DO AN TOT NGHIEP IPTV CD DTVT06A

97 16 0
  • Loading ...
Loading...
1/97 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 07/09/2017, 13:02

Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển với đời sống vật chất tinh thần người nâng cao Nhiều loại hình dịch vụ công nghệ giải trí đời nhằm đáp ứng nhu cầu giải trí ngày cao người phù hợp với xu hướng phát triển công nghệ Trong số loại hình giải trí mới, dịch vụ IPTV-truyền hình giao thức internet hay truyền hình băng rộng-đã trọng phát triển có nhiều ưu điểm bật Nó làm thay đổi cách xem truyền hình so với truyền hình truyền thống đem lại cảm giác giải trí lạ Với IPTV, người không xem truyền hình mà lưu lại chương trình yêu thích hay phim hấp dẫn Chúng ta yêu cầu xem nhiều phim kinh điển, đoạn video ca nhạc với chất lượng cao Hơn nữa, vừa xem truyền hình, vừa chơi game hay xem nhiều kênh lúc Ngoài với dịch vụ này, duyệt web, đọc email, gọi điện hay chat với bạn bè Nó mang giới giải trí nhà bạn Các nhà cung cấp dịch vụ nhà mạng nhận thấy tính khả thi kinh doanh ưu điểm nên bắt đầu triển khai đưa vào ứng dụng giới Việt Nam Việc cần làm nâng cấp băng thông, kiến trúc mạng đưa nhiều dịch vụ nội dung phù hợp để phát triển thành công dịch vụ Chúng em cảm ơn thầy Trương Quang Trung bảo giúp chúng em hoàn thành đồ án Do thời gian làm đồ án có hạn nên không tránh khỏi sai sót, chúng em mong thầy cô bảo thêm để hoàn thiện đồ án ngày tiến Chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực MỤC LỤC SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ IPTV .4 1.1 Khái niệm 1.2 Đặc điểm 1.3 Sự khác IPTV internet TV 1.4 Cấu trúc mạng IPTV 1.5 Những ứng dụng dịch vụ chủ yếu IPTV 1.6 Điều kiện phát triển cho IPTV CHƯƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG TRÊN IPTV 2.1 IPTV thông qua mạng truy cập quang .9 2.2 IPTV thông qua mạng DSL .10 2.2.1 ADSL 11 2.2.2 ADSL 13 2.2.3 VDSL .13 2.3 IPTV qua mạng truyền hình cáp 14 2.3.1 Kỹ thuật mạng lai cáp đồng cáp quang 14 2.3.2 Triển khai IPTV truyền hình cáp 15 2.3.3 IPTV thông qua DOCSIS .16 2.4 IPTV qua vệ tinh 17 2.5 IPTV qua mạng không dây 18 2.5.1 Wimax cố định 18 2.5.2 Mobile wimax .21 2.5.3 Mạng lưới đô thị không dây 21 2.5.4 Mạng 3G .22 2.6 IPTV qua internet .16 2.6.1 Kênh truyền hình internet .23 2.6.2 Internet download 23 2.6.3 Chia sẻ theo cấu hình mạng ngang hàng 24 2.7 Điều kiện triển khai IPTV 24 2.7.1 Kích thước mạng 24 2.7.2 Độ ổn định .25 2.7.3 Độ nhạy cao 25 2.7.4 Hiệu suất dự báo 25 2.7.5 Mức độ chất lượng dịch vụ 25 CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT MÃ HOÁ VÀ GIAO THỨC TRÊN IPTV 26 3.1 Mã hoá thời gian thực 26 3.2 Phương pháp nén .27 3.2.1 Nén MPEG 27 3.2.2 MPEG-2 31 3.2.3 MPEG-4 34 3.2.3 MPEG-4 part 10 36 3.2.5 VC-1 39 3.3 Đóng gói nội dung video 40 3.3.1 Tổng quan mô hình truyền thông IPTV 40 3.3.2 Mô hình truyền thông IPTVCM truyền tải nội dung MPEG 41 3.3.2.1 Lớp mã hoá 41 3.3.2 Lớp đóng gói 41 3.3.2.3 Lớp cấu trúc dòng truyền tải .43 3.3.2.4 Lớp RTP 44 SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung 3.3.2.5 Lớp vận chuyển 45 3.3.2.6 Lớp IP 49 3.3.2.7 Lớp liên kết liệu .52 3.3.2.8 Lớp vật lý 52 CHƯƠNG 4: KỸ THUẬT TRUYỀN DẪN VÀ CHUYỂN MẠCH TRONG HỆ THỐNG IPTV 53 4.1 Thành phần hệ thống IPTV từ đầu cuối đến đầu cuối 53 4.2 Phương thức truyền dẫn nội dung IPTV 57 4.3 Multicast qua mạng IPTV 59 4.4 Kiến trúc mạng IP multicast .60 4.5 Multicast qua mạng IPv6 80 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG VÀ KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN 85 5.1 Truyền hình độ phân giải cao HDTV .85 5.2 Ứng dụng TV tương tác 88 5.2.1 Chương trình hướng dẫn điện tử 89 5.2.2 Email IPTV 91 5.2.3 Video theo yêu cầu VoD 92 5.2.4 Trình duyệt IPTV 93 5.3 Khả phát triển Việt Nam .95 Kết luận 96 Tài liệu tham khảo 97 CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ IPTV 1.1 Khái niệm: SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn Công nghệ IPTV 1.2 1.3 GVHD: Trương Quang Trung IPTV tên viết tắt cụm từ Internet Protocol Television – truyền hình qua giao thức Internet hay gọi broadband TV (truyền hình băng rộng) IPTV định nghĩa sau: IPTV dịch vụ đa phương tiện hình ảnh, tiếng nói, văn bản, liệu phân phối qua mạng dựa IP quản lý để cung cấp dịch vụ có tính bảo mật, tính tương tác, tính tin cậy theo yêu cầu Đặc điểm: Hỗ trợ tương tác: Khả truyền hai hướng hệ thống IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ phân phối toàn ứng dụng TV tương tác Các loại