Báo cáo thực hành chuyên sâu: MyTV

1.2.Cấu trúc mạng cung cấp dịch vụ MyTV Hình 1: Cấu trúc tổng quát mạng cung cấp dịch vụ MyTV Mạng truy nhập:phía người dùng sử dụng các thiết bị nhưModem ADSL hoặc FTTx, Set-top-box STB

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA VIỄN THÔNG

THỰC HÀNH CHUYÊN SÂU

Hà Nội, tháng 4 năm 2016

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 Tổng quan về IPTV

IPTV (Internet Protocol TV) - là mạng truyền hình sử dụng CSHT truyền tải

IP IPTV được định nghĩa là một giao thức triple play ( thực hiện 3 chức năng ):Truyền hình ảnh, tiếng nói, dữ liệu dựa trên IP để quản lý cung cấp các mức chất lượngdịch vụ, bảo mật, tính tương tác, tính tin cậy chất lượng cao và theo yêu cầu Các user

có thể thông qua máy vi tính PC hoặc máy thu hình phổ thông cộng với hộp phối ghépSet top box (STB) để sử dụng dịch vụ IPTV

IPTV bao gồm 3 dịch vụ chính là Truyền hình quảng bá - Broadcast TV (BTV),Truyền hình theo yêu cầu – Video on Demand (VoD) và nhóm dịch vụ tương tác nhưtruyền thanh (Broadcast Radio), trò chơi trực tuyến (Game Online), Thông tin(Information), các dịch vụ chia sẻ đa phương tiện (Media Sharing), dịch vụ lưu trữ(usage data), dịch vụ quảng cáo…

Hiện nay trên mạng có 1 số nhà cung cấp dịch vụ IPTV như VNPT(MyTV),Viettel (NetTV),FPT (iTV),VTC…

IPTV có thể truyển khai trên mạng viễn thông IP cũng như trên mạng truyềnhình cáp HFC, tuy nhiên trong khuôn khổ bài thực hành này sẽ tập trung vào tìm hiểu

về dịch vụ MyTV do VNPT cung cấp (được triển khai trên mạng viễn thông IP củaVNPT)

1.2.Cấu trúc mạng cung cấp dịch vụ MyTV

Hình 1: Cấu trúc tổng quát mạng cung cấp dịch vụ MyTV

Mạng truy nhập:phía người dùng sử dụng các thiết bị nhưModem (ADSL hoặc

FTTx), Set-top-box (STB)

Mạng truyền tải IP: Đối với các kênh truyền hình quảng bá (BTV) trên mạng

này sẽ sửdụng kỹ thuậtđịnh tuyến Multicast để cấp phát nội dung từ nguồn (source)đến các ngưới dùng IPTV (đích) để việc sử dụng tài nguyên mạng truyền tải hiệuquả Đối với dịch vụ VoD thì một kết nốiĐiểm-Điểm sẽđược thiết lập giữa người

sử dụng và nguồn phát nội dung

Mạng cung cấp nội dung:Phần mạng này bao gồm chức năng thu thập nội

dung thông tin, lưu trữ và phát cácnội dung nàyđến thuê bao Nguồn nội dung được mãhóa trước khi cung cấp tới các người dùng đầu cuối

1.3.Cơ chế hoạt động của MyTV

Để dịch vụ MyTV có thể hoạt động cần phải trải qua các bước sau đây:

 STB nhận được IP chính xác từ DHCP Server trong mạng cung cấp nộidung

 Sau khi nhận được địa chỉ IP chính xác STB xác thực thành công với EPGServer (Electronic Program Guides) trong mạng cung cấp nội dung Sau STB xác thựcthành công, dịch vụ MyTV được sử dụng bình thường

Như vậy để MyTV hoạt động bình thường đảm bảo như sau:

 CPE được cấu hình chính xác để STB thông với DHCP Server trongmạng cung cấp nội dung và nhận được địa chỉ IP chính xác

