CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ IPTV
1.2 Cấu trúc hệ thống IPTV
1.2.2 Cấu trúc chức năng hệ thống IPTV
1.2.2.2 Chức năng phân phối nội dung
Phân phối nội dung bao gồm các chức năng chịu trách nhiệm về việc phân phối nội dung đã đƣợc mã hóa tới thuê bao. Thông tin nhận đƣợc từ các chức năng vận chuyển và điều khiển IPTV sẽ giúp phân phối nội dung tới thuê bao một cách chính xác. Chức năng phân phối nội dung sẽ bao gồm cả việc lưu trữ các bản coppy của nội dung để tiến hành phân phối, lưu trữ tạm thời cho VoD và các bản ghi video cá nhân. Khi chức năng thuê bao liên lạc với chức năng điều khiển IPTV để yêu cầu nội dung đặc biệt thì thì nó sẽ gửi tới chức năng phân phối nội dung để có quyền đƣợc truy cập nội dung.
Các kiểu lưu lượng mạng IP thời gian thực khác nhau được tạo ra bởi các loại dịch vụ trên nền IP khác nhau nhƣ VoIP và truy cập Internet tốc độ cao.Với những loại dịch vụ có đặc điểm riêng về nội dung, vì thế cần có những phương pháp phân phối phù hợp. Hiện nay có ba phương pháp dể phân phối nội dung IPTV qua mạng IP đó là: Unicast, Broadcast và Multicast
Nghiên cứu nâng cao chất lƣợng dịch vụ SVTH: HUỲNH HỮU LỢI IPTV trên nền mạng truy nhập cáp đồng
Hình 1.6 Truyền tín hiệu kiểu Unicast 1 Unicast
Đây là một khái niệm chỉ sự trao đổi thông tin trong đó thông tin đƣợc gửi từ một điểm này đến một điểm khác, có nghĩa là chỉ có một người gửi và một người nhận. Cho đến nay, thì việc truyền thông tin theo cơ chế chỉ một nguồn và một đích này vẫn chiếm ƣu thế trong mạng LAN (ví dụ nhƣ Ethernet) và trong các mạng IP hỗ trợ chế độ Unicast. Người dùng mạng cũng khá quen thuộc với các ứng dụng sử dụng chế độ Unicast, tiêu biểu nhƣ: http, smtp, telnet, ftp. Và các ứng dụng này có sử dụng giao thức TCP, đây là một giao thức truyền tin tin cậy.
Dựa vào Hình 1.6, có thể thấy rằng Unicast đƣợc dùng để trao đổi dữ liệu giữa 2 thiết bị. Trong gói tin Unicast, địa chỉ của thiết bị đích đƣợc xem nhƣ là địa chỉ đích và có thể định tuyến qua liên mạng.
Trong hệ thống IPTV, mọi luồng video IPTV đều đƣợc gửi tới một IPTVCD.
Vì thế, nếu có nhiều hơn một user IPTV muốn nhận kênh video thì IPTVCD sẽ cần tới một luồng Unicast riêng rẽ. Một trong các luồng đó sẽ truyền tới các điểm đích qua mạng IP tốc độ cao. Nguyên tắc thực thi của Unicast trên mạng IP là dựa trên việc phân phối một luồng nội dung được định hướng tới mỗi user đầu cuối. Từ góc độ của kỹ thuật này, thì việc cấu hình thực thi khá dễ dàng, tuy nhiên nó không có hiệu quả về băng thông mạng.
Nghiên cứu nâng cao chất lƣợng dịch vụ SVTH: HUỲNH HỮU LỢI IPTV trên nền mạng truy nhập cáp đồng
Hình 1.7, khi nhiều user IPTV truy cập cùng một kênh IPTV tại cùng một thời điểm thì một số các kết nối định hướng được thiết lập qua mạng. Trong ví dụ này, server cần cung cấp kết nối tới mọi thuê bao có yêu cầu truy cập kênh, với tổng số là năm luồng riêng rẽ bắt đầu từ server nội dung và kết thúc tại router đích. Năm kết nối này sau đó đƣợc định tuyến tới các điểm đích của nó. Các kết nối đƣợc kéo dài tới hai tổng đài khu vực, với ba kết nối tới tổng đài khu vực 1 và hai kết nối tới tổng đài khu vực 2. Sau đó, các kết nối đƣợc thiết lập giữa các router tại tổng đài khu vực với các gateway đặt trong năm hộ gia đình. Đây là phương thức truyền dẫn IP video tốt cho các ứng dụng theo yêu cầu nhƣ VoD, ở đó mỗi thuê bao nhận một luồng duy nhất.
Hình 1.7 Các kết nối IP Unicast cho nhiều user
Nghiên cứu nâng cao chất lƣợng dịch vụ SVTH: HUỲNH HỮU LỢI IPTV trên nền mạng truy nhập cáp đồng
2 Broadcast
Broadcast là khái niệm chỉ chế độ trao đổi thông tin trong đó thông tin đƣợc gửi từ một điểm này tới tất cả các điểm khác, có nghĩa là từ một nguồn tới tất cả các đích có kết nối trực tiếp với nó.