dịch vụ truyền qua IPTV gồm: Kênh truyền hình trực tiếp, truyền hình độ phân giải cao (HDTV – High Definition TV), game tương tác truy cập Internet tốc độ cao, xem chương trình theo lịch phát sóng Sự dịch thời gian: IPTV kết hợp với máy ghi video kĩ thuật số cho phép dịch thời gian nội dung chương trình – chế cho việc ghi lưu trữ nội dung IPTV để xem sau Cá nhân hoá: Một hệ thống IPTV từ đầu cuối đến đầu cuối hỗ trợ truyền thông tin hai chiều cho phép người dùng đầu cuối cá nhân hóa thói quen xem TV họ cách cho phép họ định họ muốn xem họ muốn xem Yêu cầu băng thông thấp: Thay phân phối kênh để tới người dùng, công nghệ IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ truyền kênh mà người dùng yêu cầu Đặc điểm hấp dẫn cho phép nhà điều hành mạng tiết kiệm băng thông mạng Truy xuất đa thiết bị: Việc xem nội dung IPTV không giới hạn việc sử dụng TV Người dùng sử dụng máy PC hay thiết bị di động để truy xuất vào dịch vụ IPTV Sự khác IPTV Internet TV: Đôi thường nhầm lẫn IPTV Internet TV Mặc dù hai dựa tảng công nghệ giống qua giao thức Internet Protocol (IP), chúng có số đặc điểm khác nhau: Sự khác biệt tảng: - Internet TV sử dụng mạng Internet công cộng để cung cấp nội dung video đến người dùng - IPTV sử dụng mạng riêng bảo mật để truyền nội dung video đến khách hàng Các mạng riêng quản lý điều hành nhà cung cấp mạng IPTV Sự khác biệt mặt địa lý: - Internet TV giới hạn mặt địa lý, người dùng internet truy cập nơi giới - IPTV: mạng riêng nhà cung cấp dịch vụ viễn thông sở hữu quản lý không cho phép người sử dụng internet truy cập giới hạn khu vực địa lý cố định Sự khác biệt sở hạ tầng mạng: - Khi nội dung video gửi qua mạng Internet công cộng, gói sử dụng giao thức Internet mạng, nội dung video bị trễ di SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn Công nghệ IPTV 1.4 GVHD: Trương Quang Trung chuyển mạng khác Do đó, nhà cung cấp dịch vụ truyền hình qua mạng internet không đảm bảo chất lượng truyền với truyền hình mặt đất, truyền hình cáp hay vệ tinh Thực tế nội dung video hiển thị hình bị giật chất lượng hình ảnh thấp - Trong đó, IPTV phân phối qua sở hạ tầng mạng nhà cung cấp dịch vụ Do đó, người vận hành điều chỉnh để cung cấp hình ảnh với chất lượng cao Sự khác biệt chế truy cập: - Internet TV: Thường sử dụng phần mềm PC để truy cập dịch vụ truyền hình, phụ vào nội dung internet TV - IPTV: Sử dụng set-top box (hộp đổi tín hiệu cáp TV) để truy cập giải mã nội dung video qua hệ thống IPTV Sự khác giá thành: - Internet TV: Mức giá thành dựa vào nội dung chương trình dịch vụ - IPTV: Mức giá thành tương đương với mức phí hàng tháng truyền hình truyền thống Cấu trúc mạng IPTV: Hình 1.1: Cấu trúc mạng IPTV Cấu trúc mạng IPTV mô tả hình 1.1 Nó gồm thành phần sau: Trung tâm liệu IPTV (IPTV Data Center): biết “đầu cuối headend”, trung tâm liệu nhận liệu từ nguồn khác truyền hình địa phương, nhà tổng hợp nội dung, nhà sản xuất nội dung, kênh truyền hình cáp, mặt đất hay vệ tinh Ngay nhận nội dung, số thiết bị phần cứng khác từ thiết bị mã hoá máy chủ video đến định tuyến bảo mật mạng dùng để chuẩn bị nội dung để phát qua mạng IP Ngoài ra, hệ thống quản lý thuê bao yêu cầu để quản lý hồ sơ phí thuê bao Chú ý vị trí trung tâm liệu định sở hạ tầng mạng sử dụng nhà cung cấp dịch vụ Mạng truyền dẫn băng thông rộng (Broadband Delivery Network ): Việc truyền dẫn dịch vụ IPTV yêu cầu kết nối điểm – điểm Trong trường hợp triển khai IPTV diện rộng, số lượng kết nối điểm – điểm tăng đáng kể yêu cầu độ rộng băng thông sở hạ tầng rộng Sự tiến công nghệ mạng năm qua cho phép nhà cung cấp viễn thông thỏa SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn Công nghệ IPTV 1.5 GVHD: Trương Quang Trung mãn lượng lớn yêu cầu độ rộng băng thông mạng Hạ tầng truyền hình cáp dựa cáp đồng trục lai cáp quang mạng viễn thông dựa cáp quang phù hợp để truyền tải nội dung IPTV Thiết bị người dùng (IPTVCDs – IPTV Cusumer Devices): Thiết bị người dùng IPTV (IPTVCD) thành phần quan trọng việc cho phép người truy xuất vào dịch vụ IPTV Thiết bị kết nối vào mạng băng rộng có nhiệm vụ giải mã xử lý liệu video dựa IP gửi đến Thiết bị người dùng hỗ trợ công nghệ tiên tiến để tối thiểu hóa hay loại bỏ hoàn toàn ảnh hưởng lỗi cố mạng xử lý nội dung IPTV Mạng băng rộng bắt đầu trở thành dịch vụ chính, chức IPTVCDs tiếp tục thay đổi gia tăng độ tinh xảo Một số IPTVCDs phổ biến nhất: cổng mạng khu dân cư (RGs – Residential Gateways), hộp đổi tín hiệu cáp (IP set-top box), bàn