Truyền thông đa phương tiện

LỜI MỞ ĐẦU Truyền thông đa phư ng ti n đ nổi lên là một lĩnh vực nghiên cứu phát tri n chủ đạo Cụ th các máy tính đa phư ng ti n mở ra nhiều khả n ng kết hợp các dạng thông tin số khác n

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

-

BÀI GIẢNG:

TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN

(Dùng cho các sinh viên ngành Điện-Điện tử)

BIÊN SOẠN: TS NGUYỄN QUÝ SỸ

HÀ NỘI-2015

PTIT

PTIT

Môc lôc

THU T NG VÀ CH VIẾT T T ix

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN 3

1.1 Giới thiệu 3

1.2 Sự phát triển và hội tụ 4

1.2.1 Sự hội tụ của viễn thông và tin học 5

1.2.2 Kiến trúc của các dịch vụ nối mạng 7

1.2.3 Các máy tính được nối mạng 8

1.2.4 Liên kết 9

1.2.5 Sự hội tụ 12

1.3 Khung cơ sở công nghệ 12

1.3.1 Các công ngh đa phư ng ti n 13

1.3.2 Kết nối mạng đa phư ng ti n 17

1.3.3 Hội nghị đa phư ng ti n 18

1.3.4 Multicasting 20

1.3.5 Các công ngh cho nội dung số (e-Content) 21

1.4 Khung cơ sở ti u chuẩn h 23

1.4.1 Nghiên cứu và chính sách 25

1.4.2 Công ngh và giáo dục 26

1.4.3 Các vấn đề hội tụ và chính sách 27

1.4.4 Sản xuất và thị trường 28

1.4.5 Các tiêu chu n m thanh h nh ảnh số và công nghi p đa phư ng ti n 29

1.4.6 Các tiêu chu n của ITU-T cho các h thống truyền thông nghe nh n 31

1.4.7 Các tiêu chu n m h a h nh ảnh 32

1.4.8 Các tiêu chu n m h a m thanh 33

1.4.9 Các tiêu chu n đ ng ộ và gh p đa phư ng ti n 33

1.4.10 Các tiêu chu n MPEG trong truyền thông đa phư ng ti n 35

1.5 Kết u n 39

CHƯƠNG II KHUNG CƠ SỞ ĐỂ TIÊU CHUẨN H A MULTIMEDIA 40

2.1 Giới thiệu 40

2.2 Các hoạt động ti u chuẩn h 41

2.2.1 Nh ng lí do đ t m kiếm một tiêu chu n 42

2.2.2 Nh ng giao di n được tiêu chu n h a 42

2.2.3 Thời gian đ tiêu chu n h a 44

2.2.4 Sự chu n h a sẽ diễn ra như thế nào ? 45

2.2.5 Ai sẽ quản lý các hoạt động chu n h a? 46

2.2.6 Sự chu n h a được sử dụng nh ng n i nào ? 46

2.2.7 Chu tr nh công ngh và sản ph m hoặc dịch vụ sẽ được chu n h a 47

2.3 Các tiêu chuẩn để xây dựng một cơ sở hạ tầng thông tin toàn cầu mới 48

2.3.1 Khái ni m 50

2.3.2 Mục đích thực hi n 51

2.3.3 Mô h nh chức n ng 54

2.3.4 Mô h nh thực thi 55

2.3.5 Cách tiếp cận theo kịch ản (Scenarios Approach ) 57

PTIT

2.3.6 Các n lực tiêu chu n h a 58

2.3.7 Chư ng tr nh nghiên cứu của các nh m tiêu chu n h a của ITU-T cho GII 60

2.3.8 Các định hư ng cho tư ng lai 63

2.4 Ti u chuẩn h các quá trình truyền thông đ phương tiện 63

2.4.1 Chiến lược của ITU-T 63

2.4.2 Định hư ng của ISO IEC JTC1 trong nh ng tiêu chu n đa phư ng ti n 65

2.4.3 Các tiêu chu n IETF 70

2.4.4 Dự án chu n h a của ETSI đối v i các ứng dụng, phần Middleware và mạng 71

2.4.5 Các hoạt động liên quan t i GII 73

2.5 ISO/IEC MPEG-21 73

2.5.1 Mô h nh người sử dụng (User Model) 75

2.5.2 Các phần tử số (Digital Items) 75

2.5.3 Kế hoạch thực hi n (Work Plan) 76

2.5.4 Các kịch ản sử dụng MPEG-21 77

2.5.5 Các yêu cầu của người sử dụng 78

2.6 Các ti u chuẩn internet về đ phương tiện củ IETF 81

2.7 Diễn đàn và i n do nh công nghiệp 82

2.8 Kết u n 96

CHƯƠNG III LỚP ỨNG D NG 97

3.1 Mở đầu 97 3.2 Các ứng dụng củ ITU 101

3.2.1 Các dịch vụ và h thống đa phư ng ti n 103

3.2.2 Các mạng cáp ng rộng kết hợp và Truyền dẫn h nh ảnh, m thanh 104

3.2.3 Tư ng tác trong quảng á 105

3.3 Các ứng dụng MPEG 107

3.3.1 PC đa phư ng ti n 108

3.3.2 Truyền h nh số và thiết ị lưu tr 109

3.3.3 Hội nghị đa phư ng ti n, tạo dòng thông tin và tư ng tác trong quảng á 113

3.4 Quảng á s 117

3.4.1 Hội tụ c sở hạ tầng viễn thông và quảng á 118

3.4.2 Dịch vụ phát thanh truyền h nh số-DAB/DMB 120

3.4.3 Các dịch vụ tư ng tác trong truyền h nh số 126

3.5 Các ứng dụng củ H cho truyền thông đ phương tiện 127

3.5.1 Các giao thức sử dụng trong H 323 127

3.5.2 Các thành phần của H 323 128

3.5.3 Quá tr nh kết nối 128

3.6 Ứng dụng H và MPEG-4 trong n n truyền hình s 129

3.6.1 Ứng dụng MPEG-4 129

3.6.2 Ứng dụng H 264 132

3.7 Các ứng dụng MPEG- trong truyền tải IPTV 138

3.8 Kết u n 140

CHƯƠNG IV LỚP MIDDLEWARE 141

4.1 Giới thiệu 141

PTIT

4.2 Midd ew re cho đ phương tiện 142

4.3 M h thông tin 143

4.3.1 i u diễn nội dung thông tin 143

4.3.2 Các công ngh n n cốt l i 145

4.3.3 Các kiến trúc và công ngh chuy n m 148

4.4 Tạo d ng thông tin 152

4.4.1 Tạo dòng video qua Internet 153

4.4.2 Nh ng thách thức đ truyền tải video thời gian thực qua Internet 163

4.4.3 Kiến trúc end-to-end cho truyền tải video MPEG-4 qua Internet 164

4.4.4 Truy cập ng rộng 165

4.4.5 C sở của chất lượng dịch vụ 166

4.5 An ninh củ các hệ th ng đ phương tiện 166

4.5.1 H thống truy cập c điều ki n (CA) 166

4.5.2 H thống quản lý ản quyền số DRM-K thuật Watermarking 169

4.6 Kết u n 176

CHƯƠNG V LỚP MẠNG 177

5.1 Giới thiệu 177

5.2 Các chức n ng mạng 178

5.2.1 Mô h nh tham chiếu OSI 178

5.2.2 áo hi u trong các mạng truyền thông 182

5.2.3 Thủ tục định tuyến cho truyền thông đa phư ng ti n 183

5.3 Phân t ch ưu ư ng mạng 183

5.4 Ch t ư ng d ch vụ trong các hệ th ng đ phương tiện n i mạng 184

5.4.1 Định nghĩa QoS 185

5.4.2 Các mô hình QoS 185

5.4.3 Các tham số chất lượng dịch vụ 189

5.5 Mạng viễn thông thế hệ s u NGN 191

5.5.1 Mô h nh kiến trúc chức n ng NGN 191

5.5.2 Mô h nh ph n l p NGN 195

5.5.3 Ph n h đa phư ng ti n IP (IMS) 197

5.5.4 Xu hư ng phát tri n NGN 201

5.6 Các mạng truy c p ng rộng 202

5.6.1 Công ngh truy nhập xDSL 202

5.6.2 Mạng cáp quang 218

5.6.3 Các mạng vô tuyến ng rộng-Wimax 222

5.7 Mạng phân ph i nội dung CDN 224

5.7.1 Mạng sử dụng Caching Proxies 225

5.7.2 Mạng sử dụng Server Farms 227

5.7.3 Mạng ph n phối nội dung 228

5.7.4 H thống định tuyến yêu cầu 232

5.8 Kết u n 233

TÀI LIỆU THAM KHẢO 234

PTIT

DANH M C HÌNH VẼ

Hình I-1 Mô h nh 3 mức cho một mạng truyền thông đa phư ng ti n 6

Hình I-2 Kiến trúc ngang hàng và kiến trúc Client-Server 7

Hình I-3 Một ứng dụng gi a hai người sử dụng được thực hi n ằng kiến trúc ngang hàng hoặc client-server 8

Hình I-4 Một ví dụ về giao di n ngang mở 11

Hình I-5 Các tham số chất lượng của ộ m h a 25

Hình I-6 Ng n xếp giao thức chung của các thiết ị đầu cuối nghe nh n 31

H nh II-1 Các tiêu chu n k thuật v i kiến trúc ph n l p 43

H nh II-2 Vị trí tiêu chu n trong chu kỳ sản ph m 44

H nh II-3 Định thời gian của các tiêu chu n liên quan t i đường cong S công ngh 45

H nh II-4 S đ liên h gi a chu kỳ công ngh và sản ph m dịch vụ được tiêu chu n h a 48

H nh II-5 Gi i hạn thực thi được đề xuất cho GII 52

H nh II-6 Các dạng chức n ng GII c các ki u giao di n khác nhau 55

H nh II-7 Các thiết ị thông tin được nối ởi một mạng viễn thông 57

Hình II-8 C cấu tổ chức của ITU-T 65

Hình II-9 C cấu tổ chức của JTC1 69

H nh II-10 Truy cập đa phư ng ti n phổ thông 78

H nh II-11 Quan h của người sử dụng v i một tư ng tác 79

H nh II-12 Tư ng tác gi a nh ng người sử dụng 80

Hình II-13 Cấu trúc tổ chức TINA-C 85

Hình III-1 Ứng dụng của mô h nh chu n đ mô tả các dịch vụ đa phư ng ti n 102

Hình III-2 Kiến trúc tham chiếu h thống cáp IP 105

Hình III-3 Mô h nh chức n ng tham chiếu của đa phư ng ti n tư ng tác 107

Hình III-4 Một ví dụ cấu trúc ảnh I, P, trong m h a MPEG-1 109

Hình III-5 H thống MPEG-2 111

Hình III-6 ộ giải m video MPEG-2 112

Hình III-7 ộ m h a-giải m (CODEC) cho m h a m thanh đa kênh tư ng thích ngược của MPEG-2 113

Hình III-8 Một CODEC suy rộng cho m thanh đa kênh m h a AAC MPEG-2 113

Hình III-9 Các thành phần khác nhau của MPEG-4 115

Hình III-10 Kiến trúc của một thiết ị đầu cuối MPEG-4 116

Hình III-11 Mô h nh ộ giải m h thống MPEG-4 116

Hình III-12 Mạng đ n tần (A) và mạng đa tần ( -m i màu một tần số khác nhau) 121

Hình III-13 Các iến th của S-DMB 122

Hình III-14 Tổng th các dịch vụ và thành phần dịch vụ DA DM 123

Hình III-15 M hoá ngu n, đ ng ộ và gh p kênh cho dịch vụ video DM 123

Hình III-16 Kết hợp các mạng DM và GSM UMTS đ cung cấp các dịch vụ tư ng tác 126

Hình III-17 Công ngh dịch vụ vụ d li u tư ng tác 127

Hình III-18 Các thành phần của H 323 128

PTIT

Hình III-19 Kết nối gi a hai đi m đầu cuối H 323 129

Hình III-20 Sự tổ hợp khung h nh trong MPEG – 4 131

Hình III-21 Cấu trúc của ộ m h a và giải m video MPEG – 4 132

Hình III-22 Các h s trong H.264 137

Hình III-23 Cấu trúc ph n l p của Video H 264 137

Hình III-24 Các khung, các trường tích lu và đan xen 138

Hình III-25 Truyền phát MPEG-2 qua IP 139

H nh IV-1 Các lĩnh vực nghiên cứu và các tổ chức phát tri n 142

H nh IV-2 Các thành phần của một h thống multimedia end-to-end 143

H nh IV-3 Cấu trúc m h a c ản của H 264 AVC cho một macro block 146

H nh IV-4 Kiến trúc chuy n đổi miền đi m ảnh xếp tầng đ giảm tốc độ it 148

H nh IV-5 Các kiến trúc chuy n đổi được đ n giản h a đ giảm tốc độ it: 149

H nh IV-6 Hội nghị truyền h nh 4 đi m quan mạng WAN 151

Hình IV-7 Kết hợp video ằng cách tiếp cận chuy n đổi m h a 152

H nh IV-8 Các khối c ản trong kiến trúc tạo dòng video 153

H nh IV-9 a ộ m h a video không co gi n ộ giải m video không co gi n 154

H nh IV-10 a ộ m h a video c th co gi n ộ giải m video c th co gi n 155

H nh IV-11 Các yếu tố tác động t i chất lượng i u diễn video 164

H nh IV-12 Kiến trúc end-to-end đ truyền tải video MPEG-4 165

Hình IV-13 Các thành phần của một h thống CA DV chung 167

Hình IV-14 Cấu trúc a tầng khoá 169

Hình IV-15 S đ nhúng watermark và s đ khôi phục watermark 171

Hình IV-16 Các loại watermark 172

H nh V-1 Mô h nh 7 l p OSI 178

H nh V-2 Các giao thức trong mô h nh OSI 179

Hình V-3 Ví dụ về QoS áp dụng mô h nh IntServ 186

Hình V-4 Hoạt động của giao thức RSVP 187

Hình V-5 Kiến trúc Diffserv 188

Hình V-6 ng thông khả dụng 189

Hình V-7 Các loại trễ khi truyền g i tin qua ộ định tuyến 190

Hình V-8 Minh họa hi n tượng tràn ộ đ m 191

Hình V-9 Kiến trúc chức n ng tổng quan của NGN 193

Hình V-10 Kiến trúc ph n l p mạng thế h kế tiếp NGN 196

Hình V-11 Kiến trúc chức n ng ph n h IMS 199

Hình V-12 So sánh chức n ng chuy n mạch mềm và IMS 201

Hình V-13 Tốc độ it DSL cùng v i độ dài mạch vòng cho d y 26 AWG (không c ộ lặp)202 Hình V-14 H thống truyền dẫn song công kép 204

Hình V-15 Mô h nh tham chiếu ADSL 206

Hình V-16 Truyền dẫn hai hư ng ị gi i hạn ở các tần số thấp 208

Hình V-17 ADSL gh p ph n chia theo tần số 208

PTIT

Hình V-18 Truyền dẫn xoá tiếng vọng ADSL 209

Hình V-19 Cấu h nh ADSL chu n c ộ chia 210

Hình V-20 Cấu h nh ADSL không c ộ lặp phía khách hàng 211

Hình V-21 Cấu h nh ADSL c ộ lọc thông thấp tại m i đi n thoại 212

Hình V-22 Cấu h nh VDSL 213

Hình V-23 Cấu h nh VDSL c HU thụ động 213

Hình V-24 Cấu h nh VDSL c Hu tích cực 214

Hình V-25 IPTV FTTH network using PON technologies 220

Hình V-26 Định vị các proxy trong mạng Internet 225

Hình V-27 Mô h nh sử dụng cache 226

Hình V-28 Ph n cấp caching trong CDN 227

Hình V-29 Tri n khai Server Farm trong CDN 228

Hình V-30 Tr nh tự đáp ứng nội dung đ n giản 230

Hình V-31 Kiến trúc mạng CDN 230

Hình V-32 Cấu trúc h thống định tuyến yêu cầu 233

PTIT

THU T NG VÀ CH VIẾT T T

Ch viết

AAA Authentication, Authorization and

AES Advanced Encryption Standard Tiêu chu n mật m h a tiên tiến

ASI Asynchronous Serial Interface Giao di n số nối tiếp ất đ ng ộ

ATSC Advanced Television Systems

Committee

Ủy an các h thống truyền h nh tiên tiến

AVC Advanced Video Coding M h a Video tiên tiến

CBC Cipher Block Chaining Chu i khối mật m

CEK Content Encryption Key Kh a m h a nội dung

CMLA Content Management License

CRL Certificate Revocation List Danh sách hủy ỏ chứng nhận

CSA Common Scrambling Algorithm Thuật toán trộn chung

DAB Digital Audio Broadcasting Phát thanh quảng á kĩ thuật số

DEA Data Encryption Algorithm Thuật toán m h a d li u

DES Data Encryption Standard Tiêu chu n mật m h a d li u

DMB Digital Multimedia Broadcasting Phát quảng á đa phư ng ti n số DRM Digital Rights Management Quản lý ản quyền kĩ thuật số DTH Direct To Home T i tận nhà

DTTB Digital Terrestrial Television

Broadcasting

Truyền h nh quảng á mặt đất ký thuật số

DVB-H DVB-Handheld DV cho thiết ị cầm tay

PTIT

Ch viết

DVB-T DVB-Terrestrial DV phát mặt đất

ESG Electronic Service Guide Hư ng dẫn dịch vụ đi n tử

ETSI European Telecommunication

Standards Institute Vi n tiêu chu n Ch u Âu FDM Frequency Division Multiplexing Gh p kênh ph n chia theo tần số FEC Forward Error Correction Sửa l i trư c

FLUTE FLUTE Ứng dụng truyền file được dùng

trong các mạng đ n hư ng GPS Global Positioning System H thống định vị toàn cầu

H.264 Tiêu chu n n n video của ITU

HSDPA High-Speed Downlink Packet Access Truy cập g i đường xuống tốc độ

cao ICI Inter Carrier Interference Can nhiễu gi a các s ng mang

IMT2000 The ITU’s framework for 3G

IPsec IP security ảo mật IP

ISDB-T Integrated Services Digital

Broadcasting Terrestrial

Tích hợp dịch vụ số phát quảng

á mặt đất ISI Inter Symbol Interference Can nhiễu gi a các kí hi u điều

chế

ITU International Telecommunication

Union Hi p hội Viễn thông quốc tế LTE Long-Term Evolution Phát tri n dài hạn

MBMS Multimedia Broadcasting and

MPEG Motion Pictures Expert Group Nh m chuyên gia về h nh ảnh

động NOC National Ops Center Trung t m điều hành quốc gia OFDM Orthogonal FDM Gh p kênh ph n chia theo tần số

PTIT

Ch viết

trực giao OFDM Orthogonal FDM Gh p kênh ph n chia theo tần số

trực giao OMA Open Mobile Alliance Liên đoàn di động mở

OMA

BCAST OMA Standard for Broadcasting

Tiêu chu n OMA cho phát quảng

PRG Pseudo Random Generator ộ tạo giả ngẫu nhiên

QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế iên độ pha vuông g c QCIF Quarter Common Interface Format

Định dạng giao di n màn h nh ¼ (176x120 NTSC và 176x144 PAL)

QPSK Quadrature Phase Shift Keying Điều chế kh a dịch pha vuông

góc

RS Reed-Solomon code Mã Reed-Solomon

SAS Subscriber Authorization System H thống cấp ph p thuê ao S-DMB Satellite-DMB Chế độ phát DM v tinh

TPS Transmission Parameter Signalling áo hi u tham số truyền dẫn

TV Television Truyền h nh

PTIT

LỜI MỞ ĐẦU

Truyền thông đa phư ng ti n đ nổi lên là một lĩnh vực nghiên cứu phát tri n chủ đạo Cụ th các máy tính đa phư ng ti n mở ra nhiều khả n ng kết hợp các dạng thông tin số khác nhau như v n ản, đ họa, m thanh và phim ảnh V số lượng người sử dụng đa phư ng ti n ngày càng t ng nên nhu cầu sách về các h thống và truyền thông

đa phư ng ti n rất l n

ài giảng “Truyền thông đa phư ng ti n này” sẽ cung cấp các kiến thức đ sinh viên hi u truyền thông đa phư ng ti n trong 3 lĩnh vực: Ứng dụng, phần nhúng và kết nối mạng Nhờ đ giúp ích cho sinh viên thực hi n nghiên cứu và phát tri n trong lĩnh vực h thống các thông tin giao thức cần thiết đ h trợ đa dạng dịch vụ đa phư ng

ti n

ài giảng này sẽ giúp cho sinh viên học được các công ngh truyền thông đa phư ng ti n cốt l i Mục tiêu của cuốn ài giảng này là cung cấp:

 Ngu n thông tin về các chủ đề quan trọng trong truyền thông đa phư ng ti n

 Các ý tưởng, phư ng pháp ph n tích, thiết kế và thực hi n các h thống truyền thông đa phư ng ti n

Tổ chức của ài giảng như sau:

 Chư ng I: ắt đầu ằng gi i thi u sự hội tụ của truyền thông và máy tính đối

v i các ứng dụng và dịch vụ đa phư ng ti n Tiếp đ gi i thi u về các công ngh truyền thông đa phư ng ti n, các c sở d li u đa phư ng ti n và định

hư ng công tác tiêu chu n h a đa phư ng ti n

 Chư ng II: Gi i thi u các nền tảng tiêu chu n h a đa phư ng ti n, gi i thi u các khuôn khổ tiêu chu n h a của ITU, IETF, ETSI

 Chư ng III dành cho l p ứng dụng, phần này tr nh ày về các ứng dụng của ITU, các ứng dụng ISO MPEG, các ứng dụng đa phư ng ti n IETF qua IP,

ph n tích các ứng dụng quảng á

 Chư ng IV gi i thi u tổng quan l p nhúng, mô tả mã hóa và chuy n đổi thông tin, và x y dựng kiến trúc giao thức đa phư ng ti n, àn về các mô h nh h thống cho các dịch vụ đa phư ng ti n cùng v i chất lượng dịch vụ và hoạt động end-to-end trong các h thống đa phư ng ti n, các khả n ng truy cập h thống và dịch vụ đa phư ng ti n, an ninh h thống Chư ng này sẽ kết luận ằng phần nhũng lu ng thông tin

 Chư ng V tập trung vào l p mạng (ph n phát vận chuy n), ao g m nhiều vấn

đề liên quan t i chất lượng dịch vụ và hoạt động mạng, ph n tích lưu lượng và quản lý lưu lượng, mô h nh h a ngu n video và lưu lượng mạng, ph n tích quản lý lưu lượng cùng v i các thủ tục định tuyến trong truyền thông đa

PTIT

phư ng ti n Đ ng thời phần này cũng đề cập t i áo hi u trong các mạng đa phư ng ti n Chư ng này sẽ mở ra cho sinh viên sự phát tri n tư ng lai của truyền thông đa phư ng ti n và hi u r h n tiềm n ng của truyền thông thông

đa phư ng ti n trong tư ng lai

Tuy đ rất cố gắng và c n thận trong quá tr nh iên soạn nhưng chắc rằng không tránh khỏi nh ng thiếu soát, tác giả mong nhận được nhiều ý kiến đ ng g p của các

đ ng nghi p cũng như của các em sinh viên đ ài giảng ngày càng hoàn thi n h n Thư g p ý xin gửi về:

CHƯƠNG I TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN

Đa phư ng ti n-một sự i u diễn của giọng n i, m thanh, h nh ảnh, đ họa và

v n ản đ trở thành chủ đề chính trong công ngh thông tin ngày nay Các công ngh thông tin này hợp nhất truyền thông, tin học và xử lý thông tin Trong vài n m gần

đ y, c một số lượng hoạt động đáng k trong lĩnh vực truyền thông đa phư ng ti n như các ứng dụng, phần nhúng và kết nối mạng Nhiều k thuật khác nhau từ các nguyên lý các nhau như xử lý ảnh tĩnh và phim, thị giác máy tính, quá tr nh xử lý tiếng

n i và m thanh, nhận dạng mẫu thống kế, lý thuyết học và các nghiên cứu dựa trên d

li u đ và đang được khai thác

ài giảng này sẽ đề cập t i:

