Đang tải... (xem toàn văn)
IPTV là tên viết tắt của cụm từ Internet Protocol Television truyền hình qua giao thức Internet.ITPV theo định nghĩa chính thức như sau: IPTV được định nghĩa là các dịch vụ đa phương tiện như truyền hình ảnh, tiếng nói, văn bản, dữ liệu được phân phối qua các mạng dựa trên IP mà được quản lý để cung cấp các cấp chất lượng dịch vụ, bảo mật, tính tương tác, tính tin cậy theo yêu cầu. Như vậy IPTV đóng vai trò phân phối các dữ liệu, kể cả hình ảnh, âm thanh, văn bản qua mạng sử dụng giao thức Internet. Điều này nhấn mạnh vào việc Internet không đóng vai trò chính trong việc truyền tải thông tin truyền hình hay bất kì loại nội dung truyền hình nào khác. Thay vào đó, IPTV sử dụng IP là cơ chế phân phối mà theo đó có thể sử dụng Internet, đại diện cho mạng công cộng dựa trên IP, hay có thể sử dụng mạng riêng dựa trên IP.Có thể thấy, IPTV là một dịch vụ số mà có khả năng cung cấp những tính năng vượt trội hơn khả năng của bất kì cơ chế phân phối truyền hình nào khác. Ví dụ, set – top box IPTV có thể thông qua phần mềm để cho phép xem đồng thời 4 chương trình truyền hình trên màn hiển thị, hay có thể nhận tin nhắn sms, e – mail…
Trang 1 Chương 1: GIỚI THIỆU IPTV I. Giới thiệu về IPTV 1. IPTV là gì? IPTV là tên viết tắt của cụm từ Internet Protocol Television -truyền hình qua giao thức Internet. ITPV theo định nghĩa chính thức như sau: IPTV được định nghĩa là các dịch vụ đa phương tiện như truyền hình ảnh, tiếng nói, văn bản, dữ liệu được phân phối qua các mạng dựa trên IP mà được quản lý để cung cấp các cấp chất lượng dịch vụ, bảo mật, tính tương tác, tính tin cậy theo yêu cầu. Như vậy IPTV đóng vai trò phân phối các dữ liệu, kể cả hình ảnh, âm thanh, văn bản qua mạng sử dụng giao thức Internet. Điều này nhấn mạnh vào việc Internet không đóng vai trò chính trong việc truyền tải thông tin truyền hình hay bất kì loại nội dung truyền hình nào khác. Thay vào đó, IPTV sử dụng IP là cơ chế phân phối mà theo đó có thể sử dụng Internet, đại diện cho mạng công cộng dựa trên IP, hay có thể sử dụng mạng riêng dựa trên IP. Có thể thấy, IPTV là một dịch vụ số mà có khả năng cung cấp những tính năng vượt trội hơn khả năng của bất kì cơ chế phân phối truyền hình nào khác. Ví dụ, set – top box IPTV có thể thông qua phần mềm để cho phép xem đồng thời 4 chương trình truyền hình trên màn hiển thị, hay có thể nhận tin nhắn sms, e – mail… 2. Một số đặc tính của IPTV ♦ Hỗ trợ truyền hình tương tác Khả năng hai chiều của hệ thống IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ phân phối toàn bộ các ứng dụng TV tương tác. Các loại hình dịch vụ được truyền tải thông Trang 2 qua một dịch vụ IPTV có thể bao gồm truyền hình trực tiếp chuẩn, truyền hình chất lượng HDTV, trò chơi tương tác va 2internet tốc độ cao. ♦ Sự dịch thời gian IPTV kết hợp với một máy ghi video kĩ thuật số cho phép dịch thời gian nội dung chương trình – một cơ chế cho việc ghi và lưu trữ nội dung IPTV để xem sau. ♦ Cá nhân hóa Một thệ thống IPTV đầu cuối hỗ trợ truyền thông tin hai chiều và cho phép người dùng cuối cá nhân hóa những thói quen xem TV của họ bằng cách cho phép họ quyết định những gì họ muốn xem và khi nào họ muốn xem ♦ Yêu cầu băng thông thấp Thay vì phân phối trên mọi kênh để tới mọi người dùng, công nghệ IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ chỉ truyền trên một kênh mà người dùng yêu cầu. Đặc điểm hấp dẫn này cho phép nhà điều hành mạng có thể tiết kiệm băng thông của mạng. ♦ Có thể truy xuất qua nhiều thiết bị Việc xem nội dung IPTV bây giờ không chỉ giới hạn ở việc sử dụng TV. Người dùng có thể sử dụng máy PC hay thiết bị di động để truy xuất vào các dịch vụ IPTV. 3. Sự khác biệt giữa IPTV và truyền hình Intrenet Do đều được truyền trên mạng dựa trên giao thức IP, người ta đôi lúc hay nhầm IPTV là truyền hình Internet. Tuy nhiên, 2 dịch vụ này có nhiều điểm khác nhau: Trang 3 Truyền hình Internet sử dụng mạng Internet công cộng để phân phát các nội dung video tới người sử dụng cuối. IPTV sử dụng mạng riêng để truyền các nội dung video đến khách hàng. Các mạng riêng này thường được tổ chức và vận hành bởi nhà cung cấp dịch vụ IPTV. ♦ Về mặt địa lý Các mạng do nhà cung cấp dịch vụ viễn thông sở hữu và điều khiển không cho phép người sử dụng Internet truy cập. Các mạng này chỉ giới hạn trong các khu vực địa lí cố định.Trong khi mạng Internet không có giới hạn về mặt địa lí, người dùng Internet nào cũng có thể xem truyền hình Internet ở bất kì đâu trên thế giới. ♦ Về quyền sở hữu hạ tầng mạng Khi nội dung video được gửi qua mạng Internet công cộng, các gói sử dụng giao thức Internet mạng nội dung video có thể bị trễ hoặc mất khi nó di chuyển trong các mạng khác nhau tạo nên mạng Internet công cộng. Do đó, nhà cung cấp các dịch vụ truyền hình ảnh qua mạng Internet không đảm bảo chất lượng truyền hình như với truyền hình mặt đất, truyền hình cáp hay truyền hình vệ tinh. Thực tế là các nội dung video truyền qua mạng Internet khi hiển thị trên màn hình TV có thể bị giật và chất lượng hình ảnh thấp. Trong khi, IPTV chỉ được phân phối qua một hạ tầng mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Do đó người vận hành mạng có thể điều chỉnh để cung cấp hình ảnh với chất lượng cao. ♦ Về cơ chế truy cập Trang 4 Một set-top box số thường được sử dụng để truy cập và giải mã nội dung video được phân phát qua hệ thống IPTV , trong khi PC thường được sử dụng để truy cập các dịch vụ Internet. Các loại phần mềm được sử dụng trong PC thường phụ thuộc vào loại nội dung truyền hình Internet. Ví dụ như, để download các chương trình truyền hình từ trên mạng Internet, đôi khi cần phải cài đặt các phần mềm media cần thiết để xem được nội dung đó. Hay hệ thống quản lí bản quyền cũng cần để hỗ trợ cơ chế truy cập. ♦ Về giá thành Phần trăm nội dung chương trình được phân phát qua mạng Internet công cộng tự do thay đổi. Điều này khiến các công ty truyền thông đưa ra các loại dịch vụ dựa trên mức giá thành. Giá thành các loại dịch vụ IPTV cũng gần giống với mức phí hàng