 STB được cấu hình chính xác để có thể xác thực thành công

1.4 Nguyên lý hoạt động các dịch vụ cơ bản của MyTV

Nguyên lý hoạt động của dịch vụ BTV(LiveTV):Dịch vụ LiveTV hiện tại doVNPT cung cấp sử dụng giao thức IGMPv2 lấy nguồn từ BTV Server Flow dịch vụ :

 STB gửi gói tin IGMP Report / Join Group (sau đó luồng Multicast đổ vềSTB)

 IGMP Router (Ở đây là DSLAM hoặc L2SW có tính năng IGMPSnooping) gửi đều đặn gói tin IGMP Query / STB nhận được sẽ trả lời bằng gói tinIGMP Membership Report

 STB gửi gói tin IGMP Report / Leave Group

Dịch vụ VoD hiện tại do VNPT cung cấp sử dụng giao thức RTSP lấy nguồn từVoD Server Flow dịch vụ (STB gửi các gói tin RTSP để thiết lập phiên kết nối và

VoD Server trả lời bằng các gói tin RTSP REPLY 200 OK) :

 STB gửi gói tin RTSP DESCRIBE.

 Sau khi nhận được phản hồi từ VoD Server, STB gửi gói tin RTSP

SETUP.

 Sau đó, STB gửi gói tin RTSP PLAY khi bắt đầu xem phim (Có luồng

Unicast đổ về STB)

 STB gửi gói tin RTSP PAUSE khi tạm dừng xem phim.

 STB gửi gói tin RTSP TEARDOWN khi kết thúc xem phim.

II THÀNH PHẦN HỆ THỐNG MyTV

2.1.Hệ thống MyTV

Hình 2 : Sơ đồ kết nối hệ thống MyTV

2.2.Phân phát dữ liệu VoD

Hình 3 : Phân tán dữ liệu VoD (Unicast) 2.3.Phân phát dữ liệu LiveTV (Muticast)

Hình 4 : Phân tán dữ liệu LiveTV (Muticast)

2.4.Mô hình Lab thử nghiệm

Hình 5 : Cấu hình thử nghiệm tại LAB

III QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN VÀ KẾT QUẢ

3.1.BÀI THỰC HÀNH SỐ 1 - Tên bài: BTH-DV-MyTV-Setup

3.1.1.MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU

Mục đích:

Giúp sinh viên có kiến thức cơ bản:

 Hiểu được nguyên tắc hoạt động của dịch vụ MyTV

 Cấu hình được thiết bị đầu cuối để dịch vụ MyTV hoạt động bình thường

Yêu cầu:

 Sinh viên hiểu mô hình tổng thể và cơ cấu hoạt động của dịch vụ MyTV

 Sinh viên về cơ bản đã biết cài đặt và sử dụng phần mềm Wireshark

Thời gian thực hiện:

- Cấu trúc mạng cung cấp dịch vụ MyTV

3.2.1.2.Mô hình thực hiện, trang thiết bị, dụng cụ

Bước 1: Tạm thời ngắt kết nối dịch vụ đến CPE, sau đó loại bỏ toàn bộ các nguồn DHCP

trong mạng LAN kết nối với STB

 Kiểm tra trong mạng LAN kết nối tới STB có nguồn DHCP nào không, nếu có thìngắt kết nối của nguồn DHCP đó ra khỏi mạng LAN kết nối tới STB

 Bỏ chế độ cấp DHCP của CPE đối với cổng kết nối tới STB (tránh trường hợpSTB nhận IP từ DHCP Server của CPE)

Bước 2: Kết nối từ nhà cung cấp dịch vụ đến CPE, sau đó cấu hình CPE để STB có thể

thông tới được DHCP Server ở mạng cung cấp nội dung:

- Đối với modem xDSL cấu hình 1 PVC có VPI/VCI trùng với VPI/VCI được cấu hìnhtrên DSLAM kết nối tới VLAN BTV, sau đó cấu hình Port Binding (Port Mapping)tới cổng kết nối tới STB (Để STB có thể kết nối tới được DHCP Server ở mạng cungcấp nội dung)

b Cấu hình STB (ZTE/Huawei) :

Bước 1: Cấu hình STB

 Bật STB, vào phần cấu hình bằng cách bấm SET và nhập mật khẩu “6321”.