 Xu hư ng tư ng lai trong lĩnh vực số h a

 Sự t ng trưởng của các mạng số và đặc i t là Internet

 N ng lực tính toán ngày càng cao của các máy tính cá nh n và máy xách tay, PDA và các đi n thoại di động

 Sự hội tự của nhiều công ngh khác nhau, trong đ c truyền thông, quảng á, công ngh thông tin và đi n tử gia đ nh

 Sự nổi lên của các dịch vụ và ứng dụng m i do sự phát tri n của Internet và các công ngh vô tuyến

 Sự hội tụ của các các mạng tốc độ cao, chất lượng cao, x hội sẽ yêu cầu các ứng dụng đa phư ng ti n thời gian thực như là một sự mở rộng của các h thống đ n phư ng ti n đang c

 Hoạt động end-to-end của các h thống và dịch vụ đa phư ng ti n theo tiêu chu n của ITU

1.1 Giới thiệu

Truyền thông đa phư ng ti n nối mạng được ắt ngu n từ sự hợp lại của 2 xu

hư ng công ngh :

 Thứ nhất là sự phát tri n của tính toán đa phư ng ti n

 Thứ hai là sự tiến ộ trong kết nối mạng cho ph p vận chuy n tin cậy d li u

số ở mức ng thông cao

Công nhận rằng các ản tin khác nhau được vận chuy n tốt nhất ằng nhiều phư ng ti n khác nhau, nhưng nh ng người phát tri n tính toán đa phư ng ti n mong muốn ổ sung thêm sự phong phú của các m thanh và h nh ảnh của thế gi i thực, từ

đ dẫn t i vi c mở rộng phạm vi của các ứng dụng và cũng đưa các ứng dụng này t i

nh ng người sử dụng Máy tính cá nh n trở thành một nút truyền thông trung tâm thay

PTIT

thế một số lượng l n các thiết ị và h thống khác ao g m máy thu h nh, máy ch , máy fax, đi n thoại và chuy n thư Tuy thế động lực đ thúc đ y kết nối các thiết ị khách hàng t i mạng đa phư ng ti n vẫn còn đ lại Nối mạng cho ph p truyền thông

gi a mọi người v i nhau và cần cho khách hàng trải nghi m cuộc sống, các sự ki n ở

xa Các ứng dụng cho cuộc sống, truy cập từ xa ao g m hội nghị, giáo dục, giải trí và giám sát các vùng từ xa

Truyền thông đa phư ng ti n đang được khuyến khích ởi các định hư ng sau trong mạng truyền thông:

 Chuy n tiếp không gián đoạn từ điều khi n mạng tập trung t i điều khi n ph n tán

 Kết nối không gián đoạn các mạng khác nhau v i chi phí hợp lý (chi trả được)

 Truyền dẫn hợp nhất không gián đoạn của đa phư ng ti n v i nhiều mức QoS ( ao g m cả multicast)

Các dịch vụ truyền thông đa phư ng (multicast) được kỳ vọng trở thành một trong nh ng ứng dụng phổ thông nhất, xuất ản hàng này, ph n phối phần mềm, tái tạo

c sở d li u và tiếp tục trong các mạng truyền thông đa phư ng ti n tư ng lai Đ cung cấp các dịch vụ truyền thông đa phư ng trong các môi trường truyền thông không đ ng nhất, cần thiết phải phát tri n một c chế đảm ảo QoS mà c th cung cấp QoS hợp lý cho m i maý chủ theo ng thông và tài nguyên c th sử dụng

Đ sử dụng tài nguyên mạng hi u quả, multicast theo thời gian thực và không theo thời gian thực đều rất quan trọng Trong trường hợp này, sẽ cần t i h trợ nhiều

l p QoS và khả n ng cho đặt trư c ng thông động

Chư ng này ắt đầu v i mô h nh truyền thông đa phư ng ti n Sau đ cung cấp

sự hội tụ của viễn thông, tính toán máy tính và đi n tử d n dụng, cùng v i mô tả các công ngh cho truyền thông thông đa phư ng ti n Các nội dung nghiên cứu, tiêu chu n h a, các chính sách truyền thông đa phư ng ti n cũng được nhấn mạnh Nhứng

n t chính của các tiêu chu n m h a h nh ảnh m thanh số và vai trò của n trong truyền thông đa phư ng ti n cũng được đề cập t i trong chư ng này

1.2 Sự phát triển và hội tụ

Đa phư ng ti n tự n đ chứng tỏ được thao tác kết hợp của các d li u thông tin liên tục và cả các d li u thông tin rời rạc Các thao tác này ao g m ắt gi , xử lý, truyền thông, tr nh diễn và hoặc lưu tr Các d li u thông tin liên tục là d li u phụ thuộc vào thời gian (như d li u m thanh và h nh ảnh) trong các h thống đa phư ng

ti n Ngoài ra truyền thông đa phư ng ti n còn liên quan t i chuy n giao, các giao thức, các dịch vụ và các c chế cho các thông tin liên tục và rời rạc qua các mạng số

Sự truyền dẫn d li u h nh ảnh số qua mạng ph n phối TV chuyên dụng không phải mạng đa phư ng ti n không cho ph p chuy n một số dạng d li u thông tin rời rạc

PTIT

Trong các ứng dụng đa phư ng ti n nối mạng, nhiều thực th khác nhau cùng hợp tác đ cung cấp nh ng sự ảo đảm thời gian thực, v vậy cho ph p d li u tr nh diễn được ở giao di n của khách hàng Nh ng yêu cầu này thường chủ yếu được xác định dư i dạng chất lượng dịch vụ (QoS) Chúng ta ph n i t 4 l p QoS:

 QoS khách hàng (người sử dụng): Các tham số QoS mô tả các yêu cầu trên các dịch vụ ứng dụng và c th xác địng dư i dạng chất lượng thông tin (như trễ end-to-end) và các quan h thông tin (như đ ng ộ lu ng gi a các lu ng hoặc trong một lu ng)

l p mạng, nếu như h thống không th cung cấp QoS cho ứng dụng

1.2.1 Sự hội tụ củ viễn thông và tin học

Xu hư ng hội tụ công ngh viễn thông - tin học - phát thanh truyền h nh sẽ làm thay đổi c cấu thị trường dịch vụ cũng như thiết ị mạng lư i viễn thông Sự phát tri n công ngh chuy n mạch (ATM, IP ), truyền dẫn (SDH, cáp quang) đ tạo dựng

nh ng chùm đường truyền thông tin rất l n, nh ng siêu lộ thông tin c khả n ng truyền tải được mọi loại h nh thông tin v i tốc độ l n và dung lượng ngày càng cao Nhu cầu về các dịch vụ truyền số li u, v n ản, h nh ảnh cũng như các dịch vụ theo yêu cầu, trao đổi người - máy cùng v i công ngh xử lý Video và Audio trên máy tính siêu mạnh sẽ dẫn t i sự hội tụ gi a viễn thông - tin học - phát thanh truyền h nh,

mở ra một kỷ nguyên m i cung cấp các dịch vụ đa phư ng ti n đầy h u ích cho x hội Xu hư ng x hội h a nhanh ch ng của dịch vụ Internet, thông tin di động, lưu lượng phi thoại vượt qua lưu lượng thoại, thuê ao di động vượt qua thuê ao cố định trong 10 n m t i sẽ làm thay đổi c cấu thị trường dịch vụ viễn thông

Như một sự trợ giúp trong vi c t m hi u, chúng ta sẽ áp dụng một mô h nh a cấp

độ cho một mạng lư i thông tin và các dịch vụ, ứng dụng của n , như th hi n trong Hình I-1 Chúng ta định nghĩa một ứng dụng là một ộ sưu tập chức n ng c giá trị cho người sử dụng (một cá nh n) Chúng ta sẽ được quan t m ở đ y v i các ứng dụng nối mạng, c nghĩa chúng được ph n phối qua một môi trường viễn thông và tính toán

ph n tán Một dịch vụ được xác định như là một chức n ng c tính chất chung hoặc h trợ, là một phần của hạ tầng c sở mạng viễn thông và tính toán, hạ tầng c sở này sẵn

PTIT

sàng cho x y dựng tất cả các ứng dụng (Bit ways) Các giao thức mạng là các c chế mạng đ truyền tải các it từ vị trí này t i vị trí khác Các ví dụ về các ứng dụng nối mạng là thư đi n tử, đi n thoại, truy cập c sở d li u, chuy n file, duy t We , và hội nghị truyền h nh Các ví dụ dịch vụ c th là truyền tải m thanh hoặc h nh ảnh, quản

lý h thống file, in, các c chế thanh toán đi n tử, m h a và ph n phối kh a, và ph n phối d li u đáng tin cậy Các ví dụ về giao thức mạng (Bit ways) v i sự linh hoạt đầy

đủ cho các ứng dụng đa phư ng ti n kết hợp là ATM hoặc Internet giao tiếp ằng giao thức IP

Mức các ứng dụng

L p Middleware

L p Truyền tải

Hình I-1 Mô hình mức cho một mạng truyền thông đ phương tiện

Hai loại ứng dụng nối mạng liên quan là:

 Ứng dụng người sử dụng-người sử dụng, trong đ hai hoặc nhiều người sử dụng tham gia vào một số môi trường dùng chung

 Ứng dụng người sử dụng-máy chủ thông tin, trong đ một khách hàng tư ng tác v i một h thống từ xa, nhận hoặc tư ng tác v i thông tin lưu tr trong h thống

M i người sử dụng trong một ứng dụng nối mạng tư ng tác v i một thiết ị đầu cuối nội ộ, thiết ị này lại trao đổi thông tin v i các máy tính hoặc thiết ị đầu cuối ở

xa qua mạng Chúng ta cũng c th tách các ứng dụng nối mạng thành hai l p tư ng ứng v i quan h tư ng tác của người sử dụng v i một máý chủ hoặc v i một người sử dụng khác:

 Ngay lập tức: một người sử dụng tư ng tác v i một máy chủ hoặc một người

sử dụng khác theo thời gian thực, dịch vụ này yêu cầu về trễ và khoảng lặng

hạ tầng tách riêng và chuyên dụng Thứ hai, viễn thông tập trung vào các thông tin liên tục như m thành và h nh ảnh, trong khi tin học tập trung vào lưu tr , khôi phục và xử

lý thông tin Nh ng n t riêng i t này không còn h u ích n a v 2 lý do Thứ nhất, tất

PTIT

cả các ứng dụng và thông tin sẽ dùng chung một c sở hạ tầng liên kết ngang Thứ hai,

là kết quả của hạ tầng mạng chung này, các ứng dụng mạng c th không còn ph n đoạn như nguyên ản n a

Sự tri n khai linh hoạt các ứng dụng đa phư ng ti n người sử dụng- người sử dụng, người sử dụng-máy chủ thông tin trong môi trường mạng và thiết ị đầu cuối liên kết ngang th hi n cực đỉnh của sự hội tụ Khi các ứng dụng nối mạng hòa trộn tự

do các phần tử hợp thành trong viễn thông và tin học, th các ứng dụng này sẽ trở nên tầm thường Khi đ không còn sự khác i t công ngh hay trí tu gi a viễn thông và tin học

Các thành phần h thống nối mạng gi a các mức thường đối xứng cả về chức

n ng và tài nguyên giao thức Trong kiến trúc client-server, một thiết ị đầu cuối của khách hàng liên quan đến một người sử dụng trao đổi thông qua giao thức v i một máy tính chủ không liên quan trực tiếp v i một người sử dụng, mà thực hi n một chức

n ng máy chủ thông tin Chức n ng này thường không đối xứng, v i máy chủ th hi n các chức n ng chính hoặc truy cập c sở d li u và các thiết ị đầu cuối khách hàng tập trung vào giao di n người dùng Các thành phần truyền thông cũng thường không đối xứng, v i hư ng từ máy chủ đến khách hàng thường đòi hỏi ng thông cao h n