tháng của truyền hình truyền thống. Các nhà phân tích mong rằng truyền hình Internet và IPTV có thể hợp lại thành 1 loại hình dịch vụ giải trí. 4. Cơ sở hạ tầng mạng IPTV Trang 5 Hình 1.1 mô hình hệ thống IPTV ♦ Trung tâm dữ liệu Cũng được biết đến như là “đầu cuối - headend”. Trung tâm dữ liệu IPTV nhận nội dung từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm truyền hình địa phương, các nhà tập hợp nội dung, nhà sản xuất, qua đường cáp, trạm số mặt đất hay vệ tinh. Ngay khi nhận được nội dung, một số các thành phần phần cứng khác nhau từ thiết bị mã hóa và các máy chủ video tới bộ định tuyến IP và thiết bị bảo mật giành riêng được sử dụng để chuẩn bị nội dung video cho việc phân phối qua mạng dựa trên IP. Thêm vào đó, hệ thống quản lý thuê bao được yêu cầu để quản lý hồ sơ và phí thuê bao của những người sử dụng. Chú ý rằng, địa điểm thực của trung tâm dữ liệu IPTV được yêu cầu bởi hạ tầng cơ sở mạng được sử dụng bởi nhà cung cấp dịch vụ. ♦ Mạng truyền dẫn băng thông rộng Việc truyền dẫn dịch vụ IPTV yêu cầu kết nối điểm – điểm. Trong trường hợp triển khai IPTV trên diện rộng, số lượng các kết nối điểm – điểm tăng đáng kể và yêu cầu độ rộng băng thông của cơ sở hạ tầng khá rộng. Sự tiến bộ trong công nghệ mạng trong những năm qua cho phép những nhà cung cấp viễn thông thỏa mãn một lượng Trang 6 lớn yêu cầu độ rộng băng thông mạng. Hạ tầng truyền hình cáp dựa trên cáp đồng trục lai cáp quang và các mạng viễn thông dựa trên cáp quang rất phù hợp để truyền tải nội dung IPTV. ♦ Thiết bị người dùng IPTV Thiết bị người dùng IPTV (IPTVCD) là thành phần quan trọng trong việc cho phép mọi người có thể truy xuất vào các dịch vụ IPTV. Thiết bị này kết nối vào mạng băng rộng và có nhiệm vụ giải mã và xử lý dữ liệu video dựa trên IP gửi đến. Thiết bị người dùng hỗ trợ công nghệ tiên tiến để có thể tối thiểu hóa hay loại bỏ hoàn toàn ảnh hưởng của lỗi, sự cố mạng khi đang xử lý nội dung IPTV ♦ Mạng gia đình Mạng gia đình kết nối với một số thiết bị kĩ thuật số bên trong một diện tích nhỏ. Nó cải tiến việc truyền thông và cho phép chia sẻ tài nguyên (các thiết bị) kĩ thuật số đắt tiền giữa các thành viên trong gia đình. Mục đích của mạng gia đình là để cung cấp việc truy cập thông tin, như là tiếng nói, âm thanh, dữ liệu, giải trí, giữa những thiết bị khác nhau trong nhà. Với mạng gia đình, người dùng có thể tiết kiệm tiền và thời gian bởi vì các thiết bị ngoại vi như là máy in và máy scan, cũng như kết nối Internet băng rộng, có thể được chia sẻ một cách dễ dàng II. Lý thuyết cơ bản về hệ thống mạng IP 1. Lý thuyết cơ bản hỗ trợ trong mạng IPTV Việc đóng gói các chương trình video bao gồm việc chèn và tổ chức các dữ liệu video thành các gói riêng biệt. 1.1 Tổng quan về mô hình truyền thông IPTV (IPTVCD) Trang 7 Mô hình truyền thông trong IPTV có 7 lớp (và một lớp tùy chọn) được xếp chồng lên nhau. Các dữ liệu video ở phía thiết bị gửi được truyền từ lớp cao xuống lớp thấp trong mô hình IPTV, và được truyền đi trong mạng băng rộng