giao tiếp trò chơi (game consoles), máy chủ phương tiện (media servers) Mạng gia đình (Home Network): Mạng gia đình kết nối với số thiết bị kĩ thuật số bên diện tích nhỏ Nó cải tiến việc truyền thông cho phép chia sẻ tài nguyên (các thiết bị kỹ thuật số đắt tiền) thành viên gia đình Mục đích mạng gia đình để cung cấp việc truy cập thông tin, tiếng nói, âm thanh, liệu, giải trí, thiết bị khác nhà Với mạng gia đình, người dùng tiết kiệm tiền thời gian thiết bị ngoại vi máy in máy scan chia sẻ cách dễ dàng Những ứng dụng dịch vụ chủ yếu IPTV: Hai ứng dụng đặc trưng triển khai nhà cung cấp dich vụ Truyền hình quảng bá kỹ thuật số (Broadcast Digital TV) nội dung theo yêu cầu (Content on Demand)  Broadcast Digital TV: Khi so sánh truyền hình quảng bá kỹ thuật tương tự với kỹ thuật số, nhà cung cấp dịch vụ người xem truyền hình thấy số lợi ích sau: ▪ Cải thiện chất lượng xem: Chất lượng xem cải thiện qua hình ảnh phim chất lượng, âm trung thực, hàng trăm kênh mới, mở rộng góc nhìn cải tiến khả truy cập dịch vụ giải trí thú vị Ngoài ra, khiếm khuyết hình ảnh hệ thống tương tự loại bỏ môi trường kỹ thuật số ▪ Cải thiện vùng phủ sóng: Cả hai loại tín hiệu tương tự số bị suy giảm khoảng cách Trong hình ảnh hệ thống tương tự trở nên “xấu” cho việc xem với người xa khu vực đài phát, hình ảnh hệ thống kỹ thuật số bảo toàn đầy đủ tín hiệu yếu để nhận ▪ Tăng dung lượng bổ sung dịch vụ mới: Với việc sử dụng kỹ thuật số để phát sóng truyền hình, nhà cung cấp dịch vụ mang nhiều thông tin so với hệ thống analog Với truyền hình kỹ thuật số, phim nén để chiếm tỷ lệ băng thông nhỏ so với hệ thống analog SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn Công nghệ IPTV 1.6 GVHD: Trương Quang Trung phát phim tương tự Băng thông lại sử dụng cho dịch vụ chương trình liệu khác như: + Video theo yêu cầu + Email dịch vụ internet + Giáo dục từ xa + Truyền hình tương tác ▪ Tăng độ linh hoạt truy cập: Theo truyền thống, xem nội dung truyền hình tương tự hệ truyền hình Với giới thiệu kỹ thuật số, video truy xuất nhiều thiết bị từ thiết bị di động đến PC Chú ý rằng, tất hệ thống tương tự thay truyền hình kỹ thuật số Sự chuyển từ hệ thống tương tự qua hệ thống số cho phép nhà cung cấp dịch vụ mạng nâng cấp mạng truyền dẫn hãng sản xuất tập trung sản xuất sản phẩm dành cho thương mại Với phát triển thập kỷ, ngày hệ thống truyền hình kỹ thuật số phát triển kết trực tiếp làm việc nhà khoa học, kỹ sư công nghệ, phát viên, nhà sản xuất số tiêu chuẩn quốc tế.Sự tiến gần kỹ thuật nén, kỹ thuật băng thông rộng đưa truyền hình kỹ thuật số đến khách hàng Nhiều nhà cung cấp dịch vụ bắt đầu sử dụng mạng IP để phát dịch vụ truyền hình quảng bá kỹ thuật số đến khách hàng họ  Content on Demand: ▪ Với việc cho phép công ty viễn thông phát kênh truyền hình tuyến tính đến thuê bao họ, IPTV cung cấp truy xuất rộng cho việc tải yêu cầu nội dung video Sự tương phản với dịch vụ truyền thống, chương trình video phát theo kế hoạch định sẵn, video theo yêu cầu (VoD) cung cấp cho người dùng IPTV với khả lựa chọn tải xem nội dung vào lúc thích hợp Nội dung phát qua ứng dụng theo yêu cầu IPTV bao gồm: Thư viện tựa phim theo yêu cầu lựa chọn nội dung chương trình lưu trữ ▪ Sự thuận lợi truy xuất VoD thử thách lớn cho tất công ty viễn thông Bắt đầu là: Các thuê bao băng thông rộng thường xuyên truy xuất nội dung yêu cầu tiêu tốn lượng lớn băng thông Khó khăn lớn việc kiến trúc máy chủ đòi hỏi luồng video cho đa thuê bao phải thật lớn Điều kiện phát triển cho IPTV: Sự số hoá truyền hình: Hầu hết nhà cung cấp dịch vụ truyền hình vệ tinh, truyền hình số mặt đất, truyền hình cáp bắt đầu chuyển phát từ tương tự qua số Hầu toàn nhà sản xuất video dùng kỹ thuật số để ghi lại lưu trữ nội dung Những nhân tố phủ định lại cần thiết để khuyến khích kế thừa kỹ thuật tương tự khuyến khích chấp nhận nội dung video IP Sự cải tiến kỹ thuật mã hoá: Việc phát nội dung video vấn đề mới, với hoạt động dòng video internet vài năm gần Theo truyền thống, chất lượng luồng liệu qua internet bị “nghèo” bị giới hạn băng SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung thông Việc tăng số lượng thuê bao băng rộng liên kết với cải tiến kỹ thuật nén cho nội dung video kỹ thuật số năm gần thay đổi tổng thể linh hoạt việc gửi nội dung truyền hình qua kết nối internet Kích thích kinh doanh thương mại: Sự cạnh tranh gia tăng kết hợp với giảm doanh thu bắt buộc nhiều công ty viễn thông bắt đầu đưa dịch vụ IPTV đến thuê bao