ list các bài karaoke đã đượcgiới thiệu, thuê bao có thể mua một hoặc nhiều bài hát cùng lúc Dịch vụ sẽ đượctriển khai trong tương lai

Linear Broadcast

TV with Trick Modes

Truyền hình quảng bá cho phép người dùng tạm dừng, xem lại, xem tiếp, bỏ qua các đoạn quảng cáo, ghi lại chương trình bằng các đầu ghi.Multi-angle

service

Dịch vụ cung cấp cho người dùng xem nhiều góc quay của một phim (như 3D) hoặc một trận bóng đáElectronic

Program Guide (EPG)

Dịch vụ hướng dẫn trực tiếp trên mànhình về lịch phát sóng, danh sách các phim, cước phí…vv

Quảng cáo truyềnhình truyền thống

Quảng cáo kèm theo các chương trình truyền hình truyền thốngDịch vụ

Cho phép khách hàng lựa chọn các video clip, bản nhạc ưa thích và có trả phí

Game theo yêu cầu - Game on Demand (GoD)

Cho phép khách hàng lựa chọn các game ưa thích và có trả phí

Thanh toán theo nội dung (Pay PerView –

Xem các chương trình phải trả phí (đăng ký các chương trình theo lịch phát hoặc là chương trình mới)

PPV,OPPV, IPPV)

T-communication

Dịch vụ thông tin qua truyền hình cung cấp cho khách hàng khả năng trao đổi thông tin thông qua IPTV dưới các hình thức như email, tin nhắn, chat, duyệt web, Video conferencinf…vv

Thương mại commerce)

(T-Dịch vụ giao dịch ngân hàng, mua sắm, đặt chỗ khách sạn, tàu, máy bay,

entertainment )

Các trò chơi, karaoke, xem ảnh, sổ

xố, nhật ký điện tử…vv Có thể chơi

1 mình hoặc nhómThông tin chính

sách government)

(T-Các thông tin về chế độ, chính sách

xã hội liên quan đến chính phủ, thànhphố, phường, quận…

Interactive Program Guide (IPG)

Electronic Contents Guide (ECG)

Dịch vụ hướng dẫn tìm kiếm, tra cứu nội dung trên TV theo các chủ đề mà khách hàng lựa chọn (tương tác)

Quảng cáo chọn Quảng cáo theo yêu cầu của doanh

lọc (Targeted Advertising)

nghiệp (tập trung vào một số đối tượng khách hàng nhất định, không quảng bá toàn mạng)

Chương 3CÁC KỸ THUẬT TRONG IPTV

3.1 KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ:

3.1.1 Khái quát về công nghệ được sử dụng

Khác với các sản phẩm Web TV hiện đang hiện hữu trên mạng Internet (nhưJoost), IPTV được cung cấp qua một mạng IP do nhà khai thác mạng kiểm soát.Điều này đảm bảo cho việc băng thông theo yêu cầu luôn sẵn sàng cho việc truyền

dẫn các dịch vụ IPTV đầu cuối tới đầu cuối (end-to-end) và do đó khách hàng thuđược các chương trình truyền hình và nội dung video theo chuẩn (standard – SD)

và phân giải cao (high-definition – HD) ở chất lượng đỉnh ở các thiết bị truyềnhình tại gia Đây là một tiêu chí quan trọng cho các nhà cung cấp các chương trìnhtruyền hình và nội dung video, luôn đặt giá trị lớn nhất vào chất lượng nội dung vàmàn hình của họ Ngược lại, chất lượng hình ảnh và độ phân giải của các dịch vụWeb-TV được xem là thấp hơn Do hỗ trợ IP Multicast, các mạng IP được các nhàkhai thác mạng kiểm soát cũng được tạo nền tảng cần thiết cho việc phân phối cácchương trình truyền hình hiệu quả và tận dụng nguồn lực để nhiều khách hàng cóthể xem đồng thời

Bên cạnh việc cung cấp lập trình TV, Video theo yêu cầu (VoD) là một dịch vụquan trọng nhất trong chuỗi sản phẩm IPTV VoD cho phép khách hàng lựa chọnnội dung từ một “kho video ảo” tổng hợp và để xem nội dung này tức thì màkhông bị trễ Điều này tránh được các hạn chế như thực hiện một chuyến viếngthăm một kho video hay đợi tải mất thời gian, và xem nội dung được thực hiện dễdàng và thân thiện với khách hàng

Hình 3.1 Cấu trúc giải pháp IPTV

Hình 3.1 cho thấy cấu trúc cơ bản của một giải pháp IPTV Các chương trìnhtruyền hình được thu ở các head end, ví dụ qua vệ tinh, và được xử lý để truyềndẫn IPTV Các chương trình được phân phối đến cho các khách hàng qua việc tạo

luồng Multicast IP qua mạng lõi IP và các mạng truy nhập Mã hoá trực tuyến sẽđược thực hiện nhờ có một hệ thống bảo vệ nội dung Phụ thuộc vào chương trìnhđược lựa chọn, thiết bị set-top-box (STB) sẽ chuyển sang luồng multicast phù hợp

sử dụng giao thức quản lý nhóm Internet (Internet Group Management Protocol IGMP)

