Nghiên cứu và phát triển hệ thống dịch vụ truyền hình giao thức internet IPTV

Trong đó, em đã tìm hiểu các công nghệ, kĩ thuật được ứng dụng cho dịch vụ truyền hình giao thức internet IPTV và triển khai mô phỏng một hệ thống cung cấp dịch vụ sơ lược.. Mặc khác, c

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG DỊCH VỤ TRUYỀN

HÌNH GIAO THỨC INTERNET IPTV

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

Họ và tên tác giả luận văn

LÊ DUY

TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH

GIAO THỨC INTERNET IPTV

Chuyên ngành : ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp này cùng các sản phẩm được trình bày đều do

em tự thiết kế, thực hiện và triển khai Em không sao chép tài liệu từ nơi khác mà không

có trích dẫn cụ thể Nếu có bất cứ vấn đề gì về vấn đề bản quyền hay sao chép nội dung,

em xin chịu toàn bộ trách nhiệm trước nhà trường và pháp luật

Sinh viên thực hiện: Lê Duy

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 3

DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC BẢNG 7

DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ 8

MỞ ĐẦU 9

Chương 1 TỔNG QUAN 10

1.1 Tổng quan IPTV 10

1.1.1 Khái niệm 10

1.1.2 Đặc điểm 11

1.1.3 Sơ đồ hệ thống cơ bản 13

1.1.4 Các dịch vụ IPTV 14

1.2 Mục tiêu và đối tượng của đề tài 16

1.3 Tình hình trong và ngoài nước 16

1.3.1 Sự phát triển của internet 16

1.3.2 Dịch vụ IPTV phát triển mạnh mẽ trên thế giới 18

1.3.3 Nghiên cứu và ứng dụng IPTV và các dịch vụ gia tăng tại Việt Nam 18

1.3.4 Xu hướng phát triển dịch vụ và công nghệ mới 19

Chương 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP DỊCH VỤ IPTV 21

2.1 Sơ đồ kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 21

2.2 Thiết kế và xây dựng giao diện người dùng trên webserver 22

2.2.1 Môi trường thiết kế và phát triển 22

2.2.2 Giải pháp triển khai webserver 23

2.2.3 Thiết kế kiến trúc 24

2.2.4 Thiết kế giao diện 25

2.3 Thiết kế và xây dựng hệ thống quản lý dịch vụ và quản lý thuê bao 27

2.3.1 Thiết kế kiến trúc hệ thống quản lí dịch vụ và thuê bao 27

2.3.2 Công cụ và môi trường phát triển 30

2.3.3 Thiết kế cơ sở dữ liệu 31

2.3.4 Phát triển phần mềm 35

2.4 Thiết kế và xây dựng hệ thống quản lý video trên video server 35

2.4.1 Môi trường phát triển và giải pháp triển khai video server 35

2.4.2 Thiết kế kiến trúc hệ thống streaming server 36

2.5 Hệ thống phía người dùng 38

2.5.1 Hệ thống người dùng với Internet TV kết hợp settop box 38

2.5.2 Hệ thống người dùng với máy tính PC và phần mềm 39

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THỬ NGHIỆM 43

KẾT LUẬN 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 52

PHỤ LỤC 53

DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

IPTV Internet Protocol Television Truyền hình giao thức internet

VoD Video on Demand Video theo yêu cầu

MoD Music on Demand Âm nhạc theo yêu cầu

STB Settop Box Thiết bị truy cập dịch vụ IPTV cho

máy thu hình

IP Internet Protocol Giao thức internet

EPG Electronic Programming Guide

ITU International Telecommunication

SQL Structured Query Language Ngôn ngữ truy vấn mang tính cấu trúc

Bảng 0-1: Danh mục kí hiệu và chữ viết tắt

DANH MỤC BẢNG

Bảng 0-1: Danh mục kí hiệu và chữ viết tắt 6

DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ

Hình 1-1: Giới thiệu IPTV 11

Hình 1-2: Sơ đồ hệ thống IPTV cơ bản 13

Hình 1-3: Sơ đồ cung cấp dịch vụ video quảng bá 14

Hình 1-4: Sơ đồ cung cấp dịch vụ video theo yêu cầu 15

Hình 1-5: World Wide Web – nguồn: Wikipedia.com 17

Hình 1-6: Biểu đồ số thuê bao IPTV các nước trên thế giới (nguồn www.iptv-news.com) 18