Hình I-2 Kiến trúc ng ng hàng và kiến trúc Client-Server

Các kiến trúc a tầng của Hình I-1 là một sự tách i t logic về chức n ng, trong

đ chức n ng ứng dụng sẽ c ản nằm trong các thiết ị đầu cuối, và các chức n ng dịch vụ c th nằm trong các thiết ị đầu cuối hoặc một n i nào đ trong giao thức Một ứng dụng người sử dụng-máy chủ thông tin luôn được thực hi n v i các kiến trúc client-server Như đ tr nh ày, nhiều máy khách sẽ thường truy cập vào một máy chủ duy nhất, máy chủ này cung cấp dịch vụ riêng rẽ về chức n ng nhưng ph n chia thời gian cho các máy khách Đối v i một ứng dụng sử dụng-người sử dụng, n c th

PTIT

được thực hi n ằng một trong hai kiến trúc peer-to-peer hoặc client-server, như th

hi n trong Hình I-3 cho hai người dùng Trong kiến trúc client-server, hai máy khách đang giao tiếp thông qua máy chủ, máy chủ c th thực hi n các ứng dụng ổ sung hoặc chức n ng điều khi n Các kiến trúc client-server đặc i t thích hợp cho các ứng dụng người sử dụng-người sử dụng ị tr ho n, v máy chủ cung cấp một ộ đ m cần thiết đảm ảo tính sẵn sàng ất chấp trạng thái của hàng khác

Mặc dù các máy khách và các thiết ị ngang hàng phục vụ một chức n ng giao

di n người sử dụng như nhau, vẫn c một số khác i t c ản Ví dụ, nhiều khách hàng sẽ nối t i một máy chủ duy nhất trong khi một thiết ị ngang hàng phải được nối

t i một thiết ị ngang hàng ất kỳ khác Đ thiết lập một ứng dụng m i, một máy chủ phải luôn luôn sẵn sàng đáp ứng yêu cầu thiết lập từ một khách hàng, trong khi một khách hàng c th tạo ra một yêu cầu thiết lập Một thiết ị ngang hàng phải c th hoặc tạo ra hoặc đáp ứng một yêu cầu thiết lập, và trong ng cảnh này n giống như một thiết ị lai gi a máy khách và máy chủ Một máy khách c th nhờ cậy vào máy chủ một số chức n ng, trong khi các máy ngang hàng phải tự c tất cả Sự khác i t

l n nhất là khả n ng mở rộng t i số lượng l n nhất người sử dụng, trễ tư ng tác và tính liên kết

hi u gọi là áo hi u kênh chung áo hi u kênh chung đ cho ph p n ng cấp từ các chức n ng kết nối mạch đ n giản sang các thuộc tính tiên tiến h n rất nhiều và cuối cùng sẽ cung cấp các khả n ng áo hi u thiết ị đầu cuối t i thiết ị đầu cuối

PTIT

Dựa vào đ , vẫn còn một hạ tầng máy tính tập trung vào thông tin định hư ng d

li u (đ họa, k xảo) và một hạ tầng viễn thông tư ng đối tách i t tập trung vào các tín hi u liên tục (thoại, video) Chúng đ hội tụ theo một cách tư ng đối “hời hợt” ở các l p vật lý và liên kết d li u, n i mà đi n thoại và hội nghị truyền h nh và mạng máy tính dùng chung công ngh dựa trên truyền tải các it của l p vật lý t i các n i xa

về địa lý Công nghi p viễn thông đ thực hi n mở rộng các công ngh máy tính và phần mềm trong thực hi n cấu h nh và điều khi n mạng Công ngh p máy tính đ thực

hi n hạ tầng c sở viễn thông là các mạng máy tính, nhờ đ cho ph p các ứng dụng nối mạng

Sự mở rộng quan trọng của khả n ng lập tr nh xuất phát từ nh ng tiến ộ phi thường trong giá thành chất lượng của các công ngh đi n tử và truyền thông Đối v i

ất kỳ một ứng dụng nào (như điều khi n, thoại, m thanh, h nh ảnh v v ), các yêu cầu chất lượng cùng v i khả n ng công ngh đi qua 3 giai đoạn:

- Đầu tiên, ứng dụng là rất đắt đ thực thi và thiết kế phần cứng theo đặt hàng Trong giai đoạn này, hi u suất (tính theo n ng lượng, ng thông) là chủ yếu đ sinh lợi nhuận và khai thác thị trường

- Tiếp theo, các thực thi định nghĩa ằng phần mềm c th lập tr nh trở nên thực thi và cuối cùng là mang lại lợi nhuận Ở giai đoạn này, tính hi u quả gi lại một hành động chủ đạo, nhưng chi phí thấp h n và thời gian vào thị trường ngắn h n nhờ định nghĩa ằng phần mềm thường c th vượt qua được các ất lợi chi phí sản xuất của các phần cứng chuyên dụng

- Cuối cùng, tiến ộ công ngh đủ cho các thực thi định nghĩa ằng phần mềm trở nên nh thường Ở giai đoạn này, tính hi u quả cao h n của thực thi ằng phần cứng đặt hàng được ị vượt qua ằng khối lượng sản xuất thấp h n, chi phí thiết kế cao h n và thời gian vào thị trường l n h n

Giải pháp định nghĩa ằng phần mềm là giai đoạn cuối c một ý nghĩa quan trọng Cụ th lad, một chức n ng c ản không nhất thiết nằm trong hoặc được định nghĩa ởi nhà sản suất mà h n thế là c th thay đổi và mở rộng sau này Xu hư ng

hi n đại là hư ng t i sự thích nghi, hư ng t i khả n ng là thường xuyên x y dựng ằng lập tr nh và ổ sung khả n ng đ điều chỉnh môi trường

1.2.4 Li n kết

PTIT

 Một tập hợp các dịch vụ như các dịch vụ phần nhúng (thư vi n chuy n tiền

đi n tử, quản lý kh a v v ) và các dịch vụ thông tin ( m thanh, h nh ảnh ) luôn sẵn sàng cho tất cả các ứng dụng

 Một tập các ứng dụng đa dạng sẵn sàng cho người sử dụng

Ưu đi m chính của mô h nh ngang là cho phép liên kết các thông tin khác nhau trong m i ứng dụng, cũng như các liên kết các ứng dụng khác nhau trong kênh Hi n nay trong viễn thông, các mạng chủ yếu là mạng đa dịch vụ

Một đi m nổi ật khác gi a các mạng là c hay không nhận thức theo nội dung

và nhận thức theo ứng dụng Các mạng liên kết dọc thường là nhận thức theo ứng dụng, c nghĩa chúng nhận dạng các ứng dụng mà chúng đang đang vận chuy n (ví dụ như hội nghị truyền h nh so v i truyền file), trong khi các giao thức ngang thường là không iết ứng dụng (như Internet hi n nay) Các mạng liên kết dọc thường là nhận thức nội dung (chẳng hạn như một mạng truyền h nh theo yêu cầu nhận dạng được phim nào được yêu cầu)

Một đặc đi m quan trọng của liên kết ngang là giao di n mở, giao di n mở c một số tính chất riêng N c một ộ chỉ tiêu k thuật phát hành tự do và cho ph p nhiều thực thi khác nhau độc lập v i chỉ tiêu k thuật Một tính chất mong muốn khác

là khả n ng thêm các chức n ng m i hoặc đ ng Chức n ng đ ng được định nghĩa khi không phát hành hoặc mở rộng cho các ên khác Chức n ng độc quyền c th phát

PTIT

hành hoặc mở rộng nhưng phải tu n thủ ảo v sở h u trí tu Các giao di n mở uộc

tu n theo mô đun và như vậy cho ph p nhiều thực thi và nhiều cách tiếp cận cùng t n tại và phát tri n ở cả hai phía giao di n Một số giao di n mở quan trọng nhất trong công nghi p máy tính được tr nh ày trong Hình I-5 IP là một tiêu chu n mở cho kết nối các giao thức, trong đ các giao thức c th kết hợp nhiều công ngh khác nhau IP cũng cho ph p nhiều ki m thông tin ag ứng dụng nằm trong n Một giao di n quan trọng khác là giao di n lập tr nh ứng dụng h điều hành, giao di n này cho ph p nhiều ứng dụng cùng tôn tại trên cùng giao thức và hạ tầng c sở dịch vụ, trong khi n giấu nhiều chi tiết của hạ tầng c sở Các giao di n ngang cũng t n tại cho điều khi n và

áo hi u đ h trợ liên kết máy tính-đi n thoại

Hình I-5 Một v dụ về gi o diện ng ng mở

Một mục đích của các giao di n ngang mở là đ đ ng g p cho tính mô đun nhờ tách riêng hoặc độc lập của ứng dụng, ứng dụng độc lập v i c sở nền tảng Thêm n a các ứng dụng c th được phát tri n đ ng thời cho nhiều c sở nền tảng khác mục tiêu nhờ tạo ra các đặc trưng c sở nền tảng riêng i t từ mô tả chức n ng chung, dựa trên các ộ công cụ phần mềm phù hợp

Một khái ni m hoàn hảo h n là “middleware”-là một l p ngang nằm ở đỉnh của các máy tính nối mạng, n cung cấp một tập hợp các dịch vụ ph n tán v i các giao

di n lập tr nh tiêu chu n và các giao thức truyền thông

Một sự khác i t khác gi a các mạng là các mạng “hi u iết” nội dung và

“không hi u iết nội dung” hoặc hi u iết ứng dụng hoặc không hi u iết ứng dụng Các mạng liên kết dọc thường là hi u iết nội dung, c nghĩa chúng nhận dạng được các ứng dụng mà chúng vận chuy n (chẳng hạn như hội nghị truyền h nh, truyền file, truyền h nh theo yêu cầu-VoD) Trong khi các mạng liên kết ngang thường là “mù ứng dụng” (chẳng hạn như Internet)

PTIT

Một đặc đi m quan trọng của liên kết ngang là giao di n mở v i nh ng đặc đi m riêng Chúng c một ộ chỉ tiêu k thuật c th sử dụng tự do và cho ph p nhiều thực thi khác nhau từ ộ chỉ tiêu này Một đặc đi m riêng mong muốn khác là khả n ng thêm m i hoặc đ ng chức n ng Chúng ta c th định nghĩa chức n ng đ ng khi không muốn xuất ản hoặc cho tổ chức khác mở rộng Chức n ng riêng này c th được phát hành và mở rộng nhưng phải chịu ảo v quyền sở h u trí tu

Một mục đích của các giao di n ngang mở là đ đ ng g p các mô đun tháo rời nhờ sự độc lập của ứng dụng v i c sở nền tảng

Cách thứ hai, viễn thông tập trung vào các thông tin liên tục như m thanh, h nh ảnh, trong khi tin học tập trung vào lưu tr , tím kiếm và tính toán thông tin

Nh ng khác i t này không k o dài v 2 lý do:

- Thứ nhất, tất cả các ứng dụng và thông tin sẽ dùng chung một hạ tầng liên kết ngang

- Thứ hai, là sự mở rộng của hạ tầng chung này, các ứng dụng không l u n a

c th được ph n đoạn r ràng h n

Sự khai thác linh hoạt các ứng dụng đa phư ng ti n người dùng-t i-người dùng, người dùng-t i-các máy chủ thông tintrong một thiết ị đầu cuối liên kết ngang và môi trường mạng i u hi n đỉnh cao của hội tụ Các ứng dụng nối mạng, kết hợp tự do các thành phần cấu thành viễn thông và tin học sẽ trở nên tầm thường Sẽ không t n lại l u dài ất kỳ sự khác i t về công ngh hay trí tu đ ph n i t viễn thông và tin học Động lực và tốc độ của tiến tr nh phát tri n các ứng dụng người dùng-t i người dùng

sẽ trở nên ngang ằng v i các ứng dụng người dùng-t i-máy chủ thông tin

1.3 Khung cơ sở công nghệ

Đa phư ng ti n và truyền thông đa phư ng ti n được nh n nhận tổng th như là một h thống ph n cấp Các ứng dụng và phần mềm đa phư ng ti n cung cấp một môi trường tư ng tác cho các đối tượng sử dụng Khi một máy tính yêu cầu thông tin từ các máy tính hoặc máy chủ ở xa, thông tin đa phư ng ti n phải vận chuy n qua mạng máy tính V số lượng thông tin truyền dẫn h nh ảnh và m thanh c th rất l n, nên đ giảm trễ truyền thông thông tin đa phư ng ti n phải được n n trư c khi truyền qua