bằng các giao thức của lớp vật lí. Ở thiết bị nhận, dữ liệu nhận được chuyển từ lớp thấp nhất đến lớp trên cùng trong mô hình IPTV. Hình 1.2: Mô hình truyền thông IPTV Do đó, nếu một bộ mã hóa gửi chương trình video đến một thiết bị IPTV của khách hàng, thì phải chuyển qua các lớp trong mô hình IPTV ở cả phía thiết bị nhận và thiết bị gửi. Mỗi lớp trong mô hình IPTV độc lập với nhau và có chức năng riêng. Khi chức năng này được thực hiện, dữ liệu video được chuyển đến lớp tiếp theo trong mô Trang 8 hình IPTV. Mỗi lớp sẽ thêm vào hoặc bỏ đi phần thông tin điều khiển của các gói video trong quá trình xử lí. Thông tin điều khiển chứa các thông tin giúp thiết bị có thể sử dụng gói dữ liệu đúng chức năng của nó, và thường được định dạng như các header hoặc trailer. Bên cạnh việc truyền thông giữa các lớp, còn có các liên kết ảo giữa các tầng cùng mức. 7 lớp và 1 lớp bổ sung trong mô hình IPTV có thể được chia làm 2 loại: các lớp cao và lớp thấp. các tầng cao hơn thì quan tâm nhiều hơn tới các ứng dụng của IPTV và các định dạng file, trong khi các tầng thấp hơn thì quan tâm tới việc truyền tải các nội dung. Mô hình IPTV và truyền tải các nội dung MPEG: ♦ Lớp mã hóa video Quá trình truyền thông bắt đầu ở lớp mã hóa, các tín hiệu tương tự hoặc số được nén. Tín hiệu lối ra của bộ nén là các dòng MPEG cơ bản. Các dòng MPEG cơ bản được định nghĩa là các tín hiệu số liên tục thời gian thực. Có nhiều loại dòng cơ bản. VD, âm thanh được mã hóa sử dụng MPEG được gọi là “dòng âm thanh cơ bản”. Một dòng cơ bản thực ra chỉ là tín hiệu thô ra từ bộ mã hóa. Các dòng dữ liệu được tổ chức thành các khung tại lớp này. Các thông tin chứa trong một dòng cơ bản có thể bao gồm: +Loại khung và tốc độ. +Vị trí của những block dữ liệu trên màn hình. +Tỉ số cạnh. +Các dòng cơ bản là nền tảng để tạo nên các dòng MPEG. ♦ Lớp đóng gói video Trang 9 Để truyền các dòng âm thanh, dữ liệu và hình ảnh cơ bản qua mạng số, mỗi dòng cơ bản này phải được chuyển đổi sang một dòng được chèn của gói PES đã được đánh dấu thời gian (PES- parketized Element Stream ). Một dòng PES chỉ bao gồm một loại dữ liệu từ một nguồn. Một gói PES có thể có kích thước khối cố định hoặc thay đổi, có thể lên tới 65536 byte/gói. Bao gồm 6 byte header, và số byte còn lại chứa nội dung chương trình. Do bản chất của mạng, thứ tự hay chuỗi các khung video từ lối ra của trung tâm dữ liệu IPTV có thể khác thứ tự các khung do các thiết bị của người dùng nhận được. Do đó, để giúp đỡ quá trình đồng bộ, các hệ thống dựa trên MPEG thường dán nhãn các gói PES khác nhau trong chuỗi video. Có 2 loại nhãn thời gian được sử dụng đối với mỗi gói PES: nhãn thời gian trình diễn (PTS), và nhãn thời gian giải mã (DTS): + PTS nhãn thời gian trình diễn có giá trị thời gian 33 bit, được đặt trong trường PES header. Mục đích của việc sử dụng PTS cho mỗi gói là để xác định xem khi nào và theo trật tự nào thì gói đó được xem (bởi người xem). + DTS nhãn giải mã để sử dụng giúp bộ giải mã ở thiết bị của người sử dụng