họ Những dịch vụ đòi hỏi nâng cấp băng thông công ty điện thoại đưa gói sản phẩm như: Triple-play (bộ ba dịch vụ) Cả hai công ty viễn thông cố định vô tuyến, gói ba dịch vụ sản phẩm dựa IP chìa khoá cho việc phát triển kinh doanh cho năm tới Sự phát triển băng rộng: Sự thâm nhập internet đòi hỏi việc kết nối tốc độ cao Nó thoả mãn qua kỹ thuật truy xuất băng rộng đường dây thuê bao số (DSL), cáp, sợi quang mạng không dây cố định Nhiều khách hàng chấp nhận việc truy xuất internet băng rộng thúc đẩy mạnh mẽ họ bắt đầu thuê dịch vụ IPTV Sự xuất mạng gia đình tích hợp số: Đời sống người phát triển trải qua nhiều thay đổi tích cực Những thay đổi giải việc làm sống dễ dàng với đời loạt sản phẩm giải trí Những thiết bị giải trí kỹ thuật số bàn giao tiếp trò chơi, hệ thống âm sống động, hộp biến đổi tín hiệu cáp TV, tivi hình phẳng hoàn toàn thông dụng Do đó, hạ giá thành PC làm gia tăng số hộ gia đình muốn sở hữu nhiều PC Tất kỹ thuật làm xuất số hộ gia đình phân cấp “digital homes” Sự gia tăng hộ gia đình kích thích nhu cầu dịch vụ môi trường mạng gia đình IPTV Những công ty triển khai IPTV diện rộng: Với việc cho phép công ty viễn thông truyền thống bổ sung thêm dịch vụ video mới, IPTV cho phép công ty truyền thông vệ tinh mặt đất cung cấp đến khách hàng họ gói dịch vụ truyền hình IPTV Sự chuyển từ chuẩn truyền hình SD sang truyền hình HD: HDTV đích đến cuối áp dụng Nhu cầu khách hàng phá bỏ hệ thống tương tự cải tiến mạng kỹ thuật số thông qua mạng đa dịch vụ hấp dẫn bắt đầu mang đến kênh HDTV lên chương trình trực tuyến họ Hơn nữa, việc phát HDTV qua mạng băng rộng IP đòi hỏi điều chỉnh nhà cung cấp dịch vụ viễn thông CHƯƠNG 2:CÁC KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG TRÊN IPTV Bản chất IPTV dựa mạng phân chia tốc độ cao để hỗ trợ việc phát nội dung dựa IP Mục đích đưa bit liệu thiết bị người dùng trung tâm liệu nhà cung cấp dịch vụ IPTV Điều cần SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn Công nghệ IPTV 2.1 GVHD: Trương Quang Trung thiết không làm ảnh hưởng đến chất lượng luồng video phát đến thuê bao IPTV nhà cung cấp IPTV định loại độ tinh xảo kiến trúc mạng để đảm nhận dịch vụ IPTV Một kiến trúc mạng IPTV bao gồm hai phần: mạng phân phối băng rộng đầu cuối hệ thống mạng trung tâm Sự khác biệt mạng bao gồm: hệ thống cáp, hệ thống mạng điện thoại, hệ thống vô tuyến hệ thống vệ tinh sử dụng để phát dịch vụ mạng IPTV cao cấp qua đoạn mạng Sự thay đổi nhà cung cấp dịch vụ IPTV cung cấp đủ băng thông cho khối mạng hệ thống mạng xương sống thiết bị người dùng cuối Có kiểu mạng truy cập băng rộng tương thích với băng tần IPTV: + Thông qua mạng truy cập quang + Thông qua mạng DSL + Thông qua mạng truyền hình cáp + Thông qua vệ tinh + Thông qua mạng không dây băng rộng + Thông qua mạng Internet IPTV thông qua mạng truy cập quang: Nhằm phục vụ nhu cầu gia tăng băng tần với chi phí đầu tư hệ thống thấp không bị nhiễu điện từ trường, tất hướng đến truy cập mạng hệ thống cáp quang Mạng quang sử dụng cho hệ thống đa dịch vụ (MSO: multiple service operator) Bên cạnh kết nối quang cung cấp cho người dùng kết nối phù hợp với việc truyền nội dung IPTV Công nghệ quang đáp ứng cho người dùng dung lượng băng thông cao Điều thực cách sử dụng kiến trúc mạng sau đây: + Mạng Cáp quang đến khu vực văn phòng (Fiber to the region office: FTTRO) + Mạng Cáp quang đến khu vực lân cận (Fiber to neighborhood: FTTN) + Mạng Cáp quang đến lề đường (Fiber to the curb: FTTC) + Mạng Cáp quang đến nhà (Fiber to the home: FTTH) + Mạng Cáp quang đến hộ (Fiber to the apartment: FTTA) Có kiến trúc mạng sử dụng: PON (Passive Optical Network) AON (Active Optical Network) Do có nhiều ưu điểm nên mạng thường dùng cấu trúc PON PON mô hình mạng truyền điểm-đa điểm Nó sử dụng sóng ánh sáng màu khác để mang liệu qua mạng Mạng PON bao gồm phần đặc trưng: OLT (Optical Line Termination) định vị IPTV data center ONT (Optical Network Terminals) điểm giao tiếp với khách hàng Hình 2.1 minh hoạ kiến trúc mạng PON SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung Hình 2.1: Mô hình mạng PON 2.2 Hình 2.1 mô tả cấu trúc mạng cáp quang PON Trung tâm liệu IPTV nối đến OLT-điểm cuối đường dây quang, sau quang chia quang thành nhiều tín hiệu đến thuê bao –ONT( đầu cuối mạng quang) Có phiên PON: + BPON(Broadband PON): xây dựng ITU Mạng cho tốc độ downstream 622 Mbps upstream khoảng 155 Mbps + EPON(Ethernet PON): kỹ thuật mạng phát triển IEEE cho tốc độ download upload