Hình 1-7: Dịch vụ MyTV của VASC (IPTV) 19

Hình 2-1: Mô tả sơ đồ mô phỏng hệ thống IPTV 21

Hình 2-2: Phần mềm web matrix 22

Hình 2-3: Giao diện phần mềm hỗ trợ máy chủ web: xampp 23

Hình 2-4: Hoạt động của máy chủ web trong hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 24

Hình 2-5: Giao diện trang web IPTV 26

Hình 2-6: Hoạt động đăng kí kết nối với video server 28

Hình 2-7: Hoạt động cấp phép truy cập video 29

Hình 2-8: Hoạt động thay đổi thông tin tài khoản 30

Hình 2-9: Phần mềm J-creator 31

Hình 2-10: Giao diện phần mềm SQL Server Management Studio Express 2005 32 Hình 2-11: Cơ sở dữ liệu 33

Hình 2-12: Phần mềm wowza media server 36

Hình 2-13: Hoạt động hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 37

Hình 2-14: Sơ đồ hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 38

Hình 2-15: Thiết bị Google android TV settop box 39

Hình 2-16: Giao diện chính của phần mềm 40

Hình 2-16: Giao diện Video on Demand 41

Hình 2-17: Giao diện thông tin thuê bao 42

Hình 3-1: Dịch vụ IPTV truy cập từ PC 44

Hình 3-2: Truy cập video từ điện thoại di động kết nối wifi 46

Hình 3-3: Kiểm tra tài khoản trước khi xem video 47

Hình 3-4: Chọn một video để kiểm tra hệ thống tính cước 48

Hình 3-5: Trừ cước khi chọn xem phim 49

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, dịch vụ truyền hình đã có những bước phát triển hết sức mạnh mẽ, với số lượng người xem tăng nhanh và đem lại những giá trị hết sức quan trọng cho đời sống xã hội và sự phát triển của Việt Nam cũng như thế giới Cùng với sự bùng nổ đó, thì loại hình truyền hình vô tuyến tương tự (analog) truyền thống dần được thay thế bởi những hình thức mới chất lượng cao hơn và nhiều tiện ích hơn : truyền hình cáp (Cable TV), truyền hình kĩ thuật số, truyền hình internet (internet TV) và truyền hình giao thức internet (IPTV) … Trong đó, nhờ đảm bảo được chất lượng tốt, dễ tiếp cận, dịch vụ đa dạng và tận dụng được hạ tầng internet đang rất phát triển hiện nay, nên IPTV đang phát triển mạnh và trở thành xu hướng hứa hẹn cho tương lai

Sau thời gian nghiên cứu và làm việc dưới sự hướng dẫn của thày giáo

PGS.TS Nguyễn Tiến Dũng, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu

và phát triển hệ thống dịch vụ truyền hình giao thức internet IPTV” Trong đó, em đã

tìm hiểu các công nghệ, kĩ thuật được ứng dụng cho dịch vụ truyền hình giao thức internet (IPTV) và triển khai mô phỏng một hệ thống cung cấp dịch vụ sơ lược Với những nỗ lực của bản thân, em đã đạt được những kết quả nhất định, nhưng do kinh nghiệm và thời gian hạn chế, em không thể tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy, chúng em rất mong những ý kiến góp ý của thày cô và bạn bè

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

 Thầy giáo PGS.TS Nguyễn Tiến Dũng

 Khoa Điện Tử - Viễn Thông, trường ĐH Bách Khoa Hà Nội

 Cùng gia đình và bạn bè

Đã hỗ trợ giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu

Sinh viên thực hiện

LÊ DUY

Theo ITU (Liên minh viễn thông quốc tế), định nghĩa IPTV là các dịch vụ đa phương tiện (truyền hình ảnh, tiếng nói, văn bản, dữ liệu… ) phân phối qua các mạng dựa trên nền giao thức internet (giao thức IP) và được quản lí để cung cấp các mức chất lượng dịch vụ (QoS), bảo mật (Security), tính tương tác, tính tin cậy… theo yêu cầu Tuy vậy, dựa theo yếu tố cá nhân hóa, hướng người dùng của IPTV, ta có thể hiểu IPTV nghĩa là truyền hình tương tác (Interactive Protocol Television) với các dịch vụ nội dung được tùy biến, ứng dụng các công nghệ để đảm bảo tương tác hai chiều giữa người xem và tổng đài nhằm đáp ứng tốt nhất các nhu cầu của người dùng