biết khi nào xử lí gói đó. Như đã chỉ ra ở trên, thứ tự các gói được truyền đi qua mạng khác với thứ tự các gói nhận được ở thiết bị của người sử dụng. Thiết bị người sử dụng IPTV sẽ dùng các nhãn PTS và DTS để tái tạo lại nội dung video gốc. Bên cạnh việc gửi đi các nội dung nén MPEG-2, PES còn có khả năng truyền tải các khối H.264/AVC qua mạng IPTV. Trang 10 Hình 1.3: Ứng dụng nhãn thời gian với các gói MPEG PES ♦ Lớp cấu trúc dòng truyền tải Lớp tùy chọn này được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau. Lớp này hoạt động như một lớp trung gian giữa các nội dung được nén MPEG-2, H.264/AVC ở lớp cao hơn và các lớp thấp hơn trong mô hình IPTV. Giao thức RTP chính là lõi của lớp này và thường là block cơ sở hỗ trợ truyền dòng nội dung theo thời gian thực qua mạng IP. Chú ý rằng, kĩ thuật RTP thường được triển khai trong các mạng không đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS để truyền các dịch vụ IPTV. Mặc dù RTP giúp làm tăng khả năng các dòng tới đích trong trật tự đúng, nhưng không được thiết kế để đảm bảo các mức chất lượng dịch vụ. Do đó, trách nhiệm của nhà cung cấp dịch vụ là đảm bảo video luôn được ưu tiên khi chúng được truyền đi trong hạ tầng mạng. ♦ Lớp giao thức truyền tải thời gian thực [...]... socket Hệ thống địa chỉ đối với liên kết truyền thông bao gồm các thành phần sau: + Giao thức + Địa chỉ IP của máy chủ IPTV + ID của tiến trình chạy trên máy chủ IPTV + Địa chỉ IP của IPTVCD + ID của tiến trình chạy trên IPTVCD (3) Truyền dữ liệu: Truyền thông bắt đầu thông qua socket giữa 2 tiến trình từ phía IPTV server đến IPTVCD (4) Quản lí các dòng nội dung IPTV: Giao thức TCP quản lí các dòng IPTV. .. các công ty cung cấp dịch vụ Internet TV Đối với IPTV, UDP tỏ ra hữu ích khi trung tâm dữ liệu cần gửi các nội dung video IP tới nhiều IPTVCD và là giao thức mức truyền tải phổ biến nhất mà các nhà cung cấp dịch vụ IPTV c) Sự khác biệt giữa TCP và UDP Khi các nhà cung cấp dịch vụ phát các nội dung IPTV tới các thuê bao, điều quan trọng là các nội dung này phải đến thiết bị của người dùng đúng lúc và. .. trường IPTV lí tưởng, số của cửa số được báo về từ IPTVCD sẽ báo cho server biết không gian vùng đệm còn trống chính là tốc độ mà tại đó các nội dung video được gửi đi từ video server Các cổng TCP và Socket: Mỗi điểm cuối của một liên kết IPTV thì có một địa chỉ IP và một giá trị cổng liên quan Vì thế mỗi liên kết có 4 thành phần khác nhau: + Địa chỉ IP của video server Trang 14 + Số của cổng của video... khác với các giao thức mạng Kĩ thuật Ethetnet là một trong những kĩ thuật phổ biến hơn được sử dụng trong hệ thống IPTV Lớp liên kết dữ liệu bao gồm các chức năng dành cho các mạng dựa trên Ethernet: Encapsulation Lớp này thêm vào các gói IPTV một header Ethernet header là loại Encapsulation phổ biến nhất dùng trong lớp liên kết dữ liệu của IPTVCD Định địa chỉ Lớp liên kết dữ liệu xử lí các địa... các địa chỉ vật lí của mạng người sử dụng và các thiết bị chủ Hệ thống địa chỉ khác nhau với các