-Nội dung video sẽ sẵn sàng ở Server VoD và được bảo vệ bằng các phương tiệncủa hệ thống bảo vệ nội dung Một bộ phim được lựa chọn sẽ được truyền tải quađịnh luồng đơn hướng IP (IP Unicast Streaming) đển STB Bằng các phương thứccủa giao thức định luồng thời gian thực (Real Time Streaming Protocol - RSTP),khách hàng có thể dừng phim hoặc tua trở lại hoặc chuyển tiếp giống như cách vớiđầu ghi video hoặc đầu DVD

Việc truyền dẫn sẽ được tách logic từ truy cập Internet của khách hàng, nhưng sửdụng cùng đường dây truy nhập Ví dụ, các kênh ảo ATM (VC) hoặc các LAN ảoEthernet (VLAN) khác nhau sẽ được sử dụng cho mục đích này Việc tách biệtnày đảm bảo cho dữ liệu IPTV được truyền đi với chất lượng đảm bảo.

Dịch vụ và quản lý người sử dụng (NSD) sẽ làm nhiệm vụ cung cấp các dịch vụIPTV và quản lý dữ liệu khách hàng STB thông tin với hệ thống này để nhận cácthông tin cụ thể về khách hàng và các dịch vụ, và để tiến hành các giao dịch nhưcho thuê video Các mô hình kinh doanh khác nhau như trả theo lần xem, thuêtheo thời gian và thuê bao các gói dịch vụ đều được hỗ trợ Khách hàng có thể lựachọn nhiều dịch vụ khác nhau qua một giao diện NSD thu hút trực tiếp tại thiết bịtruyền hình

Hệ thống bảo vệ nội dung sẽ cho phép việc mã hoá các chương trình truyền hình

và nội dung VoD Nó cũng cung cấp khoá cần thiết để giải mã ở STB Để biếtchắc liệu một khách hàng được phép vào nội dung yêu cầu thu được (ví dụ liệu

khách hàng có thuê video) hệ thống bảo vệ nội dung sẽ thực hiện một yêu cầu trựctiếp tới dịch vụ và hệ thống quản lý NSD.

Hệ thống quản lý nội dung cũng sẽ thực hiện xử lý nội dung VoD và thông tin dữliệu đi kèm Thông tin dữ liệu sẽ cung cấp thông tin chi tiết về nội dung, gồm nhan

đề, giám đốc sản xuất, ngôi sao màn bạc, mô tả, thời gian phim được chiếu và chiphí Một hướng dẫn chương trình điện tử (EPG) luôn sẵn sàng cho các chươngtrình truyền hình; nó cung cấp thông tin toàn diện về các chương trình sẵn sàngcho các ngày hay các tuần

Dữ liệu video và audio được truyền tải ở dạng nén Các kỹ thuật nén MPEG-2 vàH.264/MPEG-4-AVC được sử dụng cùng cách với các dịch vụ TV số khác Dữliệu video và audio được mã hoá sẽ được truyền tải qua mạng IP được gói trongluồng truyền tải MPEG-2 Trong khi truyền hình số truyền thông qua vệ tinh, cáphay vô tuyến sẽ gói nhiều chương trình vào trong một luồng truyền tải MPEG2duy nhất, với riêng IPTV, một chương trình được gói trong mỗi luồng truyền tải.Kết quả là băng thông duy nhất cho chương trình thực tế được lựa chọn là đượccần đến cho truyền tải

Tốc độ dữ liệu cho độ phân giải SD nằm trong khoảng 3-5Mbit/s với nén

MPEG-2, và với H.264 trong khoảng 2 – 2.5Mbit/s Tốc độ dữ liệu cho phân giải HD vớiH.264 nằm trong khoảng 12 – 15 Mbit/s

Hình 3.2 Tốc độ dữ liệu IPTV và các công nghệ DSL

Hình 3.2 cho thấy các tốc độ dữ liệu IPTV so sánh với băng thông hiện có cho cáccông nghệ truy nhập DSL khác nhau

Như Hình 2 cho thấy, việc truyền tải nội dung HD cần phải sử dụng ADSL+2 hayVDSL2 Nếu nhiều luồng dữ liệu được cần đến đồng thời, ví dụ nếu có nhiều đầuthu TV ở gia đình hay cần ghi lại đồng thời trên bộ ghi video gia đình, kết nốibăng rộng phải hỗ trợ kịp thời các tốc độ dữ liệu cao hơn Các công nghệ truynhập băng rộng ngoài DSL cũng có thể được sử dụng – các mạng quang thụ động(Passive Optical Network – PON) và các công nghệ vô tuyến như WiMAX

Việc ghi cá thể hoá trên mạng (mạng dựa trên đầu ghi video cá nhân, nPVR) làmột giải pháp khả thi để giải phóng các nút cổ chai ở đường dây truy nhập, ít nhấtkhi ghi các chương trình Điều này cho phép ghi nhiều chương trình song songhoặc chồng lên nhau cho một khách hàng Nếu nhiều khách hàng muốn ghichương trình tương tự, chỉ cần chương trình đó được lưu trữ vật lý một lần trênmạng Các chương trình đã được ghi sau đó sẽ được bật ở cách tương tự như VoDvới luồng đơn hướng (unicast) IP từ máy chủ (server) trên mạng đến STB