Hình 1-1: Giới thiệu IPTV

Đối với nhà cung cấp dịch vụ thì IPTV bao hàm quá trình thu thập, xử lý, và truyền tải một cách an toàn, đảm bảo chất lượng nội dung video trên hạ tầng mạng dựa trên công nghệ IP Tham gia vào quá trình cung cấp dịch vụ IPTV gồm nhiều nhà cung cấp dịch vụ từ các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh đến các công ty Viễn thông lớn và các nhà khai thác mạng riêng ở nhiều nơi trên thế giới

này hết sức có ý nghĩa cho khả năng ứng dụng và triển khai IPTV trong hiện tại và tương lai

Mặc khác, các công nghệ IPTV còn hỗ trợ tính năng truyền hình tương tác: nhờ dựa trên nền giao thức IP nên IPTV hỗ trợ tính năng tương tác giữa người dùng và hệ thống thông qua settop box hoặc phần mềm trên máy tính PC, từ đó có thể cung cấp nhiều dịch vụ gia tăng khác, chẳng hạn trò chơi trực tuyến, duyệt web, gửi thư điện tử trên tivi, hoặc cho phép những tiện ích như duyệt tìm kênh truyền hình, duyệt tìm video

…

Cũng như các công nghệ truyền hình mới ra đời hiện nay, IPTV hỗ trợ ghi và xem lại chương trình truyền hình, giúp người dùng có thể linh hoạt hơn về thời gian sử dụng dịch vụ

IPTV hỗ trợ khẳ năng cá nhân hóa dịch vụ: dựa trên nền IP, dịch vụ IPTV có thể cho phép thông tin 2 chiều để người dùng lựa chọn chương trình, thời gian, lập danh sách chương trình yêu thích … để xem truyền hình theo sở thích riêng nhằm đáp ứng tốt nhất các nhu cầu của người xem

Yêu cầu băng thông thấp: Thay vì phải truyền tải tất cả các kênh cho mọi đối tượng sử dụng, công nghệ IPTV cho phép các nhà cung cấp dịch vụ chỉ cần phải phát các kênh mà đối tượng sử dụng yêu cầu Nhờ đó, băng thông của hệ thống dịch vụ sẽ giảm tải rất nhiều so với việc truyền tài tất cả các kênh truyền hình

Tuy vậy, so với các loại hình dịch vụ truyền hình khác, IPTV cũng có những hạn chế, đặc biệt là về đòi hỏi tốc độ và tính đảm bảo của đường truyền video IPTV yêu cầu truyền tải dữ liệu thời gian thực (Real time), lại truyền trên nền giao thức IP nên nhạy cảm với trễ và mất gói Mặt khác, do dữ liệu video đòi hỏi băng thông lớn, đặc biệt IPTV lại cung cấp dịch vụ video chất lượng cao, đôi khi theo chuẩn HD nên dịch vụ IPTV không áp dụng được với các hộ gia đình sử dụng đường truyền mạng tốc độ thấp vì không đảm bảo chất lượng, hoặc phải triển khai thêm một đường truyền riêng gây tốn kém Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của internet băng thông rộng, cáp quang, 3G … thì nhược điểm trên của IPTV sẽ dần được khắc phục

1.1.3 Sơ đồ hệ thống cơ bản

Hình 1-2: Sơ đồ hệ thống IPTV cơ bản

Sơ đồ trên Hình 1-2 cho ta thấy một hệ thống IPTV cơ bản gồm những thành phần sau:

Trung tâm dữ liệu IPTV (Headend): Hệ thống nhận dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau (truyền hình địa phương, vệ tinh, truyền hình cáp, truyền hình số mặt đất, hay các nhà dịch vụ nội dung), rồi chuẩn bị nội dung video (mã hóa, lưu trữ) và phân phối nội dung qua mạng dựa trên nền IP Bên cạnh đó còn có hệ thống quản lí thuê bao để quản lí

hồ sơ và phí thuê bao của người sử dụng

Mạng truyền dẫn băng rộng (Broadband access network): Là mạng truyền dẫn kết nối hệ thống mạng hoặc thiết bị truy cập phía người dùng với mạng nội dung hay hệ thống máy chủ của nhà cung cấp Việc truyền dẫn dịch vụ IPTV dựa trên kết nối điểm – điểm (point to point) theo đó mỗi thuê bao được thiết lập kênh kết nối đến máy chủ cung cấp dịch vụ IPTV Mặt khác, với đặc thù truyền video với chất lượng cao, đôi khi với chất lượng HD, thì yêu cầu băng thông đối với mỗi kết nối này không nhỏ Do đó, để tăng số thuê bao lớn thì số lượng kết nối này cũng lớn đòi hỏi phải có đường truyền băng rộng với băng thông lớn thích hợp (ADSL, cáp quang, 3G .) Cũng vì thế mà dịch vụ IPTV mới chỉ phát triển mạnh mẽ trong thời gian gần đây khi mà cơ sở hạ tầng mạng phát triển đáp ứng được yêu cầu này