khoảng 1.25 Gbps + GPON(Gigabit PON): xây dựng ITU cho truyền tốc độ cao Downstream khoảng 2.5 Gbps upstream khoảng 1.5 Gbps với khoảng cách tới 20 km Nó sử dụng giao thức Ethernet, ATM, SONET có đặc trưng nâng cao tính bảo mật IPTV thông qua mạng DSL: Trong năm gần đây, nhiều công ty điện thoại gia nhập vào thị trường IPTV giới Điều yêu cầu nhà cung cấp truyền hình cáp nhà cung cấp mạng băng rộng không dây phải đưa dịch vụ thoại truy cập internet đa dạng Để đáp ứng thay đổi này, công ty điện thoại phát triển kiến trúc mạng dựa DSL để chuyển dịch vụ truyền hình SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn 10 Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung Hình 4.20: Định dạng tin truy vấn MLDv2 + S: Đây cờ kết thúc, multicast router xác định nên xoá hay không nên xoá nâng cấp định thời mà chúng thực nhận tin qua đường truyền + QRV (Querier’s Robustness Variable): Trường QRV khởi động việc hoạt động router truy vấn mạng IPTV + QQIC (Querier’s Query Interval Code): Giá trị QQIC biểu điễn giây giai đoạn truy vấn + Number of sources: Trường mô tả số địa nguồn biểu diễn tin truy vấn Mang giá trị cho tin tổng thể (general) tin địa riêng Tuy nhiên mang giá trị khác cho địa multicast địa nguồn riêng + Source address (n): Trường chứa địa nguồn thực đến giá trị n Số địa hỗ trợ tin phụ thuộc vào đơn vị chuyển tiếp lớn mạng vật lý  Thành phần tin báo cáo MLDv2: + Type: Trường mô tả loại tin Một tin báo cáo thường hợp có giá trị 143 + Reserved: Trường thường có giá trị tin truyền mạng băng rộng IP + Checksum: Được dùng IPv6 cho việc sửa lỗi + Number of multicast address records: mô tả số tin địa multicast biểu diễn tin báo cáo + Multicast address record: tin địa multicast thực SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn 83 Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung Hình 4.21: Định dạng tin báo cáo MLDv2 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG VÀ KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn 84 Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung 5.1 Truyền hình độ phân giải cao-HDTV: Kênh truyền hình độ phân giải cao cách mạng việc chuyển giao nhận dịch vụ video.Do nhu cầu khách hàng cải tiến công nghệ liên kết mạng,các nhà hoạt động mạng bắt đầu thêm vào kênh HDTV hấp dẫn 5.1.1 Khái quát kỹ thuật SDTV HDTV: SDTV hệ thống truyền hình kỹ thuật số cung cấp đến khách hàng ảnh đẹp giàu màu sắc hệ thống TV tương tự Kỹ thuật số có khả cung cấp hình ảnh HD mang nhiều thông tin so với tín hiệu tương tự, mang lại hiệu cạnh tranh cao Mặc dù dùng kỹ thuật số HDTV có độ nét gấp lần so với SDTV * Độ phân giải: Độ phân giải tổng số điểm ảnh chứa ảnh hiển thị hình SDTV có độ phân giải chuẩn 640 x 480 Trong đó, HDTV có độ phân giải 1920 x 1080 * Quá trình quét ảnh: Quét xen kẽ truyền hình tương tự dùng để khắc phục việc hiển thị ảnh hệ thống đèn hình trước Quét liên tục kỹ thuật giúp làm tươi hình hình ảnh mượt mà * Kích thước ảnh: Xác định mối quan hệ chiều rộng chiều dài hình hiển thị Màn hình truyền thống có tỷ lệ 4:3, HDTV có tỷ lệ 16:9 Ưu điểm HDTV: + Cải thiện chất lượng video + Độ phân giải cao + Chất lượng cao 5.1.2 Hệ thống IP HDTV: Giao thức truyền tín hiệu SDTV qua mạng IP giống với việc truyền nội dung HD video Hình 5.1 minh hoạ hệ thống cung cấp xem HD video 5.1.2.1.Thiết bị quay phim HD: Các nhà sản xuất phim sử dụng máy quay phim HD để tăng độ phân giải gấp lần so với SDTV Việc truyền nội dung HD máy chủ sử dụng cáp quang 5.1.2.2.Máy chủ HDTV: Máy chủ HDTV kết nối qua mạng băng rộng tốc độ cao để truyền đến thiết bị IP STB PC Chức lưu trữ nội dung HD với thiết bị lưu trữ dung lượng cao 5.1.2.3.Bộ mã hoá: Sử dụng thuật toán mã hoá MPEG-2, MPEG-4 hay VC-1 để nén nội dung HD Việc nén đảm bảo chất lượng tốt SD với băng thông SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn 85 Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung Hình 5.1: Mô hình hệ thống IP HDTV 5.1.2.4.Mạng IP dung lượng cao: Các nhà cung cấp dịch vụ HDTV sử dụng mạng cáp tốc độ cao, vệ tinh, DSL băng rộng…cung cấp đủ băng thông cho việc truyền nội dung HD 5.1.2.5.Hệ thống giải trí kỹ thuật số: Gồm phần chính: Thiết bị IP STB, thiết bị hiển thị hệ thống âm * IP STB: IPTVCD không cho người xem chương trình HD mà hỗ trợ chuẩn SD Gồm loại: + STB đơn giản: Nhận kênh HD khác từ mạng băng rộng IP + STB với ổ cứng: Có chức giống PC, cho phép phát kênh HD nội dung video cá nhân + STB ghi hình: Cho phép khách hàng