Broadcast rất quan trọng trong một số dịch vụ mạng, chẳng hạn nhƣ dịch vụ DHCP sử dụng broadcast để tìm DHCP server. Hay khi một máy muốn biết thông tin của tất cả các máy còn lại trên mạng thì nó sử dụng broadcast.
Trong triển khai IPTV, các mạng IP cũng hỗ trợ chức năng truyền broadcast, về mặt nào đó giống nhƣ kênh IPTV đƣợc đƣa tới mọi thiết bị truy cập đƣợc kết nối vào mạng băng rộng. Khi một server đƣợc cấu hình truyền broadcast, một kênh IPTV gửi tới tất cả các thiết bị IPTVCD đƣợc kết nối vào mạng bất chấp thuê bao có yêu cầu kênh đó hay không. Đây sẽ là vấn đề chính do các tài nguyên IPTVCD bắt buộc phải hoạt động để xử lý các gói tin không mong muốn. Một vấn đề khác mà broadcast không phù hợp cho các ứng dụng IPTV là trong thực tế kỹ thuật truyền thông tin này không hỗ trợ việc định tuyến.
Từ lâu, hầu hết các mạng đã mở rộng việc sử dụng các router, nhƣng nếu truyền broadcast thì không sử dụng định tuyến. Đây là lý do làm mạng và các thiết bị IPTVCD khác bị tràn ngập các kênh khi tất cả các kênh đƣợc gửi tới tất cả mọi
Hình 1.8 Truyền tín hiệu kiểu Broadcast
Nghiên cứu nâng cao chất lƣợng dịch vụ SVTH: HUỲNH HỮU LỢI IPTV trên nền mạng truy nhập cáp đồng
người.
3 Multicast
Multicast dùng để chỉ chế độ trao đổi thông tin trong đó thông tin đƣợc gửi từ một điểm tới một tập các điểm khác còn lại, tức là một nguồn và nhiều đích (không phải là tất cả).
Multicast là giao tiếp giữa một người gửi và nhiều người nhận trên mạng.
Multicast
Internet
Multicast. Multicast
Multicast trên Internet. Multicast
- -to-many).
- Internet
- - - Multicast
Unicast Multicast
Multicast.
Multicast đƣợc thiết kế để bảo toàn băng thông của mạng IPv4. Nó làm giảm lưu lượng bằng cách cho phép một thiết bị gửi thông tin đến một nhóm các thiết bị.
Nếu sử dụng Unicast, khi muốn gửi một thông tin gì đó đến một nhóm các thiết bị, Hình 1.9 Truyền tín hiệu kiểu Multicast
Nghiên cứu nâng cao chất lƣợng dịch vụ SVTH: HUỲNH HỮU LỢI IPTV trên nền mạng truy nhập cáp đồng
máy gửi phải gửi từng gói tin riêng rẽ đến từng thiết bị trong nhóm. Nhƣng với Multicast máy chỉ cần gửi một gói tin với địa chỉ đích là địa chỉ Multicast.
ủa Multicast
Multicast này
Multicast Multicast
Multicast này
Multicast
Multicast Multicast
Multicast
Những thiết bị nhận dữ liệu Multicast đƣợc gọi là Multicast client. Multicast client sử dụng các dịch vụ được khởi tạo bởi một chương trình client đồng ý tham gia vào nhóm Multicast.
Trong phạm vi triển khai IPTV, mỗi nhóm Multicast đƣợc truyền Broadcast các kênh truyền hình và các thành viên của nhóm tương đương với các thiết bị IPTVCD. Vì thế, mỗi kênh IPTV chỉ đƣợc đƣa tới STB muốn xem kênh đó. Đây là
Hình 1.10 Các kết nối IP Multicast cho nhiều user IPTV
Nghiên cứu nâng cao chất lƣợng dịch vụ SVTH: HUỲNH HỮU LỢI IPTV trên nền mạng truy nhập cáp đồng
cách hạn chế được lượng tiêu thụ băng thông tương đối thấp và giảm gánh nặng xử lý trên server. Hình 1.10 mô tả tác động của việc sử dụng kỹ thuật Multicast trong ví dụ phân phối cho năm thuê bao truy cập 1 kênh IPTV cùng một lúc.
Nhƣ trong Hình 1.10, chỉ bản copy đơn đƣợc gửi từ server nội dung tới router phân phối. Router này sẽ tạo ra hai bản copy của luồng thông tin tới và gửi chúng tới các router đặt tại các tổng đài khu vực theo các kết nối IP định hướng.
Sau đó, mỗi router sẽ tạo ra các bản copy khác để cung cấp cho các thuê bao muốn xem. Vai trò quan trọng của phương thức này là làm giảm số kết nối IP và dung lượng dữ liệu đi ngang qua mạng. Đây là phương thức thường được các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng để phát quảng bá các chương trình trực tiếp và là một kỹ thuật có hiệu suất cao cho hạ tầng mạng IP đang tồn tại. Phương thức này không có lợi trong tuyến hướng lên (upstream) luồng thông tin giữa các thiết bị IPTVCD và broadcast server. Cần chú ý rằng, việc phát Multicast nội dung IPTV thường phức tạp hơn nhiều nếu so sánh với mô hình thông tin Unicast và broadcast.