Thiết bị người dùng IPTV (IPTVCD): thiết bị cho phép truy xuất vào dịch vụ IPTV, còn gọi là settop box

Mạng gia đình (Home network): cung cấp các kết nối và chia sẻ đường truyền, dữ liệu … cho các thiết bị trong gia đình Thông thường đây là mạng LAN hoặc wifi Mạng gia đình cung cấp kết nối dịch vụ IPTV cho các thiết bị truy cập mạng của người dung như PC, Ti vi kết hợp settop box

1.1.4 Các dịch vụ IPTV

Cùng với sự phát triển của IPTV với chất lượng truyền hình được nâng cao, các dịch vụ được cung cấp cũng phát triển nở rộ và ngày càng đa dạng hơn theo hướng tăng tính tương tác với người dùng, hướng người dùng và độ tùy biến các dịch vụ mềm dẻo hơn nhằm đáp ứng tối đa nhu cầu ngày càng cao của người xem

Dịch vụ IPTV video: Các dịch vụ IPTV video có thể phân thành hai nhóm: phát

quảng bá và phát theo yêu cầu (VoD) Trong đó:

Các dịch vụ video quảng bá (broadcasting) là dịch vụ mà hệ thống phát các kênh truyền hình với nội dung quảng bá đến người dùng Nguyên lý hoạt động được mô tả như hìnhHình 1-3, trong đó MBone (mạng xương sống của hệ thống đa điểm) chính là đường trục Internet Tuy nhiên người sử dụng chỉ theo lệnh của bộ quản lý nội dung (content manager) để được giới thiệu nội dung chương trình liên quan Chương trình cụ thể do rất nhiều bộ máy chủ IPTV thu thập được hoặc cùng do các máy chủ của mạng MBone cung cấp

Hình 1-3: Sơ đồ cung cấp dịch vụ video quảng bá

Dịch vụ video phát theo yêu cầu là dịch vụ mà các video được phát tùy biến đến người dùng theo nhu cầu của họ Nội dung truyền hình không cố định theo các kênh mà

do lựa chọn và tùy biến tương tác bởi người xem Để cung cấp dịch vụ này, các máy chủ (server) của bộ quản lý nội dung được tổ chức thành cụm máy chủ (server cluster) tổng hợp kho dữ liệu (database) của các chương trình Các bước thực hiện video theo yêu cầu như sau:

1 Một thuê bao được chứng nhận nhập mạng và chịu sự quản lý của bộ quản lý (EPG)

2 Thuê bao muốn yêu cầu một nội dung nào đó Thuê bao gửi yêu cầu đến EPG

3 EPG cho biết địa chỉ của server cần tìm

4 Thuê bao gửi yêu cầu tới server đó

5 Cuối cùng, server dựa theo yêu cầu của thuê bao mà cung cấp nội dung

Hình 1-4: Sơ đồ cung cấp dịch vụ video theo yêu cầu

Các giải pháp truyền hình IPTV luôn có thêm dịch vụ IPTV audio, gồm có dịch vụ phát audio quảng bá: cho phép khách hàng dò và nghe các đài phát thanh và dịch vụ âm nhạc theo yêu cầu (Music on Demand)

Ngoài ra, do IPTV hỗ trợ tính tương tác nên hoàn toàn có thể triển khai các dịch

vụ trò chơi trực tuyến trên IPTV (IPTV gaming)

Các dịch vụ thông tin tích hợp cũng được triển khai trên IPTV để tận dụng năng lực của hệ thống truyền hình giao thức internet: các dịch vụ thoại tích hợp, internet tích hợp (như duyệt web, nhắn tin, gửi thư điện tử …) để tận dụng đường truyền mạng dành cho IPTV