ghi đoạn video yêu thích theo chuẩn HD vào thiết bị lưu trữ đĩa Blu-ray hay HD-DVD Ghi khoảng GB Giao diện kết nối: loại giao diện giao tiếp STB hình hiển thị Có chuẩn đáp ứng yêu cầu tốc độ truyền: + DVI (Digital Visual Interface) + HDMI (High Definition Multimedia Interface) * Thiết bị hiển thị: Khách hàng muốn xem kênh TV theo chuẩn HD cần thiết bị hiển thị có khả xử lý nội dung HD Có loại: + PDPs (Plasma Dislay Panels) + LCDs (Liquid Crystal Dislays) SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn 86 Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung Hình 5.2: Thiết bị Set top Box (STB) * Hệ thống âm thanh: Tín hiệu HDTV bao gồm âm vòm đa kênh cho phép thưởng thức cảm giác xem rạp hát nhà HDTV bao gồm kênh khác nhau: + kênh trước + kênh sau + kênh trung tâm + kênh trầm Hình 5.3:Giao diện TV theo yêu cầu SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn 87 Công nghệ IPTV 5.2 GVHD: Trương Quang Trung Ứng dụng TV tương tác: Với việc tăng băng thông kiến trúc mạng kỹ thuật nén, nhà cung cấp dịch vụ IPTV đưa nhiều ứng dụng tương tác (iTV) Nó cung cấp cho người xem việc truy xuất thông tin nhất, ứng dụng truyền thông có khả đáp ứng chương trình tương tác iTV bao gồm chuyển tiếp từ truyền thông hướng thành hướng, xem bị động sang chủ động điều khiển việc xem Các dịch vụ TV tương tác bao gồm:  Electronic Programing Guide (EPG) - Hướng dẫn chương trình điện tử : hướng dẫn để cung cấp cho người sử dụng thông tin chương trình IPTV phát Có thể nói EPG phương thức để người sử dụng tìm kiếm nội dung nhà cung cấp  Video theo yêu cầu: việc phát nội dung truyền hình lựa chọn bắt đầu người sử dụng lựa chọn nội dung Thông thường, nội dung phim hay phim ghi lại từ thư viện Dịch vụ sử dụng thời gian giới hạn Các chức thường giống chức máy ghi hình (VCR) hay đầu DVD (DVD player): phát hình (play), dừng hình (pause), tua hình (fast forward), v.v  Email IPTV: cho phép khách hàng xem email IPTVCD  Duyệt Web IPTV: truy xuất Web PC  Pay-per-View (PPV): hình thức trả tiền để xem phần chương trình truyền hình, ví dụ: trả tiền để xem kiện thể thao hay trả tiền để nghe nhạc Hệ thống cung cấp kênh phim truyền hình theo hình thức PPV cho thuê bao  Trò chơi theo yêu cầu (Games on Demand): dịch vụ cung cấp nhiều loại game tùy chọn đến thuê bao từ danh sách có sẵn IPTV yêu cầu game đơn giản dựa HTML  Âm nhạc theo yêu cầu (Music on Demand): thuê bao xem clip ca nhạc theo yêu cầu, giống dịch vụ VoD  Truyền hình xem lại: dịch vụ cho phép thuê bao xem phim truyền hình phát ngày trước  Karaoke yêu cầu: thuê bao chọn xem Karaoke qua Set-top Box (STB) TV Từ list karaoke giới thiệu, thuê bao mua nhiều hát lúc Dịch vụ triển khai tương lai  Các ứng dụng băng rộng: ứng dụng dùng cho người tiêu dùng doanh nghiệp thực thông qua hạ tầng IPTV/VoD hội nghị truyền hình, đào tạo từ xa, giám sát an ninh, v.v SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn 88 Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung Hình 5.4: Truyền hình xem lại 5.2.1 Chương trình hướng dẫn điện tử (EPG): IPTV mang đến nhiều kênh dịch vụ Người xem cần có phương pháp để lựa chọn kênh yêu thích Để đáp ứng yêu cầu này, ứng dụng: “chương trình hướng dẫn điện tử (EPG)” đưa vào EPG chương trình hướng dẫn thông minh cho phép thuê bao IPTV xem trước, lựa chọn kết nối với nhiều loại IP với dịch vụ TV tương tác Ứng dụng EPG phần chuẩn hóa mà dịch vụ IPTV mang đến Nó hướng đến việc tăng kênh nội dung video đáp ứng cho thuê bao Chương trình EPG hiển thị cho thuê bao biết danh sách số lượng kênh IPTV phát định dạng HTML sử dụng remote để lựa chọn danh sách Để đạt tính hướng chất tự nhiên mạng IPTV cần có đầy đủ thông tin chương trình ngày cho tất kênh mô tả chi tiết chương trình kênh Ngoài thuê bao tìm kiếm thể loại, tựa đề chương trình, kênh phát chí thời gian phát Đầu tiên kênh lựa chọn, nội dung Video tải xuống thời điểm xem thông qua mạng băng rộng Chương trình EPG hiển thị nội dung kênh xem cửa sổ cho phép thuê bao IPTV lựa chọn kênh phát riêng biệt Thuê bao sử dụng phím di chuyển remote để lựa chọn yêu cầu khác Mỗi cửa sổ lựa chọn, cửa sổ phóng lên đầy hình, nhạc tương ứng với chương trình phát từ thiết bị IP người sử dụng Kèm theo việc hiển thị thông tin kênh phát như: tựa đề, thời gian bắt đầu kết thúc SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn 89 Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung Hình 5.5: Giao diện EPG Chức chuẩn IPTV EPG bao gồm: o Hiển thị lịch phát