PTIT

mạng Các ràng uộc như là gi i hạn trễ và iến thiên trễ được sử dụng đ đảm ảo được các hi u ứng m thanh và h nh ảnh ở phía thu Do đ các mạng truyền thông đang thực hi n n ng cấp liên tục đ n ng cao khả n ng truyền thông đa phư ng ti n Các mạng nội ộ được sử dụng đ kết nối các máy tính nội ộ v i các thiết ị khác Mạng vùng rộng (WAN) và Internet nối v i mạng nội ộ (LAN) Các tiêu chu n m i

h n và tốt h n liên tục được phát tri n đ cung cấp một xa lộ thông tin toàn cầu, mà qua đ thông tin đa phư ng ti n sẽ được chuy n qua

1.3.1 Các công nghệ đ phương tiện

C một số lượng l n các công ngh và sản ph m đa phư ng ti n đ được chấp thuận rộng r i như QuickTime và Video for Windows

C một tiêu chu n ISO v i tiêu đề MHEG (Multimedia Hypermedia Information Coding Expert Group)-tiêu chu n này là ISO/IEC JTC1/SC29 WG12 dành cho các l p đối tượng điều khi n tr nh diễn thông tin đa phư ng ti n và siêu thông tin MPEG-5 là tiêu chu n h trợ ph n phối các ứng dụng đa phư ng ti n tư ng tác trong môi trường client server đa nhà cung cấp thiết ị Các nhà phát tri n sử dụng các tiêu chu n này đ phát tri n ca\cs ứng dụng, ởi v sự tr nh diễn thông tin là c th thay thế cho nhau trong các khả n ng mô tả tài li u của HTML (Hyper Text Markup Language) MHEG cung cấp các khả n ng giám sát đa phư ng ti n ổ sung Tiêu chu n Abstract Syntax Notation (ASN.1) của ISO được sử dụng đ miêu tả gi a các nền tảng máy tính khác nhau, các ngôn ng và h điều hành khác nhau Tiêu chu n sử dụng không gian (tọa độ

3 chiều) và thời gian đ đ ng ộ i u diễn

a/ SONET (Synchronous Optical Network)

SONET đ được Bellcore phát tri n cho kết nối mạng vùng rộng ANSI và được

sử dụng ở nhiều nư c trên thế gi i, an đầu là M và Canada Tư ng tự ở Ch u Âu, SDH (Synchronous Digital Hierarchy) là một tiêu chu n của ITU-T SONET và SDH

về c ản tư ng thích v i nhau ở tín hi u truyền tải đ ng ộ (STS 3C 155,52M ps) và

nô đu truyền tải đ ng ộ (STM-1) SONET sử dụng một khung đ vận chuy n thông tin tốc độ thấp h n (các nhánh: m thanh, h nh ảnh và d li u) ng thông cho m i nhánh được ảo đảm SONET sử dụng gh p đ ng ộ (SMUX) và các ộ gh p add drop (ADM) đ chèn một t n hi u từ ngu n và đ tách tín hi u ở phía thu

o 802.2–điều khi n kênh logic đánh địa chỉ các đi m đa dịch vụ cho nhiều ứng dụng đ ng thời và cho các hoạt động định hư ng kết nối, phi kết nối

và xác nhận

o 802.3–Tiêu chu n Ethernet

o 802.4–Giao thức tiêu chu n token

o 802.5– Tiêu chu n token ring

o 802.12–Tiêu chu n 100VG-AnyLAN

Ethernet là LAN được tri n khai rộng r i nhất và m i h n là tiêu chu n Ethernet Token us được tri n khai rất hạn chế v vấn đề sản xuất

Fast-Token Ring sử dụng các trạm theo một vòng tròn và sử dụng một token đ tránh tranh chấp

 Fast Ethernet và 100VG-AnyLAN: Ethernet an đầu được thiết kế đ nối các máy trạm ằng cáp đ ng trục, sau đ được phát tri n lên các đôi d y xoắn đ nối các máy trạm t i một hu Tốc độ truyền tải là 10M ps Đ n ng cao tốc

độ, fast Ethernet đ được phát tri n đ cung cấp 100 M ps và phải sử dụng một Hu đ kết nối các máy trạm 100VG-AnyLan đ được thiết kế đ giám sát truyền thông đa phư ng ti n thông qua một phư ng thức nhu cầu yêu tiên

N ấn định ưu tiên cao cho đa phư ng ti n, trái v i Ethernet sử dụng đa truy nhập cảm ứng s ng mang v i phát hi n xung đột (CSMA CD) Ethernet không

th ấn định ưu tiên cao cho lưu lượng thời gian thực như d li u m thanh và

h nh ảnh Các Hu của một 100VG-AnyLAN c th được kết nối theo h nh sao ph n cấp v i l n nhất 3 l p, và LAN token ring c th được kết nối như là một phần của mạng Cáp sử dụng trong fast Ethernet c th dùng trong 100VG-AnyLAN

 Các LAN được chuy n mạch: Một môi trư nghf dùng chung trong LAN đ

tr nh ày ở trên sẽ c các vấn đề về khả n ng mở rộng Khi số lượng các máy trạm t ng lên, ng thông hi u dụng của m i trạm ị giảm xuống Vấn đề này

c th được làm nhẹ t nhờ sử dụng một LAN được chuy n mạch, LAN này kết nối các máy trạm qua một hu chuy n mạch Truyền thông không th ị chặn nếu không c tranh chấp đối v i cùng đích đến H n n a hoạt động của mạng c th mở rộng được ộ chuy n mạch c th hi u vị trí một máy trạm LAN thông qua điều khi n truy cập môi trường (MAC) và địa chỉ trong một máy trạm LAN ở phạm vi tư ng tự như sử dụng cầu nối

o ộ chuy n mạch l p 2 thực hi n ở l p 2 của mô h nh tham chiếu OSI và

xử lý như một cầu nối N c th kết nối nhiều LAN và máy trạm ộ chuy n mạch l p 2 nhanh h n cầu nối ởi v n sử dụng các mạch tích hợp chuyên dụng (ASIC) đ chuy n mạch lưu lượng

PTIT

o ộ chuy n mạch l p 3 được thiết kế đ n ng cao hoạt động và giảm chi phí router, router dùng đ kết nối mạng ở l p 3 của mô h nh tham chiếu OSI Một router thực hi n 2 chức n ng: (1) tạo ra ảng định tuyến cho chặng tiếp theo nhờ thu thập thông tin của các router l n cận cũng như (2) chuy n mạch khung t i cổng ra thích hợp dựa trên ảng định tuyến

ộ chuy n mạch l p 3 được thiết kế đ thực hi n chức n ng thứ hai ằng ASIC ảng định tuyến c th c được từ một máy chủ định tuyến (được thiết kế đ thực hi n chức n ng đầu tiên) Một số ộ chuy n mạch c th dùng chung một tuyến đ giảm chi phí và ASIC c th chuy n mạch nhanh h m là một router dựa trên RISC

c/ TV ch t ư ng c o (HDTV)

The Federal Communications Commission (FCC) đ thu hút và đ nhận được các

đề xuất vào n m 1988 cho HDTV Hi p hội Grand ao g m General Instruments, Philips, David Sarnoff Research Center, Thomson Consumer Products, AT&T, và Zenith đ được thành lập n m 1993 Hi p hội Grand đ chọn MPEG-2 Main Profile và High Level đ m h a và truyền tải h nh ảnh, và AC-3 do Dolby Labs phát tri n cho

m h a m thanh, trong khi sử dụng MPEG-2 TS cho đ ng g i và gh p kênh ng thông của kênh truyền là 6MHz, tốc độ d li u 19,4 M ps, trong khi các gói MPEG được trộn và ổ sung thêm các thông tin sửa l i

d/ Cable TV (CATV)

Các dịch vụ m i từ CATV ao g m đi n thoại, fax, video theo nhu cầu và truy cập máy tính t i Internet Một modem cáp phải được sử dụng đ kết nối Internet được nối gi a cáp dẫn và các card giao di n mạng Ethernet ng thông của cáp được dùng chung cho tất cả các khách hàng trên cùng cáp CATV như là Ethernet

Tùy theo nhà cung cấp thiết ị modem cáp, tốc độ hư ng về từ Headend t i gia

đ nh từ 4-27M ps và hư ng đi từ gia đ nh t i headend là 96Kbps-27Mbps CATV

thực hi n các dịch vụ thoại thong qua SONET nối Headend với mạng đi n thoại

chuy n mạch công cộng PSTN

e/ Đường dây thuê bao s (xDSL)

Đ cạnh tranh v i CATV đối v i các dịch vụ VoD và Internet, các công ty đi n thoại đang tri n khai xDSL xDSL ao g m:

f/ Internet

Internet đ phát tri n từ mạng d li u cộng đ ng đ ng thành một hạ tầng x hội thông tin toàn cầu Các khách hàng đang tin tưởng vào Internet trong kinh doanh, không chỉ ở các dịch vụ World Wide We và các ứng dụng truyền thống như truyền Email, truyền file mà còn đang ngày càng t ng các ứng dụng thời gian thực như m thanh, h nh ảnh thời gian thực và các ứng dụng dùng chung

Mục tiêu thiết kế an đầu của Internet là đ làm mạng d li u c khả n ng chịu

l i cao cho quốc phòng Đ thực hi n được, số lượng d li u dùng chung trong mạng

và các h thống đầu cuối là tối thi u, đ là thông tin đủ đ tính toán tập hợp các tuyến Trư c đ y các routerr sử dụng hàng đợi FIFO (vào trư c ra trư c) cho tất cả các lưu lượng v thực hi n n đ n giản Nhưng sau một thời gian ngày càng t ng nhu cầu thực

hi n quản lý cho các dụng khác nhau, cho các khách hàng khác nhau và cho các mạng quá tải

Các giai đoạn phát tri n giao thức và thực hi n mạng Internet như sau:

 Giai đoạn đầu định nghĩa dịch vụ và ý tưởng chuy n ki u dịch vụ được đề xuất Các router ph n i t lưu lượng hoặc ằng ki m tra các it đặc i t trong giao thức IP hoặc ằng giao thức ứng dụng Tất cả các giao thức truyền file (FTP) và giao thức ứng dụng World Wide We , giao thức truyền siêu v n ản hoạt động qua giao thức điều khi n truyền dẫn (TCP), giao thức này mở rộng

từ giao thức IP không tin cậy đ cung cấp vận chuy n ứng dụng tin cậy và

tr nh tự

 Tác dụng của định tuyến ki u dịch vụ và điều khi n tắc ngẽn TCP là đ mạng cung cấp dùng chung công ằng cho các khách hàng ởi v tất cả các khách hàng TCP c chung một dung lượng mọi lúc, nên thời gian sử dụng ị thay đổi phụ thuộc vào số lượng người sử dụng hi n tại Một h thống truy cập thuê riêng đ được các nhà khai thác Internet đưa vào khai thác

 Truyền thông nh m rất h u ích cho các ứng dụng liên quan t i nhiều thiết ị thu và phát đ ng thời Đường trục multicast là một ch ng phủ ảo trên mạng Internet hi n tại đ cung cấp dịch multicast, nhờ đ giảm được đáng k tải trên mạng cho các ứng dụng như vậy an đầu người ta hy vọng c th sử dụng n cho các giao dịch thay thế, nhưng thiếu các giao thức truyền tải (end-to-end)

đ h trợ chúng Multicast đ được tri n khai nhanh ch ng h n cho họ các ứng dụng dựa trên UDP, cho các chư ng tr nh hội nghị truyền h nh và m thanh Các ứng dụng đi n h nh dựa trên UDP cung cấp tốc độ g i gần như cố định t i mạng Đ h trợ số lượng tùy ý khách hàng sử dụng các ứng dụng này mà không ị quá tải, Internet đ phải mở rộng ằng một số cách như:

PTIT

o Đặt trư c tài nguyên: c th làm vi c v i một l p l n các ứng dụng nhưng sẽ luôn luôn là một số ứng dụng chiếm phần l n dung lượng mạng

o Tính cư c dựa trên sử dụng: phư ng thức này đ nhận được sự quan t m tronng nghiên cứu phát tri n tiêu chu n

1.3.2 Kết n i mạng đ phương tiện

Nhiều ứng dụng như thư đi n tử, hội nghị truyền h nh, và các h thống làm vi c cộng tác yêu cầu đa phư ng ti n được nối mạng Trong các ứng dụng này, các đối tượng đa phư ng ti n được lưu tại một máy chủ (server) và được ch i lại (play ack) ở các máy khách (Clients) Các ứng dụng như vậy c th yêu cầu quảng á d li u t i các vị trí ở xa khác nhau hoặc truy cập nh ng n i tr các tài nguyên đa phư ng ti n

l n Các mạng đa phư ng ti n yêu cầu tốc độ hoặc ng thông rất l n, thậm chí ngay

cả khi d li u đ được n n Các mạng truyền thống được dùng đ cung cấp các truyền dẫn l i tự do (error-free) Tuy nhiên hầu hết các ứng dụng đa phư ng ti n c th chịu dựng l i truyền dẫn do sự hỏng hoặc tổn thất g i mà không cần truyền lại hoặc sửa l i Trong một số trường hợp, đ thỏa m n các yêu cầu vận chuy n thời gian thực hoặc c được đ ng ộ, một số g i thậm chí ị ỏ đi Chúng ta c th áp dụng các giao thức truyền dẫn trọng số thấp cho các mạng đa phư ng ti n Các giao thức này không th chấp nhận phát lại ởi v chúng c th g y ra trễ không chấp nhận được

Các mạng đa phư ng ti n cung cấp khoảng lặng thấp cần thiết cho hoạt động

tư ng tác V d li u đa phư ng ti n phải được đ ng ộ khi n t i đích, các mạng nên cung cấp truyền dẫn đ ng ộ c dịch thấp (jitter)

Trong các mạng đa phư ng ti n, hầu hết các trao đổi thông tin là đa đi m trái v i truyền thông truyền thống Ví dụ như các hội nghị liên quan t i nhiều h n 2 thành viên tham gia cần phân phối thông tin bằng các thiết bị khác nhau t i từng thành viên khác Các mạng hội nghị sử dụng các phư ng pháp ph n phối multicast và nối cầu Multicast tái tạo một tín hi u vào duy nhất và vận chuy n nó t i nhiều đích Cấu nối kết hợp nhiều tín hi u đầu vào thành một hoặc nhiều tín hi u ra, sau đ vận chuy n các tín hi u

t i t i các thành viên

Các mạng truyền thống Ethernet không phù hợp v i đa phư ng ti n vì nó chỉ cung cấp 10Mbps, thời gian truy cập không bị gi i hạn, còn khoảng lặng và độ dịch không th dự đoán được Các mạng token-ring cung cấp 16Mbps, chúng có th giám sátv đa phư ng, tuy nhiên khoảng lặng truy cập có th rất cao

Một mạng FDDI (Giao di n d li u phân phối trên cáp quang) cung cấp ng thông 10M ps, đủ cho đa phư ng ti Ở chế độ đ ng bộ, FDDI có khoảng lặng truy cập nhỏ và độ dịch nhỏ N cũng đảm bảo trễ truy cập bị gi i hạn và ng thông trung bình dự áo được đối v i lưu lượng đ ng bộ Tuy nhiên do chi phí cao, các mạng

PTIT

FDDI được sử dụng chủ yêu làm mạng đường trục nhiều h n là mạng cho các máy trạm

Các lựa chọn đỡ tốn k m h n là các mạng truyền thống mở rộng:

 Fast Ethernet cung cấp lên t i 100Mbps

 Token ring ưu tiên: lưu lượng đa phư ng ti n được tách riêng khỏi lưu lượng thông thường theo độ ưu tiên H nh I-6 chỉ ra một tokenring ưu tiên ộ quản

lý ng thông đ ng vai trò chính nhờ các phiên theo d i, xác định ưu tiên và

đ ng ký phiên đa phư ng ti n

Hình I-6 Token ring ưu ti n

Chúng c 3 phư ng thức vòng ưu tiên cho các ứng dụng hội nghị truyền hình:

 Ưu tiên như nhau đối v i video và các g i không đ ng bộ

 Ưu tiên cao cố định cho các g i video và ưu tiên thấp cố định cho các gói không đ ng bộ

 Ưu tiên cao có điều chỉnh theo thời gian cho các g i video và ưu tiên thấp cố định cho các g i không đ ng bộ

Phư ng thức thứ nhất đòi hỏi cạnh tranh trực tiếp gi a hội nghị truyền hình và các trạm đ ng bộ và phư ng thức này đạt được trễ mạng nhỏ nhất cho các khung không đ ng bộ Tuy nhiên nó làm giảm chất lượng hội nghị truyền hình

Phư ng thức thứ hai, trong đ các trạm hội nghị truyền hình c ưu tiên cao cố định sẽ không bị suy giảm chất lượng hội nghị nhưng làm t ng trễ mạng không đ ng

bộ

Cuối cùng h thống ưu tiên c điều chỉnh thời gian cung cấp sự cân bằng gi a hai phư ng thức trên Chất lượng của hội nghị truyền hình tốt h n phư ng thức thứ nhất trong khi trễ mạng không đ ng bộ cũng ngắn h n phư ng thức thứ hai

1.3.3 Hội ngh đ phương tiện

Hội nghị đa phư ng ti n cho ph p số lượng l n các thành viên trao đổi thông tin

đa phư ng ti n qua các mạng thoại và d li u M i thành viên c một máy trạm đa phư ng ti n kết nối v i các máy trạm khác qua các mạng tốc độ cao M i thành viên

c th gửi hoặc nhận h nh ảnh, m thanh và d li u; đ ng thời c th thực hi n các

PTIT

hoạt động cộng tác nhất định Hội nghị đa phư ng ti n sử dụng khái ni m không gian làm vi c ảo dùng chung, không gian này mô tả một phần màn h nh được tái tạo lại ở mọi máy trạm

Thách thức l n nhất trong hội nghị đa phư ng ti n xảy ra khi các thành viên hội nghị liên tục phát đi các dòng h nh ảnh và m thanh Các nghiên cứu tập trung vào kết hợp các dòng này v i nhau đ tạo thành một dòng gh p Người ta đ đưa ra nhiều công ngh và giao thức cho đánh số phư ng ti n và kiến trúc truyền thông tối ưu

Các h thống hội nghị đa phư ng ti n phải cung cấp nhiều chức n ng như thiết lập nhiều cuộc gọi đ ng thời, truyền dẫn t nh trạng hội nghị, điều khi n m thanh và

h nh ảnh theo thời gian thực, ph n ổ động tài nguyên mạng, truyền d li u đa đi m,

đ ng ộ không gian dùng chung và điều chỉnh h thống dư i các điều ki n l i

Các kiến trúc h thống hội nghị c th được ph n i t ằng vị trí của các chức

n ng tổng hợp m thanh và các cấu h nh kết nối của chúng Do vậy c 2 l p kiến trúc

c tên gọi là Tập trung và Ph n tán, ngoài ra l p thứ a là l p lai Các h thống từ các

họ này c th được đánh giá dư i dạng chất lượng, khả n ng mở rộng, khả n ng mở rộng, khả n ng tư ng thích v i các tiêu chu n hi n tại và thực tế

a/ Kiến trúc hội ngh t p trung

Hội nghị thoại từ xa đ được cung cấp ằng các cầu nối hội nghị tập trung, nh ng người tham dự quay số t i một trung t m vào một thời đi m đ chu n ị trư c Các

đi m cuối thiết lập kết nối một-một (từng đôi một) và các kết nối áo hi u Các cầu nối thiết lập các đường dẫn d li u gi a các đi m cuối nhờ tổng hợp các tín hi u đầu vào v i nhau và trả lại tín hi u đ tổng hợp cho các hội nghị Đ tránh tiếng vọng,

nh ng người tham dự nhận một tín hi u m thanh r ràng ao g m tất cả m thanh của

nh ng người tham dự trừ tiếng n i của họ Cầu nối làm giảm nhiễu nền và khả n ng xảy ra tiếng vọng nhờ chỉ tổng hợp M trong N người n i

b/ Các kiến trúc hội ngh phân tán

Trong một hội nghị ph n tán, các thiết ị trao đổi v i nhau gi a các đi m cuối

mà không sử dụng cầu tập trung Chất lượng m thanh được t ng lên nhờ loại ỏ được chuy n tiếp của các cầu Tuy nhiên các đi m cuối phải c khả n ng nhận và tổng hợp nhiều dòng đ ng thời Sự ph n tán chức n ng xử lý m thanh qua các đi m cuối dẫn

t i không yêu cầu tính toán nhiều như các cầu nối thông thường Hội nghị ph n tán được i u diễn ằng các mô h nh full-mesh và mô h nh hội nghị multicast (đa phư ng)

 Trong hội nghị full-mesh (N thành viên), một kết nối phư ng ti n full-duplex được thiết lập gi a tất cả các các thành viên tạo ra các kết nối mesh M i đi m cuối phát một ản sao dòng d li u của n t i N-1 đi m cuối khác và nhận N-

1 dòng về M i cặp đầu cuối c th trao đổi thông tin v i nhau ằng một ki u

PTIT

CODEC ất kỳ Điều khi n áo hi u của các đi m cuối c th tập trung ở máy chủ, sao trạng thái cho hội nghị được duy tr , trong đ trạng thái hội nghị c

th ao g m các thành viên hội nghị hoặc các yêu cầu dịch vụ m thanh ổ sung

 Hội nghị multicast là đ ng nghĩa v i hội nghị vùng rộng qua M one Trong một hội nghị multicast, m i đi m cuối phát một ản sao duy nhất của dòng d

li u t i địa chỉ multicast và nhận N-1 dòng về Đối v i phía thu, không c g thay đổi so v i kịch ản của full-mesh trừ các dòng về trên 1 cổng Hội nghị multicast là một dạng khác của hội nghị tập trung Thay v kết nối t i một cầu hội nghị các đi m cuối tham gia hội nghị ằng đ ng ký t i một địa chỉ multicast của hội nghị Địa chỉ này c th được quảng cáo ởi một trong

nh ng đi m cuối hoặc ởi một máy chủ trung t m hoặc được ph n phát t i các thành viên tham dự trư c khi hội nghị

hi u của người n i thứ hai và ngược lại

Kiến trúc hội nghị không c chuy n tiếp này c một số đặc đi m cần quan t m

H thống loại ỏ được chuy n tiếp, hoạt động độc lập v i CODEC m thanh và giảm yêu cầu tính toán của cầu Nhược đi m lag các mở rộng của giao thức cần phải mang

d li u của hội nghị, trong khi các đi m cuối phải h trợ thiết ị đầu cuối và kết hợp nhiều dòng d li u đ ng thời

đ ng vai trò quan trọng trong thiết kế, phát tri n và khai thác nhiều ứng dụng, dịch vụ

hi n nay và tư ng lai dựa trên vận chuy n g i hi u quả t i nhiều đích đ ng thời Mặc

dù khái ni m của multicast c v như rất hấp dẫn ên ngoài nhưng thực ra là rất kh

kh n đ thực hi n trong môi trường nhiều nhà cung cấp dịch vụ Internet

PTIT

V i nh ng tiến ộ trong công ngh h nh ảnh số, dịch vụ video theo nhu cầu đ tri n khai trong thực tế một vài n m gần đ y H thống VoS l n cần lưu tr vài tr m