Mặt khác, cũng giống như các giải pháp truyền hình khác, IPTV còn hỗ trợ dịch

vụ quảng cáo trên truyền hình

1.2 Mục tiêu và đối tượng của đề tài

Dịch vụ truyền hình giao thức internet đang phát triển mạnh mẽ ở Việt Nam cũng như trên thế giới Các dịch vụ truyền hình ngày càng đa dạng hơn, hướng người dùng và đáp ứng tốt hơn các nhu cầu của người xem Mặt khác, các công nghệ mới được áp dụng rộng rãi, các chuẩn mã hóa và giao thức truyền dữ liệu/video được tối ưu hóa và nâng cao

về chất lượng dựa trên nền tảng đường truyền ngày càng cao khiến cho IPTV ngày càng cạnh tranh tốt hơn với các mô hình dịch vụ truyền hình khác (truyền hình cáp, truyền hình tương tự truyền thống, truyền hình internet …) Tuy vậy, ở Việt Nam rất nhiều đơn

vị đã triển khai nghiên cứu phát triển và cung cấp truyền hình IPTV với những giải pháp của riêng mình Vì thế, nếu như không có hiểu biết về công nghệ, không có những ý tưởng mới thì một dự án mới có thể trở nên mờ nhạt so với những gì đã có Trong điều kiện như vậy, nghiên cứu về dịch vụ truyền hình IPTV và tìm đến những ý tưởng mới hoặc những giải pháp truyền hình và các dịch vụ phù hợp với nhu cầu của người dùng Việt Nam trở thành động lực cần thiết cho sự phát triển của truyền hình giao thức internet

ở Việt Nam

Trong đề tài này, em sẽ thực hiện mô phỏng một hệ thống truyền hình giao thức internet (IPTV) đơn giản, tìm hiểu các công nghệ đang được triển khai cho các hệ thống cung cấp dịch vụ của loại hình truyền hình IPTV và giải pháp triển khai hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV

1.3 Tình hình trong và ngoài nước

1.3.1 Sự phát triển của internet

Sự phát triển của cơ sở hạ tầng mạng internet là yếu tố tạo nên động lực phát triển của IPTV Vì do IPTV truyền trên nền tảng giao thức internet, phần nhiều các giải pháp đều sử dụng chính cơ sở hạ tầng mạng internet của các nhà mạng, mặt khác dữ liệu video của IPTV lại chiếm băng thông lớn, đòi hỏi truyền dữ liệu thời gian thực, cho nên phải

đợi đến khi công nghệ truyền dẫn và cơ sở hạ tầng mạng internet đạt được những tiến bộ mạnh mẽ như hiện nay thì IPTV mới có những bước chuyển mình và phát triển mạnh mẽ

Mạng internet đầu tiên ra đời năm 1969 với tên là ARPANET, nhưng đến năm

1983 thì giao thức TCP/IP mới chính thức được Bộ Quốc Phòng Mỹ chọn là một chuẩn dùng cho mọi máy tính trong ARPANET

Năm 1991, World Wide Web ra đời giúp con người truy cập và trao đổi thông tin

dễ dàng Đến năm 1994 thì TCP/IP được chính thức thống nhất chọn làm giao thức cho mạng internet mới, và video đầu tiên được truyền đi trên mạng

Tiếp đó, internet phát triển ngày càng mạnh mẽ, đặc biệt là sự ra đời của các công nghệ mới cho phép cải thiện chất lượng đường truyền: mạng LAN, không dây, 3G, cáp quang … Nhờ đó nhiều loại hình dịch vụ bùng nổ mạnh mẽ trên nền giao thức IP và cơ

sở hạ tầng internet (truyền hình, web, ftp, chia sẻ file …) đặc biệt là truyền hình IPTV

Đó là những nền móng đầu tiên mở đường cho sự ra đời của truyền hình giao thức internet IPTV

Hình 1-5: World Wide Web – nguồn: Wikipedia.com

1.3.2 Dịch vụ IPTV phát triển mạnh mẽ trên thế giới

Trên thế giới, IPTV bắt đầu được nghiên cứu từ năm 1998 và hiện nay đã được triển khai hầu khắp các quốc gia trên thế giới Tuy vậy, dịch vụ IPTV cũng mới bắt đầu

nở rộ trong vài năm gần đây nhờ sự cải thiện về cơ sở hạ tầng internet Cụ thể là số thuê bao IPTV trên toàn thế giới đã tăng từ 24 triệu năm 2008 lên khoảng 48 triệu đầu năm

2011 với tốc độ tăng trưởng khoảng gần 30%/năm và dự báo sẽ đạt 64 triệu năm 2012 Trong đó số lượng thuê bao ở châu Âu là nhiều nhất, tuy nhiên khu vực châu Á Thái Bình Dương đang dần bắt kịp châu Âu về phát triển thuê bao, đặc biệt là ở Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc

0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000

Quý 1 năm 2011

Pháp Trung Qu c M

Hàn Qu c

Nh t

Đ c

B Đào Nha Tây Ban Nha Đài Loan

Hà Lan

Hình 1-6: Biểu đồ số thuê bao IPTV các nước trên thế giới (nguồn www.iptv-news.com )