 Chọn các bước cấu hình : Cơ bản / Có dây / DHCP sau đó nhập thông tin tài

khoản

 Lưu cấu hình vào khởi đổng lại STB

Bước 2: Bắt log kết quả

 Khi STB khởi động lại thực hiện capture Wireshark với filter “bootp” cho điến khi

dịch vụ sử dụng bình thường Sau đó chụp ảnh màn hình

 Khi dịch vụ sử dụng bình thường, tiếp tục thực hiện Capture Wireshark trong vòng

5 phút

 Sau khi stop capture, click chuột phải vào gói tin bất kỳ chọn “Decode As” / Chọn

“RTP” , Apply Sau đó chọn Telephony / RPT / Show all Streams sau đó chụp

ảnh màn hình

3.1.3.2.Ghi nhận phân tích kết quả

3.1.3.2.1.Kết quả mong muốn

 Dịch vụ MyTV hoạt động bình thường, xem được kênh IPTV trên TV

 Sau khởi đổng lại STB nhận đúng IP của được cấp DHCP của VASC (TrênWireshark bắt được đủ 4 gói tin DHCP)

3.1.3.2.2.Kết quả thực hiện

Hình chụp màn hình Wireshark (đủ 4 gói tin Discover / Offer / Request / Ack và thông tin gói tin Ack).

Nội dung bản tin DHCP ACK:

Địa chỉ STB được DHCP cấp là 10.41.243.189

- Cơ chế hoạt động của IPTV

- Nguyên lý hoạt động các dịch vụ cơ bản của myTV

3.2.2.2.Mô hình thực hiện, trang thiết bị, dụng cụ

 Hệ thống MyTV hoạt động ổn định và sẵn sàng

 CPE và STB được cấu hình để dịch vụ MyTV hoạt động bình thường

 Trên Laptop cài sắn Wireshark

3.2.3.NỘI DUNG

3.2.3.1.Các bước thực hiện

Bước 1: Bắt gói tin flow dịch vụ BTV (Thời gian thực hiện 5 phút):

 Laptop bắt đầu bắt gói tin với filter “igmp”

 STB xem 1 kênh LiveTV trong khoảng 5 phút

 STB chuyển kênh và Laptop ngừng bắt gói tin, lưu lại log

 Chụp màn hình log bắt được

Bước 2 : Bắt gói tin flow dịch vụ VoD (Thời gian thực hiện 5 phút):

 Laptop bắt đầu bắt goi tin với filter “rtsp”.

 STB 1 bộ phim VoD

 Sau khi xem khoảng 2 phút, STB tạm dừng (pause) sau đó tiếp tục xem

 STB tiếp tục xem thêm khoảng 2 phút thì dừng Ngừng bắt gói tin và lưu lại log

 Chụp màn hình log bắt được

3.2.3.2.Ghi nhận phân tích kết quả

3.2.3.2.1.Kết quả mong muốn

Bước 1: File log có đầy đủ các gói tin IGMP Report / Join Group, IGMP Query, IGMPReport / Leave Group theo đúng thư tự như trong cơ sở lý thuyết

Bước 2: File log có đầy đủ các gói tin RTSP theo cơ sở lý thuyết

3.2.3.2.2.Kết quả thực hiện

Bước 1: Ảnh chụp Wireshark với filter “igmp”.

Phân tích:

Địa chỉ nguồn ( địa chỉ STB): 10.41.243.189

Địa chỉ đích ( địa chỉ kênh liveTV kênh1): 232.84.1.39

Địa chỉ đích ( địa chỉ kênh liveTV kênh 2): 232.84.1.41

Giao thức được sử dụng : Internet Prptocol Version 4

Dịch vụ live TV trong nhóm dịch vụ MyTV sử dụng giao thức IGMPv2

Bước 2: Ảnh chụp Wireshark với filter “rtsp”