topo mạng Ví dụ, địa chỉ MAC được sử dụng trong mạng Ethernet Mỗi thiết bị kết nối với mạng IPTV thì có 1 địa chỉ MAC Độ dài của địa chỉ MAC là 48 bit và thường được biểu diễn bằng 12 số Trang 26 trong hệ 16 Trong 12 số hệ 16 này, 6 số đầu tiên để dành cho nhà sản xuất thiết bị IPTV và các số còn lại được... trên màn hình TV của người xem 2 Các chuẩn nén thời gian thực Nén cho phép các nhà cung cấp dịch vụ truyền các kênh hình và tiếng với chất lượng cao qua mạng IP băng rộng Do mắt người ko thể phân biệt được toàn bộ các phần của hình ảnh Do đó việc nén sẽ làm giảm độ lớn của tín hiệu ban đầu bằng cách bỏ bớt các phần không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng của hình ảnh Một hệ thống nén video tiêu biểu (hay... TCP đối với các dịch vụ truyền thông như các ứng dụng đa truyền thông IPTV và truyền quảng bá Đây là những nguyên nhân chính TCP ít được sử dụng trong IPTV trực tiếp TCP được dùng trong các ứng dụng khác như e-mail, download các chương trình Internet TV Mặc dù, độ tin cậy và khả năng sửa lỗi của UDP không bằng TCP nhưng UDP là giao thức được lựa chọn để phân phát các dịch vụ IPTV UDP có các nhược điểm... khả năng tìm và sửa lỗi Vấn đề này được khắc phục bằng cách gắn các hàm sửa lỗi vào các ứng dụng IPTV chạy trên các mạng hoặc trong chính các dòng video ♦ Lớp IP Sau lớp truyền tải là lớp IP (còn được gọi là lớp liên mạng ) Nhiệm vụ chính của lớp này là đưa các dữ liệu tới các vị trí mạng riêng biệt thông qua nhiều mạng độc lập được liên kết với nhau được gọi là liên mạng Lớp này được sử dụng để gửi các. .. dữ liệu bao gồm dữ liệu video thực và các thông tin của việc nhận video từ trung tâm cung cấp dữ liệu IPTV tới đích IPTVCD Cách đánh địa chỉ IP: trong môi trường IPTV, địa chỉ IPv4 thường được dùng để định nghĩa IPTVCD và trung tâm cung cấp dữ liệu Địa chỉ IPv4 là chuỗi 4 số được ngăn cách với nhau bằng các dấu chấm để định nghĩa một cách chính xác vị trí vật lí của một thiết bị, ví dụ như set-top... 1.6: Các lớp địa chỉ IP a) Mạng con IPTV Trong các mạng lớn IPTV với hàng ngàn IPTVCD trải rộng trên một khu vực địa lí rộng, mạng dựa trên IP này cần được chia thành các mạng nhỏ hơn gọi là mạng con Mạng con của mạng IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ định nghĩa và giám sát các phần riêng biệt trong mạng mà không cần địa chỉ IPv4 mới Người điều hành mạng cũng sử dụng địa chỉ mạng con để giấu đi cấu trúc . bị IPTV của khách hàng, thì phải chuyển qua các lớp trong mô hình IPTV ở cả phía thiết bị nhận và thiết bị gửi. Mỗi lớp trong mô hình IPTV độc lập với nhau và có chức năng riêng. Khi chức năng. có 4 thành phần khác nhau: + Địa chỉ IP của video server. Trang 14 + Số của cổng của video server. + Địa chỉ IP của IPTVCD. + Số của cổng của IPTVCD. Việc kết hợp địa chỉ IP và số của cổng cho. socket. Hệ thống địa chỉ đối với liên kết truyền thông bao gồm các thành phần sau: + Giao thức. + Địa chỉ IP của máy chủ IPTV. + ID của tiến trình chạy trên máy chủ IPTV . + Địa chỉ IP của IPTVCD. +