1.3.3 Nghiên cứu và ứng dụng IPTV và các dịch vụ gia tăng tại Việt Nam

Tại Việt Nam, công ty FPT Telecom đã đi tiên phong trong việc thương mại hoá dịch vụ IPTV ở Việt Nam Từ ngày 1/3/2006, FPT Telecom đã chính thức cung cấp dịch

vụ IPTV với tên iTV (năm 2011 đã được đổi thành OneTV) Đến ngày 12/5/2009, VTC Digicom phối hợp với Viễn thông Hải Phòng ra mắt dịch vụ tại Hải Phòng mở rộng dịch

vụ thêm nhiều tỉnh thành khác Trong khi đó, công ty VASC (VNPT) cũng thử nghiệm IPTV từ năm 2008 và chính thức cung cấp IPTV năm 2009 trên toàn quốc với thương hiệu MyTV Ngoài ra còn có dịch vụ NetTV của Viettel Tổng cộng, số thuê bao của các nhà mạng này đã lên đến hàng trăm ngàn (nguồn: www.thongtincongnghe.com)

Tại Việt Nam, ngoài video theo yêu cầu, các nhà cung cấp dịch vụ IPTV còn tích hợp thêm rất nhiều dịch vụ gia tăng khác nữa: nghe đài, nghe nhạc theo yêu cầu, truy cập youtube, giáo dục từ xa, tra cứu thông tin, đọc báo … đồng thời hạ giá cước nhằm thu hút thuê bao Trong khi đó, tiềm năng của thị trường còn rất lớn với việc Việt Nam có đến 36 triệu người dùng internet với 4.2 triệu thuê bao vào cuối năm 2011 (số liệu Tổng Cục Thống Kê), có dân số trẻ ham thích khám phá công nghệ mới và dịch vụ mới… Chính vì thế, số lượng thuê bao IPTV của Việt Nam sẽ còn tăng nhanh trong thời gian tới

Hình 1-7: Dịch vụ MyTV của VASC (IPTV)

1.3.4 Xu hướng phát triển dịch vụ và công nghệ mới

Như đã trình bày ở mục 1.3.2 và mục 1.3.3, truyền hình IPTV đã có những bước tiến dài trên chặng đường phát triển và tiếp cận đến số lượng lớn người dùng trên thế giới cũng như tại Việt Nam Tuy nhiên, với rất nhiều tiềm năng, trong tương lai, dịch vụ truyền hình giao thức internet IPTV sẽ còn tiếp tục phát triển mạnh mẽ trên thế giới cũng như tại Việt Nam, đóng góp tích cực cho sự phát triển của đất nước cũng như nhu cầu của người xem truyền hình

Tuy vậy, chắc chắn IPTV sẽ không chỉ dừng lại ở các dịch vụ truyền hình đơn thuần, mà các nhà cung cấp dịch vụ sẽ tận dụng ưu điểm của IPTV khi dựa trên nền giao thức internet để tích hợp các dịch vụ giá trị gia tăng khác ngày càng phong phú và hấp

dẫn hơn Đặc biệt, tính tương tác và hướng người dùng sẽ được nâng cao nhằm đáp ứng đầy đủ hơn nhu cầu của người xem Các dịch vụ mới sẽ được phát triển ở IPTV sẽ đi theo hướng này Theo như khâu hiệu của MyTV (nhà cung cấp VNPT) thì : “Đã đến lúc truyền hình phụ thuộc vào bạn” – truyền hình IPTV sẽ tăng tính tương tác và thỏa mãn nhu cầu của riêng từng người dùng một

Trong bối cảnh ấy, sự ra đời của các dịch vụ và công nghệ mới sẽ là động lực phát triển của truyền hình giao thức internet IPTV

Chương 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP DỊCH VỤ

IPTV

2.1 Sơ đồ kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV

Hình dưới đây mô tả sơ đồ hệ thống IPTV mà em sẽ triển khai trong phần mô phỏng

Hình 2-1: Mô tả sơ đồ mô phỏng hệ thống IPTV

Máy chủ chứa cơ sở dữ liệu người dùng

2 Hệ thống mạng: bao gồm thiết bị mạng switch để xây dựng mạng nội bộ, cung cấp kết nối giữa hệ thống máy chủ và thiết bị đầu cuối

3 Hệ thống thiết bị đầu cuối sử dụng dịch vụ, gồm có:

Máy thu hình kết nối với settop box để nhận luồng video và truy xuất các dịch vụ IPTV khác