hàng tuần kênh multicast o Tự động ghi Video o Báo hiệu cho thuê bao biết có email đến o Điều khiển việc lưu trữ IP set-top box o Xem trước chương trình riêng biệt o Hiển thị ghi người xem lựa chọn chương trình o Cho phép tìm chương trình với chủ đề riêng biệt theo ngày cụ thể Ứng dụng EPG thường hiển thị dạng cột lưới Đây kiểu thiết kế dễ đọc dễ hiểu Mạng IPTV phát dạng multicast, sau mô tả chi tiết chương trình khôi phục IP set-top box bao gồm số thứ tự cổng địa Multicast Qui trình kết nối thiết bị IPTV đến mạng IP băng rộng chương trình EPG hình 5.6: o Bước 1: Người dùng chọn nút nhấn EPG remote bàn phím không dây Chương trình ứng dụng cá nhân xử lý câu lệnh o Bước 2: Thiết lập kết nối mạng IP gắn vào gói tin gởi qua mạng o Bước 3: Câu lệnh nhận dạng gói địa IP, định danh trang web tạo từ máy chủ Trang web chứa đựng thông tin kênh mà thuê bao yêu cầu Thông tin vừa lưu trữ máy chủ IPTV EPG vừa gởi yêu cầu đến trung tâm liệu o Bước 4: Máy chủ IPTV EPG gởi kết yêu cầu thuê bao đến trình duyệt EPG cá nhân (client) SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn 90 Công nghệ IPTV o GVHD: Trương Quang Trung Bước 5: Kết nhận gởi trả lại trang EPG trình bày hình TV cho thuê bao sử dụng Hình 5.6: Quá trình xử lý EPG 5.2.2.Email IPTV: Thành phần hệ thống IPTV email bao gồm: + IPTVCD email clients: ứng dụng client email tích hợp IPTVCD sử dụng giao thức TCP/IP để kết nối với trung tâm liệu + Giao thức mạng: Có giao thức sử dụng môi trường IPTV: * STMP (Simple Message Transfer Protocol): dùng truyền mail từ trung tâm liệu đến email sever internet thiết kế cho an toàn hiệu việc truyền mail SMTP phần giao thức TCP/IP * POP3 (Post Office Protocol version 3): dùng để truy xuất tin mail server * MINE (Multipurpose Internet Mail Extensions): chuẩn internet cho phép IPTV email client tự động mã hoá giải mã bit nhị phân từ định dạng gốc sang dạng xem TV * IMAP (Internet Message Access Protocol): giao thức IMAP4 có chức tương tự POP3… + Máy chủ Email: lưu trữ quản lý hộp mail Nó kết nối internet công cộng qua tường lửa SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn 91 Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung Hình 5.7: Mô hình Email IPTV 5.2.3.Video theo yêu cầu: VoD cho phép khách hàng xem lướt qua thư viện video chương trình, lựa chọn xem nội dung Hơn nữa, VoD cho phép khách hàng xem TV theo kế hoạch phụ thuộc vào kế hoạch xác định mạng cung cấp dịch vụ Với phát triển mạng băng rộng cải tiến giá chất lượng IPTVCDs, việc triển khai hệ thống VoD toàn giới dựa vào kỹ thuật mạng IP triển khai đáng kể gần Các loại dịch vụ IP-VOD:  Phim, nhạc theo yêu cầu  Truyền hình theo yêu cầu  Video yêu cầu chất lượng HD  Ghi hình video  Video mở rộng theo yêu cầu Cấu trúc hệ thống IP-VoD: Gồm có phần: + Máy chủ IP-VoD: Có nhiệm vụ mã hoá, dồn kênh, điều chế lưu trữ liệu chất lượng cao + Giao thức vận chuyển mạng: Máy chủ sử dụng giao thức RTP RTCP để truyền luồng liệu đến IPTVCD sử dụng giao thức RTSP điều khiển luồng SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn 92 Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung + Ứng dụng tương tác máy khách: Thiết bị người dùng IPTVCD phải có phần mềm ứng dụng để nhận luồng liệu từ trung tâm liệu Hình 5.8: Xử lý luồng IP VOD Hình 5.4 mô tả trình xử lý luồng video yêu cầu từ IPTV data center IP STB  Bắt đầu liên kết với hệ thống điều kiện truy nhập: yêu cầu từ IP STB, phần mềm máy chủ xác định thuê bao có phép gửi yêu cầu hay không  Xác định tính tương thích với máy chủ: yêu cầu đươc kiểm tra,phần mềm xác định nhóm máy chủ có đáp ứng đầy đủ yêu cầu hay không Vị trí nhóm máy chủ phụ thuộc yêu cầu thuê bao  Gửi mã hoá qua mạng: nhóm máy chủ đươc xác định, phần mềm hay hệ thống truy cập gửi key giải mã đến STB  Gửi thông số IP: Thông số giao thức truyền tải địa IP máy chủ gửi đến STB  Bắt đầu truyền luồng IP SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn 93 Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung Hình 5.9: Truyền hình yêu cầu 5.2.4 Trình duyệt IPTV: Việc đưa trang web lên hình TV khác so với cách hiển thị hình máy tính Bởi TV xuất lâu Nghĩa phần mềm duyệt Web thiết bị IPTV phải đảm bảo nội dung trang WEB hiển thị dễ dàng hình TV Qui trình xử lý gọi chuyển đổi mã Nó chuyển đổi nội dung trang Web sang định dạng đơn giản hơn, thích hợp cho việc hiển thị TV chuẩn Quá trình chuyển đổi mã chia làm phần: HTML hình ảnh 3.1 Bộ chuyển đổi mã HTML: Bộ chuyển đổi mã HTML