- PC bắt gói tin với filter “ rtsp” với wireshark

- STB xem một bộ phim VoD

- Sau khi xem khoảng 2 phút, STB tạm dừng sau đó xem tiếp

- STB tiếp tục xem đến khoảng 2 phút thì ngừng bắt gói tin và lưu lại file log

Địa chỉ nguồn (STB) : 10.41.243.189

Địa chỉ đích (VoD): 172.16.30.12

Để xem một bộ phim STB gửi gói “ DESCRIBE RSTB” từ địa chỉ 10.41.243.189 tới địa chỉ172.16.30.12 để xác nhận với STB, VoD Server sử dụng gói tin “ RTSP 200 OK” gửi tớiSTB Sau khi nhận được phản hồi từ VoD Server, STB gửi gói tin “ RTSP SETUP” để xácnhận lại VoD Server thực hiện gửi gói tin “RTSP 200 OK” Sau đó, STB gửu gói tin “RTSPPLAY” khi bắt đầu xem phim, để xác nhận lại thực hiện gửi gói tin “RTSP 200 OK” tới STB Trong khi xem tạm dừng ( pause) trên STB gửi lệnh cho VoD Server lệnh “RTSP PAUSE”

để xác nhận lệnh, VoD thực hiện gửi gói tin “RTSP 200 OK” tới STB Khi xem tiếp bộ phimđang xem thì gửi lệnh “ GET PARAMETER” lên VoD Server, xác nhận với STB, VoDServer tới STB gói tin “RTSP 200 OK”

Khi kết thúc xem một bộ phim VoD, STB gửi gói tin “RTSP TEARDOWN” tới VoDServer Để xác nhận với STB, VoD Server sử dụng gói tin “RTSP 200 OK” gửi tới STB

a Khảo sát đặc tính bộ phát quang LD sử dụng điều chế trực tiếp

- Xây dựng bộ phát quang theo sơ đồ:

- Thiết lập các tham số cơ bản cho các khối hoạt động tại tốc độ 2,5 Gbit/s, độ dài chuỗi bitbằng 32 bit, số mẫu 512 mẫu/mỗi bít

Chuỗi PRBS

Bộ tạo xung NRZ Laser - phương trình tốc độ

OSA

OTDV OSA: Máy phân tích phổ quang

OTDV: Máy hiện sóng tín hiệu quang

Máy hiện sóng

Bộ thu quang Rx

- Sử dụng các khối phân tích phổ quang và máy hiện sóng tín hiệu quang và tín hiệuđiện để quan sát và phân tích tín hiệu.

- Chạy mô phỏng và thu thập kết quả cho phân tích đặc tính điều chế bộ phát quangtrong 2 trường hợp dòng định thiên (bias) nhỏ hơn và lớn hơn dòng ngưỡng của laser

Nhỏ hơn ngưỡng laser

Lớn hơn ngưỡng laser

b Khảo sát đặc tính bô phát quang LD sử dụng điều chế ngoài

- Xây dựng bộ phát sử dụng bộ điều chế Mach-Zehnder theo sơ đồ khối

- Thiết lập các tham số cơ bản cho các khối hoạt động tại tốc độ 2,5 Gbit/s, độ dài chuỗibit bằng 32 bit, số mẫu 32 mẫu/mỗi bít.

Chuỗi PRBS

Bộ tạo xung NRZ

MZM

OSA

OTDV

OSA: Máy phân tích phổ quang

OTDV: Máy hiện sóng tín hiệu quang

MZM: Bộ điều chế Mach-Zehnder

Máy hiện sóng

Bộ thu quang Rx Laser

CW

II Bài thực hành 2

1 Mục đích

Khảo sát độ nhạy bộ thu quang sử dụng thành phần diode thu quang khác nhau

2 Yêu cầu

Xây dựng bộ thu quang sử dụng PIN và khảo sát độ nhạy thu

Xây dựng bộ thu quang sử dụng APD và khảo sát độ nhạy thu

3 Nội dung

a Khảo sát độ nhạy bộ thu quang sử dụng PIN

- Xây dựng bộ thu quang sử dụng diode thu quang PIN theo sơ đồ khối dưới đây:

- Thiết lập các tham số cơ bản cho các khối trong sơ đồ hoạt động tại các tốc độ 2,5Gbit/s, độ dài chuỗi bit bằng 128 bit, số mẫu 64 mẫu/mỗi bít