Máy tính PC kết nối mạng để truy xuất video và sử dụng các dịch vụ IPTV

Thiết bị di động như điện thoại, máy tính bảng có kết nối internet

2.2 Thiết kế và xây dựng giao diện người dùng trên webserver

2.2.1 Môi trường thiết kế và phát triển

Phần mềm xem IPTV (IPTV player) được nhúng lên trang web để người dùng có thể truy xuất qua giao diện web được Trong đồ án này, em sử dụng một công cụ lập trình web miễn phí của hãng Microsoft: Webmatrix Đây là phần mềm miễn phí, do đó rất phù hợp với nhu cầu của em khi làm đồ án với mục đích học tập và nghiên cứu

Bộ phần mềm này có thể được tải từ địa chỉ:

http://www.microsoft.com/web/gallery/install.aspx?appid=webmatrix

Giao diện chính của phần mềm Webmatrix gồm có các tùy chọn:

My sites: các trang web đã và đang thiết kế Site from web gallery

Site from Template: Lập trang web theo mẫu

Site from folder: Mở trang web đã có sẵn

Hình 2-2: Phần mềm web matrix

2.2.2 Giải pháp triển khai webserver

Trang web cung cấp giao diện người dùng và phần mềm xem IPTV nhúng trên web được người dùng truy xuất qua một máy chủ web có hỗ trợ giao thức ftp Trong giải pháp này, em sử dụng bộ phần mềm miễn phí mã nguồn mở xampp Đây là bộ công cụ đã tích hợp rất nhiều tính năng của một máy chủ web: MySQL server, webserver (tích hợp apache), ftp server (file zilla) Giao diện phần mềm đơn giản nhưng hiệu quả, đặc biệt là phần mềm miễn phí phù hợp mới mục đích nghiên cứu và phát triển:

Hình 2-3: Giao diện phần mềm hỗ trợ máy chủ web: xampp

Ta có thể tải bộ cài phần mềm xampp từ đường dẫn:

http://www.apachefriends.org/en/xampp-windows.html

Mặc định xampp sẽ được cài vào ổ C:\ Sau khi cài đặt, ta khởi động phần mềm

và khởi động các dịch vụ như MySQL, Apache webserver, File zilla… bằng cách nhấp

chọn Start trên giao diện chính của phần mềm Mặt khác, các file html của trang web

được đặt trong thư mục C:\xampp\htdocs

2.2.3 Thiết kế kiến trúc

Sơ đồ ở dưới mô tả hoạt động của máy chủ web, trong đó vai trò chủ yếu là cung cấp cho người dùng tập tin html và các tập tin, phần mềm hỗ trợ truy cập dịch

vụ IPTV nhúng trên giao diện web

Hình 2-4: Hoạt động của máy chủ web trong hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV

Trong đó :

1 Người dùng nhập địa chỉ máy chủ IPTV (máy chủ web) trên trình duyệt web trên máy tính cá nhân của mình Khi đó webbrowser sẽ gửi lệnh GET để lấy

về trang HTML của giao diện người dùng IPTV

2 Nếu kết nối thành công, máy chủ web sẽ trả về tập tin HTML mà trình duyệt web yêu cầu

3 Một số tập tin, phần mềm hỗ trợ truy xuất video IPTV, đặc biệt là phần mềm máy trạm truy cập IPTV (IPTV client player) được nhúng trên trang HTML này, vì vậy trình duyệt web tiếp tục gửi lệnh yêu cầu các tập tin này

4 Máy chủ web gửi lại các tập tin được yêu cầu Trong đó, phần mềm IPTV client player sẽ thực hiện việc truy cập dịch vụ IPTV từ máy chủ

2.2.4 Thiết kế giao diện

Hình dưới là giao diện người dùng trên trang web của hệ thống, bao gồm hình ảnh trang trí, và nhúng trên web tập tin flash để truy cập các dịch vụ IPTV

Hình 2-5: Giao diện trang web IPTV

2.3 Thiết kế và xây dựng hệ thống quản lý dịch vụ và quản lý thuê bao

2.3.1 Thiết kế kiến trúc hệ thống quản lí dịch vụ và thuê bao

Vai trò

Hệ thống máy chủ quản lí người dùng và dịch vụ hay còn gọi là head-end server làm nhiệm vụ:

Thứ nhất: quản lí thông tin của các thuê bao

Thứ hai: tính cước, cấp phép truy cập dịch vụ

Thứ ba: quản lí các video, quản lí thông tin các kênh truyền hình …

Ki n trúc h th ng

Hệ thống quản lí thuê bao gồm có một máy chủ quản lí thuê bao, kết nối với hệ thống mạng LAN để trao đổi thông tin với máy trạm thông qua hệ thống mạng này Dữ liệu thuê bao và video được lưu trong máy chủ quản trị cơ sở dữ liệu (SQL server)