kiểm tra nhiều lỗi mã Ví dụ: Khi trang Web chuẩn thiếu “html” Bộ chuyển đổi mã lọc lỗi tạo phiên “html” để thay Ngoài biến đổi lớp hiển thị cho phù hợp với kích cỡ, định dạng TV Ví dụ: Kích cỡ Font chuẩn cho trình duyệt Web 10 Nhưng với kích cỡ hiển thị TV khó đọc Thường chuyển đổi mã tự động tăng kích cỡ Font lên 20 22 Vì có ký tự hiển thị hình TV so với hình máy tính Ngoài kèm với việc điều chỉnh Font, kích cỡ trang điều chỉnh với chiều rộng chiều cao phù hợp với hình 3.2 Bộ chuyển đổi hình ảnh: Bộ chuyển đổi hình ảnh chuyển đổi nhiều định dạng ảnh Internet cho phù hợp với môi trường IPTV Định dạng GIF thích hợp cho việc xử lý thiết bị IPTV hơnđịnh dạng JPEG PNGs Khi thuê bao dịch vụ IPTV lấy liệu có chứa hình ảnh định dạng JPEG Internet, chuyển đổi hình ảnh chuyển ảnh sang định dạng GIF SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn 94 Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung Hình 5.11: Giao diện truyền hình tuong tác 5.3.Khả phát triển Việt Nam: Với mạng băng hẹp truyền thống, số dịch vụ đơn giản IPTV thực Còn để triển khai thành công dịch vụ IPTV mạng băng rộng đóng vai trò tiên quyết, với mạng băng rộng bảo đảm cung cấp đầy đủ băng thông theo yêu cầu cho dịch vụ IPTV (như truyền hình, Video, Games, v.v ) Tại Việt Nam, có nhiều nhà khai thác dịch vụ viễn thông lớn cạnh tranh nhằm cung cấp cho khách hàng dịch vụ băng rộng với chất lượng cao giá rẻ Họ nhận xu hướng phát triển truyền hình trực tuyến video theo yêu cầu, có bước mạnh mẽ Một số Website cung cấp thử nghiệm chuơng trình truyền hình trực tuyến VietNamNet, Công ty VTC, Đài truyền hình thành phố Hồ Chí Minh ghi nhận số lượng truy cập lớn, cho thấy sức hấp dẫn dịch vụ công chúng Hiện có FPT VNPT cung cấp dịch vụ Thị trường băng rộng Việt Nam giai đoạn phát triển bùng nố,số lượng thuê bao băng rộng tăng nhanh nhiều nhà cung cấp dịch vụ VNPT, FPT Telecom, Viettel, SPT…Đồng thời việc triển khai rộng công nghệ hữu tuyến XDSL/PON, công nghệ vô tuyến băng rộng (Wifi/Wimax, CDMA, vệ tinh ) mạng di động 3G triển khai IPTV có hội phát triển mạnh mẽ bảo đảm thành công cho loại hình dịch vụ SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn 95 Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung KẾT LUẬN Xét khía cạnh công nghệ, xu hướng công nghệ hội tụ nhiều công nghệ để đưa loại hình dịch vụ tổng hợp (như kết hợp dịch vụ thoại, số liệu băng rộng) cho khách hàng, đồng thời tận dụng sở hạ tầng sẵn có để giảm tối thiểu chi phí đầu tư Dịch vụ IPTV sản phẩm hội tụ mà với thiết bị đầu cuối khách hàng sử dụng khoảng 6-7 loại hình dịch vụ (truyền hình quảng bá, truyền hình theo yêu cầu, điện thoại thông thường, điện thoại IP, điện thoại truyền hình, truy cập Internet, v.v…) Hơn việc áp dụng công nghệ để triển khai dịch vụ với chi phí nhỏ, tối ưu hoá hạ tầng viễn thông sẵn có tăng sức mạng cạnh tranh Việt Nam gia nhập WTO Đồng thời khẳng định với hạ tầng mạng truy nhập mạng hữu tuyến vô tuyến băng rộng sở mạng NGN đại mà nhà khai thác cung cấp dịch vụ Việt Nam triển khai việc ứng dụng dịch vụ IPTV hoàn toàn hợp lý có tính khả thi cao SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn 96 Công nghệ IPTV GVHD: Trương Quang Trung TÀI LIỆU THAM KHẢO Next Generation IPTV Services and Technologies, Gerard O’Driscoll H.264 and MPEG-4 Video Compression, Iain E.G.Richardson Tài liệu tạp chí bưu viễn thông Giáo trình kỹ thuật truyền hình, 2008 Đỗ Hoàng Tiến, Bùi Như Phong, Đinh Thị Kim Phượng 5.Truyền hình kỹ thuật số, 2003 Đỗ Hoàng Tiến Dương Thanh Phong 6.Tìm hiểu CATV IPTV, Ngô Khắc Thuần IP Multicast with Applications to IPTV and Mobile DVD-H, Daniel Minoli SVTH: Tạ Quang Trung - Đặng Minh Tuấn 97 ... mạng viễn thông dựa cáp quang phù hợp để truyền tải nội dung IPTV Thiết bị người dùng (IPTVCDs – IPTV Cusumer Devices): Thiết bị người dùng IPTV (IPTVCD) thành phần quan trọng việc cho phép người... 2.3 IPTV qua mạng truyền hình cáp 14 2.3.1 Kỹ thuật mạng lai cáp đồng cáp quang 14 2.3.2 Triển khai IPTV truyền hình cáp 15 2.3.3 IPTV thông qua DOCSIS .16 2.4 IPTV. .. dụng dịch vụ chủ yếu IPTV 1.6 Điều kiện phát triển cho IPTV CHƯƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG TRÊN IPTV 2.1 IPTV thông qua mạng truy cập quang .9 2.2 IPTV thông qua mạng
- Xem thêm -

Xem thêm: DO AN TOT NGHIEP IPTV CD DTVT06A , DO AN TOT NGHIEP IPTV CD DTVT06A , DO AN TOT NGHIEP IPTV CD DTVT06A

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay
Nạp tiền Tải lên
Đăng ký
Đăng nhập