Chuỗi

PRBS

Bộ tạo xung NRZ

MZM

Máy đo công suất quang PD: Diode thu quang

- Chạy mô phỏng và thu thập kết quả tại các giá trị suy hao quang khác nhau (Có thể sửdụng chế độ quét để quét giá trị suy hao)

- Vẽ đường cong BER là hàm của công suất thu và xác định độ nhạy bộ thu tại mức BER

= 10-10

- Thiết lập các tham số cơ bản cho các khối trong sơ đồ hoạt động tại các tốc độ 10Gbit/s, độ dài chuỗi bit bằng 128 bit, số mẫu 64 mẫu/mỗi bít.

- Vẽ đường cong BER là hàm của công suất thu và xác định độ nhạy bộ thu tại mức BER

= 10-10

b Khảo sát độ nhạy bộ thu quang sử dụng APD

- Xây dựng bộ thu quang sử dụng diode thu quang PIN theo sơ đồ khối:

Chuỗi

PRBS

Bộ tạo xung NRZ

MZM

Máy đo công suất quang PD: Diode thu quang

- Thiết lập các tham số cơ bản cho các khối trong sơ đồ hoạt động tại các tốc độ 2,5Gbit/s và 10 Gbit/s, độ dài chuỗi bit bằng 128 bit, số mẫu 64 mẫu/mỗi bít.

- Kiểm tra và hiệu chỉnh các tham số suy hao của bộ suy hao trước khi chạy mô phỏng

- Sử dụng máy đo công suất quang để đo công suất quang đi vào bộ thu và khối phântích BER để quan sát biểu đồ mắt và ước tính BER tín hiệu thu được

- Chạy mô phỏng và thu thập kết quả tại các giá trị suy hao quang khác nhau (Có thể sửdụng chế độ quét để quét giá trị suy hao)

- Vẽ đường cong BER là hàm của công suất thu và xác định độ nhạy bộ thu tại mứcBER = 10-10 ở hai tốc độ khác nhau:

Tại tốc độ 2.5 Gbit/s

a Khảo sát tuyến truyền dẫn sợi quang sử dụng sợi đơn mode chuẩn (SSMF)

- Xây dựng tuyến truyền dẫn sợi quang theo sơ đồ dưới đây:

- Thiết lập các tham số phù hợp cho các khối trong sơ đồ, hệ thống hoạt động tại tốc độ2,5 Gbit/s, độ dài chuỗi bit bằng 128 bit, số mẫu 64 mẫu/mỗi bít Chiều dài sợi quangmỗi chặng là 80 km Bộ khuyếch đại EDFA có hệ số nhiễu NF = 5 dB.

- Kiểm tra và hiệu chỉnh tham số vòng lặp trước khi chạy mô phỏng

- Sử dụng các máy đo công suất quang, máy hiện sóng tín hiệu quang và tín hiệu điện

để giám sát tín hiệu tại các điểm cần thiết trên hệ thống, khối phân tích BER để quansát biểu đồ mắt và ước tính BER tín hiệu thu được, máy phân tích phổ quang để đophổ và ước tính tham số OSNR tại điểm cuối của tuyến truyền dẫn Tham số OSNRđược xác định qua phổ quang đo được như cho thấy trong hình dưới đây tại độ rộngbăng tần quang tham chiếu (độ phân giải phổ) là 0,1 nm

- Chạy mô phỏng và thu thập kết quả tại các khoảng cách tuyến truyền dẫn khác nhau(bằng cách thay đổi số chặng hay số vòng lặp của tuyến)

- Vẽ đường cong BER và tham số OSNR là hàm của khoảng cách truyền dẫn và xácđịnh giới hạn khoảng cách của hệ thống tại mức BER = 10-10

b Khảo sát tuyến truyền dẫn sợi quang có sử dụng sợi bù tán sắc (DCF)

- Xây dựng tuyến truyền dẫn sợi quang theo sơ đồ dưới đây:

Máy đo công suất quang

OSA: Máy phân tích phổ quang