Ho t đ ng h th ng

- Máy trạm xin phép truy cập dịch vụ:

Máy trạm gửi bản tin nội dung “CONNECT” đến hệ thống máy chủ dịch vụ Sau

đó thệ thống máy chuyển sang sử dụng dữ liệu người dùng Microsift webvideo và phản hồi lại danh sách các video sẽ chuyển đi

Hình 2-6: Hoạt động đăng kí kết nối với video server

- Máy trạm xin phép truy xuất từng video:

Với bản tin đăng kí truy cập video, máy trạm gửi bản tin nội dung

“GET_VALID_VIDEO <Mã ID của video>” đến máy chủ quản trị thuê bao (head-end server) Máy chủ sẽ truy cập cơ sở dữ liệu để quyết định thuê bao có được xem video đã chọn hay không? Nếu được thì trừ cước, tính toán lại lượng tiền trong tài khoản người dùng và gửi lại các thông tin cho máy trạm, với bản tin có mã “CONNECT_APPROVE

<Thông tin tài khoản> <Quyền truy cập video>”

Nhận được bản tin này, nếu quyền truy cập là “VALID” thì máy trạm (phần mềm truy cập dịch vụ IPTV) sẽ truy cập luồng video streaming tương ứng từ máy chủ Video streaming server Nếu không phần mềm sẽ hiện thông báo trên giao diện tương tác với người dùng

Hình 2-7: Hoạt động cấp phép truy cập video

Máy trạm xin phép thay đổi thông tin thuê bao:

Máy trạm gửi bản tin nội dung “UPDATE_ACCOUNT <Thông tin cần đổi>

<Thông tin mới>” Thông tin này sẽ được máy chủ cập nhật lên cơ sở dữ liệu và phản hồi kết quả về máy trạm qua bản tin “APPROVE_ACCOUNT_CHANGE”

Chức năng này giúp cho người xem có thể thay đổi được thông tin thuê bao của mình, bao gồm cả gói cước mà họ sử dụng

Hình 2-8: Hoạt động thay đổi thông tin tài khoản

Ngoài ra, còn có các bản tin truy cập các dịch vụ khác như:

Nạp tiền vào tài khoản: Máy trạm gửi bản tin nội dung “CHARGE <Mã thẻ nạp>”

để nạp tiền vào tài khoản của mình

Bản tin cấp phép truy cập dịch vụ Âm nhạc theo yêu cầu (MoD)

Bản tin cấp phép truy cập các kênh truyền hình

Bản tin cấp phép truy cập các dịch vụ giáo dục từ xa

Bản tin cấp phép truy cập các dịch vụ truyện tranh

2.3.2 Công cụ và môi trường phát triển

Trong đồ án này, em lập trình phần mềm Head-end server bằng ngôn ngữ Java với công cụ J-creator Phần mềm này có ưu điểm là gọn nhẹ, giá rẻ, phù hợp với nhu cầu nghiên cứu và học tập

Ta có thể tải về từ đường dẫn: http://www.jcreator.org/download.htm

Khi cài đặt, mặc định phần mềm sẽ được cài lên thư mục C:\Programfiles\Xinox Software\JCreatorV4 Giao diện chính của phần mềm như Hình 2-9:

Hình 2-9: Phần mềm J-creator

Để khởi tạo dự án mới, ta chọn Project -> New project, rồi nhập tên dự án, đường dẫn và các thông số khác Sau đó, trong giao diện chính, để biên dịch phần mềm ta chọn Build -> Build Project (hoặc phím tắt F7) Sau đó ta có thể chạy thử dự án ở chế độ thông thường bằng cách chọn Run - > Run Project (hoặc phím tắt F5) hoặc chạy ở chế độ gỡ lỗi (debug) bằng cách chọn Run -> Debug Project

2.3.3 Thiết kế cơ sở dữ liệu

Công c qu n tr c s d li u

SQL Server là viết tắt của Structure Query Language, nó là một công cụ quản lý

dữ liệu được sử dụng phổ biến ở nhiều lĩnh vực Hầu hết các ngôn ngữ bậc cao đều có trình hỗ trợ SQL như Visual BASic,Oracle,Visual C Các chương trình ứng dụng và các công cụ quản trị CSDL cho phép người sử dụng truy nhập tới CSDL mà không cần sử dụng trực tiếp SQL Nhưng những ứng dụng đó khi chạy phải sử dụng SQL