ộ phim và h trợ hàng ngh n khách hàng

Đ phát tri n một giải pháp tiết ki m chi phí, nhiều nhà nghiên cứu đ nghiên cứu trên nhiều tài nguyên khác nhau, các chính sách ph n chia sử dụng khả n ng multicast của các mạng truyền thông tiên tiến Trong một một n m gần đ y, các phư ng thức quản á khác nhau như pyramid (kim tự tháp), harmonic (điều hòa), skyscraper (chọc trời) đ được đề xuất đ làm giảm trễ k hởi tạo và yêu cầu

ng thông nhờ sử dụng ộ đ m thu

Ngoài quảng á, phư ng thức multicast cũng được sử dụng đ phục vụ một nh m các khách hàng đ tối thi u yêu cầu h thống Khác v i phư ng thức quảng á c ng thông ị gi i hạn, yêu cầu ng thông cho phư ng thức multicast độc lập v i tốc độ t i của các phim video Gi a nhiều cách tiếp cận nh m khác nhau trong h thống multicast này th quá thời gian nh m ( atching-by-timeout) và kích thư c nh m là hai cách tiếp cận phổ thông nhất sử dụng các chính sách đ n giản Một số phư ng thức

nh m m i như mang thích ứng và nh m thích ứng đ được đề xuất cho các dịch vụ theo yêu cầu thời gian R ràng, truyền dẫn quảng á sẽ là hi u quả nhất nếu video là rất phổ iến Tuy nhiên nếu tốc độ t i cho video không đủ th một số tài nguyên sẽ ị

ỏ phí và phư ng thức nh m sẽ hi u quả h n

1.3.5 Các công nghệ cho nội dung s (e-Content)

Một công ngh m i c hi u lực c nghĩa là một cú thúc của ngành công nghi p

Cú thúc của thời đại chúng ta là kết quả của hi u ứng kết hợp 3 công ngh chính:

 Xử lý tín hi u: chuy n đổi các tín hi u tư ng tự thành các tín hi u số;

 Công ngh thông tin: cho ph p xử lý d li u ở dạng số

 Viễn thông: cho ph p truyền d li u số đến từ ất kỳ ch nào trên thế gi i Nội dung số t i được các khách hàng cuối gọi là nội dung đi n tử

Vào đầu nh ng n m 1990, CD-ROM-một thiết ị ngoại vi của máy tính khai thác

k thuật số tư ng tự CD đ trở thành một thiết ị phổ iến đ lưu tr d li u máy tính

và các chư ng tr nh T i gi a nh ng n m 90, CD-ROM đ trở thành một thiết ị ngoại

vi tiêu chu n cho máy tính PC và sau đ là các CD c th ghi được, khi đ hàng tri u

PTIT

người sử dụng c th sao ch p các đĩa CD của họ Đ ng thời các công ngh n n m thanh-h nh ảnh đ đạt được hoàn thi n và được tiêu chu n h a Hàng tri u CD video

c th xem phim hàng giờ trên một đĩa như CD, các đầu thu truyền h nh số và một thế h m i của CD c th lưu tr các ộ phim 2 giờ chất lượng cao Các thiết ị này đ thỏa m n được khách hàng, cung cấp cho khách hàng các thiết ị ngày càng nhỏ h n v i nhiều chức n ng h n và nhiều h nh ảnh, m thanh h n

DVD-b/ Các mạng kỹ thu t s

Vào gi a nh ng n m 90, Internet đ đạt được mức sử dụng mở rộng t i môi trường giáo dục nghiên cứu quốc phòng Ngôn ng HTML-một tiêu chu n khuôn dạng trang v i khả n ng định nghĩa đường dẫn đ tạo ra World Wide We v i hàng tri u trang v n ản v i đ họa được siêu liên kết và sử dụng máy tính c th truy cập được ằng các tr nh duy t Một số công ty đ ổ sung them một số thông tin khác như h nh ảnh và m thanh Tuy nhiên tốc độ it thấp c th sử dụng cho phần l n khách hàng (vài chục k ps) đ làm giảm chất lượng m thanh và h nh ảnh

c/ Chu i giá tr

Các mô h nh kinh doanh đang phát tri n không ngừng, đôi lúc cho ph p và đôi lúc i u hi n sự phát tri n của công ngh Sử dụng đi n h nh hi n nay của WE là đ quảng á sản ph m hoặc dịch vụ

H nh I-7 mô tả các nh n tố trong chu i giá trị Trung t m của h nh chỉ r 3 nh n

tố chính: nhà cung cấp nội dung, người án l và thiết ị của người tiêu dùng Ngoài ra còn c 4 nh n tố n a:

 Các dịch vụ tài chỉnh: giải quyết các giao dịch gi a 2 khối ất kỳ

 Các dịch vụ thư vi n: cung cấp thông tin nội dung và h trợ khách hàng t m kiếm nội dung quan t m

 Các dịch vụ công ngh : yêu cầu i u diễn, sự gắn kết, ph n phối, tiêu dùng nội dung hoặc d li u về nội dung

 Các dịch vụ vận chuy n: chuy n nội dung gi a nh ng người sử dụng

Hình I-7 Chu i giá tr

PTIT

N i chung, c th n i rằng cứ gi a 2 khối c một lu ng nội dung và d li u liên quan t i nội dung: một lu ng các quyền sử dụng, một lu ng các quyền công ngh cho

ph p mang và tiêu thụ nội dung và một lu ng tài chính đ giải quyết chuy n giao các quyền nội dung và liên quan H n n a, luật pháp đ ng một vai trò quan trọng trong cho ph p và hủy ỏ một số chức n ng của một số khối

Ngoài ra còn một số công ngh khác:

 i u diễn thông tin: MPEG-1, MPEG-2 và MPEG-4

 Mô tả, nhận dạng và ảo v nội dung

1.4 Khung cơ sở ti u chuẩn h

Khi các công ngh m i đưa ra các chức n ng và hoạt động tốt h n th nhu cầu đối v i các tiêu chu n đ giảm số lượng l n thay đổi trật tự và kết hợp ngày càng trở nên quan trọng Không c các tiêu chu n, các dịch vụ thời gian thực sẽ ị ảnh hưởng

v các ộ m h a và giải m không th trao đổi thông tin v i nhau Các dịch vụ không theo thời gian thực sử dụng các dòng it lưu tr cũng c th ất lợi hoặc ởi v sự không sẵn sàng của các nhà cung cấp dịch vụ trong m h a nội dung của họ theo nhiều khuôn dạng đ thỏa m n các khả n ng của khách hàng hoặc ởi v sự miễn cưỡng của khách hàng khi phải cài đặt số lượng l n các ộ giải m

Sự tiêu chu n h a các h thống truyền thông trư c đ y được tạo ra ởi các ngành công nghi p riêng theo sự liên kết dọc Đa phư ng ti n kết hợp các dạng truyền thông khác nhau yêu cầu một cách tiếp cận m i-ngang hoặc theo l p-đ phát tri n các tiêu chu n Điều đ c nghĩa một sự thay đổi c n ản về cách mà các tiêu chu n được tạo

ra Sự t ng cường ng thông cho các khách hàng cuối cũng g y ra sự thay đổi về vai trò của quyền lực công cộng trong điều chỉnh sử dụng công ngh cung cấp dịch vụ

C nhiều định nghĩa về tiêu chu n h a Chúng ta c th định nghĩa đ là quá

tr nh các cá nh n nhận iết được ưu đi m của công vi c đang thực hi n theo một cách

đ ng thuận và soạn thành luật l rằng thỏa thuận thống nhất Ngược lại chúng ta thỏa

hi p gi a cái chúng ta muốn làm và cái người khác muốn làm Mặc dù n ràng uộc tự

do của chúng ta, nhưng chúng ta vẫn thường tham gia vào như một thỏa thuận ởi v các ưu đi m vượt trội các nhược đi m

Tất cả các ngành công nghi p đ phát tri n các h thống liên kết dọc ởi v nhiều phư ng ti n khác nhau đ tr nh ày thông tin khác nhau Nh ng n m gần đ y khi xem

x t thị trường, theo nhu cầu của người sử dụng đều hư ng t i thống nhất i u diễn thông tin

Truyền h nh quảng á đ c thay đổi ằng truyền h nh v tinh Các ộ thu đa-tiêu chu n đ dùng chung cho các các quốc gia theo các tiêu chu n multimedia Tư ng tự,

h thống đi n thoại, c n ản được x y dựng đ vận chuy n trong suốt ng thông

PTIT

3,1kHz nhưng hi n nay mang cả h nh ảnh (fax) và thậm chí video thời gian thực (video phone)

Các ứng dụng máy tính trư c đ y phát tri n theo nhu cầu khách hàng v i khả

n ng phần cứng hạn chế được sử dụng trên các máy tính l n (mainframe) th hi n nay được thực hi n ngay trên các máy tính cá nh n (như xử lý v n ản, ảng tính, c sở d

li u, duy t Internet và các trò ch i) Các chư ng tr nh c th tạo ra và dùng các khuôn dạng d li u độc lập v i phần cứng Trư c kia chỉ c th tư ng tác qua màn h nh và

àn phím, nhưng các máy tính ngày nay cần t i khả n ng “n i chuy n” v i các máy tính khác Trong khi các tiêu chu n đ được tạo ra ằng các thỏa thuận gi a các nhà sản xuất, các nhà cung cấp địch vụ, và các c quan chính sách, th thị trường đ chỉ ra rằng nh m không chú ý t i các thỏa thuận này là các khách hàng (người sử dụng) Các sắp xếp m i trong lĩnh vực k thuật số yêu cầu các tiêu chu n m i và các cách m i đ tạo ra chúng Khi nhu cầu các tiêu chu n đ phát sinh trong thế gi i tư ng

tự, th các đại di n từ các ngành công nghi p đ thỏa m n và t m ra một cách kết hợp công ngh m i mà không quá ầm Công ngh thay đổi nhanh ch ng nhưng con người và các tổ chức th vẫn dậm ch n ở các mô h nh cũ

Chúng ta phải làm g đ cải cách các tổ chức tiêu chu n 5 c quan tổ chức quốc liên quan (ITU-T, ITU-R, ISO, IEC và JTC1) c truyền thống khác nhau, thường “cọc cạch” v i nhau và c các lĩnh vực nghiên cứu cố h u của m nh Sự miễn cưỡng của các tổ chức chu n chính thống đối v i cải cách đ dẫn t i thiết lập Ủy an nghe-nhìn

số (DAVIC) Ủy an này dựa trên nguyên tắc là các tiêu chu n nghe nh n cần hư ng

t i sự liên kết end-to-end qua các quốc gia, các dịch vụ và các ứng dụng Chúng ta nên tạo ra một ưu tiên trong miền số Vi c thực hi n nguyên lý này yêu cầu thay đổi ản

chất của các tiêu chu n t các ti u chuẩn hệ th ng s ng ti u chuẩn thành phần

hoặc công cụ Các ộ liên kết h thống phải lắp gh p được v i các công cụ x y dựng

h thống Nếu các công cụ là đối tượng của tiêu chu n h a trong môi trường m i, th chúng ta phải sáng chế ra một quá tr nh m i, quá tr nh này sẽ tạo ra các công cụ h u ích

Các ư c thực tế sau đ y nên được thực hi n đ c kết quả mong muốn:

 Chọn các ứng dụng mục tiêu

 Li t kê các chức n ng cần thiết cho từng ứng dụng

 Chia nhỏ các chức n ng thành các thành phần c độ phức giảm xuống đủ đ

c th nhận dạng trong các ứng dụng khác

 Nhận dạng các thành phần chung trong h thống quan t m

 Ki m tra các công cụ này c th được sử dụng đ lắp ráp các h thống mục tiêu và cung cấp các chức n ng mong muốn

PTIT

Một nghiên cứu dựa trên các ư c này không th thực hi n cho vi c tổ chức nghiên cứu của các tổ chức tiêu chu n hi n nay Nghiên cứu k thuật không nên được

tổ chức ởi các nhà công nghi p (theo chiều dọc) mà tốt h n là nên theo các l p ngang C nghĩa, ví dụ như nên là 1 nh m cho các ứng dụng và nh m khác cho l p vật

lý Nghiên cứu này trong từng l p phải được ổ sung ằng một chức n ng ên trong, chức n ng này duy tr sự v ng chắc của công cụ và ki m tra khả n ng sử dụng của chúng đ x y dựng h thống mong muốn Các hi p hội tiêu chu n neen tham gia mạnh vào một chức n ng, một nguyên lý công cụ Càng nhiều lựa chọn đầu tư càng nhiều, làm h thống đắt đỏ h n và k m liên kết h n

1.4.1 Nghi n cứu và ch nh sách

Trong truyền thông nghe nh n hi n nay, xu hư ng hi n nay dường như hư ng t i kết hợp công ngh vào trong các thiết ị đầu cuối và c th cung cấp thông tin t i các khách hàng cuối ất kỳ n i nào, ất kỳ thời gian nào Đ là thứ mà chúng ta sẽ gọi là multimedia

C một số vấn đề phải được xác định đ c th thành công trong nh ng phát tri n này, ở đ các đổi m i k thuật chỉ i u hi n 1 trong số chúng Các lực lượng thúc đ y

c th t m lại là:

- Các phát tri n k thuật

- Quan đi m chính trị (Cấp ph p, tiêu chu n h a, chính sách)

- Thị trường nền kinh tế (các nhà khai thác, dự áo)

Trung t m của truyền thông nghe nh n là i u diễn và m h a thông tin Các chiều của chất lượng ộ m h a c th áp dụng cho m h a ngu n, m h a kênh và điều chế Chất lượng ộ m h a này được chỉ ra trong Hình I-8 Thực tế, không gian 4 chiều này, chỉ thị các vùng khả dụng về lý thuyết và các c n ằng thiết kế, c th phục

vụ như một mô h nh cho cộng đ ng nghiên cứu cũng như các tổ chức tiêu chu n h a

và các c quan chính sách

cân

Hình I-8 Các th m s ch t ƣ ng củ ộ m h

PTIT

Các kh kh n trong thực tế là định nghĩa và thống nhất được các đ n vị đo và tiêu chí chất lượng của mức độ phức tạp, mức độ hi u quả và trễ Các hư ng tiếp cận

về k thuật sẽ được dựa trên phư ng pháp thiết kế h thống, sự tư ng tác v i cộng

đ ng nối mạng, sự quan t m ngày càng t ng đối v i giao di n người-máy và k cả các chức n ng h thống tiên tiến Các thách thức k thuật trong tư ng lai sẽ là tư ng tác của tất cả nh ng “người ch i” và đ t m ra một cách tiếp cận chung cho thiết kế h thống Các khởi đầu đi n h nh theo cách như vậy là thiết kế họ tiêu chu n MPEG, các phiên ản ITU-T H xxx và các xuất ản multimedia hi n nay ở Ch u Âu (Dự án hạ tầng thông tin Ch u Âu-EPII, Ban têu chu n h a công ngh thông tin và truyền thông-ICTS ) và trên thế gi i ởi ITU-T (Nh m nghiên cứu dịch vụ và ứng dụng multimedia-SGMMS)

Hạt nh n thư ng mại đối v i một c quan chính sách c th được mô tả như là các nhi m vụ:

- Giám sát hi u quả và điều khi n thị trường đ đảm ảo cạnh tranh công ằng

- Cấp ph p

- Tiêu chu n h a Chấp thuận

Đ c th thực hi n các nhi m vụ này, các cá nh n sẽ c c sở nền tảng trong:

- Luật (chính sách, hư ng dẫn)

- Trạng thái nền kinh tế (các ứng dụng thị trường)

- K thuật viễn thông (quản lý tần số, các hư ng dẫn k thuật, các tiêu chu n)

Sự ph n chia này sẽ thay đổi theo từng quốc gia Sự liên quan gi a nghiên cứu và giáo dục ở trên mức k thuật h thống h n là mức thiết kế chi tiết, cụ th xem x t 2 vấn đề chính:

- Hi u quả h thống

- Nhiễu h thống

1.4.2 Công nghệ và giáo dục

Các h thống truyền thông đa phư ng ti n là một sự tác động qua lại rất c n ằng

gi a người sử dụng-thị trường-chính sách và công ngh N càng trở nên ngày càng r ràng h n và thiết lập nhu cầu theo các nh m khác nhau, một ví dụ nổi ật là h thống truyền thông di động thế h thứ a 3G

Đối v i gi i nghiên cứu, một nhu cầu r tàng trong sự phát tri n của giáo dục

tư ng lai thông qua một cách tiếp cận hợp thời và hi n đại đ thiết lập môn học Giáo dục truyền thông phải được mở rộng ao g m kiến thức chung về hợp nhất xử

lý truyền dẫn v i các khía cạnh mạng Các nhà nghiên cứu cũng c trách nhi m r ràng đ phát tri n kiến thức cũng như tổng quan đ c th cung cấp sự hi u thấu đáo

về các định hư ng và thấy trư c được đối v i công nghi p, chính sách và tiêu chu n hóa

PTIT

Các chiến lược nghiên cứu cần ghi nh điều đ Một tiếp cận tốt và kết nối tốt

v i các tổ chức khác sẽ mang lại sức mạnh cần thiết đ thuyết phục nh ng người hoài nghi ở mọi cấp độ của vi c đưa ra công ngh m i và cuối cùng của vi c thiết kế các h thống tốt h n

1.4.3 Các v n đề hội tụ và ch nh sách

Không c định nghĩa chung cho hội tụ Ví dụ, hội tụ c th c nghĩa là:

- Cung cấp nhiều dịch vụ truyền thông khác nhau như v n ản, d li u, h nh ảnh

và video qua cùng hạ tầng mạng đang c ;

- Phát tri n một hạ tầng c sở m i đ giám sát truyền dẫn multimedia;

Quản lý các thị trường riêng i t về công ngh và thư ng mại như các dịch vụ quảng á, xuất ản, truyền h nh cáp, thoại cố định và dịch vụ Internet

C t n tại sự hội tụ của công ngh , hội tụ của dịch vụ và hội tụ của chính sách Nhờ hội tụ công ngh mà chỉ cần một nền tảng chung cho vận chuy n các dịch vụ thoại, d li u và video Hội tụ các dịch vụ th hi n sự vận chuy n các dịch vụ multimedia t i các khách hàng cuối qua các môi trường mạng giống nhau Cuối cùng hội tụ chính sách được hi u là vi c thiết lập một c quan (c th m quyền) chính sách

do sự không r ràng gi i hạn chính sách gi a viễn thông, công ngh thông tin và quảng á

Ngu n gốc và i u hi n của hội tụ được thúc đ y ởi các cuộc cách mạng công ngh , sự liên kết ngày càng t ng của các thị trường rieeng i t như IT, viễn thông, quảng á, truyền h nh cáp thành một chu i giá trị chung-tạo ra hội tụ

C 4 động lực của hội tụ, đ là công ngh , thị trường, khách hàng và chính sách Công ngh ao g m:

- Số h a các mạng truyền dẫn và chuy n mạch;

- Các mạng toàn cầu dựa trên chuy n mạch g i và các tiêu chu n mở;

- N ng lực xử lý của các máy tính ngày càng t ng;

- Sự xuất hi n các ứng dụng m i thúc đ y mở rộng các khả n ng phần mềm;

- Sự phát tri n của các công ngh ng rộng (xDSL, lai cáp quang-cáp đ ng trục HFC, vô tuyến ng rộng-cố định di động v tinh)

Thị trường g m:

- Các thị trường m i và dịch vụ m i như các dịch vụ đa phư ng ti n, VoD TV

tư ng tác, TV trả tiền, đi n thoại cáp, các dịch vụ nhắn tin thống nhất, đi n thoại internet và v.v

- Liên kết các nhà cung cấp dịch vụ nội dung v i các nhà cung cấp mạng truy nhập;

- Sự ra nổi lên của nh ng người tham gia thị trường m i;

Đối v i khách hàng, họ c :

PTIT

- Quan t m t i các dịch vụ giá trị gia t ng m i

- Truy cập r h n t i các mạng truyền thông

- Thông tin duy nhất cho thoại, d li u và video

Sự dịch chuy n t i các yêu cầu giấy ph p hội tụ ao g m:

- Duy tr ở một mức đ không ị ràng uộc gi a người ch i m i và cũ;

- Chuy n đổi giấy ph p cho tất cả các giấy ph p từ th loại cũ sang th loại m i;

- Quá tr nh chuy n tiếp giấy ph p;

- Thiết kế và iên soạn cấu trúc giấy ph p

Theo quan đi m các tiêu chu n k thuật, một số vấn đề thường nảy sinh như:

- Các tiêu chu n h trợ hội tụ vẫn đang tiến tri n

- Khả n ng sử dụng đa tiêu chu n ởi các tổ chức đại đi n khác nhau (ITU, IETF, ETSI, ANSI, IEEE);

- Kết nối mạng gi a các tiêu chu n khác nhau

- Các tiêu chu n đối v i QoS chưa hoàn thành

- Nhu cầu đối v i các chính sách công ngh l i

Nh ng thách thức hội tụ liên quan t i truy cập công ằng và không ph n i t đối

xử là:

- Các chính sách phức tạp của chính phủ

- Truy cập trong suốt, không ph n i t và dựa trên giá thành

- Truy cập các nội dung ằng chế độ truy cập chư ng tr nh

công nh n c k n ng k thuật là chắc chắn Đ cũng là trách nhi m của các nhà sản xuất cùng v i các tổ chức nghiên cứu và tiêu chu n đ ng g p các chiến lược và chính sách cho tư ng lai Các vấn đề g m:

- Thị trường đang hội tụ cạnh tranh

- Các c quan chính sách phù hợp hay không trong tư ng lai

- Khắp thế gi i cạnh tranh và hội tụ

C nhiều lợi ích mang các nhà sản xuất, các nhà nghiên cứu và các nhà khoa học tập trung vào cùng một mục tiêu Một lợi ích chính là các thành viên tham gia hi u nhau Quan trọng là cố gắng đạt được t i các mục tiêu quan t m chung của tất cả các thành viên từ các môi trường khác nhau, thiết lập ý tưởng, tiêu chu n tiên tiến cho thế

h tiếp theo

Thị trường truyền thông phát tri n nhanh ch ng sau khi tự do h a hoàn toàn vòa tháng 1 1998 Ngoài ra, viễn thông đang t m kiếm một sự thay đổi hoàn toàn cả về công ngh và dịch vụ Sự phát tri n mạnh mẽ này tạo ra một nhu cầu mạnh mẽ đối v i các cá nh n c k n ng cao ở mọi cấp độ và trong tất cả các môn học của truyền thông

và máy tính

Cốt yếu đối v i các phát tri n này là một liên kết đ ng gi a giáo dục và nghiên cứu đ gi nhịp độ phát tri n trong thị trường này cũng như trong xác định các công ngh và dịch vụ m i

Sự phát tri n của công ngh sợi quang cho ph p các kênh dung lượng cao qua khoảng cách xa trong viễn thông Các dịch vụ m i (Internet, truyền thông nghe nh n,

đa phư ng ti n…) c th sử dụng dung lượng này Do đ sự truy cập t i l p truyền tải của mạng cố định sẽ là một yếu tố chính đ sử dụng linh hoạt các dịch vụ

Truyền thông trong tư ng lai sẽ liên kết các công ngh và các dịch vụ trong các

h thống mở và thông minh, các h thống này cho ph p truy cập thông tin từ ất kỳ vị trí nào vào ất kỳ thời gian nào Truyền thông đa phư ng ti n qua các mạng ph n cấp

và liên tục sẽ trở thành sự thực, iên gi i gi a mạng cố định và di động sẽ được x a

ỏ Truyền thông di động ị gi i hạn dung lượng, chất lượng và độ tin cậy thấp h n nhưng khả n ng sử dụng cao h n mạng cố định Các công ngh đ n ng cao dung lượng, cải thi n chất lượng và độ tin cậy thông qua sử dụng các giải pháp truy cập vô tuyến thích ứng và linh hoạt là các yếu tố chính trong ất kỳ h thống di động nào

Đ y là một lĩnh vực c tiềm n ng rất l n đối v i các sản ph m và dịch vụ m i cho các khách hàng cố định và di động

1.4.5 Các ti u chuẩn âm th nh hình ảnh s và công nghiệp đ phương tiện

Các dịch vụ nghe nh n cung cấp truyền thông thời gian thực của m thanh cùng

v i thông tin h nh ảnh gi a hai hoặc nhiều khách hàng cuối Thông tin nh n là các ảnh chuy n đ ng thông hường, nhưng c th là ảnh tĩnh, đ họa hoặc dạng ất kỳ khác

PTIT